土力學(xué)習(xí)題,用于自測(cè)

土力學(xué)》清華大學(xué)土力學(xué)1第一章土的物理性質(zhì)一思考題什么是土的靈敏度？靈敏度反映土的什么性質(zhì)？如何測(cè)定土的靈敏度？粗粒土與細(xì)粒土如何區(qū)分？什么叫做粒徑級(jí)配累積曲線，曲線上一點(diǎn)代表什么意思？土中水分幾種類型？各有什么特點(diǎn)？與土的狀態(tài)什么關(guān)系？如果試驗(yàn)結(jié)果表明某天然砂層的相對(duì)密度Dr>l，這是否有可能，為什么？什么是粘性土的最優(yōu)含水量？它與擊實(shí)能有什么關(guān)系？什么叫土的液性指數(shù)？如果試驗(yàn)結(jié)果表明某天然粘土層的液性指數(shù)大于1，但該土并不呈流動(dòng)狀態(tài)而仍有一定的強(qiáng)度，這是否可能，為什么？片架結(jié)構(gòu)和片堆結(jié)構(gòu)性質(zhì)有何不同？已知某粘土層的天然含水量值，能否判斷該土的軟硬程度，為什么？二習(xí)題.有一土體，測(cè)定的天然密度為p=1.85g/cm3，含水量為?=14%，土顆粒的比重為Gs=2.67。計(jì)算其孔隙比e。?在某土層中用體積為72cm3的環(huán)刀取樣。經(jīng)測(cè)定，土樣質(zhì)量為129.1g，烘干后土樣質(zhì)量為121.5g，土粒比重為2.7，求該土樣的含水量、濕容重、飽和容重、干容重和浮容重，并比較該土在各種情況下的容重值有何區(qū)別？3.飽和土孔隙比為0.7，比重為2.72。用三相草圖計(jì)算干容重、飽和容重和浮容重。并求當(dāng)該土的飽和度變?yōu)?5％時(shí)的容重和含水量。.有一濕土樣質(zhì)量為200g，已知含水量為15%,要制備含水量為20%的土樣需加多少水？?某料場(chǎng)的天然含水量w=22%,Gs=2.70，土的壓密標(biāo)準(zhǔn)為pd=1.7g/cm3，為避免過度碾壓而產(chǎn)生剪切破壞,壓密土的飽和度不宜超過0.85。問該料場(chǎng)的土料是否適合筑壩,如果不適合應(yīng)采用什么措施？.8度地震區(qū)要求砂壓到相對(duì)密度達(dá)0.7以上，經(jīng)試驗(yàn)?zāi)沉蠄?chǎng)砂的最大干密度為1.96g/cm3,最小干密度為1.46g/cm3，問這類砂碾壓到多大的干密度才能滿足抗震的要求？（砂的比重為2.65）.裝在環(huán)刀內(nèi)的飽和土樣加垂直壓力后高度自2.0cm壓縮至1.95cm，取出土樣測(cè)得其含水量為28%,已知土粒比重為2.7,求壓縮前土的孔隙比？第二章土的滲透性一思考題1．舉例說明流土發(fā)生的現(xiàn)象和原因，并說明工程上如何防止流土的發(fā)生。2．任何一種土只要滲透坡降足夠大，就可以發(fā)生流土和管涌，這種說法是否正確？為什么？3．說明達(dá)西定律的意義及其應(yīng)用范圍。4．邊界已定的均質(zhì)地基中,流網(wǎng)形狀與土的滲透系數(shù)有關(guān)嗎？為什么？二習(xí)題.圖2.1中三層土的飽和容重都是20kN/m.圖2.2所示的基坑底面積為20x10m2，土層滲透系數(shù)k=1.5x10-6cm/s,Y=20.0kN/m:(1)求基坑下土層A、B、C三點(diǎn)的測(cè)壓管水頭h、h，:和h.圖2.2所示的基坑底面積為20x10m2，土層滲透系數(shù)k=1.5x10-6cm/s,Y=20.0kN/m:(1)求基坑下土層A、B、C三點(diǎn)的測(cè)壓管水頭h、h，:和h一和單位滲透力j,、和j°；⑵求A、B、C三點(diǎn)的總應(yīng)力b、G.:和◎一、孔隙水壓力u、u，:和u一以及有效應(yīng)力b；、b＞和b》，繪出總應(yīng)力、孔隙水壓力和有效應(yīng)力沿深度的分布圖，并在分布圖上注明相應(yīng)的數(shù)值；如果忽略基坑周邊水的入滲，為保持水深為0m時(shí)所需的單位時(shí)間抽水量q為多少？在各界面處的測(cè)管水頭為多少？(以上層土頂面為基準(zhǔn))；問水頭差H增加到多大時(shí)會(huì)發(fā)生流土？在何處發(fā)生流土？C圖2.1CC圖2.1Cm-5m-5>mJ2,m0粉質(zhì)粘土Jbm4r砂土圖2.2?畫出圖2.3中土樣（A-B段）的壓強(qiáng)水頭、位置水頭和總水頭沿高程的分布。（設(shè)A點(diǎn)的高程為位置水頭的零點(diǎn)高程）V■10mBrA4m!5m圖2.3第三章土中的應(yīng)力一思考題1．說明飽和土體的有效應(yīng)力原理。2．在常規(guī)三軸儀上用密砂和松砂分別進(jìn)行三軸固結(jié)排水試驗(yàn)和三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)，得到偏差應(yīng)力31-◎3)體積應(yīng)變￡V、孔隙水壓力u與軸向應(yīng)變￡1的關(guān)系曲線如圖3.1⑻、(b)所示。試判斷(a)、(b)兩組試驗(yàn)中哪一組是排水試驗(yàn)？哪一組是不排水試驗(yàn)？并對(duì)試驗(yàn)曲線1、2、3和4的走勢(shì)作出解釋。圖3.13．角點(diǎn)下某一深度處附加應(yīng)力是否等于中點(diǎn)下同一深度處附加應(yīng)力的1/4，為什么？4．有效應(yīng)力原理的要點(diǎn)是什么？并作圖3.2所示土層中的豎向有效應(yīng)力沿深度的分布。5．抽用地下水的地區(qū)往往會(huì)產(chǎn)生地面下沉現(xiàn)象，為什么？6．自重應(yīng)力的作用方向一定是豎直的嗎，為什么？7．已知一淺基礎(chǔ)上作用一集中荷載，如何計(jì)算其在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力？分析在計(jì)算過程中會(huì)出現(xiàn)哪些誤差？8．土體中常見的應(yīng)力狀態(tài)有哪幾種？試舉例說明。9．角點(diǎn)法的基本原理是什么？什么情況下才可以用？二習(xí)題1.分飽和的試樣在不排水條件下施加圍壓G3=100kN/m2，測(cè)得孔壓系數(shù)B=0.7，求u和L?33若立即再施加山=50kN/m2，Ac=150kN/m2，測(cè)得孔壓系數(shù)A為0.5,求試樣的g3、u313和c'。12.有一均質(zhì)地基，如圖3.4所示，該地基土的土粒比重Gs=2.70，水上天然密度p=1.8g/cm3，水下的含水量①=26%。已知M點(diǎn)的側(cè)壓力系數(shù)（側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，水平向和豎直向有效應(yīng)力之比，即c:J）K0=0.6。在地基上施加一條形均布荷載p=100kPa，已知M點(diǎn)豎直方向z的附加應(yīng)力系數(shù)Ks=0.5，該點(diǎn)水平方向的附加應(yīng)力c=0.3c，孔壓系數(shù)A=0.4。求：（1）zxz加荷瞬間（假定荷載在t=0時(shí)瞬時(shí)加上的）M點(diǎn)的總應(yīng)力、孔隙水壓力和有效應(yīng)力;（2）土層完全固結(jié)以后M點(diǎn)的總應(yīng)力、孔隙水壓力和有效應(yīng)力。圖3.4.某土試樣在不排水條件下施加圍壓c3=100kN/m2，測(cè)得孔壓系數(shù)B=0.6。若立即再施加Ac=50kN/m2,Ac=150kN/m2，測(cè)得孔壓系數(shù)A為0.5。31求：1）判斷土樣的狀態(tài)和特性;

2）計(jì)算試樣的冬、u和c1。4．一粘土層厚4米，位于厚各4米的兩層砂之間，水位在地面下2米，下層砂層含承壓水，測(cè)壓管水面如圖3.5所示。已知粘土的飽和密度是2.04g/cm3，砂的飽和密度是1.94g/cm3,水位以上砂的密度為1.68g/cm3。求：（1）不考慮毛細(xì)管升高，繪出整個(gè)土層的有效豎直應(yīng)力分布（2）若毛細(xì)管升高1.5米，繪出整個(gè)土層的有效豎直應(yīng)力分布。2m4m4m粘土p=1.68g/cm34m4m粘土p=1.68g/cm3P$ar=1.94g/cm3p$ar=2.04g/cm34mu砂Psm=1.94g/cm3圖3.5第四章土的壓縮性及固結(jié)一思考題1．說明粘性土壓縮性的主要特點(diǎn)，并討論分層總和法計(jì)算粘性土地基的沉降時(shí)，可以模擬哪些特點(diǎn)，不能模擬哪些。進(jìn)一步分析計(jì)算的誤差及改進(jìn)措施。2．什么是超固結(jié)土，欠固結(jié)土和正常固結(jié)土？3．太沙基一維固結(jié)理論的假定主要有哪些？4.已知甲、乙兩條形基礎(chǔ)如圖4.1所示。Hi=H2,N2=2Ni。分析如何調(diào)整兩基礎(chǔ)的H和B，使兩基礎(chǔ)的沉降量相接近，盡量多的提出可能的調(diào)整方案，說明理由，并從經(jīng)濟(jì)性、施工方便性等角度對(duì)這些方案進(jìn)行比較。B1B2B1B2粉土Y1，ai粘土Y,a>>a2121圖4.1土在側(cè)限壓縮條件下的應(yīng)力~應(yīng)變關(guān)系有些什么特征？為什么在這種條件下壓應(yīng)力再大也不會(huì)發(fā)生剪切破壞？6．什么叫做土的剪脹性？剪脹性與孔隙水壓力有什么聯(lián)系？7．沉降計(jì)算中認(rèn)為自重產(chǎn)生的沉降已經(jīng)完成，為什么還要在計(jì)算沉降時(shí)計(jì)算地基的自重應(yīng)力？二習(xí)題1．已知：某正常固結(jié)粘土層附加應(yīng)力分布如圖4.2，雙面排水土層的CC=0.1，CV=0.0009cm2/s，Y=20kN/m3,e0=O.8sat0

求：（1）按一層土計(jì)算地表的最終沉降量（2）8天后土的孔隙比為多少？200kPa3m100kPa圖4.22?如圖4.3，在中砂層內(nèi)地下水位由距地面2m，下降到距地面20m的粘土頂面，從而引起軟粘土層的壓縮（原中砂層內(nèi)的水下密度值變成水上密度值）在粘土層的中點(diǎn)A取土樣，試樣厚2cm，試驗(yàn)得到壓縮指數(shù)C=0.2，初始孔隙比e0=l.O，土顆粒比重為2.7。c0對(duì)試樣進(jìn)行雙面排水固結(jié)試驗(yàn)表明，在10分鐘時(shí)達(dá)到穩(wěn)定壓縮量的一半。（l）按一層計(jì)算軟粘土層的最終壓縮量；（2）計(jì)算水位下降1年（365天）后軟粘土層的平均固結(jié)度及壓縮量。地面下降前水位下降后水位圖4.33?如圖4.4所示，已知某土層受無限大均布荷載p=60kPa，土層厚2米，在其中點(diǎn)取樣得到先期固結(jié)壓力為p=10kPa，土層的壓縮指數(shù)CC=0.108，固結(jié)系數(shù)C=3.4x10-4cm2/s，飽cCv

和容重為20kN/m3，e0=0.8。求(1)按一層計(jì)算土層固結(jié)的最終沉降量S；(2)土層固結(jié)度U=0.7時(shí)所需的時(shí)間和沉降量。p=60kPa*粗砂*圖4.4第五章土的抗剪強(qiáng)度一思考題①簡(jiǎn)述三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)的主要步驟，②說明試驗(yàn)過程中需量測(cè)哪些數(shù)據(jù)，③由量測(cè)到的數(shù)據(jù)可以整理出土的哪種強(qiáng)度指標(biāo)？從正常固結(jié)粘土層地基中一定深度下取土進(jìn)行三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)，得到的強(qiáng)度包線c>0還是c=0，為什么？十字板試驗(yàn)測(cè)得的抗剪強(qiáng)度相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)室用什么試驗(yàn)方法測(cè)量的抗剪強(qiáng)度？土中一點(diǎn)應(yīng)力達(dá)到極限平衡時(shí)其大小主應(yīng)力與土體強(qiáng)度指標(biāo)c,申間滿足的關(guān)系是什么？在確定土的強(qiáng)度參數(shù)指標(biāo)時(shí)，主要有三軸試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)兩大類，而且這兩類試驗(yàn)存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。試分別針對(duì)砂土和粘性土，分析各類三軸試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是否成立及理由，并指出各種試驗(yàn)分別主要得到哪種強(qiáng)度指標(biāo)。5?圖5.1給出了三軸試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，做出如下判斷（1）該試驗(yàn)屬于A.固結(jié)排水；B.固結(jié)不排水；C.不固結(jié)不排水；試驗(yàn)。（2）試驗(yàn)土屬于A.正常固結(jié)土；B.超固結(jié)土。（3）由試驗(yàn)曲線求該土的申值。如圖5.2，在一個(gè)空心橡皮球中裝滿密實(shí)的飽和砂土，如果用手指捏這個(gè)橡皮球，連通管中的水位是升高還是降低？為什么？7．為什么同一土層現(xiàn)場(chǎng)十字板試驗(yàn)測(cè)得的抗剪強(qiáng)度一般隨深度而增加？8．根據(jù)強(qiáng)度理論解釋正常固結(jié)土在側(cè)限壓縮條件下壓應(yīng)力再大也不會(huì)發(fā)生剪切破壞的原因15．不排水剪強(qiáng)度包線是一條水平線，這一現(xiàn)象能說明土樣的實(shí)際破裂面與水平方向呈45°角嗎？為什么？9?飽和原狀粘性土做三軸排水試驗(yàn)得到的破壞包線如圖5.3所示。試對(duì)出現(xiàn)折點(diǎn)b做出物理解釋。二習(xí)題1．在地基中取出飽和的粘土試樣作三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)。結(jié)果如下：q=50kPa,破壞時(shí)q—q=100kPa,Af=-0.10；°丄Jq=200kPa,破壞時(shí)q—q=200kPa,Af=0.30o(1)計(jì)算固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)c,0；cucu(2)計(jì)算有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)C，,^；試樣實(shí)際發(fā)生的破壞面的方向與大主應(yīng)力面的夾角是多少？.在飽和細(xì)砂的固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)中，試樣在b=100kN/m2下固結(jié)后進(jìn)行不排水剪切。3當(dāng)增加豎向壓力Abi=100kN/m2時(shí)測(cè)得試樣中的孔隙水壓力u=20kN/m2,再進(jìn)一步增加豎向壓力Abi=85kN/m2后，試樣發(fā)生破壞。假設(shè)A為常數(shù)。破壞時(shí)作用在試樣上的孔隙水壓力、大小總應(yīng)力和有效應(yīng)力各有多大？并求此試樣的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)和有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)。?進(jìn)行一種粘土的三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)。在圍壓b=200kPa時(shí)，測(cè)得破壞時(shí)3b-b=200kPa；在圍壓b=50kPa時(shí)，測(cè)得破壞時(shí)b-b=100kPa。求其固結(jié)不排水強(qiáng)13313度指標(biāo)c和申。cucu.某一粘土c'二10kPa0'二30。，試樣飽和進(jìn)行三軸試驗(yàn)，先在100kPa的圍壓下固結(jié)，然后不排水加Ab1=40kPa，測(cè)定孔壓為20kPa，讓孔壓完全消散后，(1)再進(jìn)行不排水試驗(yàn)，Ab=?時(shí)，試樣開始破壞？(2)如果進(jìn)行排水試驗(yàn)，Ab1=?時(shí)，試樣開始破壞？1土力學(xué)2第一章土壓力一思考題1?什么是主動(dòng)土壓力？一墻背垂直光滑的擋土墻后粘性土的容重為卩、內(nèi)摩擦角為0、粘聚力為c,試寫出該擋土墻所受到的主動(dòng)土壓力分布表達(dá)式。2．某深基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力實(shí)測(cè)結(jié)果比按朗肯主動(dòng)土壓力理論計(jì)算的設(shè)計(jì)值小試分析引起實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)計(jì)算值之間不一致的原因可能有哪些？二習(xí)題1.如圖6.1所示，擋土墻的墻背傾角為45。，填土為砂土，內(nèi)摩擦角帖35。，容重尸18.5kN/cm3,用朗肯土壓力理論計(jì)算作用在墻背上的土壓力大小及方向。2．有一個(gè)墻背豎直光滑的擋土墻，墻后填土分兩層（見圖6.2）。墻后地下水位很深，填土表面無荷載。兩層填土的部分土性指標(biāo)如圖所示。已知主動(dòng)土壓力的分布是一條連續(xù)的直線計(jì)算上層填土的粘聚力c1和下層土的c2及內(nèi)摩擦角％。,'i'i111,'i'i111i'i'J11'i'i111i'i'IIJ主動(dòng)土壓力c=?6=?2t2y=16kN/m32下層填土c1=?%=35。Y1=20kN/m3上層填土化=3m圖6.23．在砂基中開挖的一基坑，采用單錨式板樁墻支護(hù)，具體尺寸如圖6.3。砂土的容重為18kN/m3,內(nèi)摩擦角為30°，錨桿水平間距為2m，試用等代梁法求錨桿所受拉力值。q=5OkPac2—c2—om圖6.3第二章土坡穩(wěn)定分析一思考題1．有一個(gè)砂土路堤和一個(gè)粘性土路堤，當(dāng)它們由天然狀態(tài)淹沒在靜水中時(shí)，假設(shè)它們的強(qiáng)度指標(biāo)都不變（砂土的內(nèi)摩擦角0與粘土的粘聚力c和內(nèi)摩擦角0在淹沒前后都不變化），它們的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)有什么變化？2?土坡穩(wěn)定分析中瑞典圓弧法（0=0法）和瑞典條分法（簡(jiǎn)單條分法）的基本假定和計(jì)算方法是什么？二習(xí)題1．在圖7.1中，無粘性土壩的水下上游坡面是一條等勢(shì)線，流線是垂直于坡面的，已知水力坡降i=0.5,y=20kN/cm3,0=35。，坡角為45。，問該上游坡是否穩(wěn)定？抗滑穩(wěn)定的安全sat系數(shù)為多少？圖7.12．一無限長(zhǎng)飽和砂土邊坡，邊坡內(nèi)有滲流發(fā)生，如圖7.2。其中砂土的飽和容重m3，坡度a=17o,砂土的內(nèi)摩擦角0=35。。求該砂土邊坡的滑動(dòng)安全系數(shù)。圖7.2第三章地基承載力一思考題1．地基破壞深度內(nèi)地下水位上升，天然容重增加，承載力是提高還是降低，為什么？2．圖8.1為甲、乙兩個(gè)剛性基礎(chǔ)的底面。甲基礎(chǔ)底面面積為乙的四分之一。在兩個(gè)基礎(chǔ)底面上作用著相同的豎向均布荷載q.如果兩個(gè)基礎(chǔ)位于完全相同的地基上，且基礎(chǔ)的埋深也相同，問哪一個(gè)基礎(chǔ)的極限承載力pu更大（單位面積上的壓力）？為什么？哪一個(gè)基礎(chǔ)的沉降量更大？為什么？A_長(zhǎng)——甲基礎(chǔ)寬bA_長(zhǎng)——甲基礎(chǔ)寬bro1乙基礎(chǔ)長(zhǎng)2L寬2b圖8.1二習(xí)題1.如圖8.2，條形基礎(chǔ)