下载文档原格式
土力学与根底工程习题及参考答案1单项选择题1粘性土的可塑性状态与流动状态的界限含水量是〔〕。
A、塑限B、液限C、塑性指数D、液性指数答案：B1.土的含水量的定义是〔〕。
A、水的重量与土体总重量之比 B、水的体积与土体总体积之比 C、水的重量与干土的重量之比答案：C2.粘性土随含水量增大呈现固态、半固态、可塑状态、流动状态；当粘性土含量减小，土体积不再发生变化时，土样应处于哪种状态？〔〕A.固体状态B.可塑状态C.半固体状态D.流动状态答案：A3.结构为蜂窝状的土是〔〕。
A.粉粒 B.砂砾C.粘粒 D.碎石答案：A4.地下水位下降将使得土中的自重应力增大的是什么位置的土层？〔〕A.地面以下B.变动后水位以下C.原水位以下D.不透水层以下答案：C5.土的饱和度是指〔〕之比。
A、土粒体积与孔隙体积B、土中水的体积与孔隙体积 C、土中水的体积与土粒体积答案：B6.土的级配中不均匀系数和曲率系数表达式中d60的含义是〔〕。
A、粒径为60mm的土的含量的百分数B、累积百分含量为60%的土的粒径C、百分含量为60%的土的粒径答案：B7.衡量土的颗粒级配是否良好，常用〔〕指标判定。
A.不均匀系数B.含水量C.标贯击数D.内摩擦角答案：A8.对土骨架产生浮力作用的水是〔〕。
A.重力水B.毛细水C.强结合水 D.弱结合水答案：A9.当地下水自上向下渗流时,土层中骨架应力将〔〕。
A、不变B、减小C、增大答案：C10.地下水位以下的地基土层自重应力应按〔〕计算。
A、浮容重 B、饱和重度C、湿重度答案：A 利用“角点法〞叠加原理求解根底下任意深度处的附加应力时，以下说法正确的选项是〔〕。
A、该点必须落在新划分的根底焦点上B、L和B均为划分前的尺寸C、当点落在根底底面的边界上时，不需要用角点法答案：A 当地下水位下降时，土中的自重应力( )。
A、将增大 B、将减小 C、不变D、无法确定答案：A11.假设土体中的前期固结压力超过了现有的土自重应力，那么该土为( )。
（完整版）土力学与基础工程课后思考题答案土力学与基础工程课后思考题答案第二章2.1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。
土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。
特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。
影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。
工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。
2.2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值上评价土的工程性质。
不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。
曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。
评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu<5，级配不良。
（2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。
2.3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。
天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。
饱和重度>天然重度>干重度>浮重度2.4土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。
直测指标：密度、含水量、相对密度。
换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。
当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行2.5反映无黏性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点？而工程上为何应用得并不广泛？指标：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。
1 、在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是( )A．均匀的B．折线的C．曲线的D．直线的2、在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是( )A．附加应力的变化B．总应力的变化C．有效应力的变化D．自重应力的变化3．在土中对土颗粒产生浮力作用的是( )A．强结合水B．弱结合水C．毛细水D．重力水4、原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的( ) 。
A．液化指标B．强度提高系数C．固结系数D．灵敏度5、刚性基础台阶允许宽高比的大小除了与基础材料及其强度等级有关外，还与 ( ) 。
A．基底压力有关B．地基土的压缩模量有关C．基础的底面尺寸有关D．持力层的承载力有关6、在荷载分布范围内,地基中附加应力随深度愈向下( ) .A、始终不变B、愈大C、愈小D、而无法确定7、土体中一点的最危（wei）险破坏面为( )度.A 、45B 、45+ψ/2C 、60D 、908、普通在密砂和坚硬的黏土中最有可能发生地基破坏模式是( ) 。
A、整体剪切破坏模式B、局部剪切破坏模式C、冲切剪切破坏模式D、延性破坏模式9、某场地人为地被挖走了 5 米，则该场地为( )土。
A、正常固结土B、超固结土C、软固结土D、欠固结土10、基础下垫层的厚度普通为( )㎜。
A 、150B 、200C 、100D 、5011、衡量土的颗粒级配是否良好,常用(A、不均匀系数B、含水量)指标判定。
C、标贯击数D、内磨擦角12、中心荷载作用的条形基础底面下地基土中最易发生塑性破坏的部位是( )。
A、中间部位B、边缘部位C、距边缘1/4 基础宽度的部位D、距边缘1/3 基础宽度的部位13、下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是( )。
A、滑动圆弧的圆心位置B、滑动圆弧的半径C、土坡的坡高D、土坡的坡角14、钢筋砼柱下条形基础的肋梁高度不可太小，普通宜为柱距的( )A 、1/10~1/8 B、1/8~1/4 C、1/4~1/3 D、1/3~1/215、有两个不同的基础，其基础总压力相等, 问在同一深度，哪个基础产生的附加应力大( ) . A．宽度小的基础产生的附加应力大B．宽度小的基础产生的附加应力小C．宽度大的基础产生的附加应力大D．两个基础产生的附加应力相等16、重力式挡土墙的顶宽不宜小于() .A 、800mmB 、1000mmC 、200mmD 、500mm17、土体普通只考虑其()。
第2章 土的性质及工程分类2.2 试证明下列换算公式 （1）1s w d d e ρρ=+(2) 1r w s w s er d r e γ+=+(3) (1)S r wd n s n−=证明： 令1s v =，则由v s v e v =得v v e =，1s v v v v e =+=+，由s s sm d v =·1w p 得s s s w s w m d v d ρρ== 由wsm w m =·100%得w s s w m wm wd ρ== 所以 (1)s w s w m m m d w ρ=+=+ （1）由 sd m vρ= 得 1s wd d eρρ=+ （2）由wr vv s v =·100%得s r wd s e =⇒s r wd s e =则(1)(1)11s w s w d w d w r m r g g g ve e ρρ++====++1s w s w d wr d r e +=+1r w s ws er d r e +=+ （3）由v v n v =·100% 得 11e n n e e n =⇒=+−，则w r vvs v =·100%=s wd e =(1)s vd n n − 2.3在土的三相组成示意图中，取土粒体积1s v =。
已知某土样的土粒比重s d =2.70，含水量=32.2%，土的天然密度ρ=1.913/g cm ，水的密度31.0/w g cm ρ=。
按各三相比例指标的定义，计算图2.50中6个括号内的数值及r s 和'r 。
解：因1s v =, 2.70s d =, w=32.2%, ρ=1.91g/3cm , 31.0/w g cm ρ=由(1) 2.70(10.322)1.0110.871.91s w d w e ρρ++=−=−= （1）3v v 0.87e cm ==（2）0.322w s v wd ==*2.70=0.873cm （3）110.87 1.87v e =+=+=3cm （4） 2.70s s w m d ρ==*1.0=2.70g（5）0.322w s w m wd ρ==*2.70*1.00.87g = （6） 3.57s w m m m g =+= （7）s r wd s e =或w v vv *0.87100%0.87=*100%=100% （8）''1 2.71110.87s w d r g g e ρρ−−===++*1039.1/kN m = 2.4 用体积为723cm 的环刀取得某原状土样重129.5g ，烘干后土重121.5g ，土粒比重为2.7，试计算该土样的含水量w 、孔隙比e 、饱和度r s 、重度r 、饱和重度sat r 浮重度'r 以及干重度d r ,并比较各重度的数值大小（先导得公式然后求解）。
土力学与基础工程参考答案1. 引言土力学是土木工程中非常重要的学科，它研究土体的物理特性和力学行为。
基础工程是土木工程中的一个重要分支，它涉及到建筑物和结构的基础设计和施工。
本文将介绍土力学和基础工程的基本概念，讨论相关的理论和方法，并提供一些参考答案，帮助读者更好地理解和应用这些知识。
2. 土力学基本理论土体是一种复杂的多相材料，它的物理特性和力学行为受到多种因素的影响。
土力学的基本理论提供了一种理解和描述土体行为的框架。
2.1 土体物理性质土体的物理性质包括土粒的颗粒大小分布、孔隙度、含水量等。
这些性质直接影响土体的力学行为。
例如，土粒的大小分布决定了土体的孔隙结构，进而影响了土体的透水性和渗透性。
2.2 应力和应变土体受到外部荷载的作用时会发生变形，这种变形可以通过应力和应变来描述。
应力是单位面积上的力，应变是长度的变化与原始长度的比值。
根据土体的不同行为特点，可以将应力和应变分为弹性、塑性和黏弹性等不同阶段。
2.3 孔隙水压力和饱和度土体中普遍存在着水分，水分对土体的力学行为有很大的影响。
孔隙水压力是指土体中水分的压力，它取决于土体的饱和度和水分的渗透能力。
饱和度是指土体中孔隙空间被水填充的程度。
2.4 土体的力学行为土体在受到外部作用时会发生变形，这种变形可以分为弹性、塑性和流变等。
弹性变形是指土体在外力作用下能够恢复原状的变形，塑性变形是指土体在外力作用下不能恢复原状的变形，流变是指土体在外力作用下发生流动的变形。
3. 基础工程基本理论基础工程是土木工程中的一个重要分支，它涉及到建筑物和结构的基础设计和施工。
基础工程的基本理论包括基础类型、基础设计和基础施工等。
3.1 基础类型常见的基础类型包括浅基础和深基础。
浅基础是指基础底部与地面之间的深度较小的基础，包括承台、独立柱基、隔震基础等。
深基础是指基础底部与地面之间的深度较大的基础，包括桩基、井基等。
3.2 基础设计基础设计是根据建筑物或结构的荷载要求和土壤的力学特性来确定基础的尺寸和形式。
第一章：土的物理性质及工程分类名词解释1、土粒级配：是指土中各粒组的相对百分含量，或土中中各粒组占总质量的百分数。
2、不均匀系数：用来描述土粒的不均匀性大小的指标。
用公式表示 1060d d C u =3、曲率系数：用来反映颗分曲线的整体形状和细粒含量多少的指标。
用公式表示1060230)(d d d C c =4、液限：是指土体处于可塑态和流动态的界限含水率，用w l 表示。
5、塑限：是指土体处于可塑态和半固态的界限含水率。
用w p 表示。
6、塑性指数：表示粘性土呈可塑状态的含水率的变化范围，其大小等于液限与塑限的差值（去百分号）。
用公式表示100)(⨯-=p l p w w I7、液性指数：表征了粘性土的天然含水率和界限含水率之间的相对关系，用来区分天然土所处的状态。
用公式表示ppp l p l I w w w w w w I -=--=8、最大干密度：在击实曲线中，当土的含水率增加到某一值时，干密度可以达到了最大值，这一干密度称为最大干密度，用ρdmax 表示。
9、最优含水率：在击实曲线中，当土的含水率增加到某一值时，干密度可以达到了最大值，这一含水率称为最优含水率，用w op 表示。
10、灵敏度：原状土的单轴抗压强度与重塑土的单轴抗压强度之比。
用公式表示uu t q q S =简答1、A 土样的孔隙比小于B 土样的孔隙比，那么A 土样一定比B 土样密实么？为什么？ 答：不一定；如果对于同一种土来说，孔隙比的大小可以反映出土的密实程度；而对于不同土来说，仅仅用孔隙比是无法判断土的密实程度的，还与土样的物理性质有关。
2、什么是颗分试验？有几种方法？适用范围是什么？答：测定土体中各粒组的质量占总土重百分数，确定各粒径分布范围的试验。
常用方法有：筛分法，适用于粒径d ≥0.075mm 且P ≥90%的粗粒土；密度计法，适用于粒径d ≤0.075mm 且P ≥90%的细粒土。
对于粗细混合土可采用联合测定法。
2.21 某办公楼工程地质勘探中取原状土做试验。
用天平称50cm3湿土质量为95.15g，烘干后质量为75.05g，土粒比重为2.67。
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。
【解】m = 95.15g，m s = 75.05g，m w = 95.15 - 75.05 = 20.1g，V = 50.0 cm3，d s = 2.67。
V= 75.05/(2.67⨯1.0) = 28.1 cm3s取g = 10 m/s2，则V w = 20.1 cm3V= 50.0 - 28.1 = 21.9 cm3vV= 50.0 – 28.1 – 20.1 = 1.8 cm3a于是，ρ = m / V = 95.15 / 50 = 1.903g/ cm3ρd= m s / V = 75.05 / 50 = 1.501g/ cm3ρs a t= (m s +ρw⋅V v)/ V = (75.05 + 1.0 ⨯ 21.9) / 50 = 1.939g/ cm3 w = m/ m s = 20.1 / 75.05 = 0.268 = 26.8%we = V/ V s = 21.9 / 28.1 = 0.779vn = V/ V = 21.9 / 50 = 0.438 = 43.8%vS= V w / V v = 20.1 / 21.9 = 0.918r2.22 一厂房地基表层为杂填土，厚1.2m，第二层为粘性土，厚5m，地下水位深1.8m。
在粘性土中部取土样做试验，测得天然密度ρ= 1.84g/ cm3，土粒比重为2.75。
计算此土样的天然含水率w、干密度ρd、孔隙比e和孔隙率n。
【解】依题意知，S r = 1.0，ρs a t= ρ = 1.84g/ cm3。
由，得n = e /(1 + e) = 1.083 /(1 + 1.083) = 0.520g/cm3。
2.23 某宾馆地基土的试验中，已测得土样的干密度ρd= 1.54g/ cm3，含水率w= 19.3%，土粒比重为2.71。
计算土的孔隙比e、孔隙率n和饱和度S r。
又测得该土样的液限与塑限含水率分别为w L = 28.3%，w p = 16.7%。
计算塑性指数I和液性指数I L，并描述土的物理状态，为该土定名。
p【解】（1）ρ =ρd (1 + w) = 1.54 ⨯ (1 + 0.193) = 1.84g/ cm3n = e /(1 + e) = 0.757 /(1 + 0.757) = 0.431（2）I p = w L - w p = 28.3 – 16.7 = 11.6I= (w L - w) / I p = (28.3 – 19.3)/11.6 = 0.776L0.75 < I L < 1，则该土样的物理状态为软塑。
由于10 < I p < 17，则该土应定名为粉质粘土。
2.24 一住宅地基土样，用体积为100 cm3的环刀取样试验，测得环刀加湿土的质量为241.00g，环刀质量为55.00g，烘干后土样质量为162.00g，土粒比重为2.70。
计算该土样的天然含水率w、饱和度S r、孔隙比e、孔隙率n、天然密度ρ、饱和密度ρs a t、有效密度ρ'和干密度ρd，并比较各种密度的大小。
【解】m = 241.0 – 55.0 = 186g，m s = 162.00g，m w = 241.00 – 55.00 – 162.00 = 24.00g，V = 100.0 cm3，d s = 2.70。
V= 162.0/(2.70⨯1.0) = 60.00 cm3s取g = 10 m/s2，则V w = 24.00 cm3V= 100.0 – 60.0 = 40.0 cm3vV= 100.0 – 60.0 – 24.0 = 16.0 cm3a于是，ρ = m / V = 186 / 100 = 1.86g/ cm3ρd= m s / V = 162 / 100 = 1.62g/ cm3ρs a t= (m s +ρw⋅V v)/ V = (162 + 1.0 ⨯ 40.0) / 100 = 2.02g/ cm3ρ' =ρs a t- ρd= 2.02 – 1.0 = 1.02 g/ cm3w = m/ m s = 24.0 / 162 = 0.148 = 14.8%we = V/ V s = 40.0 / 60.0 = 0.75vn = V/ V = 40.0 / 100 = 0.40 = 40.0%vS= V w / V v = 24.0 / 40.0 = 0.60r比较各种密度可知，ρs a t> ρ> ρd> ρ'。
3.7 两个渗透试验如图3.14a、b所示，图中尺寸单位为mm，土的饱和重度γs a t = 19kN/m3。
求（a）（b）图3.14 习题3.7图（1）单位渗流力，并绘出作用方向；（2）土样中点A处（处于土样中间位置）的孔隙水压力；（3）土样是否会发生流土？（4）试验b中左侧盛水容器水面多高时会发生流土？【解】（1）j a = γw i a = 10 ⨯ (0.6 – 0.2) / 0.3 = 13.3kN/m3↓jb= γw i b = 10 ⨯ (0.8 – 0.5) / 0.4 = 7.5kN/m3（2）（a）A点的总势能水头= 0.6 – (0.6 – 0.2) / 2 = 0.4m而A点的位置水头z A= 0.15m，则A点的孔隙水压力（b）A点的总势能水头= 0.8 – (0.8 – 0.5) / 2 = 0.65m而A点的位置水头z A= 0.2m，则A点的孔隙水压力（3）（a）渗流方向向下，不会发生流土；（b）土的浮重度γ' = 19 – 10 = 9kN/m3jb= 7.5kN/m3 < γ' = 9kN/m3。
所以，不会发生流土。
（4）若γ'≤j时，则会发生流土。
设左侧盛水容器水面高为H，此时，j= 9kN/m3，即jb= γw i b = 10 ⨯ (H – 0.5) / 0.4 = 9kN/m3，则H = 9 ⨯ 0.4 /10 + 0.5 = 0.86m。
即，试验b中左侧盛水容器水面高为0.86m时会发生流土。
3.8 表3.3 为某土样颗粒分析数据，试判别该土的渗透变形类型。
若该土的孔隙率n= 36%，土粒相对密度d s= 2.70，则该土的临界水力梯度为多大？（提示：可采用线性插值法计算特征粒径）粒径 / mm0.075.05.02.01.005.002.0010.0005小于该粒径的质量 / g329.126.723.115.95.72.10.9小于该粒径的质量占总质量的百分比 / %100978977531973由表3.3得颗粒级配曲线如图题3.8图所示。
由颗粒级配曲线可求得d= 0.0012mm，d60 = 0.006mm，d70 = 0.008mm10则不均匀系数C= d60 / d10 = 0.006/0.0012 = 5.0u故，可判定渗透变形类型为流土。
临界水力梯度= (2.70-1) (1-0.36) = 1.083——解法二——内插法d= (0.001-0.0005) ⨯ (7-5) / (7-3) +0.0005 = 0.00075mm5d= (0.002-0.001) ⨯ (10-7) / (19-7) +0.001 = 0.00125mm 10d= (0.005-0.002) ⨯ (20-19) / (53-19) +0.002 = 0.00209mm 20d= (0.01-0.005) ⨯ (60-53) / (77-53) +0.005 = 0.00645mm 60d= (0.01-0.005) ⨯ (70-53) / (77-53) +0.005 = 0.00854mm 70则不均匀系数C= d60 / d10 = 0.00645/0.00125 = 5.16 > 5u粗、细颗粒的区分粒径土中细粒含量P = (53-19) ⨯ (0.00327-0.002) / (0.005-0.002) +19 = 33.4% 故，可判定渗透变形类型为过渡型。
临界水力梯度= 2.2⨯ (2.70-1) (1-0.36)2⨯ 0.00075/0.00209= 0.5503.9 某用板桩墙围护的基坑，渗流流网如图3.15所示（图中长度单位为m），地基土渗透系数k= 1.8 ⨯10-3cm /s，孔隙率n= 39%，土粒相对密度d s= 2.71，求（1）单宽渗流量；（2）土样中A点（距坑底0.9m，位于第13个等势线格中部）的孔隙水压力；（3）基坑是否发生渗透破坏？如果不发生渗透破坏，渗透稳定安全系数是多少？图3.15 习题3.9流网图【解】1. 单位宽度渗流量计算上、下游之间的势能水头差h = P1-P2 = 4.0m。
相邻两条等势线之间的势能水头差为4/14 = 0.286 m。
过水断面积为A = n f b⨯1（单位宽度）。
正方形网格a = b。
单位时间内的单位宽度的流量为 (n f = 6, n d = 14, h = 4m)2. 求图中A点的孔隙水压力u AA点处在势能由高到低的第13格内，约12.5格，所以A点的总势能水头为P=(8.0-0.286⨯12.5)A= 4.429 mA点的总势能水头的组成为A点的孔隙水压力u为A3. 渗流破坏判断沿着流线势能降低的阶数为n d，该方向上的流网边长为a (=1m)。
沿着等势线流槽的划分数为n f，该方向上的流网边长为b (=1m)。
相邻等势线之间的水力坡降为< i cr不能发生渗透破坏。
渗透稳定安全系数为F= i cr / i =1.043 / 0.286 = 3.6s【4.17】某建筑场地工程地质勘察资料：地表层为素填土，γ1 = 18.0kN/m3，h= 1.5m；第二层为粉土，γ2s a t= 19.4kN/m3，h2= 3.6m；第三层为中砂，γ3s a t 1= 19.8kN/m3，h3 = 1.8m；第四层为坚硬完整岩石。
地下水位埋深1.5m。
试计算各层界面及地下水位面处自重应力分布。
若第四层为强风化岩石，基岩顶面处土的自重应力有无变化？0 0 0素填土 1.5 1.5 18 27粉土 3.6 5.1 9.4 60.84中砂 1.8 6.9 9.8 78.48岩石 6.9 132.48当第四层为坚硬完整岩石时，不透水，土中应力分布如图中实线所示，岩层顶面应力有跳跃为132.48kPa。
当第四层为强风化岩石时，透水，岩层顶面应力无跳跃为78.48kPa。
