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1. 土力学与地基基础成为一门独立学科的奠基人是（ ）。
A ．法国的库仑B ．法国的布辛奈斯克C ．英国的朗金D ．美国的太沙基2. 评价粘性土软硬状态的物理指标是（ ）。
A ．含水量B ．孔隙比C ．液性指数D ．内聚力3．颗粒级配曲线较平缓的土，表示（ ）。
A ．颗粒大小相差悬殊B ．颗粒大小相差不多C ．颗粒级配不好D ．不均匀系数较小4. 在无限均布荷载作用下，地基中的附加应力分布特点是（ ）。
A ．曲线分布B ．正三角形分布C ．倒三角形分布D ．沿深度不变5. 高耸建（构）筑物应主要验算的地基变形特征是（ ）。
A ．沉降量B ．沉降差C ．倾斜D ．局部倾斜6. 对于软土，沉降计算深度即受压层厚度按（ ）标准确定。
A ．σz ≤0.2σczB ．σz ＜0.05σczC ．σz ＜0.15σczD ．σz ≤0.1σcz7．均质土体剪切破坏时，其破坏面一般为( )。
A ．剪应力最大面B ．抗剪强度最小面C ．与大主应力作用面成2/45ϕ+ 角的面D ．与大主应力作用面成2/45ϕ- 角的面8. 当地基塑性区的最大开展深度为基础宽度的四分之一时，相应的基底压力记为（ ）。
A ．cr pB ．4/1pC ．4/1pD ．u p9. 在直剪试验中，对试样施加竖向压力后让试样充分排水，待其固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样破坏，这种试验方法属于（ ）。
A ．快剪B ．固结慢剪C ．慢剪D ．固结快剪10. 某一重力式挡土墙，若墙后填土性质相同，则静止土压力E 0、主动土压力E a 和被动土压力E p 的大小关系是（ ）。
A. E 0>E a >E pB. E P >E a >E 0C. E p >E 0>E aD. E a >E 0>E p11. 对于中心受压的矩形基础，地基土中竖向附加应力最小是（ ）。
A ．基础角点下深为一倍基础宽度处B ．矩形基础角点基底处C ．基础中心点下深为一倍基础宽度处D ．矩形基础中心点基底处12. 对无粘性土土坡(坡角β，内摩擦角ϕ)，满足土坡稳定的条件是（ ）。
一、名词解释1 . 塑限答:粘性土从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率。
2 . 不均匀系数答：定义为Cu= d60/ d10, d10 , d60分别为粒径分布曲线上小于某粒径土的土颗粒含量分别为10％和60％。
3 . 有效应力原理答：由外荷在研究平面上引起的法向总应力为σ，那么它必由该面上的孔隙力u和颗粒间的接触面共同分担，即该面上的总法向力等于孔隙力和颗粒间所承担的力之和，即σ=σ＇＋u。
4. 被动土压力答：当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。
5 . 代替法答：代替法就是在土坡稳定分析重用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。
6 . 容许承载力答：地基所能承受的最大的基底压力称为极限承载力，记为fu．将f除以安全系数fs后得到的值称为地基容许承载力值fa,即fa＝fu／fs7. 塑性指数液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为塑性指数，用表示，取整数，即：—液限，从流动状态转变为可塑状态的界限含水率。
—塑限，从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率。
8. 临界水力坡降土体抵抗渗透破坏的能力，称为抗渗强度。
通常以濒临渗透破坏时的水力梯度表示，称为临界水力梯度。
9.不均匀系数不均匀系数的表达式：式中：和为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为60%和10%时所对应的粒径。
10.渗透系数当水力梯度i等于1时的渗透速度（cm/s或m/s）。
11.砂土液化液化被定义为任何物质转化为液体的行为或过程。
对于饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，一方面由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，另一方面由于时间短来不及向外排水，因此产生很大的孔隙水压力，当孔隙水压力等于总应力时，其有效应力为零。
根据太沙基有效应力原理，只有土体骨架才能承受剪应力，当土体的有效应力为零时，土的抗剪强度也为零，土体将丧失承载力，砂土就象液体一样发生流动，即砂土液化。
地基沉降的计算方法地基在荷载作用下，沉降将随时间发展，其发展规律可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。
但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。
通过大量的沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的变形规律，还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已取得的经验进行估算，是工程中最为常用的方法。
根据经验沉降预测一般要经过3～6个月恒载（或预压）的观测才能建立。
曲线回归法法是变形预测最常用的方法，德国无碴轨道的经验，认为当曲线回归的相关系数不低于0.92时，所确定的沉降变形趋势是可靠的；当预测的6个月以后的沉降与实际沉降的偏差小于8mm 时，说明预测是稳定的，但要达到准确的预测还要求最终建立沉降预测的时间t 应满足下列条件s(t)/s(t=∞)≥75%式中：s(t)： t 时间的沉降观测值； s(t=∞)： 预测的总沉降。
通常利用沉降资料进行预测路堤沉降随时间发展的常用方法有以下几种： 1 双曲线法 双曲线方程为：bt a tS S t ++=0 （3.3.2-1）bS S f 10+= （3.3.2-2）式中：t S ——时间t 时的沉降量；f S ——最终沉降量(t ＝∞)；S 0——初期沉降量(t ＝0)；a、b——将荷载不再变化后的3组早期实测数据代入上式组成方程组求得的系数。
沉降计算的具体顺序：（1）确定起点时间(t＝0)，可取填方施工结束日为t＝0；（2）就各实测计算t／（S t-S0），见图3.3.2-1；（3）绘制t与t/(S t-S0)的关系图，并确定系数a，b见图3.3.2-2；（4）计算S t；（5）由双曲线关系推算出沉降S～时间t曲线。
图3.3.2-1用实测值推算最终沉降的方法图3.3.2-2求a，b方法双曲线法是假定下沉平均速率以双曲线形式减少的经验推导法，要求恒载开始实测沉降时间至少半年以上。
第四节 饱和粘性土地基沉降与时间的关系前面介绍的方法确定地基的沉降量，是指地基土在建筑荷载作用下达到压缩稳定后的沉降量，因而称为地基的最终沉降量。
然而，在工程实践中，常常需要预估建筑物完工及一般时间后的沉降量和达到某一沉降所需要的时间，这就要求解决沉降与时间的关系问题，下面简单介绍饱和土体依据渗流固结理论为基础解决地基沉降与时间的关系。
一、饱和土的有效应力原理用太沙基渗透固结模型很能说明问题。
当t ＝0时，u =σ，0='σ 当t ﹥0时，u +'=σσ，0≠'σ当t ＝∞时，σσ'=，u ＝0结论：u +'=σσ'，饱和土的渗透固结过程就是孔隙水压力向有效力应力转化的过程。
在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力逐渐消散，有效应力在逐渐增长，土的体积也就逐渐减小，强度随着提高。
二、饱和土的渗流固结整个模型（饱和土体）⎪⎩⎪⎨⎧→→→土的渗透性活塞小孔的大小孔隙水水固体颗粒骨架弹簧三、太沙基一维渗流固结理论（最简单的单向固结）——1925年太沙基提出 一．基本假设：将固结理论模型用于反映饱和粘性土的实际固结问题，其基本假设如下： 1．土层是均质的，饱和水的2．在固结过程中，土粒和孔隙水是不可压缩的； 3．土层仅在竖向产生排水固结（相当于有侧限条件）； 4．土层的渗透系数k 和压缩系数a 为常数；5．土层的压缩速率取决于自由水的排出速率，水的渗出符合达西定律； 6．外荷是一次瞬时施加的，且沿深度z 为均匀分布。
二．固结微分方程式的建立在饱和土体渗透固结过程中，土层内任一点的孔隙水应力),(t z u 所满足的微分方程式称为固结微分方程式。
在粘性土层中距顶面z 处取一微分单元，长度为dz ，土体初始孔隙比为e 1，设在固结过程中的某一时刻t ，从单元顶面流出的流量为q ＋dz zq∂∂则从底面流入的流量将为q 。
于是，在dt 时间内，微分单元被挤出的孔隙水量为：dzdt zqdt q dz z q q dQ )(])[(∂∂=-∂∂+= 设渗透固结过程中时间t 的孔隙比为e t ， 孔隙体积为：dz e e V tv 11+=在dt 时间内，微分单元的孔隙体积的变化量为：dzdte e dt dz e et dt t V dV ttt v v ∂∂+=+∂∂=∂∂=1111)1(由于土体中土粒，水是不可压缩的，故此时间内流经微分单元的水量变化应该等于微分单元孔隙体积的变化量，即：v dV dQ = 或 dzdt t e e dzdt z q t∂∂+=∂∂111)(即：te e z q t∂∂+=∂∂111 根据渗流满足达西定律的假设zu r k z h kki VA q w ∂∂=∂∂=== 式中：A 为微分单元在渗流方向上的载面积，A ＝1；i ：为水头梯度，zhi ∂∂=其中h 为侧压管水头高度 μ：为孔隙水压力， 0h r u w = 根据压缩曲线和有效应力原理，dpde a -= 而u p u z -=-=σσ' 所以：t ua t e t ∂∂=∂∂ 并令war e k Cv )1(1+= 则得t uzu Cv ∂∂=∂∂22此式即为饱和土体单向渗透固结微分方程式 。
6.4.1 饱和土中的有效应力1、饱和土中的有效应力原理σσ’u非饱和土的有效应力原理的表达式饱和土的有效应力原理的表达式)- ( -w a a u u u χσσ+′=AA w＝χ总应力孔隙水压力有效应力σ —u—σ′—u+′=σσ研究意义§6.4 地基沉降与时间的关系z 地基最终沉降量相同，但沉降速率不同z 预测某时间地基的沉降量自重应力作用下的两种应力21h h sat w γγσ+=)(21h h u w +=γ)( 2121h h h h uw sat w ++=−=′γγγσσ－2)(h w sat γγ−=2h γ′=地面水面h 1h 2hA有效应力与地面上的水深无关H 2’σ’uσ1)向下渗流条件下σ′Δ2、土中水渗流时土中的有效应力H2H 1γ1γsat A地面抽水使地下水位下降,在土中产生向下的渗流,使有效应力增加,导致土层压密—渗流压密原地下水位现地下水位1)向下渗流条件下2、土中水渗流时土中的有效应力2)向上渗流条件H⋅=sat γσhH )h H (u w w w ΔγγΔγ+=+= )h H (H u w Δγγσσ+−⋅=−=′sat hH w w sat Δ−−=γγγ)(hH w Δ−′=γγ0=Δ−′=′h H w γγσwH h γγ′=Δwcr i γγ′=渗透压力砂层(承压水)粘土层γsatHΔhA9ｍ5ｍ3ｍσ’u (kPa)σ(kPa)ｚ1) 垂直方向总应力σ、孔隙水压力ｕ和有效应力σ’沿深度z 的分布【例题】解：uz u w w −=′⋅=⋅σσγγσ ｚ＝3×17=51(3×17)+(2×20)=91(3×17)十(2×20)+(4×19)=167０2×9.8＝19.66×9.8＝58.85171.4108.23、毛细水上升时的土中有效应力σ’uσｚ9ｍ5ｍ3ｍ2m 解：(2) 当地下水位以上1m 内为毛细饱和区时σ、ｕ、σ’沿深度z 的分布2×17=342×17+1×20=542×17+120+2×20=9494十4×19=170-9.82×9.8= 19.66×9.8=58.8111.2043.8 5474.4uz u w w −=′⋅=⋅σσγγσ ｚ＝【例题】6.4.2 一维固结理论1、饱和土渗流固结过程(3) 水的运动是层流，服从达西定律(6) 附加应力一次瞬时施加(5) 在渗流固结中，土的K和Es不变饱和土(2) 土的排水和压缩为竖直向的，即一维的(1) 土层均匀, 各向同性，完全饱和(4) 土颗粒和土中水都是不可压缩的(7) 土体的变形完全是孔隙水压力消散引起的基本假设2、太沙基一维固结理论在dt时间内流经微元体的水量变化：dzdtz q qdt dt dz z q q q ∂∂=−⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂+=Δ根据达西定律，从而得dzdt zuγK q ∂∂−=Δdz zq q ∂∂+qzu γK w ∂∂−=KiA q =⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−=z h K 单向渗流固结微分方程推导wuh γ=在dt 时间内微元体的压缩量为dz e deV 11+=Δ()u σd a σd a de −=′=dt t u aadu ∂∂−=−=dzdtt ue a V ∂∂⋅+−=Δ11tue a z u γK w ∂∂+−=∂∂−1221△q =△Vtuz u a γe K w ∂∂=∂∂+221)(1tu z u C v∂∂=∂∂22——饱和土单向渗流固结微分方程v C ——土的固结系数，(cm 2/s, m 2/y r )根据初始条件和边界条件求微分方程的特解0 ,000000 00=≤≤∞==∂∂=∞<<==∞<<=≤≤=u H z t zuH z t u z t u H z t 时和时，和时，和时，和当σtu z u C v∂∂=∂∂22应用傅立叶级数，采用分离变量法求得特殊解如下(kPa)eH z m πsin mσπu T πm m z t ,z 41214−∞=⋅=∑m ——正奇整数（1，3，5，…）；e ——自然对数底；H ——最大排水距离，双面排水取(1/2)H ；T V ——时间因数。
关于初始沉降(瞬间沉降)及次固结沉降的计算对于普通粘性⼟，固结沉降是其基础沉降的⼀个主要部分，它对基础宽⼤、⽽压缩⼟层较薄，排⽔条件⼜较符合假定时较为适⽤。
但是实际地基的地质条件往往较为复杂，有时可压缩的软⼟层分布较厚或⼟层分布不均，基底⾯⼜不是排⽔⾯，对较软的粘性(亚粘性)⼟来说，次固结沉降在总沉降中占有⼀定⽐例，这时初始沉降就不可忽视;⼜如砂性较重的地基，由于固结排⽔速率很快，初始沉降与固结沉降这两部分已融合⼀起难以区分，这些都必须计算初始沉降或次固结沉降。
下⾯给出有关计算公式：①初始沉降Sd=P·B·(1-u2)/E I=3/4·P·B·I/E(3-1)P--基底压⼒B--基础宽度e0--初始孔隙⽐u--⼟的泊松⽐对饱和粘⼟u=0.5I--影响系数，取决于基础形状和所研究点的位置。
E--⼟的不排⽔变形模量(弹性模量，可⽤三轴或单轴不排⽔试验求得)或采⽤旁压仪在现场测得。
②次固结沉降St=H/(1+e0)·Ca·log(t2/t1) (3-2)t1--次固结的起始时间t2--建筑物使⽤年限Ca--次固结系数，可⽤主固结和次固结引起的孔隙⽐与时间半对数关系曲线(e-lgt)求得。
当Ca<0.03时，粘性⼟的次固结沉降可以忽略。
此外除了上述两种计算⽅法外，还有通过室内试验模拟现场应⼒路径，再量取⼟样的垂直变形的应⼒路径法等。
当然在⼯程设计中，有时我们不但需要预估建筑物基础可能产⽣的最终沉降量或沉降差，⽽且还常常需要预估基础达到最终沉降量所需的时间或者预估建筑物完⼯以后经过某⼀段时间可能产⽣的沉降量，即基础的沉降量与时间关系的问题，⽬前多以饱和⼟体单向固结理论(⼀维固结理论)为基础进⾏求解(当然还有⼆维、三维固结理论，分别⽤于解决⼟坝和砂井、塑管排⽔法加固地基问题)，这⾥就不再⼀⼀叙述。
