土力学试题及参考答案.doc

一、 去填空题(每空1分,共20分)
1、无粘性土的性质主要取决于颗粒的 和 。
2、用三轴试验测定土的抗剪强度指标，在其它条件都相同的情况下，测的抗剪强度指标值最大的是 试验，最小的是 试验。
3、评价粗颗粒土粒径级配的指标有 和 。
4、τf表示土体抵抗剪切破坏的极限能力，当土体中某点的剪应力τ=τf时，土体处
于 状态；τ>τf时，土体处于 状态；τ<τf时，土体处于 状态。
5、桩按受力分为 和 。
6、用朗肯土压力理论计算土压力时，挡土墙墙背因 、 ，墙后填土表面因 。
7、桩的接头方式有 、 和 。
8、建筑物地基变形的特征有 、 、 和倾斜四种类型。
二、 选择题(每小题2分,共10分)
1、采用搓条法测定塑限时，土条出现裂纹并开始断裂时的直径应为（ ）
(A)2mm (B)3mm (C) 4mm (D) 5mm
2、《地基规范》划分砂土的密实度指标是（ ）
(A) 孔隙比 (B) 相对密度 (C) 标准贯入锤击数 (D) 野外鉴别
3、 建筑物施工速度较快，地基土的透水条件不良，抗剪强度指标的测定方法宜选用（ ）
（A）不固结不排水剪切试验 （B）固结不排水剪切试验 （C）排水剪切试验 （D）直接剪切试验
4、地基发生整体滑动破坏时，作用在基底的压力一定大于（ ）。
（A）临塑荷载 （B）临界荷载 （C）极限荷载 （D）地基承载力
5、夯实深层地基土宜采用的方法是 ( )
（A）强夯法 （B）分层压实法 （C）振动碾压法 （D）重锤夯实法
三、 简答题(每小题5分,共20分)
1、直剪试验存在哪些缺点？
2、影响边坡稳定的因素有哪些？
3、产生被动土压力的条件是什么？
4、什么是单桩竖向承载力？确定单桩承载力的方法有哪几种？
四、 计算题(共50分)
1、某土样重180g，饱和度Sr=90%，相对密度为2.7，烘干后重135g。若将该土样压密，使其干密度达到1.5g/cm3。试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。（10分）
2、某独立柱基底面尺寸b×l=4.0×4.0m2, 埋置深度d=1.0m,上部结构荷载条件如图所示，地基土为均匀土，天然重度γ=20k N/m3，试求基础下第二层土的沉降量。（14分）
矩形面积受均布荷载作用时，角点下应力系数α
z/b
l/b 0.6 0.8 1.0 1.2

1 0.2229 0.1999 0.1752 0.1516

侧限压缩试验e－p关系

p 0 50kPa 100kPa 200kPa

e 0.89 0.86 0.84 0.81

N=1536kN

杂填土
γ=16k N/m3 1.0m

0
1.2m

1

1.2m

2

3、挡土墙高4m，墙背竖直光滑，填土水平，共有两层。各层物理力学性质指标如图。地下水位距地面以下2m。若填土水平并作用有荷载q=20kN/m2。试求主动土压力Ea,并绘出主动土压力强度分布图。（12分）
q=20kN/m2

γ1=19k N/m3
2m φ1=30º
c1=0
γsat=19k N/m3
φ2=20º
2m c2=10 kN/m2

一、填空题(每空1分,共20分)
1、粒径、级配 2、固结排水剪切、不固结不排水剪切
3、不均匀系数、曲率系数 4、极限平衡、破坏、平衡
5、端承桩、摩擦桩 6、垂直、光滑、水平
7、角钢焊接、法兰盘连接、硫磺胶泥连接
8、沉降量 、 沉降差、 局部倾斜、
二、选择题 BCACA
三、简答题
1、 答：（1）土样在试验中不能严格控制排水条件，无法量测孔隙水压力；
（2）剪切面固定在剪切盒的上下盒之间，该处不一定是 土样的薄弱面；
（3）试样中应力状态复杂，有应力集中情况，仍按均匀分布计算；
（4）试样发生剪切后，土样在上下盒之间错位，实际剪切面积减小，但仍按初始面积计算。
2、 答：（1）土坡的边坡坡度。以坡角表示，坡角θ越小越安全，但不经济。
（2）土坡的边坡高度H，在其它条件都相同的情况下，边坡高度H越小越安全。
（3）土的物理力学性质。如γ，c，φ越大，则土坡越安全
3、答：挡土墙向着填土方向移动，当达到某一位移量时，墙后填土出现滑裂面，作用在挡土墙上的土压力达到最大值，墙后填土处于极限平衡状态。此时作用在挡土墙的土压力称为被动土压力。
4、 答：
（1）单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。
（2）由桩身材料强度和土对桩支承力综合确定。其中确定土对桩支承力方法主要有：桩的静载荷试验和按静力学公式计算等。
四、计算题(共50分)
1、 解：由已知条件可得原土样的三相数值为：
m=180g ms=135g mw=180－135=45g
Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=45/0.9=50cm3 V=50＋50=100 cm3
土样压密后的三相数值为：V=135/1.5=90cm3 Vv=90－50=40 cm3 Vw=40 cm3
mw=40g m=135＋40=175g
γ=175/90×10=19.4 kN/m3
w=40/135×40%=30%
e=40/50=0.8
Sr=40/40×100%=100%
2、解：基底接触压力：
p=(1536＋4×4×20×1.0)/(4×4)=116 kN/m2
基底附加压力：
p=116－16×1.0=100 kN/m2
计算土层自重应力：
1点σcz1=16×1.0＋20×1.2=40kPa2点σcz2=40＋20×1.2=64kPa
计算土层附加应力：
1点 1.2/2=0.6 查得α=0.2229σz1=4×0.2229×100=89.2 kPa
2点 2.4/2=1.2 查得α=0.1752
σz2=4×0.1752×100=70.1 kPaσz=(89.2＋70.1)/2=79.7 kPa
计算第二层土的沉降量：
由σcz=52 kPa 可得e1=0.859
由σcz＋σz =52＋79.7=131.7 kPa 可得e2=0.830
s=(0.859－0.830)×120/(1＋0.859)=1.87cm
3、 解：第一层填土表面处主动土压力强度：
pa0=(q＋γz)tg2(45º－φ1/2)= (20＋0)tg2(45º－30º/2)= 6.6kN/m2
第一层填土底面处主动土压力强度：
pa1=(q＋γ1 h1)tg2(45º－φ1/2)=(20＋19×2)×tg2(45º－30º/2)= 19.14kN/m2
第二层填土顶面处主动土压力强度：
pa2=(q＋γ1 h1)tg2(45º－φ2/2)－2c2 tg(45º－φ2/2)
= (20＋19×2)×tg2(45º－20º/2)－2×10×tg(45º－20º/2)=14.42kN/m2
第二层填土底面处主动土压力强度：
pa2=[q＋γ1 h1＋(γsat－10)· h2]tg2(45º－φ2/2)－2c2 tg(45º－φ2/2)
=[20＋19×2＋(20－10)×2]×tg2(45º－20º/2)－2×10×tg(45º－20º/2)= kN/m2
主动土压力：
Ea=1/2×2×(6.6＋19.14)＋1/2×2×(14.42＋24.22)=64.38 kN/m
6.6

19.14
14.42

pa 24.22 P W 20
4、解：（1）确定单桩承载力 Rk按静载荷试验：Rk=600/2=300kN
按经验公式：Rk=qpAp＋up∑qsilsi=1800×0.32＋4×0.3×(1×12＋4.9×10＋1.6×25＋1×35)=325.2kN 所以取小值，Rk=300kN
（2）单桩平均轴向力验算：
每桩受力：Q=(N＋G)/n=(2130＋2.3×2.6×1.5×20)/8=2309.4/8=288.68kN< Rk=300kN(满足)
(3) 单桩中受最大轴向力桩的验算：
My=M＋Q·H=260＋40×1.5=320kN·m Qmax=(N＋G)/n＋My·xmax/∑xi2=288.68＋320×1/(4×12＋2×0.52)
=359.79kN<1.2 Rk=360kN(满足)
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