土力学答案

第一章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，它们同时进展。

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。

1-2.请分析以下几组概念的异同点：①黏土矿物、黏粒、黏性土；②粒径、粒度和粒组。

【答】黏土颗粒〔黏粒〕的矿物成分主要有黏土矿物和其他化学胶构造物或有机质，其中黏土矿物的结晶构造特征对黏性土的工程性质影响较大。

黏土矿物实际上是一种铝-硅酸盐晶体，是由两种晶片交互层叠构成的。

黏土矿物颗粒一般为扁平状〔或纤维状〕，与水作用后扁平状颗粒的外表带负电荷，但颗粒的〔断裂〕边缘，局部却带有正电荷。

黏性土由黏粒与水之间的相互作用产生，黏性土及其土粒本身大多是由硅酸盐矿物组成。

自然界中土一般都是由大小不等的土粒混合而组成的，也就是不同大小的土颗粒按不同的比例搭配关系构成某一类土，比例搭配〔级配〕不一样，那么土的性质各异。

土颗粒大小，通常以其直径大小表示，简称粒径，单位为。

所谓土的颗粒大小组合情况在工程上就是按土颗粒〔粒径〕大小分组，称为粒组。

每个粒组都以土粒直径的两个数值作为其上下限，并给以适当的名称，简言之，粒组就是一定的粒径区段，以毫米表示。

土颗粒的大小是以其直径来表示，称为粒径(或粒度)，其单位一般采用毫米。

1-3.简述土中粒度成分与矿物成分的关系。

【答】粗颗粒土往往是岩石经物理分化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比拟稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，次生矿物的成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。

1-4.粒组划分时,界限粒径的物理意义是什么?【答】界限粒组的物理意义是划分粒组的分界尺寸1-5.粘土颗粒为什么会带电？【答】研究说明，片状粘土颗粒的外表，由于以下原因常带有布平衡的负电荷。

第一章 土的组成和物理分析1.1 已知土样试验数据为：土的重度19.03/kN m ，土粒密度2.713/g cm ，土的干重度为14.53/kN m ，求土样的含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。

解：（1） 含水率()()(19.014.5)100%100%100%100%31.03%14.5w d d s d dm V w m V γγγγγγ−−−=×=×=×=×= （2） 孔隙比(1) 2.71(131.03%)10110.86919.0s w g e ργ+×+×=−=−=（3） 孔隙率19.0110.46(1)2.7110(131.03%)s n g w γρ=−=−=+××+（4） 饱和度31.03% 2.71100.9680.86910.0s r ww g s e ργ××===×1.2某土样采用体积为1003cm 的环刀取样试验，用天平测得环刀加湿土的质量为241.0g ，环刀质量为55.0g ，烘干后土样质量为162.0g ，土粒比重为2.70,。

计算该土样的含水率w ，饱和度r S ，孔隙比e ，孔隙率n 及天然密度，饱和密度sat ρ，有效密度'ρ和干密度d ρ，并比较各种密度的大小。

解：湿土质量：241.055.0186.0m g =−= 土的湿重度：3186.21018.6/100mg kN m V γ×=== 含水率：186.0162.0100%100%100%14.8%162.0w s s s m m m w m m −−=×=×=×= 饱和度：[][]18.6 2.701014.8%60.0%(1)10 2.710(114.8%)18.6s r w s gwS g w γργργ×××===+−×××+−孔隙比：14.8% 2.70100.66660.0%10.0s r ww g e S ργ××===×孔隙率：0.6660.40110.666e n e ===++ 天然密度：3186.01.86/100m g cm V ρ===饱和密度：30.6661.010*******.666 2.02/100w s w v s sat e V m V m e g cm V Vρρρ+××++++====有效密度：'32.02 1.0 1.02/sat w g cm ρρρ=−=−=干密度：3162.01.62/100s d m g cm Vρ=== 比较各种密度的大小：'sat d ρρρρ>>>1.3土样试验数据见表1-16，求表内空白项的数值。

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<C c<3；故，为级配良好的土。

（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：111===s v V V e ；3/33.1266.2cm g V M s d ===ρ； 3/83.12166.2cm 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 01.17.2162.01=+=；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 3S 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 。

土力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 土力学是研究土壤的哪一方面特性的学科？A. 物理特性B. 力学特性C. 化学特性D. 生物特性答案：B2. 土壤的内摩擦角是指什么？A. 土壤颗粒间的摩擦力B. 土壤颗粒间的黏合力C. 土壤颗粒间的吸引力D. 土壤颗粒间的排斥力答案：A3. 土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的密度B. 土的颗粒大小C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案：A4. 土的剪切强度是指土在剪切作用下抵抗破坏的能力，它与以下哪个因素无关？A. 土的内摩擦角B. 土的孔隙水压力C. 土的密度D. 土的含水量答案：D5. 土的固结是指土在荷载作用下，随着时间的延续，土体体积逐渐减小的过程。

以下哪个现象不属于固结现象？A. 土体沉降B. 土体排水C. 土体膨胀D. 土体强度增加答案：C6. 土的渗透性是指土允许流体通过的能力，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙率C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案：B7. 土的剪胀现象是指土在剪切作用下体积增大的现象，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒形状B. 土的颗粒大小C. 土的孔隙水压力D. 土的内摩擦角答案：A8. 土的三轴压缩试验是用来测定土的哪一项力学性质？A. 压缩性B. 剪切强度C. 渗透性D. 固结性答案：B9. 土的液化现象是指在动荷载作用下，饱和松散的细颗粒土体发生液化，失去承载能力的现象。

以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙水压力C. 土的内摩擦角D. 土的固结程度答案：B10. 土的膨胀性是指土在吸水后体积增大的特性，以下哪个因素对其影响最大？A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙率C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述土的固结理论的基本原理。

答案：土的固结理论主要基于土体在荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体体积逐渐减小，最终达到新的平衡状态的过程。

一、填空题1、土体是由固体颗粒、水和气体组成的三相体。

2、颗粒不均匀系数Cu越小，说明土颗粒越均匀，级配不良；只有当Cu>5且Cu= [1~3=Cc] 时，才称为级配良好的土。

3、粘土矿物是土中的次生矿物，包括粘土矿物、可溶盐和无定形氧化物胶体。

4、存在于土体孔隙中的水可分为结合水和自由水，结合水又分为强结合水和弱结合水，自由水分为重力水和毛细水。

5、从土粒结构特性来看；砂砾等粗粒土属于单粒结构，粉土属于蜂窝状结构，粘土属于絮状结构。

6、土的物理性质指标中，属于实测指标的是土粒相对密度d s 、含水量w和密度p ，而换算指标则有13 个。

7、根据土与水之间的关系，将密度细分为湿密度、干密度、饱和密度和浮密度。

8、界限含水量包括液限、塑限和缩限。

9、土木工程中将土分为漂石或块石颗粒、卵石或碎石颗粒、砾粒、砂粒、粉粒、和黏粒等6类。

10、根据土样在受压过程中侧向变形情况，将压缩试验条件分为侧限条件和竖限条件两种。

11、根据压缩系数α1-2的大小，当小于100 KPa 时为低压缩性土，当介于100 KPa和500 KPa 时为中压缩性土，当大于500KPa 时为高压缩性土。

12、根据压缩模量E s的大小，当大于16MPa 时为低压缩性土，当介于4到16 MPa 为中压缩性土，当小于4 MPa 时为高压缩性土。

13、根据P-S曲线，可将土体的压缩变形分为压缩阶段、剪切阶段和隆起阶段。

14、地基沉降量的计算方法主要有分层总和法、规范法和弹性理论法三种。

15、根据超固比（OCR）的大小，可将土分为超固结土、正常固结土和欠固结土。

16、地基最终沉降量由瞬时沉降量、固结沉降量和次压缩沉降量三部分组成。

17、建贷物地基变形的特征值分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。

18、依据土样的排水条件，三轴试验可分为不固结不排水三轴实验，固结不排水三轴实验和固结排水三轴实验。

19、直接剪切的试验可分为快剪，固结快剪和慢剪。

第3章土的渗透性及渗流一、简答题1. 试解释起始水力梯度产生的原因。

2. 简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。

3. 为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别?4. 拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场？5. 为什么流线与等势线总是正交的？6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系？7. 渗透力都会引起哪些破坏？二、填空题1. 土体具有被液体透过的性质称为土的________________ 。

2. 影响渗透系数的主要因素有: 、、、3.、、。

一般来讲，室内渗透试验有两种，即和。

4.渗流破坏主要有和两种基本形式。

5. _____________________________ 达西定律只适用于的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的________________ 。

三、选择题1. 反应土透水性质的指标是（）。

A. 不均匀系数B.相对密实度C.压缩系数D.渗透系数2. 下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（）。

A. 发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流B. 流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中C. 流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏D. 流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏3. 土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（）A. 压缩系数B.固结系数C.压缩模量D.渗透系数4. 发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（）A.坑底隆起B.流土C.砂沸D.流砂5. 下属关于渗流力的描述不正确的是（）。

A. 其数值与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致B. 是一种体积力，其量纲与重度的量纲相同C. 流网中等势线越密集的区域，其渗流力也越大D. 渗流力的存在对土体稳定总是不利的6. 下列哪一种土样更容易发生流砂？（）A.砂砾或粗砂B.细砂或粉砂C.粉质黏土D.黏土7. 成层土水平方向的等效渗透系数“二与垂直方向的等效渗透系数匚的关系是( )°A.[ > 匚C/._8. 在渗流场中某点的渗流力( )°A.随水力梯度增加而增加B.随水利力梯度增加而减少C.与水力梯度无关9. 评价下列说法的正误°()①土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大；②任何一种土，只要水力梯度足够大，就有可能发生流土和管涌；③土中任一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小；④渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关。

第4章土中应力一简答题1．何谓土中应力？它有哪些分类和用途？2．怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？3．地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？4．基底压力分布的影响因素有哪些？简化直线分布的假设条件是什么？5．如何计算基底压力和基底附加压力？两者概念有何不同？6．土中附加应力的产生原因有哪些？在工程实用中应如何考虑？7．在工程中，如何考虑土中应力分布规律？二填空题1.土中应力按成因可分为和。

2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。

3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。

4.计算土的自重应力应从算起。

5.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取。

三选择题1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（）。

(A)基底压力；(B)基底附加压力；(C)基底净反力；(D)附加应力2．在隔水层中计算土的自重应力c时，存在如下关系（）。

(A) =静水压力(B) =总应力，且静水压力为零(C) =总应力，但静水压力大于零(D)=总应力—静水压力，且静水压力大于零3．当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为（）。

(A)静水压力(B)总应力(C)有效应力，但不等于总应力(D)有效应力，但等于总应力4．地下水位长时间下降，会使（）。

(A)地基中原水位以下的自重应力增加(B)地基中原水位以上的自重应力增加(C)地基土的抗剪强度减小(D)土中孔隙水压力增大5．通过土粒承受和传递的应力称为（）。

(A)有效应力；(B)总应力；(C)附加应力；(D)孔隙水压力6．某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层，地下水位在地表下4m处，经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为（）。

(A)72kPa ； (B)36kPa ；(C)16kPa ；(D)38kPa7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（）。

《土力学》课后习题答案第一章1-1：已知：V=72cm3m=129.1g m s=121.5g G s=2.70则：129.1121.56.3%121.5ssm mwm--===3333 129.1*1017.9/72121.5452.77245271.0*27121.5*1020.6/72sssV ssat w V ssat satmg g KN mvmV cmV V V cmm V mg g g KN mV Vγρρργρ========-=-=++=====3320.61010.6/121.5*1016.9/72sat wsdsat dKN mmg KN mVγγγγγγγγ'=-=-===='>>>则1-2：已知：G s=2.72 设V s=1cm3则33332.72/2.722.72*1016/1.72.720.7*1*1020.1/1.720.11010.1/75%1.0*0.7*75%0.5250.52519.3%2.720.525 2.721.sssd ds V wwrw w V rwsw sg cmm gmg g KN mVm Vg g KN mVKN mm V S gmwmm mg gVργρργργγγργρ======++===='=-=-========++===当S时，3*1019.1/7KN m=1-3：3477777331.70*10*8*1013.6*1013.6*10*20%2.72*1013.6*10 2.72*10850001.92*10s d w s s wm V kg m m w kg m m V m ρρ======++==挖1-4： 甲：33334025151* 2.72.7*30%0.81100%0.812.70.811.94/10.8119.4/2.71.48/1.8114.8/0.81p L P s s s s w r wV ws w s w s d s w d d vsI w w V m V g m g S m V m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρρργρργρ=-=-=======∴==++===++=====+====设则又因为乙：3333381 2.682.68*22%0.47960.47962.680.47962.14/10.47962.14*1021.4/2.681.84/1.47961.84*1018.4/0.4796p L p s s s s w s V s w s V s d s w d d VsI w w V m V g m m w g V cm m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρργρργρ=-========++===++======+=====设则则γγ∴<乙甲 d d γγ<乙甲 e e >乙甲 p p I I >乙甲则（1）、（4）正确1-5：1s w d G eρρ=+ 则2.7*1110.591.7022%*2.7185%0.59s wds r G e wG S e ρρ=-=-====>所以该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒，使其含水率降低。

一、是非题1.两个试样的土粒比重相同，含水率也相同，故两者的重度也必定相同。

（2）‘1’为对2.CU试验中，饱和的正常固结土将产生正的孔隙水应力，而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水应力。

（1）3.达西定律v=ki是土体中渗流的普遍规律，适用于各种类型的土。

（2）4.按库伦理论，在许多假定的滑动面中，真正的主动破坏面是沿该面算得的（按主动破坏分析得的）土压力最大值。

（1）5.若基础底面积相同，压力相同，则基础埋深越大，其附加应力和沉降也一定越大。

（2）6.击实功能越大，土的最优含水率越大。

（2）7.当地下水位由地面以下某一深度上升到地面时，地基承载力降低了。

（1）8.附加应力大小只与计算点深度有关，而与基础尺寸无关。

（2）9.完全饱和的土体，含水率等于100%。

（2）10.不同的砂土相比较，天然孔隙比越小的越密实。

（1）11.土中的结合水可分为重力水和毛细水。

（2）12.土的压缩变形是由弹性变形和残余变形两部分组成，且以前者为主。

（1）13.饱和土的渗透固结过程就是超静孔隙水压力的消散和有效应力相应增长的过程。

（1）14.甲土的饱和度如果大于乙土的饱和度，则甲土必定比乙土软。

（2）15.在任何情况下，土的自重应力都不会引起基础的沉降。

（2）16.颗粒级配累计曲线较陡，表示粒径大小相差不多，土粒较均匀，级配良好；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配不良。

（2）17.液性指数I L可以小于0，也可以大于1。

（1）18.利用e-p曲线可确定土的压缩指数Cc。

（1）19.土的含水量等于土中水的质量与土体质量之比。

（2）20.断裂构造主要包括节理和裂隙两类。

（2）21.抗剪断试验与抗剪试验的不同在于是否施加垂直压力。

（1 ）22.岩层层面与假象水平面交线的延伸方向成为岩层产状三要素中的倾向。

（1）23.粘土矿物通常是物理风化的产物。

（ 2）24.所谓干重度是指土在完全干燥状态时的重度。