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土力学作业

非饱和土力学的发展过程与黄土

湿陷机制

非饱和土力学的发展过程与黄土湿陷机制

摘要：黄土是一种典型的非饱和土,其湿陷机制与自身含水量及应力状态有关。因此,非饱和土力学理论的发展以及试验条件的改善,为黄土湿陷机制研究提供了新的途径。早期黄土湿陷性概念来自对表层黄土/浸水沉陷现象,具有特定历史研究背景和含义,为区别于传统的湿陷概念及其湿陷机制研究,基于非饱和土力学过程的湿陷机制研究应在广义湿陷概念框架内加以探讨。基于非饱和土力学理论,黄土湿陷机制研究首先应根据具体湿陷路径针对性地开展非饱和土应力路经试验研究;其次,以湿陷路径试验为基础建立黄土广义湿陷本构模型,为工程问题的定量分析和数值计算提供科学依据。同时,可将黄土胶结特征的变化对黄土的力学性质产生影响,归结为黄土湿陷流变问题加以研究。非饱和黄土常剪应力增湿试验表明:随着含水量的增加及基质吸力的降低,土体发生微小变形(轴应变约为1%),随后开始发生湿陷破坏,应变速率突然增加,偏应力也不再维持为常数;同时,观察到孔压突然上升1~2kPa,表明土体湿陷过程发生了不完全排水剪缩破坏。

关键词：土力学非饱和土力学发展过程黄土湿陷机制

Abstract: In loess is a kind of typical unsaturated soil, the collapsibility mechanism is related to its water content and stress state. Therefore, the development of the theory of unsaturated soil mechanics and the improvement of test conditions, for the loess collapsibility mechanism research provides a new way. Early concept of collapsibility loess from on surface layer loess/flooded subsidence phenomenon, has the certain historical background and meaning, as the difference between traditional concept and wet fall collapse mechanism research, based on the collapse mechanism of unsaturated soil mechanics process research should be discussed with the collapsibility in generalized concept within the framework. Based on unsaturated soil mechanics theory, the mechanism of loess collapsibility should first the collapse path according to specific targeted research on unsaturated soil stress path test; Secondly, based on the wet path test loess collapsibility generalized constitutive model is set up, for the engineering problems of quantitative analysis and provide a scientific basis for numerical calculation. At the same time, the characteristics of loess cementation can be change to influence the mechanical properties of loess, due to collapsibility loess rheological study problem. Unsaturated loess shear stress often humidifying experiment showed that with the increase of moisture content and matrix suction is reduced, the soil deformation small (about 1% axial strain), and then began the collapse damage occurred, the strain rate suddenly increases, the deviatoric stress is no longer maintained as constant; Observed at the same time, the pore pressure rise suddenly 1 ~ 2 kpa, and indicates that the soil wet process incomplete drainage shear shrinkage damage happened.

Keyword: soil mechanics; Unsaturated soil mechanics; The development process; Mechanism of loess collapsibility

一、前言

从1925年Terzaghi发表《土力学的基本原理》以来,土力学的发展已有60多年的历史。作为力学的一个分支,土力学本来应当是运用数学和力学手段进行分

析的科学,但是,由于土体的性质非常复杂,土力学迄今尚未能完全摆脱经验的成分。所以,直到70年代,Peck还在宣扬Terzaghi早期提出的观点:土力学不是科学,而是一门艺术。随着研究的深人,经验逐步上升到理论;大型电子计算机和数值计算方法的发展,使人们可以通过数学分析合理地预测土体受力后的破坏和变化;而近代测试技术的广泛应用,又促使出现了一些能够比较精确地测定土体性质的先进手段。这样,土力学的三个重要组成部分:理论土力学、计算土力学和实验土力学,在最近十年内都有了十分迅猛的发展。

二、理论土力学

土力学的基本课题为预测或说明土体在荷载作用下发生的应力、变形和孔隙压力及其随时间的变化过程。为此,首先要建立能描述变化过程及其机理的理论及相应的本构模型。在土力学发展初期,即本世纪20一40年代,理论土力学有两大支柱—极限平衡理论和固结理论。实质上,这两个理论涉及土体的三项基本力学性质:强度、变形和渗透性,因而包含有三种特定的本构模型:强度本构关系采用库伦摩阻定律;应力应变计算采用理想弹性模型;而渗透计算则采用达西线性定律。

土的抗剪强度理论是极限平衡理论的基础。有效应力原理的确立大大深化了人们对于土的强度的认识,也推动了对于土的强度的研究,包括各种各样强度理论及其相应的破坏准则的提出和验证。60年代还开始考虑中主应力、各向异性和主应力偏转对于强度的影响等。80年代土力学研究的焦点转向土的应力应变模型,而强度问题往往只是结合应力应变的研究而加以探讨,例如将破坏准则当作是不同应力水平下的屈服函数的界限。

在60年代初,人们对于土体的力学性质的认识发生了一次新的飞跃,其主要标志是对土的剪胀性的认识。这样就使土力学的发展脱离了弹性力学的范畴。土的应力应变模型从此由古典的理想弹性体经过非线性弹性体而发展到弹塑性体。其中最早的开创性工作就是著名的剑桥模型。有人将此工作列为标志近代土力学开端的里程碑。此后,有一些人试图更全面地考虑土的各种各样的复杂性质及其影响因素,例如土的各向异性、粘弹塑性、应变软化、以及复杂的应力组合和应力路径等。但是考虑的因素越多,本构模型的表达式就越复杂,也就越难于在实际工程中推广应用。因此,当前的主要方向应该是针对具体工程问题和特定土类,

寻求能包括主要影响因素、尽可能简单而又有足够精度的本构方程,或者在试验中尽量模拟现场条件而得出本构方程,直接用于工程计算。

达西线性定律是最常用的渗透本构关系,它对大多数情况是适用的。但是,也存在非线性的或非达西型的渗透情况,例如,密实粘土中的小梯度渗流,粗粒土中的大雷诺数渗透等。以前,在土力学中土的渗透问题没有受到应有的重视。实际上,土的渗透性不仅影响到土体的固结过程,而且还牵涉到土体渗透变形和水力劈裂等问题。例如,在非线性或非达西型渗流定律以及非线性应力应变关系的基础上,已提出多种比较符合实际情况的非线性固结理论,并开始研究非饱和土的渗流固结问题,而美国Teton坝的失事,更引起人们对于渗流变形和水力劈裂的广泛注意。

在理论土力学的发展中,还有两种趋势值得重视,首先是对土的微观结构的研究,用来说明或补充土体的宏观力学性状。其次,随着概率统计方法和可靠性分析等在土力学中的应用,有人开始考虑采用随机型本构模型代替现有的定值型本构模型。此外,近年来断裂力学和损伤力学的概念也引人土力学中。有人正在研究土体中剪切带的形成及其分叉问题。

三、计算土力学

上面已经指出,由于土力学课题的复杂性,往往无法采用一般的解析方法求得精确解。因此,在近代土力学发展初期,还缺乏适当的分析计算手段,工程设计中仍采用一些半经验的方法,如分层总和法,圆弧滑动法和库伦土压力理论等。

60年代后期,有限元法引入土工计算,标志着土力学的新分支—计算土力学的诞生。20年来,随着电子计算机和数值计算技术的迅猛发展,计算土力学已取得不少重要进展。例如,应力应变计算从以往的线弹性平面问题分析,发展到目前对非线性、大变形和粘弹塑性等三维问题的分析。计算方法也已从常用的差分法、有限元法、边界元法发展到离散元、杂交元、无界元、半解析元、摄动有限元、随机有限元等。反算分析方法也日益引起重视。

现还正在研究开发各种祸合方法。在特定条件下,将两种不同的数值计算方法(例如差分法和有限元法,有限元和边界元,有限元和无界元)结合起来处理同一课题,以提高数值方法解决实际问题的能力。例如,在研究土体固结和变形的祸合解时,在空间域中采用有限元法离散,而在时间域中则采用差分法离散,得到十

分好的效果.

从70年代开始,随着结构工程中概率理论和统计方法的广泛应用。人们开始采用这些手段来研究土体的另一重要特性—土的分散性。诚然,象一次二阶矩法,MonteCarlo模拟法等应用于若干土工问题已取得了令人鼓舞的结果,但对诸多土性指标的统计参数依旧认识肤浅,资料贫乏。又由于现阶段一些土性指标(例如液化势)具有模糊性,所以模糊数学亦已开始向土力学渗透。

但是,计算土力学迄今仍存在一个很大的缺陷,即计算结果往往与现场实测资料相差很大。原因可能是选用的模型和测定的参数与土体实际性状不符,特别是后者的影响较大。因此,土力学中的反算分析方法近年来有了较大发展。但反算得出的参数代表实际工程的综合效应,其物理意义不明确,不能真正反映土体特性。因此,反算分析并不能代替土工试验。

四、实验土力学

在土力学发展的早期,土的室内试验和现场观测主要停留在定性描述的感性认识阶段。最早的定量测试是测定土的压缩曲线和抗剪强度,以便为计算地基沉降和土坡稳定或土压力提供指标。

随着土力学从定性研究向定量研究发展,特别是60年代电子计算技术的兴起和数值计算技术的发展,人们对工程设计和土工计算中所需的土工参数,提出了越来越高的要求,这就大大促进了实验土力学的发展。

许多年来,土的强度测定始终受到普遍重视。例如盒式直剪仪早在19世纪就在法国出现,而目前的流行形式则还是本世纪30年代制定的一种设计。在40年代,特别是在有效应力普及以后,人们在室内测定土的强度主要采用较新的三轴试验技术。到了60年代,又有人对此试验方法提出疑问,尤其是将其结果应用于安全系数较低而又包含有侧向位移的破坏情况,以及主应力轴发生较大偏转的情况。由于许多大型的离岸建筑物都属于这种类型,因而直接施加剪切荷重的直剪试验重新引起各国兴趣是毫不奇怪的。当时盒式直剪试验已受到严厉批判,单剪试验看来能避免盒式直剪试验的某些缺点,而又保留着简单易行的特点,因而颇受人们欢迎。同时,为了弥补三轴试验的不足,不少人建议采用三轴压缩、三轴伸长和单剪试验的组合,以分析许多实际工程,因此,从60年代中期开始,单剪试验也曾风行一时。尽管不久在国际上兴起一股反对单剪试验的旋风,然而,赞成单剪试验的

还是大有人在,直到1987年英国土工杂志《Geotechnigue》还为它发表一期专刊,、讨论它在工程中的实际应用。

60年代以后,有限元法在土力学计算中获得相当广泛的应用.因此,上述各种测定强度的试验仪器也被用来测定土的应力应变特性。当然,在上述各种仪器中,土样的应力应变状态不均匀也引起许多人不满。到了7仓一80年代,人们又开始重视中主应力、应力途径和主应力偏转等对土的强度和应力应变性质的影响,因而研究开发出各种能够考虑这些因素的试验新技术,如平面应变仪、真三轴仪、任意应力途径三轴仪、空心扭剪仪和方向剪力仪(directionalsheartestdeviee)等。但是,这些设备都比较复杂,只适用于研究工作。

相对来说,压缩试验的变化较少,其容器基本上仍保持最初的一维压缩的环刀形式。为了减少环壁摩阻,曾采用过涂抹油脂或镶配低摩阻衬砌等方法。后来又研究出一些能在压缩过程中测定侧压力、孔隙压力和施加反压力的容器。70年代后期,压缩试验的加荷方法有了较

大改进,即从分级加荷改为连续加荷,采用等加荷速率、等应变速率或等梯度加荷方法等,大大缩短了试验周期,提高了精度。

由于室内试验无法避免取土扰动影响,所以原位测试方法日益受到重视。除以前流行的一些常规方法有了很大改进(例如砂土中的标准贯人试验,可采用实际传递的能量进行分析,软粘土中的十字板抗剪强度试验可采用电测而废除了校正孔,以及适用于各种土类的静力触探试验可采用多功能探头等)外,最近一二十年内又研究开发出自钻式旁压仪、测定原位侧压力的应力计等。各种类型的土压力计、土应变计、测斜仪、声波发射仪、分层沉降仪和土坡稳定警报器等原位监测设备也有了较大发展。

多年来,土工模型试验始终未能起到象水工模型或结构模型在水力学和结构力学中那样的作用。这主要是由于土体性质随其应力状态而变化,一般的土工模型却由于按比尺缩小而不能重现土体原位应力水平。因此,土工模型往往不能反映原型土体的实际性状,也无法将其结果外插或延伸而推测原型的性状。只有土工离心模型试验可以利用离心力来模拟原型应力水平和影响。这种试验虽然早在30年代就已提出,但是限于当时的测试工具简陋,无法测出定量的资料,只能作些定性的唯象观察,所起作用也不大。近年来,随着电子观测手段的突飞猛进,为这

种试验带来了广阔的前景,不少国家已建立起大型土工离心机,用来检验重大工程的设计方案,或验证土工数学模型及其计算结果。甚至有人断言,象土与结构物共同作用这样的课题,只能采用土工离心模型进行研究,别无其他途径。而反对的意见则认为,离心模型中土粒的比尺效应可能有很大影响,这是需要进一步研究的问题。

几十年来, 土力学得到了突飞猛进的发展, 在城乡建筑、铁路公路、水利电力、港口、机场、采矿等各类工程建设中起到了重要的作用。到目前为止, 如果仅从技术上来讲, 土力学已经有能力应付一切复杂的建筑环境, 土力学自由王国的领域得到了空前的开拓, 从了解土和利用土走向主动地对土进行改造, 从被动的土体稳定性可估走向主动的可控。但是, 作为一门科学, 土力学毕竟还很年轻, 而它所工作的对象却是那么复杂而多变。它不仅涉及到弹性力学、塑性力学、流变学、地质学、矿物学、化学、数学等多种学科, 而且视其环境条件, 还会与水文地质学、地震工程学、流体动力学等许多学科发生密切的关系。同时, 还受到各种工程材料, 施工技术等许多因素的重要影响。因此, 从根本上讲, 土力学仍然面临着人类未曾有过的新挑战, 工程规模、工程条件的新变化, 给土力学提出了一系列亟待解决或需要合理解决的新课题。土力学必须在处理问题条件上进一步提高它的实际性, 以面对因素多, 环境差, 条件苛, 要求高的实际, 作出准确可靠的决策; 土力学必须在理论体系上进一步提高它的完整性, 以建立一套能够描述土的力学性质与行为的力学模型, 反映和区别对待不同因素之间的相互作用和内在联系; 土力学必须在测试计算上进一步提高它的精确性, 以揭示和利用更加真实的土力学规律。最终, 土力学必须使土工建筑和地基工程进一步提高在其使用上的耐久性( 已不只是稳定性了) , 以消减大量人力、财力、物力和时间上无味浪费。而且, 土力学的发展, 要求它能用愈来愈简单的方法, 愈来愈短暂的时间来解决愈来愈复杂的岩土工程问题。这就不能不在它与计算机科学的结合上花更大的气力。

而非饱和土在自然界中广泛存在,作为一种三相土(或四相土),其与饱和土不同,气相(以及收缩膜)的存在使非饱和土的性质大为复杂,它的基本特性与饱和土有所不同,这些特性给非饱和土工程性状的研究带来了许多困难,以致目前对非饱和土基本性质的研究仍很不成熟,而非饱和土的理论原理和计算方法以及

它们介入工程的程度则还处于初步阶段.

探索阶段

70年代以前,人们主要从现象上研究非饱和土的强度和变形特性,对于究竟是什么东西决定着非饱和土强度和变形这一力学机理却不得要领。鉴于饱和土的有效应力原理的巨大成功,人们自然联想到,对非饱和土是否也可以找到一个决定其强度和变形的有效应力。于是,不断有人提出各种有效应力公式,其中最著名的是Bishop公式:

Rc=(R-ua)+V(ua-uw) (1)式中(R-ua)为净应力; S=ua-uw是吸力;V是某一系数。成熟阶段

尽管早在60年代初, Coleman就提出过双变量的建议,但由于当时人们热衷于寻求有效应力这一单变量表达式,双变量理论始终没有受到重视。直至70年代中期,Fredlund重新提出这一建议,并通过大量试验证明这一理论的合理性,双变量的提法才逐渐被大家接受。双变量理论的成就就是把饱和土的屈服面推广到广义应力空间,试图以此为基础建立非饱和土变形的弹塑性理论。Alonso等人建议的广义屈服面,就是这方面工作的代表。从双变量理论出发,杨代泉建议了非饱和土的广义固结理论。这一工作既是Fredlund一维固结理论的改进与推广,也是饱和土的Biot固结理论的推广。与此同时,陈正汉从混合物理论出发在弹性骨架的假设下推导了非饱和土的固结方程。这些工作标志着非饱和土变形理论的基本框架已经形成。[1]

《土力学》第二章习题集及详细解答

《土力学》第二章习题集及详细解答第2章土的物理性质及分类一填空题 1.粘性土中含水量不同，可分别处于、、、、四种不同的状态。其界限含水量依次是、、。 2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法、、。 3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是、、。 4. 粘性土的不同状态的分界含水量液限、塑限、缩限分别用、、测定。 5. 土的触变性是指。 6.土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越。 7. 作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土砂土、、粘性土和人工填土。 8.碎石土是指粒径大于 mm的颗粒超过总重量50%的土。 9.土的饱和度为土中被水充满的孔隙与孔隙之比。 10. 液性指数是用来衡量粘性土的状态。二、选择题 1．作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数C u的关系：( ) （A）C u大比C u小好 (B) C u小比C u大好 (C) C u与压实效果无关 2.有三个同一种类土样，它们的含水率都相同，但是饱和度S r不同，饱和度S r越大的土，其压缩性有何变化？( ) (A)压缩性越大 (B) 压缩性越小 (C) 压缩性不变 3.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( ) (A)γ增加，减小 (B) γ不变，不变 (C)γ增加，增加 4.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( ) (A)天然土的含水率最大不超过液限 (B) 液限一定是天然土的饱和含水率 (C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 5. 已知砂土的天然孔隙比为e＝0.303，最大孔隙比e max＝0.762，最小孔隙比e min＝0.114，则该砂土处于( )状态。（A）密实（B）中密 (C)松散（D）稍密 6．已知某种土的密度ρ＝1.8g/cm3，土粒相对密度ds＝2.70，土的含水量w＝18.0％，则每立方土体中气相体积为( ) (A)0.486m3 (B)0.77m3 (C)0.16m3 (D)0.284m3 7.在土的三相比例指标中，直接通过室内试验测定的是（）。

土力学作业

第一次作业 1. ( 单选题) 反映土结构性强弱的指标是（）。(本题8.0分) A、饱和度 B、灵敏度 C、重度 D、相对密实度学生答案：B 标准答案：B 解析：得分：8 2. ( 单选题) 无粘性土和粘性土在矿物成分、土的结构、物理状态等方面有重要区别。(本题8.0分) A、正确 B、错误学生答案：A 标准答案：A 解析：得分：8 3. ( 单选题) 某无粘性土样的颗粒分析结果如下表所示，该土的名称是（）。

(本题 8.0分) A、中砂 B、粉砂 C、粗砂 D、碎石土学生答案：A 标准答案：A 解析：得分：8 4. ( 单选题) 组成土体的土粒很细时，对该土体不正确的描述是（）。(本题8.0分) A、弱结合水含量较高 B、强结合水含量较高 C、液性指数较大 D、塑性指数较大学生答案：C 标准答案：C 解析：得分：8 5. ( 单选题) 采用临界孔隙比能够判断砂土液化现象。(本题8.0分)

A、正确 B、错误学生答案：A 标准答案：A 解析：得分：8 6. ( 多选题) 影响土抗剪强度的因素主要有（）。(本题12.0分) A、土粒的矿物成分、颗粒形状与级配 B、土的原始密度 C、土的含水量 D、土的结构 E、试验方法和加荷速率学生答案：A,B,C,D,E 标准答案：ABCDE 解析：得分：12 7. ( 多选题) 影响土坡稳定的因素有（）。(本题12.0分) A、土坡作用力发生变化 B、土体抗剪强度的降低 C、静水压力的作用

D、地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流 E、因坡脚挖方而导致土坡高度或坡角增大学生答案：A,B,C,D,E 标准答案：ABCDE 解析：得分：12 8. ( 多选题) 影响土压力的因素有（）。(本题12.0分) A、墙的位移方向和位移量 B、墙后土体所处的应力状态 C、墙体材料、高度及结构形式 D、墙后填土的性质；填土表面的形状 E、墙和地基之间的摩擦特性 F、地基的变形学生答案：A,B,C,D,E,F 标准答案：ABCDEF 解析：得分：12 9. ( 多选题) 土的三项比例指标包括（）。(本题12.0分) A、土粒比重 B、含水量 C、密度

土力学习题集及超详细解答

土力学习题及详细解答《土力学》习题绪论一、填空题 1.就与建筑物荷载关系而言，地基的作用是荷载，基础的作用是荷载。 2.地基基础设计，就地基而言，应满足条件和条件。 3.土层直接作为建筑物持力层的地基被称为地基，埋深小于5m的基础被称为基础。二、名词解释 1.人工地基 2.深基础 3.基础 4.地基第1章土的组成一、填空题 1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较，其夯实后密实度较。 2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。 3.利用曲线可确定不均匀系数Cu；为了获得较大密实度，应选择Cu值较的土作为填方工程的土料。 4.能传递静水压力的土中水是水和水。 5.影响压实效果的土中气是与大气的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。 6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用法。 7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越。 8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为粒径。二、名词解释 1.土的结构 2.土的构造 3.结合水 4.强结合水 5.颗粒级配三、单项选择题 1.对工程会产生不利影响的土的构造为：（A）层理构造（B）结核构造（C）层面构造（D）裂隙构造您的选项（） 2.土的结构为絮状结构的是: 粉粒碎石粘粒砂粒您的选项（） 3.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（C U为不均匀系数，C C为曲率系数）： C U< 5 C U>10 C U> 5 且C C= 1へ3 C U< 5 且C C= 1へ3 您的选项（）

土力学第四次作业答案详解

1.某地基的地质剖面图描述如下：（自上而下）耕土，厚度h=1.00m ，3 16.0/kN m γ=；粉质粘土，厚度h=2.20m ，3 17.5/kN m γ=；粉土，厚度h=2.60m ，3 18.9/kN m γ=， 320.0/sat kN m γ=；淤泥，厚度h=3.20m ，317.0/sat kN m γ=；以下为不透水层。注意，水位线位于地面以下3.20m 处。（1）计算地面以下深度为1m ，3.2m ，5.8m ，9m 处的自重应力，并绘出分布图。解： z=1m,cz σ=16.0kN/m 3*1m=16kPa z=3.2m,cz σ=16 kPa +17.5 kN/m 3*2.2m=54.5 kPa z=5.8m,cz σ=54.5 kPa +(20.0-10) kN/m 3*2.6m=80.5 kPa z=9m ：上部cz σ=80.5kPa +(17.0-10) kN/m 3*3.20m=102.9 kPa 下部cz σ=102.9kPa +10 kN/m 3*(2.60+3.20) m=160.9 kPa 说明：牢记浮重度与饱和重度的关系'sat w γγγ=-。一般情况下，不用根据不同土层查表得到相对土粒密度。（2）当地下水位降至淤泥顶面时，计算地基中的自重应力，并绘出分布图。解：z=1m,cz σ =16kPa z=3.2m,cz σ=54.5 kPa z=5.8m,cz σ=54.5 kPa +18.9 kN/m 3*2.60m=103.6 kPa z=9m,上部cz σ=103.6 kPa +(17.0-10) kN/m 3*3.20m=126.0 kPa 下部cz σ =126.0 kPa +10 kN/m 3*3.2m=158.0 kPa 说明：水面高出地面的情况，如果地面土层是透水层，则地面以上的水层不会对土自重应力造成影响

土力学习题集答案-第七章

第7章土的抗剪强度指标实质上是抗剪强度参数，也就是土的强度指标，为什么？定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？平衡条件？粘性土和粉土与无粘性土的表达式有何不同？点剪应力最大的平面不是剪切破坏面？如何确定剪切破坏面与小主应力作用方向夹角？验和三轴压缩试验的土样的应力状态有什么不同？并指出直剪试验土样的大主应力方向。验三种方法和三轴压缩试验三种方法的异同点和适用性。系数A、B的物理意义，说明三轴UU和CU试验中求A、B两系数的区别。土等建筑材料相比，土的抗剪强度有何特点？同一种土其强度值是否为一个定值？为什么？强度的因素有哪些？剪应力面是否就是剪切破裂面？二者何时一致？同的试验方法会有不同的土的强度，工程上如何选用？土的抗剪强度表达式有何不同？同一土样的抗剪强度是不是一个定值？为什么？度指标是什么?通常通过哪些室内试验、原位测试测定? 验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法？工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标？的优缺点。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】坏的极限能力称为土的___ _ ____。剪强度来源于____ _______。力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为。抗剪强度库仑定律的总应力的表达式，有效。度指标包括、。量越大，其内摩擦角越。，，该点最大剪应力值为，与主应力的夹角为。土，若其无侧限抗压强度为，则土的不固结不排水抗剪强度指标。，，该点最大剪应力作用面上的法向应力为，剪应力为某点应力状态的莫尔应力圆处于该土的抗剪强度线下方，则该点处于____________状态。 2005年招收硕士学位研究生试题】排水条件可分为、、三种。

土力学与基础工程第4次作业

16.名词解释：压缩模量--- 土在完全侧限时受压变形，其竖向应力与竖向应变之比称为压缩模量 17.名词解释：前期固结压力--- 土体在历史上所受过的最大固结压力 18.什么是水的渗透力和临界水力梯度？答：水是具有一定粘滞度的液体，当其在土中渗流时，对土颗粒有推动、摩擦和拖拽作用，它们综合形成的作用于土骨架的力，即为渗透力。当向上的渗透力使土颗粒处于失重或悬浮状态，此时的水力梯度称之为临界水力梯度。 19.请简述高桩承台和底桩承台的特点和区别。高承台桩基础由于承台位置较高或设在施工水位以上，可避免或减少墩台的水下作业，施工较为方便，且更经济。但高承台桩基础刚度较小，在水平力作用下，由于承台及基桩露出地面的一段自由长度周围无土来共同承受水平外力，基桩的受力情况较为不利，桩身内力和位移都将大于同样条件外力作用下的低承台桩基础；在稳定性方面低承台桩基础也比高承台桩基础好。 20.某挡土墙高10m，墙背垂直，光滑，墙后填土面水平，填土上作用均布荷载 q=20KPa, 墙后填土分两层：上层为中砂，重度γ 1=18.5KN/m3, 内摩擦角φ 1 =30°，层厚h 1=3.0m；下层为粗砂，γ 2 =19.0KN/m3,φ 2 =35°,地下水位在离墙顶6.0m位置，水下粗砂的饱和重度为γ sat =20.0KN/m3。计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。（14分） 21.某挡土墙墙高5m，墙背铅垂、光滑，墙后填土面水平，填土表面作用有的均匀满布荷载。填土为粗砂，其，。试用

郎肯土压力理论确定挡墙上的主动土压分布，画出土压力分布曲线。（说明：不需计算总土压力）

土力学第五次作业答案

土力学第五次作业答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1.在荷载为100kPa 作用下，非饱和土样孔隙比e=1.0，饱和度为80%，当荷载增加之200kPa 时，饱和度为90%，试问土样的压缩系数a 为多少？并求出土样的压缩模量s E 。解：由s r G S e ω?= 可知，当w V 、s V 不变（也即 w s V V ω=不变时），r S e 为常数。 12280% 1.00.88990% r r S e e S = =?= 压缩系数61122110.889 1.1110 1.11()200100 e e a Pa MPa p p -----= ==?=-- 压缩模量111 1.801.11 s e E MPa a ++= == 2.一个饱和土样，含水率为40%，重度18kN/m 3，土粒比重G s 为2.70，在压缩试验中，荷载从0增至150kPa ，土样含水率变为34%，试问土样的压缩量和此时的重度各位多少（环刀高度为2cm ）解：加荷前土体的孔隙比 330(1) 1 2.710/(140%)/18/1 1.10s w G e kN m kN m γωγ += -=?+-= 加荷后土体的孔隙比，饱和土中 e ω 为定值。 00/0.34 1.1/0.400.935e e ωω==?= 压缩量0(1.10.935) 20 1.57(1)1 1.1 e H H mm mm e ?-?= =?=++ 33(1)/(1) 2.710/(10.34)/(10.935)18.7/s w G e kN m kN m γγω=++=?++= 3.从一黏土层中取样做室内压缩试验，试样成果列于表5—9中。试求：（1）该黏土的压缩系数a 1-2及相应的压缩模量E s,1-2，并评价其压缩性；（2）设黏土层厚度为2m ，平均自重应力σc =50kPa ，试计算在大面积堆载p 0=100kPa 的作用下，黏土层的固结压缩量。表黏土层压缩试验资料解：（1）11212120.7100.650 0.60.20.1 e e a MPa p p ----= ==-- 1,1212110.710 2.850.6 s e E MPa a --++= == 该土属高压缩性土。（2）050,100,p kPa p kPa =?=

《土力学》作业解答

《土力学》第一次、简答题 1、挡土墙设计中需要进行哪些验算？要求稳定安全系数多大？采取什么措施可以提高抗倾覆稳定安全系数。答：1) 需要进行抗滑稳定验算、抗倾覆稳定验算、地基承载力验算。 2) 抗滑稳定系数大于1.3，抗倾覆稳定系数大于1.5。 3) 修改挡土墙尺寸；伸长墙前趾；将墙背做成仰斜；做卸荷台。 2、集中力作用下，土中附加应力的分布有何规律？答：1）在集中力作用线上，附加应力随深度的增加逐渐减小。 2）在集中力作用线以外的竖直线上，附加应力随深度的增加逐渐增大，超过一定深度后，随深度逐渐减小。 3）在地面下任意深度的水平面上，附加应力在集中力作用线上最大，向四周逐渐减小。 3、分层总和法计算地基最终沉降量分为哪几个步骤？答：分层总和法具体的计算步骤如下 1）按比例绘制地基和基础剖面图。 2）划分计算薄层。计算薄层厚度为基础宽度的0．4倍；土层的界面和地下水面是计算薄层层面。 3）计算基底中心点下各薄层界面处的自重应力和附加应力。按比例分别绘于基础中心线的左右两侧。 4)确定地基沉降计算深度。 5）计算各薄层土在侧限条件下的压缩量。 6）计算地基的最终沉降量。 4、地基变形按其变形特征分为哪几种？每种的基本定义是什么？答：地基变形按其变形特征划分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜，其基本定义是： 1）沉降量――一般指基础中点的沉降量 2）沉降差――相邻两基础的沉降量之差 3）倾斜――基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比 4）局部倾斜――承重砌体沿纵墙6～10m内基础两点的沉降差与其距离之比 5、土力学中的土中水包括哪几种？结合水有何特性？答： 1) 土中的水包括强结合水、弱结合水、重力水和毛细水。 2) 强结合水的特性接近固体，不传递静水压力，100度不蒸发；弱结合水是紧靠于强结合水的一层结合水膜，也不传递静水压力 6、集中力作用下，土中附加应力的分布有何规律？答： 1）在集中力作用线上，附加应力随深度的增加逐渐减小。 2）在集中力作用线以外的竖直线上，附加应力随深度的增加逐渐增大，超过一定深度后，随深度逐渐减小。 3）在地面下任意深度的水平面上，附加应力在集中力作用线上最大，向四周逐渐减小。7、地基破坏有哪三个阶段？各阶段有何特征？答：地基破坏分为压密阶段、剪切阶段和破坏阶段。

土力学及基础工程作业参考答案

《土力学与基础工程》作业参考答案作业一一、填空题： 1.承担传递 2.碎散性多相性（或三相体系）复杂性易变性 3.大大 4.毛细重力 5.小大 6.密度计筛分 7.颗粒级配大于2mm 50％ 8.粘土粉质粘 9.相对锤击数二、单选题： 1.C 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.B 12.C 13.C 14.B 15.A 三、判断题： 1.√ 2.3 3.3 4.3 5.√ 四、简答题： 1.答：塑限、液限、塑性指数、液性指数对粘性土有意义。粒径级配、孔隙比e 、相对密度和标准贯入试验击数对无粘土有意义。 2.答：当水由下向上渗流时，若向上的动水力与土的有效重度相等时，此时土颗粒间的压力等于零，土颗粒处于悬浮状态而失去稳定，这种现象就称为流砂现象。水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力的作用下，可能通过粗颗粒的孔隙被水带走，这种现象称为管涌。流砂现象是发生在土体表面渗流逸出处，不发生与土体内部；而管涌现象可以发生在渗流逸出处，也可以发生于土体内部。 3.答：在一定的压实功能作用下，土在某一含水量下可以击实达到最大的密度，这个含水量称为最优含水量。对应着击实曲线上峰值时的含水量。粘性土料过干或过湿都不能获得好的压实效果；当含水量过低时，粘性土颗粒周围的结合水膜薄，粒间引力强，颗粒相对移动的阻力大，不易挤紧；当含水量过大时，自由水较多，击实时，水和气体不易从土中排出，并吸收了大部分的击实功能，阻碍了土粒的靠近。故在压实粘性土时要控制土的含水量。五、计算题： 1. 解：土的饱和重度3s sat /5.18101117.21m kN e e G w =?++=?++= γγ 临界水力梯度 85.010 105.18i cr =-=-='=w w sat w γγγγγ 2.解：已知ρ＝1.84g/cm 3 ρw ＝1g/cm 3 Gs ＝2.75 Sr ＝1(依题意) 设Ｖ＝1 cm 3 ∵ ρ＝ｍ/Ｖ ∴ ｍ＝ρ2Ｖ＝1.8431＝1.84g ∵ Gs ＝m s ／(V s 2ρw ) ∴ m s ＝Gs 2V s 2ρw ＝2.75 V s m w ＝ｍ－m s ＝1.84－2.75 V s V w ＝m w ／ρw ＝1.84－2.75 V s

土力学课堂作业答案

（第二次作业） 2-1 某办公楼工程地质勘察中取原状土做试验，用体积为1003 cm 的环刀取样试验，用天平测得环刀加湿土的质量为245.00g ，环刀质量为55.00g ，烘干后土样质量为170.00g ，土粒比重为2.70。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙率以及饱和度，并比较各种密度的大小。解：已知：V=100 cm 3；M=245-55=190g ；M s =170g ；土粒比重Gs=M s /V s =2.70； M w = M - Ms=186-170=16g ，ρw=1 g/cm 3；所以V w =16cm 3；土粒比重G s =M s /V s =2.70；所以V s = M s /2.70=62.96cm 3； V=100 cm 3；Vs=62.96cm 3；Vw=16cm 3；所以V v =V-V s =100-62.96=37.04cm 3；V a =V v -V w =37.04-16=21.04 cm 3；因此：天然密度V m = ρ =190/100=1.90 g/cm 3；干密度/d s m V ρ= =170/100=1.70 g/cm 3；饱和密度()/sat s v w m V V ρρ=+=(16+170+21.04×1)/100=2.07 g/cm 3；天然含水率%42.9%100170 16%100=?=?= s w m m w 孔隙比/v s e V V == 37.04/62.96=0.588 孔隙率()/100v n V V =?%=V v /V=37.04/100=37.04% 饱和度()/100r w v S V V =?%=16/37.04=43.2% 综上所述：ρsat ＞ρ＞ρd 2-3某住宅地基土的试验中，已测得土的干密度d ρ=1.643 /cm g ，含水率w =21.3﹪，土粒比重 S G =2.65。计算土的e 、n 和r S 。此土样又测得L w =29.7﹪、P w =17.6﹪，计算P I 和L I ，描述土的物理状态，定出土的名称。解：（1）根据换算公式求e 、n 、r S 值： 616.0164 .11 65.21 1)1()1(1)1(=-?= -=-++= -+= d s d w s w s G G G e ρρ ωρρωρ ρωω 381.0616 .01616.01=+=+= e e n %64.91616 .065 .2213.0=?== e wG S s r （2）已知：w =21.3﹪、L w =29.7﹪、P w =17.6﹪

土力学第七次作业解答

1.表述朗肯土压力理论和库仑土压力理论的相同点和不同点，主要分析假设条件，实用土的种类、误差等等。答：朗肯上压力理论是根据半空间体的应力状态和土单元体（土中一点）的极限平衡理论得出的上压力计算理论。相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度土压力。两种土压力理论都是极限平衡状态下作用在挡土墙上的土压力，都属于极限平衡理论。不同点： 1）假设条件不同：郎肯假设墙背直立、光滑、填土水平面无限延伸；库仑假定：填土为均匀，各自同性，无粘土；滑动土体看做滑动土楔，其滑裂面为通过墙踵的平面；滑动土楔视为刚体。 2）求解方法不同：郎肯是从一点的应力状态出发，先求出压力强度，再求出总压力，属于极限应力法，适用于填土表面为水平的无粘土或粘性土的土压力计算；而库仑考虑整个滑动楔体静力平衡，直接求出总土压力，需要时再求解压力强度，属于滑动楔体法，只适用于填土表面为水平的粘性土，对无粘性土只能用图解法计算。 3）适用范围不同：库仑要广。 4）计算精度不同：郎肯主动土压力偏大，被动土压力偏小，墙体粗糙;库仑主动土压力接近实际土压力，被动土压力差距较大，墙体滑动面为平面。 2.某挡土墙高5m ，墙后填土为黏土，重度3 18.6/kN m γ=，饱和重度319.6/sat kN m γ=，粘聚力20c kPa =，内摩擦角0 25?=，地下水2w H m =，试计算该挡土墙后静止土压力分布图，总静止土压力值及其作用点位置。【本题按照“水土分算”计算】

解： 21.58B kPa σ=38.28C kPa σ=30wC kPa σ=A B C 2m 3m 地下水位以上（下）的静止土压力系数001sin 1sin 250.58 K ?=-=-= B 点土压应力为 300.5818.6/221.58B K z kN m m kPa σγ==??= 水位以下，C 点土压应力()300.5819.610/338.28C B K z kN m m kPa σγσ==+?-?= C 处的水压力 3310/30wc m kN m kPa σ=?=（图中红色所示）总的整体土压力包括地下水位上下土压力和水压力。 AB BC wBC F F F F =++∑ 0.521.58221.58/AB F kPa m kN m =??= ()21.5830.538.2821.58364.7425.0589.79BC F kPa m kPa m kN kN kN =?+?-?=+= 0.533045/wBC F m kPa kN m =??=

土力学习题参考答案(完整版)

精心整理《土力学》作业答案第一章土粒直径以毫米计习题1-1颗粒大小级配曲线由级配曲线查得：d60=0.45，d10=0.055，d30=0.2； C u>5，1

（2）确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ，并由Cu 、Cv 判断级配情况。解： 1—3d 其密度?和含水量W 。解： 11 1 === s v V V e ；

3/33.12 66 .2cm g V M s d === ρ； 3/83.121 66.2cm g V M M w s =+=+= ρ； %6.3766 .21=== s w M M ω。 1—4在某一层土中，用容积为72cm 3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g ，烘干后质量121.5g ，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？解： V s V V = ω= ρsat ρ'= ρ[或d ρ1— 365.04.083 .14.1=-=s V ； 74.2365 .01 === w s s s V M G ρ； 10.1365 .04.0=== s v V V e 。 1—6某科研试验，需配制含水量等于62%的饱和软土1m 3，现有含水量为15%、比重为2.70的湿土，问需湿土多少公斤？加水多少公斤？解：

1m 3饱和软土中含土粒：t M s 01.17 .21 62.01=+ = ；折合%15=ω的湿土： kg t M M M M s w s 116016.1)15.01(01.1)1(==+?=+=+=ω；需要加水： kg t M M s w 475475.0)15.062.0(01.1)(12==-?=-=ωω。 1—7已知土粒比重为2.72，饱和度为37%，孔隙比为0.95，问孔隙比不变的条件下，饱和度提高到90%时，每立方米的土应加多少水？解： 1m 3 S r 提高到1m 31—8混成10%解： 1V =解得：2V 1—9γ'，并求饱和度Sr 为75%时的重度γ和含水量w 。（分别设Vs=1、V=1和M=1进行计算，比较哪种方法更简单些？）解： 3/6.17 .0172 .2cm g V M s d =+== ρ； 3/0.27 .011 7.072.2cm g V V M w v s sat =+?+=+= ρρ； 3/91.17 .01175.07.072.2cm g V M =+??+== ρ；

土力学与基础工程作业2016

土力学与基础工程作业 2015-2016学年度第一学期一、选择题 1.对土骨架产生浮力作用的水是（A） (A)重力水(B) 毛细水 (C) 强结合水(D)弱结合水 2.土粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（C）。 (A)土粒大小均匀，级配良好；(B) 土粒大小不均匀，级配不良；(C) 土粒大小不均匀，级配良好。 3.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（B ）。 (A)粘性土； (B)粉土； (C)砂土。 4有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( A) (A)γ增加，减小 (B) γ不变，不变(C)γ增加，增加 5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( C) (A)天然土的含水率最大不超过液限 (B) 液限一定是天然土的饱和含水率 (C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 6. 粘性土的塑性指数越大，表示土的（C ）。 (A)含水量w越大； (B)粘粒含量越高； (C) 粉粒含量越高； (D) 塑限Wp越高。 7.下列哪一种土样更容易发生流砂？（B ） A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂 C.粉质黏土 D.黏土 8. 下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（D ） (A)滑动圆弧的圆心位置 (B)滑动圆弧的半径 (C)土坡的高度（D）土坡的坡角 9．评价地基土压缩性高低的指标是（A） (A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数； (D)参透系数10．所谓临界荷载，就是指：（ C ）（A）地基持力层将出现塑性区的荷载；（B）地基持力层中出现连续滑动面时的荷载；（C）地基持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载二、简答题 1.土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？答：土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成的三相系。固相物质分无机

土力学第三次作业答案

1.什么叫流网，它是什么样的图象流网两簇曲线的物理意义是什么构成流网的这两簇曲线必须满足的条件是什么在整个渗流场中流网有哪些特点答：流网指流线和等势线两组相互垂直交织的曲线。其中流线指稳定渗流情况下表示水质点的运动路线；等势线表示势能或水头的等值线。流线和等势线必须满足正交及各个网格的长宽比为常数的条件。流网中，流线越密的部位流速越大，等势线越大的部位水力坡降越大。 2.什么是流砂与管涌现象他们有什么区别和联系如何防治答：在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。流砂现象的防治：①减小或消除水头差，如采取基坑外的井点降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；②增长渗流路径，如打板桩；③在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力；④土层加固处理。如冻结法、注浆法等。管涌现象的防治：①改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩；②改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌破坏的有效措施。 3.习题图3-1为一板桩打入透土层后形成的流网。已知透水土层深18.0m，渗透系数k=3×10-4mm/s。板桩打入土层表面以下9.0m，板桩前后水深如图3-13所示。试求：(1)图中所示a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；(2)地基的单位透水量。（理解PPT以及讲义中关于流网性质以及流网绘制部分内容；PS：题目中已经画好了等势线和流线，解题时特别要注意边界流线和边界等势线）不透水层习题3-1图（本题中关于孔隙水压力的概念没有明确给出，本题目第一问在评分时会放松要求，但是请大家根据参考解答仔细研究本题）注意：题目中d点得位置修改过了，与b点在同一水平面，但是在板桩墙的两侧。如果继续按照之前位置，需要按照c点得算法求解，g取10。（本题目批改时，d点得孔隙水压力

土力学卢廷浩第二版课后习题答案

土力学 1-1 解： (1) A 试样 100.083d mm = 300.317d mm = 600.928d mm = 60100.92811.180.083u d C d === 22 301060()0.317 1.610.0830.928 c d C d d ===? (1) B 试样 100.0015d mm = 300.003d mm = 600.0066d mm = 60100.0066 4.40.0015u d C d === 22 301060()0.0030.910.00150.0066 c d C d d ===? 1-2 解：已知：m =15.3g S m =10.6g S G =2.70 Q 饱和 ∴ r S =1 又知：w S m m m =-= 15.3-10.6=4.7g (1) 含水量 w S m m ω== 4.7 10.6 =0.443=44.3% (2) 孔隙比 0.443 2.7 1.201.0 S r e G S ω?== = (3) 孔隙率 1.20.54554.5%11 1.2 e e η= ===++ (4) 饱和密度及其重度 32.7 1.2 1.77/11 1.2 S sat w G e g cm e ρρ++===++ 31.771017.7/sat sat g kN m γρ=?=?= (5) 浮密度及其重度 3' 1.77 1.00.77/sat w g cm ρρρ=-=-= 3''0.77107.7/g kN m γρ=?=?= (6) 干密度及其重度 32.7 1.0 1.23/11 1.2 S w d G g cm e γρ?== =++ 31.231012.3/d d g kN m γρ=?=?= 1-3 解： Q 31.60 1.51/110.06d g cm ρρω= ==++ ∴ 2.70 1.0 1110.791.51 s s w d d G e ρρρρ?=-=-= -=

土力学地基基础作业及参考答案

《土力学与地基基础》作业（一）填空 1．颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。为获得较大密实度，应选择级配的土料作为填方或砂垫层的土料。 2．对无粘性土的工程性质影响最大的是土的，工程上用指标、来衡量。 3．在粘性土的物理性质指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是。4．粘性土的塑性指标I p，液性指标I L。 5．工程上常用C u表示土的颗粒级配，C u时视为均匀的， C u时视为不均匀的。 6．土中应力按起因分为和，按作用原理或传递方式可分为和。 7．附加应力自起算，自重应力自起算。 8．应力引起土体压缩，应力影响土体的抗剪强度。 9．土的渗透破坏形式通常为和。 10．某点处于极限平衡状态时，其破坏面与大主应力作用面的夹角为。11．土的抗剪强度的两种表达式为和。 12．土的抗剪强度指标的常用测定方法有、、和。 13．随荷载增加，地基变形的三个阶段是、和。14．荷载试验曲线上，从线性关系开始变成非线性关系时的界限荷载称为。 15．在太沙基极限承载力理论中，假设地基的破坏形式为。 16．郎肯土压力理论中，当墙后填土达到主动郎肯状态时，填土破裂面与水平面夹角为。 17．相同地基上的基础，当宽度相同时，埋深越大，地基的承载力。18．柔性基础在均布荷载作用下，其基底反力分布呈。 19．钢筋混凝土扩展基础指和。 20．浅基础指埋深的基础。

21．浅基础按刚度可分为和；按构造可分为，、、、。答案： 1．平缓（陡）；大（小）；好（差）；良好 2．密实度；相对密度Dr；孔隙比e 3．液性指数 4．=w L-w p；=(w-w p)/I P 5．不均匀系数；小于5；大于10 6．自重应力；附加应力；有效应力；孔隙水压力 7．基础底面；天然地面 8．附加；自重 9．流土；管涌 10．450+φ/2 11．总应力法；有效应力法 12．直接剪切试验；三轴剪切试验；无侧限剪切试验；十字板剪切试验 13．弹性阶段；塑性阶段；破坏阶段 14．临塑荷载 15．整体剪切破坏 16．450+φ/2 17．越大 18．均匀分布 19．柱下钢筋混凝土独立基础；墙下钢筋混凝土条形基础 20．小于等于5m 21．刚性基础；柔性基础；独立基础；条形基础；筏板基础；箱型基础；壳体基础（二）选择题

土力学四校合编课后习题答案

2-8单元 1-1 、砂类土和粘性土各有那些典型的形成作用？【答】土在其形成过程中有各种风化作用共同参与，它们同时进行。砂类土主要是由于温度变化、波浪冲击、地震引起的物理力使岩体崩解、破碎形成。粘性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形成。 2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内，称得总质量为72.49g ，经105℃烘干至恒重为61.28g ，已知环刀质量为32.54g ，土粒比重为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。解：3/84.17 .2154 .3249.72cm g V m =-==ρ %3954 .3228.6128 .6149.72=--== S W m m ω 3/32.17 .2154 .3228.61cm g V m S d =-== ρ 069.149 .1021.11=== S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。解：（1）V V m W V s sat ρρ?+= W S m m m += S W m m = ω 设1=S m ρω +=∴1V W S S S V m d ρ= W S W S S S d d m V ρρ?=?=∴1 ()()()()()()3 W S S W S S W W sat cm /87g .1171 .20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+?+-?=++-= +++???? ? ?-=+-++=+???? ???-++= ∴ρωρωρωρωρρωρρ ω ρρρωρW S d 有

土力学作业

第一次作业 1、( 单选题) 反映土结构性强弱得指标就是( )。(本题8、0分） A、饱与度? B、灵敏度Ｃ、重度? D、相对密实度学生答案:B 标准答案：B 解析: 得分：8 ２、( 单选题）无粘性土与粘性土在矿物成分、土得结构、物理状态等方面有重要区别。(本题８、０分) A、正确? B、错误学生答案:A 标准答案:A 解析: 得分:8 ３、( 单选题) 某无粘性土样得颗粒分析结果如下表所示，该土得名称就是( )。 (本题8、0分)

A、中砂Ｂ、粉砂? C、粗砂? D、碎石土学生答案:A 标准答案:A 解析: 得分：8 4、(单选题) 组成土体得土粒很细时,对该土体不正确得描述就是（)。(本题８、0分) A、弱结合水含量较高? B、强结合水含量较高? C、液性指数较大 D、塑性指数较大学生答案:C 标准答案:C 解析: 得分：8 ５、(单选题)采用临界孔隙比能够判断砂土液化现象。(本题8、0分) Ａ、正确? B、错误学生答案：A 标准答案:A 解析：得分:8

6、（多选题）影响土抗剪强度得因素主要有（）。(本题12、0分） A、土粒得矿物成分、颗粒形状与级配? B、土得原始密度Ｃ、土得含水量 D、土得结构? E、试验方法与加荷速率学生答案：A,B,Ｃ,Ｄ,E 标准答案:ＡBＣDＥ解析: 得分:1２ 7、( 多选题)影响土坡稳定得因素有（)。(本题12、０分) A、土坡作用力发生变化? B、土体抗剪强度得降低? C、静水压力得作用? D、地下水在土坝或基坑等边坡中得渗流? E、因坡脚挖方而导致土坡高度或坡角增大学生答案：A,B,C,D,E 标准答案:AＢCDE 解析：得分:1２ 8、( 多选题）影响土压力得因素有( )。(本题１2、0分）Ａ、墙得位移方向与位移量? B、墙后土体所处得应力状态Ｃ、墙体材料、高度及结构形式 D、墙后填土得性质;填土表面得形状? E、墙与地基之间得摩擦特性Ｆ、地基得变形

土力学第4 5章作业答案

第四章土中应力 4-8某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m ，γ=17kN/m 3；第二层粉质黏土厚4m ， γ=19kN/m 3，d s =2.73，ω=31%，地下水位在地面下2m 深处；第三层淤泥质黏土厚8m ，γ=18.2kN/m 3，d s =2.74，ω=41%；第四层粉土厚3m ， γ=19.5kN/m 3，d s =2.72，ω=27%；第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力σc ，并绘出σc 沿深度分布图。解：（1）求 e V V W 1w s s w s 11s s s s w s e e V W W 代入上式得： ) 1() (s w s ，从而得： 32 kN/m 191.9 33 kN/m 197.8 34 kN/m 709.9 （2）求自重应力分布 kPa 0c0 kPa 5.255.17111c1 h kPa 0.355.0195.25211c h h 水kPa 169.675.3191.90.3542c 2c ）（水h kPa 745.1328197.8169.6733 c23c h kPa 872.1613709.9745.13244 c3c4 h 上kPa 872.306)0.30.85.3(10872.161w w c4c4 h 下

4-9某构筑物基础如右图所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680kN ，偏心距 1.31m ，基础埋深为2m ，底面尺寸为4m ×2m 。试求基底平均压力p 和边缘最大压力p max ，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。解：（1）合力的偏心距e e F e G F )(m 891.010008.8902242068031.1680 G F e F e ＞m 667.06 l 基底出现部分拉力区（2）则应用 891.023) (2max l b G F p 计算p max kPa 57.300654.62000 891.02423)22420680(2max p （3）基底平均压力p kPa 29.150109.1231000 23 e l b G F A G F p 或kPa 29.1502 57 .3002max p p 4-10某矩形基础的底面尺寸为4m ×2.4m ，设计地面下埋深为 1.2m （高于天然地面0.2m ），设计地面以上的荷载为1200kN ，基底标高处原有土的加权平均重度为18kN/m 3。试求基底水平面1点及2点下各3.6m 深度M 1点及M 2点处的地基附加应力σz 值。解：（1）基底压力 kPa 1492.1204 .241200G d A F A G F p （2）基底附加应力 kPa 1310.118149m 0 d p p

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