土力学试卷及答案总结.doc
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1、土力学试卷及参考答案一、填空题(每空1分,共10分)1 在工程中常用_标准贯入试验_试验来判别天然砂层的密实度。2 在土层中,通过土粒传递的粒间应力称为_有效应力_。3 土在侧限条件下的压缩性可以用_孔隙比_和_应力关系曲线(或e-p曲线)_的关系曲线来表示。4 地基的总沉降为_瞬时_沉降、固结沉降和_次固结_沉降三者之和。5 地基沉降计算深度下限,一般可取地基附加应力等于自重应力的 0.2 c。6 土中的液态水可分为自由水和_结合水_两大类。7 砂土和粘性土的工程分类分别按 颗粒的粒径大小 和 塑性指数 进行。二、选择题(每小题1分,共10分)1建筑物基础作用于地基表面的压力,称为( A )
2、 A、基底压力B、基底附加压力 C、基底净压力 D、附加压力2在土的三相比例指标中,直接通过试验测定的是(B ) A、, B、, C、, D、,3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4室内压缩试验的排水条件为( B) A、单面排水 B、双面排水 C、不排水D、先固结,后不排水5设条形基础的宽度B,沉降量S,若基底单位面积平均附加压力相同,则( A) A、B大S大 B、B大S小 C、B对S无影响D、无法确定6土中一点发生剪切破坏时,破裂面与小主应力作用方向的夹角为( B ) A
3、、B、 C、D、7在外荷载作用下地基中局部剪切破坏时,基础底面单位面积上所承受的荷载为( C )A、临塑荷载B、临界荷载C、极限荷载D、以上均不是8在地面上修建一座梯形土坝,则坝基的压力分布形状为何种形式( B )A、矩形 B、梯形 C、马鞍形 D、抛物线形9基底附加应力及埋深相同,但基底面积不同的两个基础,它们的沉降量有何不同( C )A、面积大的沉降量大 B、面积小的沉降量大 C、两基础沉降量相同 D、面积大的沉降量小10下列三个土样,液性指数均为0.25,其、如下,不属于粘性土的是( D )A、=35%,=30% B、=30%,=26% C、=25%,=22% D、=35%,=33%三、
4、名词解释(每小题3分,共15分)1 压缩系数a:指在单位压力增量作用下土孔隙比的减小值。即。2 超固结土:指该土层历史上曾经受过大于现有覆盖土重的前期固结压力的土。3 相对密实度 :是用于判断级配不同砂土的密实程度的指标,用天然孔隙比e与一种砂土在最松散和最密实状态下的孔隙比的相对大小来描述,即四、简述题(每小题10分,共30分)1 为什么把土中应力分为自重应力、附加应力、有效应力和孔隙水压力?并由此简述土固结的过程。答:地基中某一深度处的土体在上覆土体自重应力的作用下完成固结压缩后处于一种稳定状态,当地表修建建筑物后,结构物的重量通过基础传递到地基土体后产生一个额外的应力,称之为地基土体的附
5、加应力。该附加应力由土体颗粒和土体空隙中的水来共同承担,其中土颗粒承担的部分称为有效附加应力,空隙水承担的则称为孔隙水压力。正是由于有效附加应力的作用才导致土体的压缩变形,结果使土体孔隙体积减小,孔隙中多余的水被挤压排除,孔隙水压力逐渐消散降低。因此土体固结的过程就是土体有效应力不断增大而孔隙水压力不断消散的过程,只有区分出土体的自重应力、附加应力、有效应力和孔隙水压力,才能真正把握住土体固结的本质。2 简述分层总和法计算地基沉降的步骤。答:分层总和法计算地基沉降的步骤为:(1)、按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图;(2)、计算地基土的自重应力,并将计算结果按比例绘制于基础中心线的左侧;
6、(3)、计算基础底面的接触压力;(4)、对地基土体进行分层,每层厚度不大于0.4b,同时地下水面和不同土体的界面必须是分层面;(5)、计算基础底面的附加应力,并将计算结果按比例绘制于基础中心线的右侧;(6)、确定地基土受压层深度。一般土体中以附加应力等于自重应力的0.2倍处的深度为计算深度,对于软土则为0.1倍处深度为计算深度;(7)、计算各土层的压缩量;(8)、计算地基的最终压缩量:把地基受压层范围内各土层压缩量相加即可。3 何谓液、塑限含水率?分别说明它们的测定方法及意义。答:液限含水率是指粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水率。测定方法为:(1)搓条法:取8-10g试样,放在毛玻璃板上用手
7、掌滚撮,当土条撮成直径为3mm时刚好产生裂缝并开始段裂,则此时土条的含水率即为塑性含水率。(2)液、塑性联合测定仪:制备3份不同稠度的试样,试样的含水率分别接近液限、塑限和两者的中间状态,用76g质量的圆锥式液限仪分别测定三个试样的圆锥下沉深度和相应的含水率,然后以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,将二者之间的关系绘制于双对数坐标纸上,并将三点连成一条直线,则圆锥下沉量为2mm所对应的含水率即为塑限含水率。液限含水率是指粘性土呈液态与塑态之间的分界含水率。测试方法为:(1)锥式液限仪法:如前所述,得到含水率和圆锥下沉深度的关系曲线后,查得圆锥下沉深度为10mm时所对应的含水率即为液限含水率
8、。(2)碟式液限仪法:将制备好的试样铺于铜碟前半部分,用调土刀刮成水平,试样厚度为10mm。用特制的开槽器将试样划成V型槽,以每秒两转的速度转动摇柄,使铜碟反复起落,撞击底部。当击数为25次时,V型槽两边的试样合拢长度刚好为13mm时,试样的含水率就是液限含水率。测定液、塑性含水率的意义:(1)粘性土的液、塑性含水率之间的范围越大,表明该土能吸附结合水越多,土中粘粒含量高或矿物成分吸水能力强。(2)液、塑性含水率之间的差值即塑性指数,是粘性土与粉土定名的标准。五、计算题(共35分)1.已知某砂土试样的室内土工试验结果为:土的密度,土粒比重,土的含水率。求其余六个物理性质指标: 。(8分)解:假
9、设V=1cm3,则由,得到m=1.82g1分由,得到2分由 ,得到 3分所以按照定义则有:4分6分8分 l/bz/b1.02.03.04.05.01.00.17520.19990.20340.20420.20442.00.08400.12020.13140.13500.13633.00.04470.07320.08700.09310.09594.00.02700.04740.06030.06740.0712=144012.某矩形基础,长2,宽1,相关参数如图所示。计算此矩形基础底面中心点及长边中点下,深度1.0处的附加应力值。(基底水平面处的附加应力系数请查表)(9分)解:基底压力:1分基底附
10、加应力: 3分基底中心点1m深处附加应力: 6分基底长边中心点下1m深处的附加应力: 9分3.某干砂试样进行直剪试验,当=300时,测得=200。求:砂的内摩擦角;破坏时的大、小主应力;大主应力与剪切面所形成的角度。(6分)解:由题目条件可知:解之,得到:=32=16.5=30=19.253.57.0=100ABC3.54.某挡土墙的墙壁光滑(=0),直立。墙高7.0,墙后有两层填土,性质如图所示,地下水位在填土表面下3.5处,与第二层填土面平齐。填土表面作用有=100的连续均布荷载。试求作用在墙上的总主动土压力、水压力及其作用点位置。(12分)解: 2分 4分 6分 8分 10分 水压力合力
11、作用点: (距墙底) 12分土力学及地基基础标准试卷(一)(考试时间150分钟)第一部分选择题一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时,若曲线越陡,则表示土的 ( )A颗粒级配越好 B颗粒级配越差C颗粒大小越不均匀 D不均匀系数越大2判别粘性土软硬状态的指标是 ( )A塑性指数 B液性指数C压缩系数 D压缩指数3产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( )A方向向下 B等于或大于土的有效重度C方向向上 D方向向上且等于或大于土的有效重
12、度4在均质土层中,土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( )A均匀的 B曲线的C折线的 D直线的5在荷载作用下,土体抗剪强度变化的原因是 ( )A附加应力的变化 B总应力的变化C有效应力的变化 D自重应力的变化6采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时,其结果 ( )A偏于安全 B偏于危险C安全度不变 D安全与否无法确定7无粘性土坡在稳定状态下(不含临界稳定)坡角与土的内摩擦角之间的关系是( )A D8下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( )A钻孔柱状图 B工程地质剖面图C地下水等水位线图 D土工试验成果总表9对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础,可以根据土的抗剪强度
13、指标标准值k、Ck按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为(注:Z为偏心方向的基础边长) ( )Ae/30 Be/10Ceb/4 Deb/210.对于含水量较高的粘性土,堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( )A减小液化的可能性 B减小冻胀C提高地基承载力 D消除湿陷性第二部分 非选择题11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为_。12.土的颗粒级配曲线愈陡,其不均匀系数Cu值愈_。13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和_。14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、_和承压水三种类型。15.在计算地基附加应力时,一般假定地基为均质的、应力与应变成_关系的半空间。16.前
14、期固结压力大于现有土自重应力的土称为_土。17.土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和_验测定。18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外,还与_有关。19.墙后填土为粘性土的挡土墙,若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零,则该深度称为_。20.确定钢筋混凝土基础的高度和配筋时,上部结构传来的荷载效应应取_极限状态下荷载效应的基本组合。三、名词解释题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)21.潜水22.正常固结土23.抗剪强度24.钻探25.灌注桩四、简答题(本大题共2小题,每小题5分,共10分)26.什么叫土的压缩性?土体压缩变形的原因是什么?27.哪些情况下桩
15、产生负摩擦阻力?五、计算题(本大题共7小题,共50分)28.在对某地基土进行试验时,以环刀切取土样。土样高度2cm,上、下底面积为50cm,称得原状土样质量为190g,烘干后土样质量为150g。试计算土样的密度和含水量。若该土样处于饱和状态,试计算土样的孔隙比。(6分)29.有一柱下单独基础,其基底面积为2.5 x4m ,埋深d=2m,作用于基础底面中心的荷载为3000kN,地基为均质粘性土,其重度为=18kN/m,试求基础底面处的附加压力P0。(5分)30.某场地第一层为粘性土层,厚度为4m,其下为基岩,经试验测得粘性土层的平均孔隙比e=0. 700,平均压缩系数a=0.5Mpa-1。求该粘
16、性土的平均压缩模量Es。现在粘性土层表面增加大面积荷载p= 1OOkPa,求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终固结沉降量。(5分)31.某框架柱采用预制桩基础,如图示,柱作用在承台顶面的荷载标准组合值为=2600kN,Mk= 300kNm,承台埋深d=1m,单桩承载力特征值为Ra=700kN。试进行单桩竖向承载力验算。(6分)32.某土样直剪试验结果为:对应于法向应力50kPa、1OOkPa、200kPa时的抗剪强度分别为27. 5kPa、55. OkPa、110. OkPa;(1)确定该土的抗剪强度指标;(5分)(2)若地基中某点的3=1OOkPa,1=280kPa,该点是否已发生剪切破
17、坏?(3分)(3)当作用在此土中某平面的法向应力为300kPa、剪应力为160kPa时,该面是否会剪切破坏?(3分)33.某工业厂房柱基础,基底尺寸46m,作用在基础顶部的竖向荷载F= 3000kN,弯矩M=2100kNm,地质条件及基础埋深如图所示,地下水位于基础底面处,试验算该地基土承载力是否满足要求。(w= 1OkN/m,G= 20kN/ m)(8分)34.某挡土墙高7m,墙后填土指标如图示。试采用朗肯土压力理论求作用于墙背上的主动土压力分布(不要求计算土压力合力及作用点)。(9分)土力学及地基基础标准预测试卷(一)答案详解一、单项选择题1B【解析】曲线越陡,表示颗粒大小相差不多,土粒较
18、均匀,颗粒级配越差。2B【解析】液性指数是判别粘性土软硬状态的指标,根据液性指数可将粘性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种状态。3D【解析】只有在动水力抵消了土的有效重度,即两者方向向上且等于或大于土的有效重度时,才会产生流砂。4D【解析】CZ=z,对于均质土,不变,即土的竖向自重应力沿深度成线性分布。5C 【解析】土中剪力主要由土粒骨架来承担,即土的抗剪强度的变化主要与有效应力的变化有关。6A【解析】极限荷载公式是按条形基础受均布荷载的情况推导而得的,如用于矩形基础时有一定的误差,但结果偏于安全。7A【解析】只要坡角小于内摩擦角,土坡就稳定,土坡稳定性与坡高无关。8C【解析】工程地质勘
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