第六章挡土结构物上的土压力 第一节概述 第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。 一、挡土结构类型对土压力分布的影响 定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。 常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。 挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。 1．刚性挡土墙 指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。 由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。2．柔性挡土墙 当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。 3．临时支撑 边施工边支撑的临时性。 二、墙体位移与土压力类型 墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。 E） 1.静止土压力（ 墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没 E。 有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力 E） 2.主动土压力（ a
挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。 3.被动土压力（p E ） 挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力p E 。 同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系： p E >0E > a E 在工程中需定量地确定这些土压力值。 Terzaghi （1934）曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验，后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。 实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土约，（h 为墙高），对粘性土约。 当墙体从静止位置被外力推向土体时，只有当位移量大到相当值后，才达到稳定的被动土压力值p E ，该位移量对砂土约需，粘性土填土约需，而这样大小的位移量实际上对工程常是不容许的。本章主要介绍曲线上的三个特定点的土压力计算，即0E 、a E 和p E 。
《土力学》第三章习题集及详细解答 第3章土的渗透性及渗流 一、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。 二选择题 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与垂直方向的等效渗透系数的关系是（）。 A.> B.= 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。 A.①对 B.②对 C.③和④对 D.全不对 10.下列描述正确的是（）。
《土力学》第七章习题集及详细解答 第7章土的抗剪强度 一、填空题 1. 土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的___ _ ____。 2. 无粘性土的抗剪强度来源于____ _______。 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 。 5.粘性土抗剪强度指标包括、。 6. 一种土的含水量越大，其内摩擦角越。 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。 10. 若反映土中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。 【湖北工业大学2005年招收硕士学位研究生试题】 11.三轴试验按排水条件可分为 、、 三种。
12.土样最危险截面与大主应力作用面的夹角为。 13.土中一点的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，表示它处于状态。 14. 砂土的内聚力（大于、小于、等于）零。 二、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 ( )。 (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 2. 土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为( )。 (A)(B)(C) (D) 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( )。 (A)(B)(C) (D) 4. 无粘性土的特征之一是( )。 (A)塑性指数(B)孔隙比(C)灵敏度较高(D)粘聚力 5. 在下列影响土的抗剪强度的因素中，最重要的因素是试验时的( )。 (A)排水条件（B）剪切速率 (C)应力状态 (D)应力历史
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
重要提示：以下情况作业将被驳回 1）以附件形式提交答案； 2）作业成绩不到60分。 选择题 6-1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（）。 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 6-2土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为( )。 A. 45°+? B. 45°+2/? C. 45° D. 45°-2/? 6-3士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( )。 A. 45°+? B. 45°+2/? C. 45° D. 45°-2/? 6-4无黏性土的特征之一是( )。 A. 塑性指数I p>0 B. 孔隙比e >0.8 C. 灵敏度较高 D. 黏聚力c=0 6-5 在下列影响土的抗剪强度的因素中，最重要的因素是试验时的( )。 A. 排水条件 B. 剪切速率 C. 应力状态 D. 应力历史 6-6下列说法中正确的是( )。 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. 剪切破坏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45°+?/2 6-7饱和软黏土的不排水抗剪强度等于其无侧限抗压强度试验的( )。 A. 2倍 B. l倍 C. 1/2倍 D. 1/4倍 6-8 软黏土的灵敏度可用( )测定。 A. 直接剪切试验 B. 室内压缩试验 C. 标准贯入试验 D. 十字板剪切试验 6-9 饱和黏性土的抗剪强度指标( )。 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 6-10通过无侧限抗压强度试验可以测得动性土的( )。 A. a和E s B. c u和k C. c u和S t D. c cu和?cu 6-11土的强度破坏通常是由于( )。 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
《土力学》第一章习题集及详细解答 第1章土的组成习题及答案 一．填空题 1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较时表示土的级配良好。 2.工程中常把的土称为级配良好的土，把的土称为级配均匀的土，其中评价指标叫。 3.不同风化作用产生不同的土，风化作用有、、。 4. 粘土矿物基本上是由两种原子层(称为晶片)构成的，一种是，它的基本单元是Si —0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。 5. 不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu＝、Cc＝。 6. 砂类土样级配曲线能同时满足及的土才能称为级配良好的土。 7. 土是的产物，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和。 8. 土力学是利用一般原理和技术来研究土的物理性质以及在所受外力发生变化时的应力、变形、强度、稳定性和渗透性及其规律一门科学。 9.最常用的颗粒分析方法有法和法。 10. 著名土力学家的《土力学》专著问世，标志着现代土力学的开始。 二，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。 3．土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( d )。 (A)结合水； (B)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。 4．下列粘土矿物中，亲水性最强的是(c )。（2005年注册土木工程师（岩土）职业资格考试题，三峡大学2006年研究生入学考试试题） (A)高岭石； (B)伊里石；(C)蒙脱石； (D)方解石。 5.毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？( c ) (A)粘土颗粒电场引力作用； (B)孔隙水压力差的作用 (C)水与空气交界面处的表面张力作用。 6.土的可塑性范围与比表面大小有关，下列说法正确的是（a ） (A)粘土的比表面比砂土大，所以可塑性范围大 (B)粘土的比表面比砂土小，所以可塑性范围大
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】
《土力学》作业答案 第一章 1—1根据下列颗粒分析试验结果，作出级配曲线，算出Cu 及Cv 值，并判断其级配情况是否良好。 解： 级配曲线见附图。 小于某直径之土重百分数% 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：d 60=0.45，d 10=0.055，d 30=0.2； 18.8055 .045 .01060=== d d C u 62.1055 .045.02.02 6010230=?==d d d C c C u >5，1 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： 土 粒直径 以毫米 计 小于某直径之土重百分数% 习题1-2 颗粒大小级配曲线 1—3某土样孔隙体积等于颗粒体积，求孔隙比e 为若干？ 若Gs=2.66，求ρd =? 若孔隙为水所充满求其密度ρ和含水量W 。 解： 11 1 === s v V V e ； /33.12 66 .2g V M s d === ρ.121 66.2V 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： 3457 .25 .121cm G M V s s s === ； 3274572cm V V V s V =-=-=； %26.60626.05 .1215 .1211.129==-== s w M M ω； 3/79.172 1.129cm g V M === ρ； 3/06.272 27 15.121cm g V V M v w s sat =?+=+= ρρ； 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） 1、某挡土墙高为8m ，墙背直立、光滑，墙后填土为中砂，填土表面水平，填土 ?===30/20/1633?γγ，，m kN m kN sat 。 试计算作用于该挡土墙上的总静止土压力，总主动土压力。当地下水位升至离墙顶6m 时，计算所受的总主动土压力与水压力。 （参考答案：205kN/m ，171kN/m ，167kN/m ，20kN/m ） 解： 2、求图习题2所示挡土墙超载情况下的被动土压力及分布。（参考答案：1251.4 kN/m ） 解解：85.3)2 3645(tan )245(tan 22 =+ =+= ? p K 墙顶：a p p kP qK 3.9685.3251=?==σ 墙底：a p p kP K h q 25.40485.3)51625()(1=??+=+=γσ m kN h E P P P /4.12515 )25.4043.96(2 1 )(2121=?+=+= σσ 3、某挡土墙的墙壁光滑（δ=0），直立。墙高7.0m ，墙后有两层填土，性质如图习题3所示，地下水位在填土表面下3.5m 处，与第二层填土面平齐。填土表面作用有 q =20kPa 的连续均布荷载。试求作用在墙上的总主动土压力及其分布。（参考答案： 214.74 kN/m ） 解：解：49.0)2 2045(tan )245(tan 2 1 2 1 =-=-= ?a K 39.0)2 2645(tan )245(tan 2 2 2 2 =-=-= ?a K m q =20kPa 图 习题2 图 习题3 第一层顶：a a a a kP K c qK 0.77.012249.0202111-=??-?=-=σ 底： a a a a kP K c K h q 87.237.012249.0)351820(2)(1 1111=??-??+=-+=γσ 第二层顶： a a a a kP K c K h q 88.2439.06239.0)351820(2)(2 2211=??-??+=-+=γσ 底： a a a a kP K c K h h q 44.3739.06239.0]5.3)102.19(351820[2)(2 222'112 =??-??-+?+=-++=γγσ 第二层底水压力：a kP h 352==ωωγσ 又设临界深度为Z 0，则有: 02)(11101=-+=a a a K c K Z q γσ 即：049.012249.0)1820(0=??-??+Z 得：m Z 794.00= m kN E a /61.2025.3)88.2444.3735(2 1 5.388.24)794.05.3(87.2321=?-++?+-??= 4、图习题4所示挡土墙，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，墙后填土为非黏性土，求作用在挡土墙的上主动土压力？（kPa q 10=） （参考答案：第一层：顶kPa a 3.3=σ，底kPa a 3.15=σ；第二层：顶kPa a 18=σ，底kPa a 2.31=σ；第三层：顶kPa a 2.31=σ，底kPa a 2.38=σ） 《土力学》第四章习题集及详细解答 第4章土中应力 一填空题 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 。 二选择题 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 2．在隔水层中计算土的自重应力c时，存在如下关系（ B ）。 (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（ C ）。 (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 ）。 & (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 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（B ）。 (A)72kPa ；(B)36kPa ； (C)16kPa ； (D)38kPa ! 7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（ A ）。 (A)91kPa ；(B)81kPa ； (C)72kPa ； (D)41kPa 8．某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为，室内地面比室外地面高，基础底面积为4m2，地基土的重度为17kN/m3，则基底压力为（ C ）。 (A) ；(B)230 kPa ；(C)233 kPa ； (D)236 kPa 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 10．已知地基中某点的竖向自重应力为100 kPa，静水压力为20 kPa，土的静止侧压力系数为，则该点的侧向自重应力为（ D ）。 (A)60 kPa ；(B)50 kPa ；(C)30 kPa ；(D)25 kPa " 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 12．计算基础及上回填土的总重量时，其平均重度一般取（ C ）。 (A)17 kN/m3；(B)18 kN/m3；(C)20 kN/m3； (D)22 kN/m3 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) 14．设b为基础底面宽度，则条形基础的地基主要受力层深度为（ A ）。 (A)3b ；(B)4b ； (C)5b ； (D)6b ； # 15．设b为基础底面宽度，则方形基础的地基主要受力层深度为（ A ）。 (A) ； (B)2b ； (C) ；(D)3b ； 16．已知两矩形基础，一宽为2m，长为4m，另一宽为4m，长为8m，若两基础的基底附加压力相等，则两基础角点下附加应力之间的关系是（ B ）。 (A)两基础基底下z深度处应力竖向应力分布相同 (B)小尺寸基础角点下z深度处应力与大尺寸基础角点下2z深度处应力相等 (C)大尺寸基础角殿下z深度处应力与小尺寸基础焦点下2z深度处应力相等 17．当地下水位突然从地表下降至基底平面处，对基底附加应力的影响是（ A ）。(A)没有影响； (B)基底附加压力增大； (C)基底附加压力减小 【 18．当地基中附加应力曲线为矩形时，则地面荷载形式为（ D ）。 (A)圆形均布荷载 (B)矩形均布荷载 (C)条形均布荷载 (D)无穷均布荷载 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 20．在基底附加压力的计算公式P0=P—m d，d为（ D ）。 (A)基础平均深度 (B)从室内地面算起的深度 ^ (C)从室外地面算起的深度 (D)从天然地面算起的埋深，对于新填土场地应从老天然地面算起 三、判断改错题 1．×，均呈线性增长。 2．√ 《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》第六章习题集及详细解答 第6章土中应力 一填空题 1．分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据应力和应力的比值确定的。 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 ，土的和只随有效应力而变。地下水位上升则土中孔隙水压力有效应力。 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。 二选择题 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) 2．薄压缩层地基指的是基底下可压缩土层的厚度H与基底宽度b的关系满足（ B ）。 (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 4．饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（ C ）。 (A) 1倍；(B) 2倍；(C) 4倍；(D) 8倍 5．某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100mm，则最终固结沉降量为（ B ）。 (A) 400mm ； (B) 250mm ； (C) .200mm ； (D) 140mm 6．对高压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是（ C ）。 (A) ；(B) ；(C) ；(D) 7．计算时间因数时，若土层为单面排水，则式中的H取土层厚度的（ B ）。 (A)一半； (B) 1倍； (C) 2倍； (D) 4倍 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) 9．计算饱和黏性土地基的瞬时沉降常采用（ C ）。 (A) 分层总和法； (B) 规范公式； (C) 弹性力学公式； 10．采用弹性力学公式计算地基最终沉降量时，式中的模量应取（ A ） (A) 变形模量； (B) 压缩模量； (C) 弹性模量； (D) 回弹模量 11．采用弹性力学公式计算地基瞬时沉降时，式中的模量应取（ C ）。 (A) 变形模量； (B) 压缩模量；(C) 弹性模量；(D) 回弹模量 12．当土处于正常固结状态时，其先期固结压力与现有覆盖土重的关系为（ B ）。 (A) ； (B) ；(C) ； 13．当土处于欠固结状态时，其先期固结压力与现有覆盖土重的关系为（ C ）。 (A) ； (B)； (C)； 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； 15．埋置深度、基底压力均相同但面积不同的两基础，其沉降关系为（ B ）。 (A)两基础沉降相同； (B)面积大的基础沉降大； (C)面积大的基础沉降小；16．土层的固结度与所施加的荷载关系是（ C ）。 (A)荷载越大，固结度也越大 (B)荷载越大，固结度越小 (C)固结度与荷载大小无关 17．黏土层在外荷载作用下固结度达到100%时，土体中（ D ）。 (A)只存在强结合水； (B)只存在结合水 (C)只存在结合水和毛细水；(D) 有自由水 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 三、判断改错题 1．×，改“偏大”为“偏小”。 2．×，改“角点”为“中心点” 3．×，应取与土层自重应力平均值相对应的孔隙比 4．×，对一般土，应为；在该深度以下如有高压缩性土，则应继续向下计算至 处。 5．×，压缩模量应按实际应力段范围取值。 6．√ 7．×，沉降偏大的原因时因为弹性力学公式时按均质的线性变形半空间的假设得到的，而实际上地基常常是非均质的成层土。 8．√ 6-2. 现有两软粘土层（A 、B ）都受到100kPa 的连续均匀荷载，土层厚 度1:2:=B A H H ，在A 层内孔隙比从1.060减至0.982；B 土层内孔隙 比从0.910减至0.850，已知当土的固结度达到50％所需的时间1:5:=B A t t ， 问此二土层的渗透系数成何比例? 解：固结系数: Cv =k(1+e0)／rwav 又 Es = 1+ e0／av 在某级荷载下：ei=e0-h(1+ e0)／H (h 为压缩量) 固结度： U=St ／s = h ／H (p0／Es ) 时间因数：Tv = Cv t ／HH 综上： Tv = kUp0(1+e0) t ／HHrw(e0-ei) 由于 TvA =TvB 故 kAUp0(1+e0A)t ／HAHArw(e0A-eiA)=kBUp0(1+e0B) t ／HBHBrw(e0B-eiB) 代入数据得： kA ／kB = 0.96 6-4. 某矩形基础，基底面积为2×4m ，基础埋置深度为1.7m ，作用在基底的垂直荷载（包括基础自重）为2400kN ，地基的地质资料如图所示，试求： （1）基底压力分布； （2）基础中心线上的附加应力(岩层以上)； （3）用分层总和法求基础的平均沉降； （4）固结度为60％时所需时间。 解：（1）A=BxL=2x4=8m2 e=M/N=200/2400=1/12m 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. 《土力学》第七章习题及答案 第7章土的抗剪强度 一、填空题 1.直剪试验一般分为剪、慢剪和剪三种类型。 2.若建筑物施工速度较慢，而地基土的透水性较大且排水良好时，可采用直剪试验的 剪试验结果或三轴压缩试验的剪试验结果进行地基稳定分析。 3. 粘性土当采用三轴压缩试验的方法时，其抗剪强度包线为 水平线。 二、名词解释 1.无侧限抗压强度 2.抗剪强度 三、单项选择题 1.由直剪实验得到的抗剪强度线在纵坐标上的截距、与水平线的夹角分别被称为： （A）粘聚力、内摩擦角 （B）内摩擦角、粘聚力 （C）有效粘聚力、有效内摩擦角 （D）有效内摩擦角、有效粘聚力 您的选项（） 2.固结排水条件下测得的抗剪强度指标适用于： （A）慢速加荷排水条件良好地基 （B）慢速加荷排水条件不良地基 （C）快速加荷排水条件良好地基 （D）快速加荷排水条件不良地基 您的选项（） 3.当摩尔应力圆与抗剪强度线相离时，土体处于的状态是： （A）破坏状态 （B）安全状态 （C）极限平衡状态 （D）主动极限平衡状态 您的选项（） 4.某土样的排水剪指标Cˊ=20 kPa，?ˊ=30?，当所受总应力σ1=500kPa，σ3=120kPa时，土样内尚存的孔隙水压力u＝50kPa，土样所处状态为： （A）安全状态 （B）破坏状态 （C）静力平衡状态 （D）极限平衡状态 您的选项（） 5.某土样的粘聚力为10KPa，内摩擦角为300，当最大主应力为300KPa，土样处于极限平衡状态时，最小主应力大小为： （A）88.45KPa （B）111.54KPa （C）865.35KPa （D）934.64KPa 您的选项（） 6.分析地基的长期稳定性一般采用： （A）固结排水实验确定的总应力参数 （B）固结不排水实验确定的总应力参数 （C）不固结排水实验确定的有效应力参数 （D）固结不排水实验确定的有效应力参数 您的选项（） 7.内摩擦角为100的土样，发生剪切破坏时，破坏面与最大主应力方向的夹角为： （A）400 （B）500 （C）800 （D）1000 您的选项（） 8.根据三轴试验结果绘制的抗剪强度包线为： （A）一个摩尔应力圆的切线 （B）一组摩尔应力圆的公切线 （C）一组摩尔应力圆的顶点连线 （D）不同压力下的抗剪强度连线 您的选项（） 9.现场测定土的抗剪强度指标采用的实验方法是： （A）三轴压缩试验 （B）标准贯入试验 （C）平板载荷试验 （D）十字板剪切试验 您的选项（） 10.某饱和粘土进行三轴不固结不排水剪切试验，得到的抗剪强度指标C、?大小为： （A） C= 0.5（σ1－σ3）、?＝00 （B） C= 0.5（σ1－σ3）、?＞00 （C） C =0.5（σ1+σ3）、?＝00 （D） C =0.5（σ1+σ3）、?＞00 您的选项（） 第7章土的抗剪强度 一、填空题 1.快、固结快 2.慢、固结排水 3.饱和、不固结不排水 二、名词解释 1.无侧限抗压强度：在不施加任何周围压力的情况下，施加垂直压力，直到试样剪切破坏为止，剪切破坏时试样所能承受的最大轴向压力。 2.抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。 三、单项选择题 1. 正确答案：（A） 提示：直剪实验不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力，所以不能获得有效抗剪强度指标，三轴压缩试验能严格控制排水条件，能量测孔隙水压力，试样的破坏面为真正的薄弱面，能获得有效抗剪强度指标。抗剪强度线在纵坐标上的截距为粘聚力（内聚力），与水平 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 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 ，316.0/kN m γ=；粉质粘土，厚度h= 2.20m ，317.5/kN m γ=；粉土，厚度h=2.60m ，318.9/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 2.某地基如图4-9，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γ =18.2kN/m 3，问此时地基中的自重应力有何改变？ 习题4-9图 解：地下水位处：17351kP c a σ=?=， 黏土层底：51(1910)160kP c a σ=+-?=， 粉质黏土层底：60(18.510)277kP c a σ=+-?=， 细砂层底：77(2010)3107kP c a σ=+-?=， 地下水位骤然下降至▽35.0高程时：土力学与基础工程第4次作业
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