浙江大学2007-2008学年春季学期

浙江大学2007-2008学年春季学期《土力学》课程期末考试试卷开课学院：浙江大学建筑工程学院，考试形式：闭卷，允许带计算器入场一、选择题：（每题1.5分，共15分）1.以下何种承载力最小_______。（a）；（b）；（c）；（d）。2.在理论上，相同条件下若按土体变形模量计算最终沉降，则计算结果总是______按压缩模量计算的最终沉降。（a）大于；（b）小于；（c）等于；（d）不确定。3.下列何种土压力系数可能大于1________。（a）静止土压力系数；（b）主动土压力系数；（c）被动土压力系数；（d）全都不是。4.某天然地基抗剪强度参数为：=10kPa，=0°，=20kPa，=13°，则在该天然地基上短期内填筑路堤的高度不宜超过________。（a）1m；（b）2.5m；（c）5m；（d）8m。5.双面排水达到某一固结度需要时间为6个月，若是单面排水，则达到同一固结度需要时间为______。（a）12个月；（b）24个月；（c）3个月；（d）1.5个月。6.不均匀系数越______，曲率系数越_______，则土的级配越好。（a）大、小；（b）大、适中；（c）适中、小；（d）小、大。7.下列何种因素不会引起地基沉降_________。（a）地下水位下降；（b）外荷载的施加；（c）超静孔隙水压力的消散；（d）开挖卸荷。8.相同条件下，土体主、被动土压力分别充分发挥时所需的挡土墙水平位移绝对值前者_____后者。（a）小于；（b）大于；（c）等于；（d）不能确定。9.地基中的超静孔隙水压力由_________引起。（a）地下水；（b）土自重与外加荷载；（c）地下水与土自重；（d）外加荷载。10.对于均布条形荷载作用下的附加应力等值线深度大约为基础宽度的______倍。（a）6；（b）3.5；（c）2；（d）1.5。二、填空题：（每空1分，共10分）1.地基固结沉降与土的__________性和___________性有关。2.土的有效应力强度指标可通过_____________________三轴试验和____________________三轴试验获得。3.一原状土样，含水量=30%，颗粒比重，r=1.88g/cm3，其孔隙比e=。4.某粘性土，天然含水量=50%，液限为45%，塑限为26%。则其塑性指数IP=，液性指数IL=。该土处于状态（软硬状态）。5.土在压实时，夯击能量越大，最优含水量。6.同一粘性土，含水量越大，则内摩擦角越_______。三、简答题：（每题5分，共20分）1.试举例说明在土坡稳定分析中三套土体抗剪强度指标的适用性。2.简述如图1所示的基坑渗流作用下，坑内A点和坑外B点有效应力的变化及其原因。3.简述直剪试验的不足以及三轴试验是通过何种原理或方式弥补这些不足的。4.简述浅基础埋深对其极限承载力的影响及原因。图1四、分析计算题：（55分）1.如图2所示，土的不固结不排水三轴试验获得的粘聚力cu=40kPa和内摩擦角ju=0o，重度g＝19kN/m3。试用瑞典圆弧法求该土坡沿给定滑弧的稳定安全系数。（5分）图22.有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，经105°C烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒相对密度（比重）为2.74，试求该土样的密度、含水量、干密度及孔隙比（要求绘出土的三相示意图，按三相比例指标的定义求解）。（12分）3.某完全饱和土样，已知土的抗剪强度指标为cu=35kPa，ju=0°；ccu=12kPa，jcu=12°；c’=3kPa，j’=28°，则：（1）若该土样在s3=200kPa作用下进行三轴固结不排水压缩试验，则破坏时的s1约为多少？（5分）（2）若该土样进行三轴固结不排水压缩试验，固结压力s3=250kPa，某时刻测得s1=400kPa，u=160kPa，分别从总应力和有效应力角度判别土样是否会被剪坏。（8分）4.如图3所示，挡土墙高6m，墙背竖直、光滑、墙后填土水平，填土共分两层土，第一层为砂土，第二层为粘性土，各土层的物理力学指标如图3所示，试求：（1）墙后无地下水时的主动土压力分布及总主动土压力大小（5分）；（2）当地下水为离墙底2m时，作用在挡土墙上的主动土压力分布及总主动土压力大小（按水土合算法计算）（10分）。图35.某机场跑道，路基和路面荷重38kPa，地基土为淤泥，厚度15米，其下为粉质粘土（可不考虑其压缩及渗透），淤泥层的主要物理和力学性质指标如下：含水量w=58.4%，重度16.5kN/m3，天然孔隙比e0=1.62，Es=1.48MPa，固结系数Cv=2.66′10-3cm2/s。按一维固结考虑，20年设计使用年限内地基的固结沉降是多少？(固结度，为时间因子)（10分）参考答案一、选择题：（每题1.5分，共15分）1.__d___2.__a___3.___c____4.___c____5.__b___6.___b__7.____d____8.__a__9.____d____10.___a__二、填空题：（每空1分，共10分）1.__压缩____渗透__2.固结不排水_____固结排水___3.e=0.884.IP=19，IL=1.26流塑状态（软硬状态）。5.越小6.__小_三、简答题：（每题5分，共20分）1.试举例说明在土坡稳定分析中三套土体抗剪强度指标的适用性。答：用总应力分析法时，采用不排水或固结不排水抗剪强度；用有效应力分析法时，采用有效应力抗剪强度指标，即排水剪抗剪强度。例如在堤坝填筑或土坡挖方过程和竣工时，如土体和地基的渗透系数很小，且施工速度快，孔隙水压力来不急消散，可采用总应力分析法，采用快剪或三轴不排水剪测得的抗剪强度；在分析挖方土坡的长期稳定性或稳定渗流条件下的稳定时，应采用有效应力分析法，采用慢剪或三轴排水剪测试的抗剪强度；在分析上游坡因水位骤降对稳定影响时，因堤坝已经历长期运行，土体固结并浸水饱和，可采用饱和土样的固结快剪或三轴固结不排水剪测试的抗剪强度。2.简述如图1所示的基坑渗流作用下，坑内A点和坑外B点有效应力的变化及其原因。答：在坑内外水头差的作用下，由坑外向坑内形成渗流场，渗流场对坑内外土体均施加渗透力的作用，进而对水土压力产生影响。A点水平有效应力↓，孔隙水压力↑B点水平有效应力↑，孔隙水压力↓3.简述直剪试验的不足以及三轴试验是通过何种原理或方式弥补这些不足的。答：直剪试验的缺点主要有（1）剪切面限定为上下盒之间的平面，不是土样剪切破坏时最薄弱的面；（2）用剪切速度大小来模拟剪切过程中的排水条件，误差很大，在试验过程中不能控制排水条件，（3）剪切面上剪应力分布不均匀，在剪切过程中上下盒轴线不重和，实际剪切面逐步变小，试验中主应力大小及方向发生变化。整理试验结果中难以考虑上述因素影响。三轴试验通过对土样施加恒定的围压，然后增加轴向压力，即增大，直至土体剪切破坏。由于在试验中土样受力明确，基本上可自由变形，可较好的控制土样的排水条件，测得土体中孔隙水压力，故三轴可克服直剪试验的不足，成为土的抗剪强度指标较为完善的测定方法。4.简述浅基础埋深对其极限承载力的影响及原因。答：（1）基础埋深越大，基底下土体有效应力则越大。。z越大，越大，则抗剪强度越大，地基极限承载力越大。（2）基础埋深越大，地基整体破坏时的滑弧就越长，抗滑力就越大，则基础的极限承载力越大。四、分析计算题：（55分）1.解：所以，滑弧的稳定安全系数为1.7.2.解：土三相示意图已知V=21.7cm3，，，，由于土样完全饱和，则，所以含水量干密度孔隙比3.解：（1）已知，，则：（2）从总应力判断，，，所以，土样不会破坏。从有效应力判断，，，所以，土样不会破坏。综上，土样不会破坏。4.解：（1）已知，，，，，，，各点土压力计算如下：a点：b点：c点：合力位置（2）有地下水时，，不变各点主动土压力计算如下：a点：b点：c点：d点：合力位置5.解：单面排水时，又则故