00級土力學試卷及標準答案

2022-12-28 14:00:05 字數 3401 閱讀 2590

一、名詞解釋 (每題 3 分 )

1. 最優含水率:對於一種土,分別在不同的含水率下,用同一擊數將他們分層擊實,測定含水率和密度然後計算出乾密度,以含水率為橫座標,以乾密度為縱座標,得到的壓實曲線中,幹密度的隨著含水率的增加先增大後減小.在幹密度最大時候相應的含水率稱為最優含水率。

2. 管湧:管湧是滲透變形的一種形式.指在滲流作用下土體中的細土粒在粗土顆粒形成的空隙中發生移動並被帶出的現象。

3. 前期固結應力:土在歷史上曾受到的最大有效應力稱為前期固結應力。

4. 被動土壓力:當擋土牆向沿著填土方向轉動或移動時,隨著位移的增加牆後受到擠壓而引起土壓力增加,當牆後填土達到極限平衡狀態時增加到最大值,作用在牆上的土壓力稱為被動土壓力。

5. 粘土的殘餘強度:超粘性土在剪應力作用下,隨著位移增大,剪應力首先逐漸增大,而後回降低,並維持不變;而正常固結土則隨位移增大,剪應力逐漸增大,並維持不變,這一不變的數值即為土的殘餘強度。

二、是非題 (每題 1 分)

1.附加應力大小只與計算點深度有關,而與基礎尺寸無關

2.完全飽和土體,含水量w=100

3.固結度是乙個反映土體固結特性的指標,決定於土的性質和土層幾何尺寸,不隨時間變化。(×)

4.飽和土的固結主要是由於孔隙水的滲透排出,因此當固結完成時,孔隙水應力全部消散為零,孔隙中的水也全部排幹了。(×)

5.土的固結係數越大,則壓縮量亦越大

6.擊實功能(擊數)愈大,土的最優含水率愈大

7.當地下水位由地面以下某一深度上公升到地面時地基承載力降低了

8.根據達西定律,滲透係數愈高的土,需要愈大的水頭梯度才能獲得相同的滲流速度。(×)

9.三軸剪下的cu試驗中,飽和的正常固結土將產生正的孔隙水應力,而飽和的強超固結土則可能產生負的孔隙水應力。(√)

10.不固結不排水剪試驗得出的值為零(飽和粘土

三、填空題 (每題 3 分)

1 .土的結構一般有單粒結構 、蜂窩狀結構和絮狀結構等三種,其中絮狀結構結構是以麵~邊接觸為主的。

2. 常水頭滲透試驗適用於透水性強的無粘性土 ,變水頭試驗適用於透水性差的粘性土 。

3. 在計算矩形基底受豎直三角形分布荷載作用時,角點下的豎向附加應力時,應作用兩點,一是計算點落在角點的一點垂線上,二是b始終指寬度方向基底的長度。

4.分析土坡穩定的瑞典條分法與畢肖甫法其共同點是假設滑動面是圓弧面 、 假定滑動體為剛體 ,不同點是瑞典條分法不考慮條間力 。

5. 地基的破壞一般有整體剪下破壞 、 區域性剪下破壞和衝剪破壞等三種型式,而其中整體剪下破壞破壞過程將出現三個變形階段。

四、問答及簡述題 (共 30 分)

1. 為什麼說在一般情況下,土的自重應力不會引起土的壓縮變形(或沉降),而當地下水位下降時,又會使土產生下沉呢?(10分)

答:一般情況下,地基是經過了若干萬年的沉積,在自重應力作用下已經壓縮穩定了。自重應力已經轉變為有效應力了,這種情況下,自重應力不會引起土體壓縮。

但如土體是新近沉積,自重應力還未完全轉變未有效應力,則自重應力將產生壓縮。(5分)

當地下水位下降時,部分土層從水下變為水上,該土層原來受到浮托力作用,現該浮托力因水位下降而消失,相當於在該土層施加了乙個向下的體積力,其大小等於浮托力。該力必然引起土體壓縮。(5分)

2. 簡述用分層總和法求基礎沉降的方法步驟。(10分)

答:1 根據作用在基礎上的荷載的性質,計算基底壓力和分布2分)

2 將地基分層1分)

3 計算地基中土的自重應力分布1分)

4 計算地基中垂向附加應力分布1分)

5 按算術平均求各分層平均自重應力和平均附加應力1分)

6 求第i層的壓縮量2分)

7 將各個分層的壓縮量累加,得到地基的總的沉降量2分)

3. 土的粒徑分布曲線和粒組頻率曲線如何測得,有何用途?對級配不連續的土,這兩個曲線各有什麼特徵?(10分)

答:1. 土的顆粒級配曲線:以土顆粒粒徑為橫座標(對數比例尺),小於某粒徑的土質量佔試樣的總質量的百分數為縱座標繪製的曲線。(2分)

根據土的粒徑分布曲線可以求得土中各粒組的含量,用於評估土的分類和大致評估的工程性質.某些特徵粒徑,用於建築材料的選擇和評價土級配的好壞。(3分)

2. 粒組頻率曲線:以個顆粒組的平均粒徑為橫座標對數比例尺,以各顆粒組的土顆粒含量為縱座標繪得。 (2分)

土的粒徑分配曲線不僅可以確定粒組的相對含量,還可以根據曲線的坡度判斷土的級配的好壞。 (3分)

五、計算題(共 30 分)

1 . 某一取自地下水位下的飽和試樣,用環刀法測定其容重。環刀的體積為50cm3,環刀重為80g,環刀加土重為172.

5g,該土的土粒比重為2.7,試計算該土樣的天然容重、飽和容重、幹容重及孔隙比。(10分)

解:m=72.5-80=92.5;v=50cm3

飽和土:ρ=ρ==92.5/50=1.85g/cm33分)

r=r=1.85×9.8=18.13 kn/m32分)

因為:;=1.0

=2.7/(1+1)=1.35g/cm34分)

rd=1.35×9.8=13.23 kn/m31分)

2. 對一完全飽和的正常固結土試樣,為了模擬其原位受力狀態,先在周圍壓力σc=140kpa作用下固結,然後再在δσ3=0的情況下進行不排水剪試驗,測得其破壞時的σ1=260,同時測出破壞時的孔隙水應力uf=110kpa,試求:(1)該試樣的不排水強度cu;(2)破壞時試樣中的有效主應力σ'1及σ'3;(3)破壞時的孔隙水應力係數af;(4)試樣的固結不排水抗剪強度指標ccu、φcu和有效應力強度指標c', φ'。

(10分)

解: 1、 σ3=σc=140 kpa;σ1=260 kpa;

故 cu=(σ1-σ3)/2=(260-140)/2=60 kpa2分)

2、 σ'1=σ1-uf=260-110=150 kpa;

σ'3=σ3-uf=140-110=30 kpa2分)

32分)

4、 正常固結土,ccu=0; c'=0

φcu=17.52分)

41.82分)

3. 牆背直立的光滑擋土牆,牆高為10m,兩層填土的厚度與性質指標如下圖所示,試求作用在牆背上總的主動土壓力,並繪出壓力分布圖(10分)

解: ka1=tg2(45-1/2)=tg2(45-15)=tg2301分)

ka2=tg2(45-2/2)=tg2(45-17)=tg2281分)

因c2>0,需判定下層土是否出現拉應力區

下層土無拉應力區

b點交介面上:pa1=r1h1 ka1=16×3×tg230=16 kpa2分)

b點交介面下:pa2=r1h1 ka2-2c2=16×3×tg228-2×8×tg28=5.1 kpa (2分)

c點:pa3=(r1h1+r2h2)ka2-2c22分)

=(16×3+20×7)×tg228-2×8×tg28=44.6 kpa

pa=0.5×3×16+0.5×7×(5.1+44.6)

=197.95 kn/m2分)

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