沈阳建筑大学土力学与地基基础复习题库.doc

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第一章 土的物理性质与工程分类
一．填空题
1．颗粒级配曲线越 , 不均匀系数越 , 颗粒级配越 , 为获得较大密实度, 应选择级配 , 的土料作为填方或砂垫层的土料。
2．粘粒含量越 , 颗粒粒径越 , 比表面积越 , 亲水性越 , 可吸附弱结合水的含量越 , 粘土的塑性指标越 。
3．塑性指标 , 它表明粘性土处于可塑状态时 , 的变化范围, 它综合反映了
粘性、 可塑性等因素。因此《规范》规定: 为粉质粘土, 为粘土。
4．对无粘性土, 工程性质影响最大的是土的 , 工程上用指标 、 来衡量。
5．在粘性土的物理指标中, 对粘性土的性质影响较大的指标是 。
6．决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的 , 它是用指标 来衡量。
7．粘性土的液性指标 , 它的正负、 大小表征了粘性土的 状态, 《规范》按将粘性土的状态划分为 、 、 、 、 。
8．岩石按风化程度划分为 、 、 。
9．岩石按坚固程度划分为 , 包括 、 等; 软质岩石, 包括 、
等。
10．某砂层天然饱和重度kN/m3, 土粒比重, 并测得该砂土的最大干重度kN/m3, 最小干重度kN/m3, 则天然孔隙比为 , 最大孔隙比 , 最小孔隙比 。
11．砂粒粒径范围是 , 砂土是指大于2mm粒径累计含量 , 而大于0.075mm粒径累计含量 。
12．亲水性最强的粘土矿物 , 这是因为它的晶体单元由 , 组成, 晶胞间露出的是 , 因而晶胞单元间联接很弱, 水分子容易进入晶胞之间, 而发生膨胀。

二、 问答题

1． 常见的黏土矿物有哪些? 试述黏土矿物颗粒与粗颗粒土比较有那些特点及特性?

2． 工业与民用建筑地基基础工程中将地基土划分为哪几种类型?

3． 按沉积条件不同, 土体可划分为哪几种类型?

4． 地下水位以下一原状土样, 其%, ; t/m,计算孔隙比时, 用公式, 计算得, 用公式计算得, 试问该用那个公式, e为多少? 另一个公式在这里为什么不能用?

5． 说明三相草图中和的物理概念。

6． 什么是粘性土的界限含水量? 它们与土中那一层水膜相对应, 她们又如何确定?

7． 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关系, 并比较同一土中的、 、 、 的数值大小。
三、 判断题

1．粘性土的软硬程度取决于含水量的大小, 无粘性土密实程度取决于孔隙比的大小。 ( )

2．甲土饱和度大于乙土, 则甲土的含水量一定高于已土。 ( )

3．粉粒是0.074~0.05mm的粒组。 ( )

4．相对密实度会出现 和 的情况。 ( )
5．甲土的饱和度如果大于乙土, 则甲土必定比乙土软。 ( )

6．甲土的孔隙比大于乙土, 则甲土的干重度应小于乙土。 ( )

7．土的天然重度愈大, 则土密实性愈好。 ( )

四、 计算题
1．某地基土样数据如下: 环刀体积60cm,湿土质量0.1204kg, 土质量0.0992kg, 土粒相对密度为2.71, 试计算: 天然含水量w, 天然重度, 干重度, 孔隙比。
2．若原状土样的天然密度, 含水量, 土颗粒相对密度=2.71, 试计算孔隙比e.
3．测得沙土的天然重度, 含水量, 土粒相对密度, 最小孔隙比, 最大孔隙比, 试求沙土的相对密度。
4．某干沙土样重度为16.6KN/m,土粒相对密度, 置于雨中, 若砂样体积不变, 饱和度增加到40%, 求砂样在雨中的孔隙比。
5.某工地进行基础施工时, 需在土中加水以便将土夯实, 现取土样1000g, 测其含水量为20%, 根据施工要求, 将土的含水量增加20%, 问应在土样内加多少水?
6. 某工程地质勘察中, 取原状土60cm,重99.15g, 烘干后重78.05g, , 求此土的孔隙比和饱和度。
7．某土样的干重度, 含水量, 土粒相对密度, 求饱和度。
8. 某地基开挖中, 取原状土样送至实验室中进行试验。测得天然重度, 天然含水量, 土粒相对密度, 液限, 塑限。试问这些数据合理吗? 为什么? 如果合理, 请定出土的名称和状态。
9. 一个饱和原状土样体积为143cm,质量为260g, 颗粒相对密度为2.70, 取定她的孔隙比, 含水量和干密度。
10. 某饱和土样, 其液限, 塑限, 含水量, 天然重度, 求, 、 各为多少?
11. 有一块50的原状土样重95.15g, 烘干后重75.05g, ; 已知土粒相对密度, 试求天然重度, 饱和重度, 浮重度和干重度, 天然含水量, 孔隙比, 孔隙率, 饱和度, 并比较、 、 和的数值大小。

第二章 土的渗透性
一、 填空题

1． 当土体两点之间有 , 有 时, 则渗流发生, 渗流速度 , 与 成正比, 与 成反比。但在黏土中, 只有当水头 超过起始梯度时才开始渗流。
2． 渗透力( 即动水压力) 是 对 的压力, 渗透力的表示式是 , 流砂的条件是 。
二、 简答题
1． 什么叫渗透力, 其大小和方向如何确定?
2． 达西定律的基本假定是什么? 试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。
3 渗透力是怎样引起渗透变形的? 渗透变形有哪几种形式? 在工程上会有什么危害? 防治渗透破坏的工程措施有哪些?
4．生管涌和流土的机理与条件是什么? 与土的类别和性质有什么关系? 工程上如何判断土可能产生渗透破坏并进行分类的?

三、 判断题

1．土的渗透系数k越大, 土的渗透性也越大, 土中的水头梯度I也越大。 ( )

2．含有细砂夹层的粘土层中垂直渗透系数大于水平渗透系数。 ( )
3．土中一点的渗透力大小取决于该点孔隙水总水头的大小。 ( )

四、 计算题
1．如图所示的常水头渗透试验, 若土样( 2) 的渗透系数是土样( 1) 的2倍, 试绘出试样的孔隙水压力( 即渗透压力) 分布图, 并求土样( 1) 所受的渗透力, 判断其渗透稳定性。
2. 如图所示的渗透试验装置, 在圆形截面容器内装有两种土样, 下面为粉土, 土样长度分别为L1, L2, 在砂层顶面引出一测压管, 管内水面与水源容器内水面高度差为h1, 若试验装置总水头差为h, 则砂土的渗透k1与粉土的渗透系数k2之比值k1/k2为多少?
20γw
3．地层由三层土构成, 表层为砂, 饱和重度为, 天然重度为, 渗透系数; 中层为黏土, 饱和重度为, 天然重度为, 渗透系数, 最下层为砂层, 地下水位位于表层砂中, 下层砂中含承压水, 地层剖面如图, 试计算:
（1） 每日经过每平方米黏土层面积上的渗透量。

（2） 黏土层顶部与底部的孔隙水压力u, 有效应力和总应力值。

第三章 地基土的应力与变形
一． 填空题

1。 引起土体压缩, 影响土体的抗剪强度。
2．一般情况下, 不会引起地基沉降, 引起地基的沉降, , 等情况也会引起地面沉降。
3．土中竖向附加应力的影响深度与相比, 的影响深度要 , 最大。
4．应力自 起算, 随深度呈 , 自重应力自 起算, 随深度呈 变化。
5．压缩系数 , 压缩模量, 则土的压缩性愈高, 这两个指标经过 ,
绘制 得到。

6．超固结比OCR指的是 之比, 根据OCR的大小可把粘性土分为 三大类。OCR<1的黏土 。

7．土的压缩实验是在侧限条件下完成的。压缩定律是, 其中称为压缩系数, 它反映了 。

8． 压缩系数 , 表示压力范围, = 、 p2 = 地基某深度处土中自重应力与附加应力之和的压缩系数, 工程上常见来评价土的压缩性的高低。
9． 用分层总和法计算沉降时, 采用 指标使沉降计算值偏小, 采用
指标又使计算值偏大, 相互有所补偿。

10．饱和黏土的沉降由 , , 组成。

11．压缩试验中, 环刀土样置于刚性护环中, 因此称此试验为 , 用该实验测的压缩指标、 称为 , 压缩试验每级荷载下压至变形稳定, 因此由此试验测出的指标可用来计算地基的 。
二．问答题
1简述太沙基的有效应力原理。

2 用弹性理论求解土中附加应力的基本假设是什么?

3 何谓土的附加应力? 计算附加应力有何工程意义?

4．试列举出土中自重应力也能引起地面沉降的几种情况。
5．试述、 的物理意义? 如何确定? 主要用途?
6．说明分层总和法利用公式, 计算厚土层的沉降量时, 公式中、 、 、 的物理意义?

7． 何为地基的固结度? 写出其表示式( 分别用沉降量和有效应力表示) 。

8． 试说明压缩系数的意义及其工程应用。
9． 试说明压缩模量的意义
10 简述”分层总和法”确定计算深度的方法。
11。列举出影响基底压力分布规律的因素。

12．什么是基底附加压力? 计算基底附加压力有何工程意义?

13．何为有效应力? 研究有效应力有何工程意义?

14．什么是基底压力?
15．何为饱和粘性土的渗透固结? 试说明固结过程中土中应力的转换过程( 即渗透固结过程与有效应力原理的关系) 。
16．地基变形按其特征分为哪几种? 其定义是什么?
17．地下水位的变化对土的自重应力有何影响? 当地下水位突然降落和缓慢降落时, 对土的自重应力影响是否相同? 为什么?
18．有两相邻刚性建筑物, 建于均质地基上, 基底压力均匀分布, 若两建筑物同时兴建, 试问两建筑物是否会同时沉降, 为什么? 各向什么方向倾斜? 若其中一个建筑物先建, 经很多年后再建第二个建筑物, 两建筑物的倾斜方向有无改变, 为什么?
19．高层建筑物经常由主楼和裙房组成, 如从沉降的角度考虑, 应先施工哪一部分比较合理, 为什么?
20．为了减少建筑物不均匀沉降的危害, 常采取那些工程措施, 这些措施都有什么特点?

三、 判断题
1．土中附加应力计算公式为, 因此建筑在同样的地基上, 基础附加应力相同的两个建筑物, 其沉降值应相同。 ( )
2．在任何情况下, 土体自重应力都不会引起地基沉降。 ( )
3．地基土受压时间愈长, 变形愈大, 孔隙水压力也愈大。 ( )
4．地下水位下降会增加土层的自重应力, 引起地基沉降。 ( )
5．绝对刚性基础不能弯曲, 在中心荷载作用下各点的沉降量一样, 因此基础地面的实际压力分布是均匀分布的。 ( )
6．密砂在剪应力作用下体积要膨胀, 因此在不排水条件下测得的孔隙水压力系数。
( )
7．在固结理论中土应力~应变关系是非线性弹性模型。 ( )

四、 计算题
1． 土层分布如图, 计算土层的自重应力,
并绘制自重应力的分布图。

2m

4m

2.某粉土地基如图, 测得天然含水量, 干密度, 土粒比重, 地面及地下水位高程分别为35.00及30.00m, 汛期水位将上升到35.5m高程。试求25.00高程处现在及汛期时的土的自重应力。当汛期后地下水下降到30.00高程( 此时土层全以饱和状态计) 、 25.00m处的自重应力是多少?

汛期水位
35.00
35.50
粉土
现在水位
30.00
细砂
25.00

4m

0.35m
2m

3． 图所示基础基底尺寸为, 试求基底平面平均压力和及, 绘出沿偏心方向的基底压力分布图。

4. 某建筑物, 上部结构和箱基总重164000kN, 基础底面尺寸为, 地下水位埋深为3m, 地下水位以上土的天然重度为, 地下水位以下土的饱和重度为, 试问箱形基础埋深多少时, 基底附加压力为零?
6．某矩形基础的底面尺寸为4m2.5m,天然地面下基础埋深1m,设计地面高出天然地面0.4m, 其它资料如图, 试绘出土中应力分布图, 按分层总和法计算基底中心点的沉降值。

7．有一矩形基础, 底面尺寸, 埋深2m, 受4000kN中心荷载( 包括基础自重) 的作用, 地基为粉砂层, , 压缩资料如表所示, 试用分层总和法计算地基最终陈降量。
8．如图, 已知基础长42.5m, 宽13.3m, 基础底面附加压力基础底面铺有排水砂层, 地基为粉质黏土层, 压缩模量, 渗透系数, 土层厚8m, 底部基岩处附加应力为160Pa, 试计算: ( 1) 地基的最终沉降量, ( 2) 计算地基的固结系数。
9．饱和黏土层厚8m, 受大面积荷载作用, 该土层初始孔隙比, 压缩系数, 在单面排水条件下问加荷一年的沉降量为多少?
12. 某饱和粘土层厚8m, 受大面积荷载kPa作用, 该土层初始孔隙比为, MPa-1, cm/a, 单面排水, 问沉降达140mm所需的时间。

第四章 地基的抗剪强度
一、 填空题

1． 无粘性土的抗剪强度来源于土粒间的摩阻力, 粘性土的抗剪强度来源于土粒间的摩阻力和粘聚力。

2． 粘性土抗剪强度库仑定律的总应力表示式, 有效应力的表示式。

3． 三轴剪切试验按排水条件不同, 划分为不固结不排水试验, 固结不排水试验和固结排水试验。

4． 无粘性土抗剪强度公式是, 其中是剪切面上的法向应力。

5． 极限破裂角指的是破坏面与大主应力的作用面的夹角, 其大小为。

6． 土的抗剪强度指标有粘聚力和内摩擦角。

7． 地基为厚黏土层, 施工速度快, 应选择不固结不排水抗剪强度指标。

8． 当工程施工工期较长, 能固结排水, 工程完成后, 荷载短期内突增, 应选择固结不排水
试验的抗剪强度指标。

9． 随着荷载的增加, 地基变形的三个阶段是压缩阶段、 剪切阶段和隆起阶段。

10．土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的极限平衡状态。

二． 问答题

1． 写出用大小主应力、 表示的粘性土的极限平衡条件。
2． 试说明饱和粘性土为什么随固结度的提高, 其抗剪强度高, 而压缩性低。

3．影响土的抗剪强度的重要因素有哪些? 她们是如何影响土的抗剪强度的。

4．为什么饱和粘性土的不固结不排水剪的强度包线是一条水平线?
5．土体中发生剪切破坏的平面, 是不是剪应力最大的平面? 在什么情况下, 剪切破坏面与最大剪应力面是一致的? 在一般情况下, 剪切破坏面与最大主应力面成什么角度?

6．写出抗剪强度的库仑公式, 分别说明无粘性土, 粘性土的抗剪强度来源。

7． 土的剪切体积变形的物理力学机理是什么? 对土的抗剪强度有什么影响? 试解释较疏松的饱和粉细砂地基容易液化的原因。

8． 从土的抗剪强度的机理出发, 说明土与钢筋混凝土等材料抗剪强度的区别。

三、 判断题

1．地基中孔隙水压力愈大, 土的抗剪强度愈高。 ( )
2．条形均布荷载中点下, 剪应力总等于零。 ( )
3．当土体中某点时, 该点不会发生剪切破坏。 ( )
4．一般压缩性小的地基土若发生失稳, 多为整体剪切破坏形式。 ( )
5．地基土的强度破坏是剪切破坏, 而不是压缩破坏。 ( )
6土中应力水平越高, 土越易发生破坏, 说明土的抗剪强度越小。 ( )
7．由饱和粘性土的不排水剪切实验可得 , , 如果根据这个结果绘制有效应力强度包线也可的到和。 ( )
8．正常固结土的不固结不排水试验的破坏应力圆的包线是一条水平线, 它说明土样的破坏面与最大剪应力面是一致的。 ( )
9．同一土样( 正常固结) 进行固结排水剪和固结不排水剪, 她们所得到的有效应力强度指标基本相同。 ( )

四、 计算题
1． 某条形基础下地基土体中某点的应力, , , 已知土的, , 问该点是否剪损。

2． 某饱和土样做三轴固结不排水剪切试验, 测得剪切破坏时大主应力、 小主应力和超孔隙水压力u, 如下表所示, 试用有效应力法和总应力法确定、 及、 。

(kPa)
145
223
(kPa)
60
100

41
59

3． 对某饱和土试样进行无侧限抗压试验, 得无侧限抗压强度为160kPa, 如果对同种土进行不固结不排水三轴试验, 周围压力为180kPa, 问总竖向压应力为多少, 试样将发生破坏?

4． 某中砂试样, 经试验测得其内摩擦角, 周围压力, 若垂直压力达到200kPa时, 试问该土样是否破坏。

5． 已知某土样的, , , 求等于多少时正好达到极限平衡?

6. 某条形基础, 底宽2.0m, 埋深d=1.0m, 承受铅直均布荷载250kPa, 基底以上土的重度为18.5kN/m,地下水齐平基底, 饱和重度为20kN/m,地基土强度指标, , 试用太沙基极限承载力公式( 安全系数K=2) 来判断是否稳定。

第5章 挡土墙的土压力计算及稳定性分析

一． 填空题

1． 所谓挡土墙土压力,
2． 它是挡土墙设计时的主要外荷载, 因挡土墙的截面在较大范围内不变, 计算时取单
作为一计算段进行分析计算。
3． 当挡土墙 向前移动, 填土为沙土时, 位移量约为墙高的 , 粘性土时约为 , 墙后填土处于主动极限平衡状态, 出现滑裂面, 此时土压力减至最小, 称为主动土压力。

4． 当挡土墙 向后推挤, 填土墙后土体产生滑裂面, , 土压力增至最大, 称为被动土压力。
5． 计算挡土墙上土压力的Rankine理论的适用条件是: , 该理论把墙后土体视为半无限体, 根据土的极限平衡状的件计算土压力的。
计算挡土墙上的土压力的Coulomb理论的适用条件
该理论是将墙后土体出现滑动破坏面时所形成的楔体作为隔离体, 根据 。
6． 计算被动土压力时, 库仑理论假设破坏面为 , 实际是一曲面, 因此计算结果较大, 而郎肯理论计算值较小, 偏于真实, 因此一般用郎肯理论。
7． 无粘性土坡的稳定性与 无关, 仅取决于 , 只要 , 土坡就是稳定的。

二、 问答题

1．填土内摩擦角的大小对土压力有何影响?
2．墙背的粗糙程度、 填土排水条件的好坏对主动土压力的大小有何影响。
3．简述影响挡土墙背上土压力大小的因素。
4． 简述静止土压力, 主动土压力及被动土压力的概念, 它们与挡土构筑物的位移有何关系。
5．简述土的极限平衡状态的概念, 挡土墙应该怎样移动才能产生主动土压力。
6． 主动土压力是土压力中的最小值, 为什么在库仑土压力理论公式推导中却要找最大的值作为主动土压力。
7． 填土表面有连续的均布荷载, 土压力沿深度的分布是三角形, 梯形, 矩形, 在地下水位以下, 这部分土压力是否有变化( 假设水位以下的值不变) 。
8． 墙后填土有地下水时, 为什么不能用饱和重度计算土压力, 地下水为的升降对挡土墙的稳定有何影响。
9．为减小挡土墙的土压力, 试问: 墙后的填土越松越好吗? 为什么? 从有利于墙的稳定性出发, 采用什么填土最好?

三． 判断题
1．库仑土压力理论假定土体的滑裂面是平面, 计算结果对主动土压力偏差较小而被动土压力偏差较大。 ( )
2．墙后填土的固结程度越高, 作用在墙上的总推力就越大。 ( )
3．库仑土压力理论的计算公式是根据滑动土体各点的应力均处于极限平衡状态而导出的。
( )
四． 计算题
1．某挡土墙垂直、 光滑、 填土面水平, 墙高5m, 填土面上作用有均布超载q=25kPa, 填土的重度 , , , 求被动土压力的大小及绘出土压力分布图。
2．某挡土墙, 墙背垂直光滑, 墙高6m, 墙后填土面水平, 其上作用着连续均布荷载q=25kPa, 填土分两层, 第一层土为粗砂, 天然重度, 内摩擦角, 厚度 , 第二层土为细砂, 天然重度, 内摩擦角, 厚度。地下水位距挡土墙基底2m, 饱和重度, 试求:
a） 绘出主动土压力和水压力分布图;
b） 总的侧压力( 土压力和水压力之和) 的大小;
3. 某挡土墙墙背垂直、 光滑、 填土面水平, 墙高5m, 填土面上作用有均布超载q=19kPa, 填土分两层, 第一层土天然重度γ1=18kN/m3,内摩擦角φ1=200, c=15kPa, 厚度h1=4m;
第二层天然重度γ2=20kN/m3, 内摩擦角φ2=250, c=10kPa, 厚度h2=2m。求被动土压力的大小及绘出土压力分布图。
4．某挡土墙墙背垂直、 光滑、 填土面水平, 墙高3m, 填土的天然重度γ=20kN/m3, 内摩擦角φ=200, 黏聚力c=0, 墙底与地基土的摩擦系数μ=0.35, 地下水位在填土顶面, 求静止土压力、 主动土压力及水压力的大小, 并绘出其分布图。