土木学院 土力学期末总复习

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1、期末总复习,一、考试形式：闭卷 二、试题形式： 1、名词解说 33=9分 2、单项选择题 102=20分 3、改错题 34=12分 4、简答题 25=10分 4、计算选择题（列出过程） 45=20分 5、计算题 3（29分） 三、答疑时间：每周三下午3：30以后 考试前时间安排另行通知 地点：土木学院 办公楼 室,第一章：土的组成 颗粒级配曲线及相应的指标、土的颗粒级配评价 土中水的形态及性质 粘土矿物与水土相互作用,第二章：土的物理性质及分类 土的三相比例指标定义、试验方法、指标间的换算关系、量纲、工程应用 粘性土的物理状态、稠度系数的定义、工程应用 无粘性土的物理状态、相关指标及工程应用

2、土的工程分类方法（不同体系的分类方法）,第三章：土的渗透性及渗流 渗流与渗透破坏的概念 达西定律及其应用（不同土类） 渗透试验及渗透系数的概念（均质土、成层土） 动水力、渗透破坏与控制问题,第四章：土中应力 土中两种应力的概念 自重应力的计算（均质土、成层土、地下水、不透水层） 基底压力与基底附加压力的概念及计算 不同荷载条件下地基中附加应力的计算方法（叠加原理）,第五章：土的压缩性 压缩试验方法、压缩性指标的定义、相互关系 应力历史的概念及不同固结度对土压缩性的影响 压缩模量、变形模量、弹性模量的概念及相互关系,第六章：地基变形 最终沉降量的定义及概念 分层总和法、规范法计算地基沉降量 有效

3、应力的概念及渗透固结与地基压缩变形 固结度问题的计算与工程应用,第七章：土的抗剪强度 土的抗剪强度概念及剪切破坏 抗剪强度的构成及强度理论 土中一点的极限平衡状态与极限平衡条件及其应用 抗剪强度试验方法及强度指标的确定 孔隙水压力系数的概念及应用 饱和粘性土的抗剪强度及其特征 无粘性土的抗剪强度,第八章：土压力 土压力的形成、三种土压力及其与位移的关系 朗肯土压力理论的假定、适用条件、不同条件下的土压力计算、工程应用 库仑土压力理论的假定、适用条件、土压力计算 两种土压力理论的对比及适用性,第九章：地基承载力 地基承载力的定义及工程意义 地基破坏模式及其影响因素 临塑荷载、临界荷载的概念及其计

4、算 地基极限承载力的概念、假定、适用性及其计算,第十章：土坡和地基的稳定性 简单土坡的定义 无粘性土坡的稳定性及稳定系数的定义、工程应用 粘性土坡的稳定性计算方法（稳定数法）,第十一章：土在动荷载作用下的特性 击实试验的原理及击实曲线的应用 影响击实效果的因素 压实度的定义及应用,例题 1 有一体积为50cm3的原状土样质量是95.15g，烘干后质量为75.05g，已知土粒比重Gs=2.67，求该土样的天然重度、天然含水量及孔隙比e。 解：,例题 2 某饱和粘性土，已知土粒比重ds=2.46，含水量=20%，试求该土的孔隙比e和饱和重度sat。 解：,例题 3 已知某土的天然密度=1.7t/m

5、3，土粒相对密度ds=2.70，将该土运到某工地进行填筑施工，要求填筑后土的干密度达到1.65t/m3，则填筑1000m3需要在取土处挖多少方土？ 解：原状土体积： 填筑土体积：,例题 4 矩形基础、的底面尺寸为 l1b1 和 l2b2 ，作用在基础、底面的均布荷载分别为 p1、p2。点M、N分别位于两基础角点A1、A2下深度zM、zN处，附加应力分别为zM、zN。若已知l1 / b1= l2 / b2 、 zM / b1= zN / b2 ，试确定： 附加应力zM和zN之间的关系。 若其他条件不变，M、N点移至基础底面中点下，则zM和zN之间的关系如何？ 给定p1=180kPa，p2=72k

6、Pa， l1=2.4m、 b1 =1.6m， z1=3.2m，确定基础底面中点下M、N点的附加应力zM、zN值。,解： 关系不变 ,例题 5 在图示阴影区域作用有均布荷载p=230kPa，试求出图中a点地面以下2m深度处的竖向附加应力z。 解：,例题 6 在图示4.8m4.8m的方形区域内作用有均布荷载p=150kPa，试求出荷载作用区域中心地面以下6m深度处的竖向附加应力z。如将均布荷载换成分别作用在4个小区域中心的Q=1502.42=864kN的集中荷载，试求出荷载中心深度为6m处的竖向附加应力并与前面的结果进行比较。 解：均布荷载,集中荷载 用4个集中荷载代替均布荷载进行计算，附加应力增

7、加3.3%。,例题 7 在厚度为20m的粘性土地基上大面积填土，平均压力p=80kPa，测得粘土层沉降量达到120mm时沉降稳定，试确定该粘土层的压缩系数（假定粘性土地基的初始孔隙比e0=0.8）。 解：,例题 8 某基础埋置深度为1m，地下水位位于地表处，土的饱和重度sat=18kN/m3，孔隙比与应力之间的关系为e=1.15-0.00125p。若在基底下4m和6m处的附加应力分别为80kpa，70kpa，试问在基底下46m间土层的压缩变形量是多少？ 解：,例题 9 某饱和粘性土的室内压缩试验结果显示，当试样高度为2.0cm时，达到50%压缩量所要的时间为45min，根据该试验结果，推算厚度

8、为4.8m的该粘性土地基的固结沉降量达到50%所需要的时间（分别考虑单面排水与双面排水两种情况）。 解： 单面排水： 双面排水：,例题 10 对A、B两种饱和粘性土进行压缩试验，当压力为100kPa时，A、B两试样的孔隙比分别为0.55及0.632，此时试样的高度分别为16mm及10mm。然后继续加压至150kPa，此时试样的孔隙比分别成为0.495及0.616。同时，已知试样A达到50%固结度所要的时间仅为试样B达到同样固结度所要时间的1/3。根据上述资料，试推算两试样的渗透系数k的比值（双面排水）。 解：根据压缩模量的定义：,根据时间因素的定义：,根据竖向固结系数的定义：,例题 11 对某

9、饱和粘性土进行固结不排水剪切试验，在固结压力3=200kPa的条件下，测得破坏时的偏压力(1-3)f=400kPa，孔隙水压力uf=100kPa，试样破坏时的破裂面与水平面间的夹角为58。试确定孔隙水压力系数A、有效应力强度指标c、。 解：,例题 12 试计算下图所示地基土中的总自重应力分布及有效自重应力分布，并在图中绘出总自重应力分布及有效自重应力分布曲线并标出总自重应力及有效自重应力值。 解：总自重应力 有效自重应力,例题 13 在公路路堤荷载作用下（平面问题），地基中某点的应力状态：z=70kPa，x=30kPa，xz=15kPa，地基土的抗剪强度指标c=10kPa，=20。问该点处于何

10、种平衡状态？并在图中作出库伦抗剪强度线和该点的莫尔应力园。 解： 由于实际的大主应力1=75kPa1f=79.55kPa，该点处于弹性平衡状态。,例题 14 某砂土的内摩擦角=34，若围压3=100kPa，试确定：使土样达到极限平衡状态时的1=？此时破裂面与大主应力平面的角度？当1=300kPa时那个平面最危险，在该平面上的剪应力及抗剪强度f 分别为多少？ 解：达到极限平衡状态时的1： 破裂角： 当1=300kPa时,即与大主应力作用平面成60的平面最危险。 在该平面上：,例题 15 某挡土墙高7m，墙后填土面水平，地面作用均布荷载20kPa，填土分2层，各土层指标见图示，试确定作用在墙背总压

11、力及作用位置，并绘出压力分布图。,解：主动土压力系数 临界深度： 第一层底面土压力：,第二层顶面土压力： 第二层底面土压力： 第二层底面静水压力：,第一层总土压力： 作用位置（距墙底）： 第二层总土压力： 作用位置（距墙底）：,总静水压力：,总静水压力作用位置： 总压力： 作用位置：,例题 16 某挡土墙高6m，墙背直立光滑，填土面水平，墙后填土指标见图示，在墙背2m处设置一平台，该平台伸出长度为1.5m，试计算作用在墙背的总土压力及作用位置。若平台长度延长至2.5m，则相应的总土压力及作用位置会发生怎样的变化。,解：土压力系数 平台底土压力： 平台以上总土压力： 作用位置： 平台下土压力分布

12、,总土压力： 总土压力作用位置： 不考虑平台设置时的总土压力： 设置平台后总土压力的变化：,平台长度2.5米时，平台伸入破裂面，土压力分两部分计算。 平台以上土压力： 作用位置： 平台以下土压力： 作用位置：,总土压力： 作用位置： 设置平台后总土压力的变化：,模拟试卷 一、名词解说 1、级配曲线 2、临界水力梯度 3、剪胀性,二、单项选择题 1、土的颗粒级配曲线越平缓，则（ ）。 A、土粒大小越均匀，级配良好 B、土粒大小越不均匀，级配良好 C、土粒大小越不均匀，级配不良 D. 土粒大小越均匀，级配不良 2、下列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 B.是一种体积

13、力，其量纲与重度的量纲相同,C.渗流力的存在对土体稳定总是不利的 D.渗流力的方向与渗流方向一致 3、若某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大孔隙比相等，则该土（ ）。 A.处于最密实状态 B.外于中等密实状态 C.相对密实度 D.处于最疏松状态 4、通过土粒承受和传递的应力称为（ ）。 A.总应力 B.有效应力 C.孔隙水压力 D.附加应力 5、如图所示，在单向偏心荷载作用下，若基底反力呈梯形分布，则偏心距应满足（ ） 。 A.el/6 C.eb/6 D.eb/6,l,b,O,e,6、土的e-p曲线越平缓，说明（ ）。 A.压缩模量越小 B.压缩系数越大 C.土的压缩性越低 D.土的变形越大

14、7、同种饱和粘性土在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（ ）。 A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍 8、在相同的均质土地基上若两基础形状、面积及基底压力相同，但埋深不同，若忽略坑底回弹影响，则（ ）。 A.埋深大的基础沉降小 B.埋深大的基础沉降大 C.埋深小的基础沉降小 D.两基础沉降相同,9、两个土样的天然重度及天然含水量相同，土粒比重不同，则可以判断：（ ） （A）比重大者孔隙比大 （B）比重大者孔隙比小 （C）两者孔隙比相同 （D）不能判断 10、选择基础类型时，可以不考虑（ ）因素的影响。 （1）水文条件； （2）地质条件； （3）地震烈度； （4）上部结构与荷载。,三、 改错

15、题 1、管涌发生在渗流逸出处，而流砂的发生部位既可在渗流逸出处，也可以发生在土体内部。 2、在任何情况下，土体自重应力都不会引起地基沉降。 3、地基土在荷载作用下的受压时间越长，变形越大，则孔隙水压力也越高。,四、 简答题 1、以条形均布荷载为例，说明附加应力在地基中的传播规律，并绘出示意图。 2、绘出土的三相组成示意图，在图上用符号标出各部分的物理量（设Vs=1），并据此导出如下关系式：,五、 计算选择题 1、配制1.5m3土样，要求土样的重度为17.5kN/m3，含水量为30%，如土粒密度为27kN/m3，则需要的土粒体积为（ ） A. 0.292m3 B. 0.748m3 C. 0.972m3 D. 0.634m3 2、某矩形基础底面尺寸为bl=3m4m，在长边方向作用偏心荷载 F+G=1200kN，则偏心距为（ ）时基底不出现拉应力。 A. 0.5m B. 0.57m C. 0.67m D. 0.77m,