土力学简答题全解
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一、简答题1.什么是土的颗粒级配?什么是土的颗粒级配曲线?2.土中水按性质可以分为哪几类?3.土是怎样生成的?有何工程特点?4.什么是土的结构?其基本类型是什么?简述每种结构土体的特点。
5.什么是土的构造?其主要特征是什么?6.试述强、弱结合水对土性的影响。
7.试述毛细水的性质和对工程的影响。
在那些土中毛细现象最显著?8.土颗粒的矿物质按其成分分为哪两类?9.简述土中粒度成分与矿物成分的关系。
10.粘土的活动性为什么有很大差异?11.粘土颗粒为什么会带电?第1章参考答案一、简答题1.【答】土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配(粒度成分)。
根据颗分试验成果绘制的曲线(采用对数坐标表示,横坐标为粒径,纵坐标为小于(或大于)某粒径的土重(累计百分)含量)称为颗粒级配曲线,它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
2. 【答】3. 【答】土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。
与一般建筑材料相比,土具有三个重要特点:散粒性、多相性、自然变异性。
4. 【答】土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系,土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。
基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结(粒径0.075~0.005mm)、絮状结构(粒径< 0.005mm)。
单粒结构:土的粒径较大,彼此之间无连结力或只有微弱的连结力,土粒呈棱角状、表面粗糙。
蜂窝结构:土的粒径较小、颗粒间的连接力强,吸引力大于其重力,土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构:土粒较长时间在水中悬浮,单靠自身中重力不能下沉,而是由胶体颗粒结成棉絮状,以粒团的形式集体下沉。
5. 【答】土的宏观结构,常称之为土的构造。
是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
其主要特征是层理性、裂隙性及大孔隙等宏观特征。
、土力学与基础工程研究地主要内容有哪些?土力学是研究土体地一门力学,它研究土体地应力、变形、强度、渗流及长期稳定性地一门学科,总地来说就是研究土地本构关系以及土与结构物地相互作用地规律.、地基与持力层有何区别?地基—承受建筑物荷载地那一部分地层.分为天然地基(浅基、深基)、人工地基.直接承受基础传来地荷载,并分散传至地壳地土层叫地基地持力层.持力层以下叫下卧层,地基包括持力层和下卧层.b5E2R。
、何谓土粒粒组?土粒六大粒组划分标准是什么?工程上各种不同地土粒,按粒径范围地大小分组,即某一粒径地变化范围,称为粒组.划分标准:黏粒<<粉粒<<砂粒<角砾<<卵石<<漂石、粘土颗粒表面哪一层水膜对土地工程性质影响最大,为什么?弱结合水,它不能传递静水压力.、土地结构通常分为哪几种?它和矿物成分及成因条件有何关系?各自地工程性质如何?分类()单粒结构:粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成地单粒结构.().蜂窝结构:颗粒间点与点接触,由于彼此之间引力大于重力,接触后,不再继续下沉,形成链环单位,很多链环联结起来,形成孔隙较大地蜂窝状结构()絮状结构细微粘粒大都呈针状或片状,质量极轻,在水中处于悬浮状态.悬液介质发生变化时,土粒表面地弱结合水厚度减薄,粘粒互相接近,凝聚成絮状物下沉,形成孔隙较大地絮状结构. 工程性质:密实单粒结构工程性质最好蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构,则强度低、压缩性高,不可用作天然地基.p1Ean。
、在土地三相比例指标中,哪些指标是直接测定地?土地比重、土地重度γ、土地含水量可由实验室直接测定.其余指标可根据土地三相比例换算公式得出.、液性指数是否会出现>和<地情况?相对密度是否会出现>和<地情况?可以,小于为坚硬状态,大于为流塑状态.不能..判断砂土松密程度有几种方法?无粘性土最重要地物理状态指标是土地密实度.用孔隙比为标准地优点:应用方便;缺点:由于颗粒地形状和配对孔隙比有极大地影响,而只用一个指标无法反映土地粒径级配地因素.用相对密实度为标准地优点:把土地级配因素考虑在内,理论上较为完善.缺点:,,都难以准确测定.用标准贯入试验锤击数为标准地优点:这种方法科学而准确;缺点:试验复杂..地基土分几大类?各类土地划分依据是什么?分为岩石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土.岩石是颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙地岩体.碎石类土是粒径大于地颗粒含量超过全重地土.砂类土是粒径大于地颗粒含量不超过,粒径大于地颗粒含量超过地土.粉土是粒径大于地颗粒含量不超过,塑性指数小于或等于地土.粘性土是塑性指数大于地土.由人类活动堆填形成地各类土,称人工填土..何谓土地级配?土地级配曲线是怎样绘制地?为什么土地级配曲线用半对数坐标?土粒地大小及其组成情况,通常以土中各个粒组地相对含量,占土粒总质量地百分数来表示,称为土地颗粒级配陡竣、土粒大小均匀、级配差;平缓、土粒大小不均匀、级配好.能将粒径很小地土颗粒含量清楚地表达出来..土地气体以哪几种形式存在?他们对土地工程性质有何影响?存在于土中地气体可分为两种基本类型:一种是与大气连通地气体;另一种是与大气不通地以气泡形式存在地封闭气体.土地饱和度较低时,土中气体与大气相连通,当土受到外力作用时,气体很快就会从孔隙中排出,土地压缩稳定和强度提高都较快,对土地性质影响不大.但若土地饱和度较高,土中出现封闭气泡时,封闭气泡无法溢出,在外力作用下,气泡被压缩或溶解于水中,而一旦外力除去后,气泡就又膨胀复原,所以封闭地气泡对土地性质有较大地影响.土中封闭气泡地存在将增加土地弹性,它能阻塞土内地渗流通道使土地渗透性减小,并能延长土体受力后变形达到稳定地历时..土地工程特性?压缩性高、强度低(特指抗剪强度)、透水性大、土地生成与工程特性地关系?.搬运、沉积条件:通常流水搬运沉积地土优于风力搬运沉积地土 .沉积年代:沉积越长,土地工程性质越好.沉积地自然环境第章土地压缩性与地基沉降计算jLBHr。
土力学简答题1. 何谓正常固结粘土和超固结粘土,两者的压缩特性和强度特性有何区别?答:把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力,以pc表示;而把前期固结应力与现有应力po'之比称为超固结比OCR,对天然土,OCR>1时,该土是超固结;当OCR=1时,则为正常固结土。
压缩特性区别:当压力增量相同时,正常固结土压缩量比超固结土大。
强度特性区别:超固结土较正常固结土强度高2. 简述影响土压实性的因素?答:土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。
对粘性土,含水率的影响主要表现为当含水率较低时,相同击实功能下所获得的干密度较低,随着含水率的增大,所得到的干密度会逐渐提高;当达到某含水率时,对应击实功能下会得到最大干密度,对应含水率称为最优含水率;随着含水率的提高,最大干密度反而会减小。
击实功能的影响表现为:击实功能越大,所得到的土体干密度也大;最优含水率随击实功能的增大而减小。
土类和级配的影响表现在:粘性土通常较无粘性土压缩性大;粘粒含量大,压缩性大;级配良好,易于压密,干密度大;粗粒含量对压实性有影响,大于5mm粒径的粗粒含量大于25%-30%时,需对轻型击实试验的结果进行修正。
3.地基破坏形式有哪几种?各自会发生在何种土类地基?答:有整体剪切破坏,局部剪切破坏和冲剪破坏。
地基破坏形式主要与地基土的性质尤其是压实性有关,一般而言,对于坚实或密实的土具有较低的压缩性,通常呈现整体剪切破坏.对于软弱黏土或松沙地基具有中高压缩性,常常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏。
4.其它条件相同情况下,超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗?为什么?答:是的。
因为和正常固结粘土相比,超固结粘土孔隙比比正常固结土小,如果现有有效应力相同,则在某荷载增量作用下,超固结土是沿再压缩曲线压缩,而正常固结土沿压缩曲线压缩。
由于同一土质,再压缩曲线肯定比压缩曲线缓,即再压缩指数比压缩指数小,因此,超固结粘土沉降比正常固结土小。
《土力学》期末复习简答题1.级配良好的无粘性土要满足什么条件?Cu、Cc 的含义?规范规定:Cu≥5且Cc=1~3的土为级配良好土的不均匀系数cu及曲率系数cc公式结合水的定义及其分类结合水:受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周,不传递静水压力,不能任意流动的水弱结合水:位于强结合水之外,电场引力作用范围之内外力作用下可以移动,但不因自身重力作用而移动有粘滞性,表现为一种黏滞水膜,使黏土表现出可塑性三个基本指标密度含水量土粒比重液性界限WL塑性界限WP液性指数IL塑性指数Ip土的灵敏度定义为原状土样和重塑图样无侧限抗压强度之比粗粒土按粒径级分类细粒土按塑性指数Ip分类2.什么是粘性土的最大干密度,什么是最优含水量?什么是黏土的压实度?影响黏性土土的压实性的因素有哪些按照室内标准功能击实到一定次数的时候,干密度随着含水量的降低而降低则取随着含水量降低而增高的峰值点为最大干密度。
其对应的含水量为最优含水量/压实度等于填土干密度除以室内标准功能击实的最大干密度乘以百分之一百/影响压实度的主要因素有:含水量、击实功、颗粒级配、回填土样成分、碾压层的厚度和碾压遍数以及检测过程3、什么是黏土的灵敏度?是指原状土与其重塑后立即进行试验的无侧限抗压强度之比值4.什么是流土?什么是管涌?发生的条件?流土是指在向上的渗透作用下表层土局部的土体和颗粒群发生悬浮和移动的现象/管涌是指一定级配的无粘性土中较小颗粒沿着较大颗粒所形成的空隙移动,最终形成土体和地表相连接的通道/任何类型的土流土发生的条件水力坡降达到一定的大小都会发生流土破坏管涌发生的条件是 (1)必要条件:土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。
(2)水力条件:动水力能带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。
5. 什么是临界水力坡降?临界水力坡降的表达式?临界水力坡降与土的什么指标有关?临界水利坡降是土体发生流土破坏时的水力坡降 Icr=r‘/rw 临界水力坡降与土粒比重和土的孔隙比有关6. 什么是有效应力原理?什么是有效应力?有效应力原理是饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为由土骨架承担的有效应力和由孔隙水承担的孔隙水压力组成和图的变形与强度变化只取决于有效应力的变化/是单位面积土骨架上所有颗粒的接触力在总应力方向的分量之和/7. 为什么地下水位下降会引起地面的下降?因为向下渗流有效应力增加使土体发生压缩所以会地面下降8.什么是基底压力、基底附加应力、地基中的附加应力?基础地面传递给地表的压力叫做基地压力基底压应力与基底标高处土层的自重应力之差在地表上作用的不同荷载或者其他因素造成的土体自重应力增加9. 什么是超静水压力?由外荷载作用引起的孔隙水压力成为超静孔隙水压力10. 什么是先期固结压力?什么是正常固结土?什么是超固结土?简述土在外荷载作用下产生压缩的原因土层在地质历史上曾经受到过最大的有效应力叫先期固结应力 Pc /正常固结土是土层目前承受的上覆固结应力Ps=Pc超固结土是是指先期固结应力pc大于现在的固结应力ps次固结土是先期固结应力pc小于现期的固结应力ps11.什么是地基的固结度?固结度是指土骨架已经承担的平均有效应力的面积与实际平均有效应力面积的比值12.简述分层总合法计算地基沉降的基本步骤。
土力学简答题影响土的渗透性的因素:(1)土的粒度成分。
土粒愈粗、大小愈均匀,形状越圆滑,k值也就越大。
粗颗粒土中有细粒土,随细粒含量增加,k值急剧下降。
(2)土的密实度。
土越密实,k越小。
(3)土的饱和度。
饱和度越低,k越小。
(4)土的结构。
扰动土样与击实土样的k值通常比同一密度原状土样的k值小。
(5)水的温度。
通常标准温度是20°C。
(6)土的构造。
土的构造对K值影响也很大。
压缩模量,变形模量,弹性模量的关系:联系:压缩模量和变形模量的应变为总的应变,而弹性模量的应变只包含弹性应变。
区别:压缩模量,变形模量,弹性模量作为顺序(1)定义:竖向正应力与相应的变形稳定情况下正应变的比值;竖向应力与竖向应变的比值;正应力与弹性正应变的比值。
(2)获取方法试验:室内压缩试验;现场静载荷试验或旁压试验;室内三轴试验。
(3)试验条件:侧限条件;无侧限条件;无侧限条件。
(4)用途:适用分层总和法、应力面积法求沉降;适用弹性理论法求沉降;适用求瞬间荷载下的变形。
分层总和法的计算方法和步骤:(1)按比例绘制地基和基础剖面图。
(2)分层:首先按0.4b,但遇到天然土层的分界而和地下水位线必然作为分层的界面。
(3)计算基础底面基地压力P与基底附加压力P。
(4)计算每一分层的自重应力与及平均自重应力,并绘制自重应力分布图。
(5)计算每一分层的附加应力与及平均附加应力,并绘制附加应力分布图。
(6)确定计算深度,一般情况下取。
若遇到压缩性低的岩土层,计算到该层的顶面。
(7)计算每一分层的压缩量。
朗肯与库仑土压力理论的联系与区别:联系: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,只有在最简单的情况下(,用这两种理论计算的结构才相同。
区别:1)假设条件不同:郎肯假设墙背直立、光滑、填土面水平无限延伸;库仑假定:a填土为均匀,各自同性,无粘土.B滑动土体看做滑动土楔,其滑裂面为通过墙踵的平面c滑动土楔视为刚体。
第一章土的组成一、简答题1.什么是土的颗粒级配?什么是土的颗粒级配曲线?土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配(粒度成分)。
根据颗分试验成果绘制的曲线(采用对数坐标表示,横坐标为粒径,纵坐标为小于(或大于)某粒径的土重(累计百分)含量)称为颗粒级配曲线,它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
2.土中水按性质可以分为哪几类?3.土是怎样生成的?有何工程特点?土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。
与一般建筑材料相比,土具有三个重要特点:散粒性、多相性、自然变异性。
4.什么是土的结构?其基本类型是什么?简述每种结构土体的特点。
土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系,土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。
基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结(粒径0.075~0.005mm)、絮状结构(粒径<0.005mm)。
单粒结构:土的粒径较大,彼此之间无连结力或只有微弱的连结力,土粒呈棱角状、表面粗糙。
蜂窝结构:土的粒径较小、颗粒间的连接力强,吸引力大于其重力,土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构:土粒较长时间在水中悬浮,单靠自身中重力不能下沉,而是由胶体颗粒结成棉絮状,以粒团的形式集体下沉。
5.什么是土的构造?其主要特征是什么?土的宏观结构,常称之为土的构造。
是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
其主要特征是层理性、裂隙性及大孔隙等宏观特征。
6.试述强、弱结合水对土性的影响。
强结合水影响土的粘滞度、弹性和抗剪强度,弱结合水影响土的可塑性。
7.试述毛细水的性质和对工程的影响。
在那些土中毛细现象最显著?毛细水是存在于地下水位以上,受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。
土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升。
第一章土的组成一、简答题1.什么是土的颗粒级配?什么是土的颗粒级配曲线?1.【答】土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配(粒度成分).根据颗分试验成果绘制的曲线(采用对数坐标表示,横坐标为粒径,纵坐标为小于(或大于)某粒径的土重(累计百分)含量)称为颗粒级配曲线,它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好.2.土中水按性质可以分为哪几类?2. 【答】5. 不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu=d60 / d10、Cc=d230 / (d60×d10).7. 土是岩石分化的产物,是各种矿物颗粒的集合体.土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的散粒性和多相性 .三、选择题1.在毛细带范围内,土颗粒会受到一个附加应力.这种附加应力性质主要表现为( C )(A)浮力; (B)张力; (C)压力.2.对粘性土性质影响最大的是土中的(C ).(A)强结合水; (B)弱结合水; (C)自由水; (D)毛细水.第二章土的物理性质及分类一、简答题3.什么是塑限、液限和缩限?什么是液性指数、塑性指数?3. 【答】(1)液限L:液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量.(2)塑限p: 塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量.(3)缩限s: 缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量.(4)塑性指数I P 定义为土样的液限和塑限之差:I P= w L-w P(5)液性指数:9. 简述用孔隙比e、相对密实度D r判别砂土密实度的优缺点.9. 【答】(1)用e判断砂土的密实度的优点:应用方便,同一种土,密实砂土的空隙比一定比松散砂土的小;缺点:无法反映土的粒径级配因素.(2)用D r判断砂土的密实度的优点:考虑了土级配因素,理论上完善;缺点:用长颈漏斗测定e米ax或用振动叉和击实金属法测定e米in因人而异,难以获得较为科学的数据.二、填空题1.粘性土中含水量不同,可分别处于固态、半固态、可塑态、流动态四种不同的状态.其界限含水量依次是缩限、塑限、液限.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越多.三、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)(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)(A)γ增加,减小(B) γ不变,不变(C)γ增加,增加5. 已知砂土的天然孔隙比为e=0.303,最大孔隙比e米ax=0.762,最小孔隙比e米in=0.114,则该砂土处于(A)状态.(A)密实 (B) 中密 (C)松散 (D)稍密10.对无粘性土的工程性质影响最大的因素是(B).(A)含水量; (B)密实度; (C)矿物成分; (D)颗粒的均匀程度.15. 粘性土的塑性指数越大,说明(C).(A)土粒比表面积越小; (B)土粒吸附能力越弱;(C)土的可塑范围越大; (D)粘粒、胶粒、粘土矿物含量越低.16.不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是(A).(A)(B)(C);(D).18.下列叙述正确的是(A).(A)时,粘性土处于坚硬状态;(B)时,粘性土处于流动状态;(C)时,粘性土处于坚硬状态; (D)时,粘性土处于软塑状态.19.下面有关粘性土的叙述正确的是(B).(A)粘性土是指塑性指数小于或等于10的土;(B)粘性土是指塑性指数大于10的土; (C)粘性土是指塑性指数大于17的土; (D)粘性土又称为粘土.五、计算题1. 有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7厘米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,土粒相对密度(比重)为2.74, 试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求按三项比例指标定义求解).1.解:5.经测定,某地下水位以下砂层的饱和密度为1.991g/厘米3,土粒相对密度为2.66,最大干密度为1.67g/厘米3,最小干密度为 1.39g/厘米3,试判断该砂土的密实程度.5.解:由得因为2/3< SPAN>所以该砂土的密实度为密实.8.某土样孔隙体积,土粒体积,土粒相对密度为d s=2.69,求孔隙比e和干重度d;当孔隙被水充满时,求饱和重度sat和含水量.8. 解:11.某饱和土样含水量为38.2%,密度为1.85 t/米3,塑限为27.5%,液限为42.1%.问:要制备完全饱和、含水量为50%的土样,则每立方米土应加多少水?加水前和加水后土各处于什么状态?其定名是什么?11.解:粉质粘土加水前可塑状态加水后流塑状态第三章土的渗透性及渗流二、填空题2.影响渗透系数的主要因素有: 土的粒度成分及矿物成分、土的密实度、土的饱和度、土的结构、土的构造、水的温度.3.一般来讲,室内渗透试验有两种,即常水头法和变水头法.4.渗流破坏主要有流砂(土)和管涌两种基本形式.5.达西定律只适用于层流的情况,而反映土的透水性的比例系数,称之为土的渗透系数 .1.反应土透水性质的指标是(D).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( C).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?(D)A.压缩系数B.固结系数C.压缩模量D.渗透系数6.下列哪一种土样更容易发生流砂?( D)A.砂砾或粗砂B.细砂或粉砂C.粉质黏土D.黏土9.评价下列说法的正误.( D)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.A.①对B.②对C.③和④对D.全不对11.土体渗流研究的主要问题不包括(D).A.渗流量问题B.渗透变形问题C.渗流控制问题D.地基承载力问题五、计算题1.如图3-1所示,在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样,从土样1顶面溢出.(1) 已土样2底面c-c 为基准面,求该面的总水头和静水头;(2) 已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%,求 b-b面的总水头和静水头;(3) 已知土样2的渗透系数为0.05厘米/s ,求单位时间内土样横截面单位面积的流量;(4) 求土样1的渗透系数.1.解:如图3-1,本题为定水头实验,水自下而上流过两个土样,相关几何参数列于图中.(1)以c-c为基准面,则有:z c=0,h wc=90厘米,h c=90厘米(2)已知h bc=30%h ac,而h ac由图2-16知,为30厘米,所以h bc=30%h ac=0.330=9厘米∴ h b=h c-h bc=90-9=81厘米又∵z b=30厘米,故h wb=h b- z b=81-30=51厘米(3)已知k2=0.05厘米/s,q/A=k2i2= k2h bc/L2=0.059/30=0.015厘米3/s/厘米2=0.015厘米/s(4)∵ i1=h ab/L1=(h ac-h bc)/L1=(30-9)/30=0.7,而且由连续性条件,q/A=k1i1=k2i2∴ k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021厘米/s图3-1 (单位:厘米)4. 定水头渗透试验中,已知渗透仪直径,在渗流直径上的水头损失,在60s时间内的渗水量,求土的渗透系数.4. 解:6. 图3-4为一板桩打入透土层后形成的流网.已知透水土层深,渗透系数板桩打入土层表面以下,板桩前后水深如图3-4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.6. 解:(1)a、e点位于水面,故b、d位于土层表面,其孔隙压力分别为:C点位于板桩底部,该点的水头损失为:该点的孔压为:(2)地基的单位渗水量:图3-4 板桩墙下的渗流图第四章土中应力一、简答题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?3.【答】地下水下降,降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量,它使土体的固结沉降加大,故引起地表大面积沉降.地下水位长期上升(如筑坝蓄水)将减少土中有效自重应力.1、若地下水位上升至基础底面以上,它对基础形成浮力使地基土的承载力下降.2、地下水位上升,如遇到湿陷性黄土造成不良后果(塌陷)3、地下水位上升,粘性土湿化抗剪强度降低.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?6.【答】由外荷载引起的发加压力为主要原因.需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏.二、填空题、1.土中应力按成因可分为自重应力和附加应力.2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙压力.3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力增加 .4.计算土的自重应力应从天然地面(老天然地面)算起.5. 计算土的自重应力时,地下水位以下的重度应取有效重度(浮重度).1.建筑物基础作用于地基表面的压力,称为( A).(A)基底压力 ; (B)基底附加压力 ; (C)基底净反力 ; (D)附加应力4.地下水位长时间下降,会使(A).(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).(A)有效应力 ; (B)总应力 ; (C)附加应力 ; (D)孔隙水压力9.由建筑物的荷载在地基内产生的应力称为(B).(A)自重应力 ; (B)附加应力 ; (C)有效应力 ; (D)附加压力11.由于建筑物的建造而在基础底面处产生的压力增量称为(C).(A)基底压力 ; (B)基底反力 ;(C)基底附加应力 ; (D)基底净反力13.在单向偏心荷载作用下,若基底反力呈梯形分布,则偏心距与矩形基础长度的关系为(A).(A); (B) ; (C) ; (D)19.计算土中自重应力时,地下水位以下的土层应采用(C).(A)湿重度 ; (B)饱和重度 ; (C)浮重度 ; (D)天然重度五、计算题2.某构筑物基础如图4-1所示,在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN,偏心距1.31米,基础埋深为2米,底面尺寸为4米2米.试求基底平均压力和边缘最大压力,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图.(答案:=301KPa)图4-12.解:荷载因偏心而在基底引起的弯矩为:基础及回填土自重:偏心距:因,说明基底与地基之间部分脱开,故应从新分布计算(图略)3.某矩形基础的底面尺寸为4米 2.4米,设计地面下深埋为1.2米(高于天然地面0.2米),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/.试求基底水平面1点及2点下各3.6米深度点及点处的地基附加应力值(见图4-2).(答案:点处=28.3KPa)图4-23.解:基底压力:基底附加压力:点:过1点将基底分成相等的两块,每块尺寸为故,,查表4-5得故有:点:过2点做如下图所示矩形,对矩形 ac2d,,查表4-5得;对矩形bc21 ,查表4-5得,故a b cd 1 26.按图4—4中给出的资料,计算地基中各土层分界处的自重应力.如地下水位因某种原因骤然下降至▽35.0高程,细砂层的重度为=18.2kN/米3,问此时地基中的自重应力有何改变?图4—46.解: 地下水位处:黏土层底:粉质黏土层底:细砂层底:地下水位骤然下降至▽35.0高程时:黏土和粉质黏土层因渗透性小,土体还来不及排水固结,孔隙水压力没有明显下降,含水量不变,故自重应力没什么变化.细砂层渗透性大,排水固结块,因水位下降而产生的应力增量很快就转化为有效自量应力,故细砂层底的自重应力为:第五章土的压缩性一、简答题5.根据应力历史可将土(层)分为那三类土(层)?试述它们的定义.5.【答】正常固结土(层) 在历史上所经受的先期固结压力等于现有覆盖土重.超固结土(层)历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力.欠固结土(层)先期固结压力小于现有覆盖土重.7.何谓超固结比?如何按超固结比值确定正常固结土?7.【答】在研究沉积土层的应力历史时,通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比. 9.应力历史对土的压缩性有何影响?如何考虑?二、填空题1.压缩系数=,表示压力范围=,= 的压缩系数,工程上常用评价土的压缩性的高低.2.可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有压缩系数、压缩指数、和压缩模量.3.天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力称为先期固结压力(前期固结压力).4.据前期固结压力,沉积土层分为正常固结土、超固结土、欠固结土三种.5.在研究沉积土层的应力历史时,通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比.1.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2.若土的压缩曲线(e-p曲线)较陡,则表明( A)(A)土的压缩性较大 (B)土的压缩性较小(C)土的密实度较大 (D)土的孔隙比较小4.在饱和土的排水固结过程中,若外载荷不变,则随着土中有效应力( B )(A)孔隙水压力u相应的增加; (B)孔隙水压力u相应的减少(C)总应力δ相应增加; (D)总应力δ相应减少7.土体产生压缩的时(A)(A) 土中孔隙体积减少,土粒体积不变; (B)孔隙体积和土粒体积均明显减少(C)土粒和水的压缩量均较大; (D)孔隙体积不变8.土的变形模量可通过(B )实验来测定.(A)压缩; (B)载荷; (C)渗透; (D)剪切;9.土的e-p曲线愈平缓,说明( C)(A)压缩模量愈小; (B)压缩系数愈大(C)土的压缩性愈低 ; (D)土的变形愈大17.使土体体积减少的主要因素是(A)(A)土中孔隙体积的减少; (B)土粒的压缩(C)土中密闭气体的压缩; (D)土中水的压缩19.土的压缩变形主要是由于土中哪一部分应力引起的?( B)(A)总应力; (B)有效应力; (C)孔隙应力五、计算题2.对一黏土试样进行侧限压缩试验,测得当=100kPa和=200kPa时土样相应的孔隙比分别为:=0.932和=0.885,试计算和,并评价该土的压缩性.2.解:因为0.1<=0.47<0.5,g故该土属于中压缩第六章地基变形一、简答题4.两个基础的底面面积相同,但埋置深度不同,若低级土层为均质各向同性体等其他条件相同,试问哪一个基础的沉降大?为什么?4.【答】引起基础沉降的主要原因是基底附加压力,附加压力大,沉降就大.(<20)因而当基础面积相同时,其他条件也相同时.基础埋置深的时候基底附加压力大,所以沉降大.当埋置深度相同时,其他条件也相同时,基础面积小的基底附加应力大,所以沉降大.5.何谓超固结比?在实践中,如何按超固结比值确定正常固结土?5.【答】在研究沉积土层的应力历史时,通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比.超固结比值等于1时为正常固结土8.简述有效应力原理的基本概念.在地基土的最终变形量计算中,土中附加应力是指有效应力还是总应力?8.【答】饱和土中任一点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力;或是有效应力总是等于总应力减去孔隙水压力.此即饱和土中的有效应力原理.土中的附加应力是指有效应力.1.分层总和法计算地基沉降量时,计算深度是根据附加应力和自重应力的比值确定的.2饱和土的有效应力原理为:总应力σ=有效应力σˊ+孔隙水压力u,土的变形和强度只随有效应力而变.地下水位上升则土中孔隙水压力增大有效应力减小.3.地基土层在某一压力作用下,经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为固结度(固结比、固结百分数).1.对非压缩性土,分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是( D ).(A) (B) (C) (D)3.超固结比的土属于( B ).(A) 正常固结土(B) 超固结土;(C) 欠固结土(D) 非正常土5.某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100米米,则最终固结沉降量为( B ).(A) 400米米(B) 250米米 ; (C) .200米米 ; (D) 140米米8.计算地基最终沉降量的规范公式对地基沉降计算深度的确定标准是( C ).(A) (B) (C) (D)14.已知两基础形状、面积及基底压力均相同,但埋置深度不同,若忽略坑底回弹的影响,则(C ).(A)两基础沉降相同(B) 埋深大的基础沉降大(C)埋深大的基础沉降小;18.有两个黏土层,土的性质相同,土层厚度与排水边界条件也相同.若地面瞬时施加的超荷载大小不同,则经过相同时间后,两土层的平均孔隙水压力( A ).(A) 超荷载大的孔隙水压力大 ; (B) 超荷载小的孔隙水压力大; (C) 一样大五、计算题2.底面尺寸为5米×5米,埋深1.5米,上部结构传给基础的轴心荷载.从地表起至基底下2.5米为黏土层,,黏土层下为卵石层(可视为不可压缩层),黏土层的压缩试验资料见5—9所示.试计算基础的最终沉降量.2.解:基底附加压力:粘土层的平均自重应力:平均自重应力与附加应力之和:查表5-9根据内插法计算得基础最终沉降量:4.某饱和黏土层厚度6米,压缩模量试计算在大面积何载作用下的最终沉降量.当沉降量达到30米米时黏土层的固结度为多少?4.解:第七章土的抗剪强度一、简答题1. 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?1. 【答】土的抗剪强度可表达为,称为抗剪强度指标,抗剪强度指标实质上就是抗剪强度参数.9. 影响土的抗剪强度的因素有哪些?9. 【答】(1)土的基本性质,即土的组成、土的状态和土的结构,这些性质又与它的形成环境和应力历史等因素有关;(2)当前所处的应力状态;(3)试验中仪器的种类和试验方法;(4)试样的不均一、试验误差、甚至整理资料的方法等都会影响试验的结果.13. 土的抗剪强度指标是什么?通常通过哪些室内试验、原位测试测定? 13. 【答】土的抗剪强度指标:土的粘聚力、土的内摩擦角.室内试验有:直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验;十字板剪切试验为原位测试测定.15. 简述直剪仪的优缺点.【三峡大学2006年研究生入学考试试题】15. 【答】优点:简单易行,操作方便;缺点:①不能控制试样排水条件,不能量测试验过程中试件内孔隙水压力变化.②试件内的应力复杂,剪切面上受力不均匀,试件先在边缘剪破,在边缘发生应力集中现象.③在剪切过程中,应力分布不均匀,受剪面减小,计算抗剪强度未能考虑.④人为限定上下盒的接触面为剪切面,该面未必是试样的最薄弱面.二、填空题1. 土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的_抗剪强度__.2. 无粘性土的抗剪强度来源于_土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力__.3. 粘性土处于应力极限平衡状态时,剪裂面与最大主应力作用面的夹角为.4. 粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式;有效应力的表达式.7. 已知土中某点,,该点最大剪应力值为 ,与主应力的夹角为 .8. 对于饱和粘性土,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.9. 已知土中某点,,该点最大剪应力作用面上的法向应力为 ,剪应力为 .;【解题过程】当时,最大,此时,11. 三轴试验按排水条件可分为不固结不排水三轴试验(不排水试验);固结不排水三轴试验(固结不排水试验);固结排水三轴试验(排水试验)三种.12. 土样最危险截面与大主应力作用面的夹角为 .14. 砂土的内聚力等于 (大于、小于、等于)零.三、选择题1.若代表土中某点应力状态的莫尔应力圆与抗剪强度包线相切,则表明土中该点 (C).(A)任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度(B)某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度(C)在相切点所代表的平面上,剪应力正好等于抗剪强度(D)在最大剪应力作用面上,剪应力正好等于抗剪强度3. 土中一点发生剪切破坏时,破裂面与大主应力作用面的夹角为( B ).(A) (B)(C) (D)6.下列说法中正确的是( B )(A)土的抗剪强度与该面上的总正应力成正比(B)土的抗剪强度与该面上的有效正应力成正比(C)剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上(D)破裂面与小主应力作用面的夹角为9.饱和粘性土的抗剪强度指标( D ).(A)与排水条件有关(B)与基础宽度有关(C)与试验时的剪切速率无关(D)与土中孔隙水压力是否变化无关11. 土的强度破坏通常是由于(C).(A)基底压力大于土的抗压强度所致(B)土的抗拉强度过低所致(C)土中某点的剪应力达到土的抗剪强度所致(D)在最大剪应力作用面上发生剪切破坏所致13. 三轴压缩试验的主要优点之一是( A ).(A)能严格控制排水条件(B)能进行不固结不排水剪切试验(C)仪器设备简单(D)试验操作简单24. 下列叙述中,正确的是(A ).(A)土的强度破坏是由于土中某点的剪应力达到土的抗剪强度所致 (B)土体发生强度破坏时,破坏面上的剪应力达到最大值(C)土的抗剪强度就是土体中剪应力的最大值(D)粘性土和无粘性土具有相同的抗剪强度规律25. 下面说法中,正确的是( C ).(A)当抗剪强度包线与摩尔应力圆相离时,土体处于极限平衡状态(B)当抗剪强度包线与摩尔应力圆相切时,土体处于弹性平衡状态(C)当抗剪强度包线与摩尔应力圆相割时,说明土体中某些平面上的剪应力超过了相应面的抗剪强度(D)当抗剪强度包线与摩尔应力圆相离时,土体处于剪坏状态28. 土的强度实质上是土的抗剪强度,下列有关抗剪强度的叙述正确的是( B ).(A)砂土的抗剪强度是由内摩擦力和粘聚力形成的(B)粉土、粘性土的抗剪强度是由内摩擦力和粘聚力形成的(C)粉土的抗剪强度是由内摩擦力形成的(D)在法向应力一定的条件下,土的粘聚力越大,内摩擦力越小,抗剪强度愈大31. 无侧限抗压强度试验适用于( D )的抗剪强度指标的测定.(A)砂土(B)粘性土(C)粉土(D)饱和粘性土35. 在饱和粘土三轴不排水试验中,围压越大,则测出的不排水强度(C ).(A)越大(B)越小(C)不变1. 已知地基土的抗剪强度指标,,问当地基中某点的大主应力,而小主应力为多少时,该点刚好发生剪切破坏?1. 解:2. 已知土的抗剪强度指标,,若作用在土中某平面上的正应力和剪应力分别为.,问该平面是否会发生剪切破坏? 2.解:因为,所以该平面会发生剪切破坏.6. 某土样.,承受大主应力.小主应力的作用,测得孔隙水压力,试判断土样是否达到极限平衡状态.6.解: 该土样未达到极限平衡状态.7. 一饱和粘性土试样进行固结不排水剪切试样,施加的周围压力,试样破坏时的主应力差.已知土的粘聚力,内摩擦角,是说明为什么试样的破坏面不发生在最大剪应力的作用面?7.解:19. 某饱和黏性土无侧限抗压强度试验的不排水抗剪强度,如果对同一土样进行三轴不固结不排水试验,施加周围压力,试问土样将在多大的轴向压力作用下发生破坏?19.解: 思考:破坏线是一水平直线,即在剪应力最大的作用平面上发生剪切破坏(特殊)(参见书P192,公式7-14)24. 某黏性土试样由固结不排水试验得出有效抗剪强度指标,如果该试件在周围压力下进行固结排水试验至破坏,试求破坏时的大主应力.24.解:思想:CU和CD中的很接近第八章土压力一、简答题2. 挡土墙的位移及变形对土压力有何影响?2. 【答】挡土墙在侧向压力作用下,产生离开土体的微小位移或转动产生主动土压力;当挡土墙的位移的移动或转动挤向土体产生被动土压力.4. 为什么挡土墙墙后要做好排水设施?地下水对挡土墙的稳定性有何影响?4. 【答】如果挡土墙墙后没有考虑排水设施或因排水不良,就将使墙后土的抗剪强度降低,导致土压力的增加.此外,由于墙背积水,又增加了水压力.这是造成挡土墙倒塌的主要原因.5. 土压力有哪几种?影响土压力的各种因素中最主要的因素是什么?5. 【答】(1)主动土压力、静止土压力、被动土压力;(2)挡土墙的位移方向及大小.7. 库仑土压力理论的基本假定是什么?【长安大学2005、2006、2007年硕士研究生入学考试试题(A卷)】7. 【答】库伦土压力理论的基本假定有:①墙后的填土是理想的散粒体(粘聚力);②滑动破坏面为一平面;③滑动土楔体视为刚体.二、填空题1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力称土压力.【同济大学土力学99年试题】2. 朗肯土压力理论的假定是墙背光滑、直立、填土面水平.4. 库伦土压力理论的基本假定为墙后填土是理想的散粒体(粘聚力) 滑动破坏面为一平面滑动土楔体视为刚体.5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时,填土破裂面与水平面的夹角为.7. 地下室外墙所受到的土压力,通常可视为静止土压力,拱形桥桥台所受到的一般为被动土压力,而堤岸挡土墙所受的是主动土压力.9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移小于挡土墙达到被动土压力时所需的位移.三、选择题1.在影响挡土墙土压力的诸多因素中,( C )是最主要的因素.(A)挡土墙的高度 (B)挡土墙的刚度(C)挡土墙的位移方向及大小 (D)挡土墙填土类型2. 用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时,适用条件之一是 (C ).(A)墙后填土干燥 (B)墙背粗糙(C)墙背直立 (D)墙背倾斜4. 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时,挡土墙( B ).(A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体(C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置7. 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时,基本假设之一是( B ).(A)墙后填土干燥 (B)填土为无粘性土(C)墙背直立 (D)墙背光滑9.当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为(A ).(A)主动土压力 (B)被动土压力(C)静止土压力13. 产生三种土压力所需的挡土墙位移值,最大的是(C ).。
1、土力学与基础工程研究的主要内容有哪些?土力学是研究土体的一门力学,它研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科,总的来说就是研究土的本构关系以及土与结构物的相互作用的规律。
2、地基与持力层有何区别?地基—承受建筑物荷载的那一部分地层。
分为天然地基(浅基、深基)、人工地基。
直接承受基础传来的荷载,并分散传至地壳的土层叫地基的持力层。
持力层以下叫下卧层,地基包括持力层和下卧层。
3、何谓土粒粒组?土粒六大粒组划分标准是什么?工程上各种不同的土粒,按粒径范围的大小分组,即某一粒径的变化范围,称为粒组。
划分标准:黏粒<0.005mm<粉粒<0.075mm<砂粒2mm<角砾<60mm<卵石<200mm<漂石4、粘土颗粒表面哪一层水膜对土的工程性质影响最大,为什么?弱结合水,它不能传递静水压力。
5、土的结构通常分为哪几种?它和矿物成分及成因条件有何关系?各自的工程性质如何?分类(1)单粒结构:粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构。
(2).蜂窝结构:颗粒间点与点接触,由于彼此之间引力大于重力,接触后,不再继续下沉,形成链环单位,很多链环联结起来,形成孔隙较大的蜂窝状结构(3)絮状结构细微粘粒大都呈针状或片状,质量极轻,在水中处于悬浮状态。
悬液介质发生变化时,土粒表面的弱结合水厚度减薄,粘粒互相接近,凝聚成絮状物下沉,形成孔隙较大的絮状结构。
工程性质:密实单粒结构工程性质最好蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构,则强度低、压缩性高,不可用作天然地基。
6、在土的三相比例指标中,哪些指标是直接测定的?土的比重s G 、土的重度γ、土的含水量w 可由实验室直接测定。
其余指标可根据土的三相比例换算公式得出。
7、液性指数是否会出现IL>1.0和IL<0的情况?相对密度是否会出现Dr>1.0和Dr<0的情况?可以,小于0为坚硬状态,大于0为流塑状态。
(1)土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系,用土的三相比例指标表示,称为土的物理性质指标,可用于评价土的物理、力学性质。
(2)直接测定的指标:土的密度、含水量、相对密度ds;计算指标是:孔隙比e、孔隙率n、干密度d、饱和密度sat、有效密度’、饱和度Sr2.地下水位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答:地下水下降,降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量,它使土体的固结沉降加大,故引起地表大面积沉降。
地下水位长期上升(如筑坝蓄水)将减少土中有效自重应力。
1)若地下水位上升至基础底面以上,它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。
2)地下水位上升,如遇到湿陷性黄土造成不良后果(塌陷)3)地下水位上升,粘性土湿化抗剪强度降低。
3. 简述有效应力原理的基本概念答:σ=σ'+u σ——总应力(作用于土单元体单位面积上的总应力值)σ'——有效应力(通过颗粒接触产生的应力)u——孔隙水压力(由外加荷载在土中引起的超静空隙水压力)4.什么叫地基承载力地基破坏型(形)式有哪几种各有何特点。
答:地基承载力是指地基单位面积承受荷载的能力(1)整体剪切破坏:基底压力p超过临塑荷载后,随荷载的增加,剪切破坏区不断扩大,最后在地基中形成连续的滑动面,基础急剧下沉并可能向一侧倾斜,基础四周的地面明显降起。
密实的砂土和硬粘土较可能发生这种破坏形式。
(2)局部剪切破坏:随着荷载的增加,塑性区只发展到地基内某一范围,滑动面不延伸到地面而是终止在地基内某一深度处,基础周围地面稍有隆起,地基会发生较大变形,但房屋一般不会倒坍,中等密实砂土,松砂和软粘土都可能发生这种破坏形式。
(3)冲剪破坏:基础下软弱土发生垂直剪切破坏,使基础连续下沉。
破坏时地基中无明显滑动面,基础四周地面无隆起而是下陷,基础无明显倾斜,但发生较大沉降,对于压缩性较大的松砂和软土地基可能发生这种破坏形式。
一、简答题1. 什么是土的颗粒级配?什么是土的颗粒级配曲线?2. 土中水按性质可以分为哪几类?3. 土是怎样生成的?有何工程特点?4. 什么是土的结构?其基本类型是什么?简述每种结构土体的特点。
5. 什么是土的构造?其主要特征是什么?6. 试述强、弱结合水对土性的影响。
7. 试述毛细水的性质和对工程的影响。
在那些土中毛细现象最显著?8. 土颗粒的矿物质按其成分分为哪两类?9. 简述土中粒度成分与矿物成分的关系。
10. 粘土的活动性为什么有很大差异?11. 粘土颗粒为什么会带电?第1章参考答案一、简答题I. 【答】土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配(粒度成分)。
根据颗分试验成果绘制的曲线(采用对数坐标表示,横坐标为粒径,纵坐标为小于(或大于)某粒径的土重(累计百分)含量)称为颗粒级配曲线,它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
3. 【答】土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。
与一般建筑材料相比,土具有三个重要特点:散粒性、多相性、自然变异性。
4. 【答】土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系,土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。
基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结(粒径0.075〜0.005mm)、絮状结构(粒径<0.005mnm。
单粒结构:土的粒径较大,彼此之间无连结力或只有微弱的连结力,土粒呈棱角状、表面粗糙。
蜂窝结构:土的粒径较小、颗粒间的连接力强,吸引力大于其重力,土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构:土粒较长时间在水中悬浮,单靠自身中重力不能下沉,而是由胶体颗粒结成棉絮状,以粒团的形式集体下沉。
5. 【答】土的宏观结构,常称之为土的构造。
是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
1、土力学与基础工程研究的主要内容有哪些?土力学是研究土体的一门力学,它研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科,总的来说就是研究土的本构关系以及土与结构物的相互作用的规律。
2、地基与持力层有何区别?地基—承受建筑物荷载的那一部分地层。
分为天然地基(浅基、深基)、人工地基。
直接承受基础传来的荷载,并分散传至地壳的土层叫地基的持力层。
持力层以下叫下卧层,地基包括持力层和下卧层。
3、何谓土粒粒组?土粒六大粒组划分标准是什么?工程上各种不同的土粒,按粒径范围的大小分组,即某一粒径的变化范围,称为粒组。
划分标准:黏粒<0.005mm<粉粒<0.075mm<砂粒2mm<角砾<60mm<卵石<200mm<漂石4、粘土颗粒表面哪一层水膜对土的工程性质影响最大,为什么?弱结合水,它不能传递静水压力。
5、土的结构通常分为哪几种?它和矿物成分及成因条件有何关系?各自的工程性质如何?分类(1)单粒结构:粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构。
(2).蜂窝结构:颗粒间点与点接触,由于彼此之间引力大于重力,接触后,不再继续下沉,形成链环单位,很多链环联结起来,形成孔隙较大的蜂窝状结构(3)絮状结构细微粘粒大都呈针状或片状,质量极轻,在水中处于悬浮状态。
悬液介质发生变化时,土粒表面的弱结合水厚度减薄,粘粒互相接近,凝聚成絮状物下沉,形成孔隙较大的絮状结构。
工程性质:密实单粒结构工程性质最好蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构,则强度低、压缩性高,不可用作天然地基。
6、在土的三相比例指标中,哪些指标是直接测定的?土的比重s G 、土的重度γ、土的含水量w 可由实验室直接测定。
其余指标可根据土的三相比例换算公式得出。
7、液性指数是否会出现IL>1.0和IL<0的情况?相对密度是否会出现Dr>1.0和Dr<0的情况?可以,小于0为坚硬状态,大于0为流塑状态。
不能。
8.判断砂土松密程度有几种方法?无粘性土最重要的物理状态指标是土的密实度Dr。
用孔隙比e为标准的优点:应用方便;缺点:由于颗粒的形状和配对孔隙比有极大的影响,而只用一个指标 e 无法反映土的粒径级配的因素。
用相对密实度为标准的优点:把土的级配因素考虑在内,理论上较为完善。
缺点:e,emax,emax都难以准确测定。
用标准贯入试验锤击数 N为标准的优点:这种方法科学而准确;缺点:试验复杂。
9.地基土分几大类?各类土的划分依据是什么?分为岩石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土。
岩石是颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体。
碎石类土是粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。
砂类土是粒径大于2mm的颗粒含量不超过50%,粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%的土。
粉土是粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%,塑性指数I p小于或等于10的土。
粘性土是塑性指数I p大于10的土。
由人类活动堆填形成的各类土,称人工填土。
10.何谓土的级配?土的级配曲线是怎样绘制的?为什么土的级配曲线用半对数坐标?土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量,占土粒总质量的百分数来表示,称为土的颗粒级配陡竣、土粒大小均匀、级配差;平缓、土粒大小不均匀、级配好。
能将粒径很小的土颗粒含量清楚的表达出来。
11.土的气体以哪几种形式存在?他们对土的工程性质有何影响?存在于土中的气体可分为两种基本类型:一种是与大气连通的气体;另一种是与大气不通的以气泡形式存在的封闭气体。
土的饱和度较低时,土中气体与大气相连通,当土受到外力作用时,气体很快就会从孔隙中排出,土的压缩稳定和强度提高都较快,对土的性质影响不大。
但若土的饱和度较高,土中出现封闭气泡时,封闭气泡无法溢出,在外力作用下,气泡被压缩或溶解于水中,而一旦外力除去后,气泡就又膨胀复原,所以封闭的气泡对土的性质有较大的影响。
土中封闭气泡的存在将增加土的弹性,它能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小,并能延长土体受力后变形达到稳定的历时。
12.土的工程特性?压缩性高、强度低(特指抗剪强度)、透水性大13、土的生成与工程特性的关系?1.搬运、沉积条件:通常流水搬运沉积的土优于风力搬运沉积的土2.沉积年代:沉积越长,土的工程性质越好3.沉积的自然环境第2章土的压缩性与地基沉降计算14.什么是土的压缩性?引起土压缩的主要因素是什么?答:土的压缩性—土在压力作用下体积缩小的特性。
地基土产生压缩的原因:外因—P、W、Sr、T等。
内因—S、W、Vv。
15.什么是土的自重应力?土的自重应力沿深度有何变化?自重应力是指土体受到重力作用而产生的应力。
1)非均质土中自重应力沿深度呈折线分布,沿深度的增加而增大;2)自重应力分布在重度变化的土层界面和地下水位面上发生转折;3)自重应力分布在不透水层面处发生突变;4)地下水位的升降会引起自重应力变化。
16.何为基底压力?影响基底压力分布的因素有哪些?基础底面传递给地基表面的压力称为基底压力。
1)地基与基础的相对刚度;2)荷载大小与分布情况;3)基础埋深大小;4)地基土的性质等。
17.什么是土的自重应力?地下水位的升降对地基中的自重应力有何影响?自重应力是指土体受到重力作用而产生的应力。
如果地下水位以下为透水层,地下水位降低会导致自重应力增大,当地下水位上升时,土中有效自重应力б‘减少,引起地基承载力降低。
坡体内地下水位长期上升,会使土湿化,抗剪强度降低,最后导致土坡失去稳定,造成事故。
如果地下水位以下为不透水层,地下水位降低则会导致自重应力减小。
18.何谓有效应力原理?说明因大量抽取地下水而导致地面下沉的原因。
饱和土所承受的总应力为有效应力与孔隙水压力之和。
大量抽取地下水将导致地下水位降低,使有效应力增大,岩土压密,从而导致地面沉降。
19.孔隙水消散抽需时间的长短取决于哪些因素?孔隙中水排出需一定的时间t,时间t的长短取决于土层排水距离、土粒粒径与孔隙大小、土层K、R大小和a的高低等因素。
碎石土---低压缩土---中压缩土---高压缩土(t依次增长)20.结合图示说明均布条形荷载作用下,地基土中附加应力的分布规律?1)在荷载分布范围内之下,附加应力?z随深度后呈衰减趋势;2)z具有一定的扩散性,且分布在荷载面积以外相当大的范围之下,即地基附加应力的扩散分布;3)基底下任意深度水平面上的z,在基底中轴线上最大,随距中轴线越远而变小。
21.结合图示说明均布矩形荷载作用下,地基土中附加应力的分布规律?1)附加应力z自基底起算,超过一定深度后呈曲线衰减;2)z具有一定的扩散性,基底分布在荷载面积以外的地基土中也产生附加应力;3)基底下任意深度水平面上的z,在基底中轴线上最大,随距中轴线越远而变小。
22、土的压缩性试验有哪些方法?单轴压缩试验侧限压缩实验直剪实验三轴压缩试验23、固结试验得出的压缩性指标有哪些?其数值大小如何反应土的压缩性高低?答:1、e-p曲线,通过该曲线可以得到的压缩性指标有压缩系数和压缩模量;2、e-lgp曲线,通过该曲线可以得到的压缩性指标有压缩指数和回弹指数。
压缩系数愈大,它的压缩性愈高,压缩模量越大,土越坚硬,压缩指数Cc值越大,土的压缩性越高。
24、压缩系数与压缩模量有何关系?其数值大小如何反应土的压缩性高低?答:土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比,是通过室内试验得到的,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。
Es=σ/ε,越大,越坚硬,越难压缩,单位是MPa。
土体压缩系数是描述土体压缩性大小的物理量,被定义为压缩试验所得e-p曲线上某一压力段的割线的斜率。
越大,压缩性越高,单位是MPa(^-1)。
25、土的压缩系数是否为定值?为什么?答:.同一种土的压缩系数随着不用的荷载等级变化的26、在P-S曲线上如何确定地基承载力?答:①若p~s线出现直线段,取a点对应荷载为fak,即取fak=p1;②若pu能定,且pu<2p1,取极限荷载一半为fak,即取fak=pu/2;③若p~s线不出现直线段,另行讨论(粘性土:取s=0.02b(承压板宽度)所对应的荷载作fak ,且≤∑P/2;砂土:取s=(0.01~0.015)b(承压板宽度)所对应的荷载作fak ,且≤∑P/2) ④n?3时,且fakmax-fakmin≤0.3fak ,计算fak的平均值。
27、有效应力与孔隙水压力的物理概念是什么?答:有效应力:即粒间接触应力,由土骨架所传递的压力。
孔隙水压力:土体中由孔隙水所传递的压力28、“分层总和法”与《规范》推荐的地基沉降计算方法在分层方面有何不同?答:统的单行压缩分层总和法按附加应力计算,规范推荐的单向压缩分层总和法则按附加应力图面积计算;规范推荐的单向压缩分层总和法采用变形比法确定地基沉降计算深度,传统的单向压缩分层总和法则以应力比法确定地基沉降计算深度;相对于传统方法,规范法的重要特点在于引入沉降计算经验系数,以校正计算相对实测值的偏差。
如所取的沉降计算深度相同且未加经验修正,这两法的繁简程度和计算结果并无差别。
规范计算公式是分层总和法单向压缩的修正公式。
它也采用侧限条件E-P曲线的压缩指标,但运用了低级平均附加应力系数a的新参数,并规定了地基变形计算深度z,还提出了沉降计算经验系数k,使得计算成果更接近实测值!29、角点法及其三要素?答:角点法:计算矩形面积受竖向均布荷载作用下,地基中任一点的附加应力时,可以加几条通过计算点的辅助线,将矩形面积划分成n个矩形,应用公式分别计算各矩形上荷载产生的附加应力,进行叠加而得,此法称角点法。
角点法三要素:(1) M’位于划分的各矩形的公共角点下;(2)原受荷面积不变;(3)查表时,长边为l,短边为b。
30、解释“沉降主要发生在浅层”这句话的含义?答:浅层土的压缩模量小,浅层土压缩系数大,浅层土附加应力大,浅层土的自重应力小.31、研究地基沉降与时间的关系有何实用价值?答:(1)已知地基的最终沉降量,求某一时刻的固结沉降量①根据已知土层的k、a、e、H 和给定的时间t ,计算Cv和T ②根据α值和Tv值,查图表求Ut ③根据已知的S∞和Ut值,计算St(2)已知地基的最终沉降量,求土层达到一定沉降量所需要的时间①根据已知的S∞和给定的St,计算Ut ②根据α值和Ut值,查图表求Tv ③根据已知的Cv、H和Tv,计算p0 32、说明固结度的物理意义。
答:地基在固结过程中任一时刻t的固结沉降量Sct与其最终固结沉降量Sc之比,称为固结度33、什么叫柔性基础?什么叫刚性基础?这两种基础的基底压力分布有何不同?答:柔性基础是指用抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好的钢筋混凝土材料做基础(不受刚性角的限制)。