河海復試土力學題試卷05答案

2005- 年度第一學期《土力學》期末試卷船舶與海洋工程專業(yè)2003班 學 得分說明：(1)考卷中的所有計算過程中遇到小數(shù)都保留2位(2)g一、（10分，每題2分Cud60d10。（1分）d10、d6010％和60％。（1分答：土在擊實過程中，當土樣含水率較低時，擊實后干密度隨含水率的增加而增大；（1分）干密度達到一定的數(shù)值后，含水率的增加反導致干密度的減小，此時對應的含水率為最優(yōu)含水率。（1分）答：指在某一固結應力作用下，經某一時 后，土體發(fā)生固結或孔隙水應力消散的程度（2分在無側向變形條件下（0.5分）側向(水平向)有效應力（0.5分）重應力(豎向有效應力)（0.5分）之比（0.5分）。所能承受的最大基底壓力稱為極限承載力（1分）求出地基極限承載力后除以一個安全系數(shù)，即為容許承載力（1分），可用為承載力的設計值使用二、填空題（18分，每空1分土的結構一般有單粒結構、分散結構和絮凝結構等三種，其中絮凝結構結構是以面～邊接觸為主的。滲透變形可分為流土和管涌前期固結壓力是 土歷史上曾受到過的最大有效應 根據(jù)－破壞準則，當土體處于極限平衡狀態(tài)時，則應力圓必然與抗剪強度線相切。根據(jù)幾何關系，可以得到剪切破壞面與大主應力面的夾角為4525、松砂受剪體積減小、緊砂受剪體積增大6無粘性土土坡穩(wěn)定的安全系數(shù)表示為

tg；當有順坡滲流逸出 7整體剪切破壞局體剪切破壞沖剪破壞三、選擇題（20分，每題2分土粒級配曲線越平緩，說明（C B、土粒均勻，級配良好； 土的三項通過試驗測定的物理指標是（DA、天然重度、天然含水量和相對密度；B、孔隙比、相對密度和密度； D、含水率、密度和土粒含水率的意義是：（CA、單位體積土體內所含水的質量 D土中所含水的體積與土體總體積之比加應力大？（B）A、寬度小的基礎產生的附加應力大；B、寬度小的基礎產生的附加應力??；C、寬度大的基礎產生的附加應力??；D、兩個基礎產生的附加應力相等；雙面排水，其固結度同樣為0.5時所需時間為（A）A、1年 B、2年 C、4年 D、8年超固結土是指土體：（B 靈敏度是用來反映（A）A土體結構受到擾動后強度降低程度 D土體強度超過峰值后降低程度當水庫水位驟降，用總應力法驗算上游壩坡的穩(wěn)定性時，宜用（BA、快剪強度指標 關于土坡穩(wěn)定分析瑞典條分法，下列條目中只有（A）D、對粘性土坡算得的安全系數(shù)與土體的容重（或密度）無關關于地基穩(wěn)定分析的下列幾個概念中，有一個是錯的，它是（B）D、基礎埋置深度愈大，地基愈穩(wěn)定四、簡答題（25分，每題5分孔隙水應力、有效應力和總應力之間的關系。（5分）答：有效應力原理：（2分土體中的總應力等于土體的有效應力和孔隙水應力之和。浸沒在水下的飽和土體，至水面的距離h1，土下深度為h2處平面的總應力為：（1分）wh1sath2孔隙水應力因水頭損失而減?。海?分根據(jù)有效應力原理，平面上的有效應力為：（ 分 固結計算問題？（5分）答：（1）已知土層的最終沉降量S，求某一固結歷時t的沉降量St（1.5分）對于這類問題，首先根據(jù)土層的k、av、e1、H和給定的t，算出土層固結系數(shù)Cv（也可由固結試驗結果直接求得，）和時間因數(shù)Tv，然后，利用平均固結度與時間因數(shù)之間的曲線查出相應的固結度U，再由土的平均固結度公式求得St（1分）（2）已知土層的最終沉降量S，求土層產生某一沉降量St所需的時間t（1.5分）對于這類問題，首先求出土層平均固結度U=St/S，然后從平均固結度與時間因數(shù)之間的曲線上查得相應的時間因Tv，再按t=H2Tv/Cv求出所需的（1分）在進行抗剪強度試驗時，為什么要提出不固結不排水剪（或快剪），固結不排（或固結快剪（或慢剪當采用三種方法試驗時，其強度指標相同嗎？為什么？（5分）答：土體特別是粘性土的抗剪強度受固結程度、排水條件等的影響十分明顯，因此土樣經過固結及排水與否，得到的抗剪強度不同，所以要采用上述三種不同方法（2分）即使對同一種飽和粘土，其性質也受初始孔隙比和有效應力的影響，故采用不同方法，得到的強度指標不同（2分）而當采用有效應力強度指標時，三種剪切試驗會得到基本相同的強度包線和十分接近的有效應力強度指標。（1分）試比較土壓力理論與土壓力理論的優(yōu)缺點。（5分答：理論基于土單元體的應力極限平衡條件建立的。其假定墻背豎直、光滑、填土面水平。（0.5分）其特點是簡單、直觀、易用、好掌握；缺點是有一定誤差偏保守，主動土壓力偏大、土壓力偏小，且適用范圍受限(墻背豎直、光滑、填土面水平)（2分）理論基于滑動塊體的靜力平衡條件建立的，其假定破壞面為平面。 分優(yōu)點是其適用性要廣一些(墻背不要求豎直、光滑、填土面也不要求水平)，但當墻背與填土間的磨擦角較大時，會產生較大的誤差。（2分）分答：畢肖普法假定滑動面為圓弧面，它考慮了土條側面的作用力(簡化方法可令側向切力相等)，并假定土條底部滑動面上的抗滑安全系數(shù)均相同，即等于滑動面的平均安全系數(shù)。（2分）任取一土條，其上作用力包括：①土條自重，②作用于土條底面的切向抗剪力和③有效法向反力，④孔隙水壓力，⑤土條兩側的法向作用力和⑥切向作用力（2分）其平衡條件有二：豎直方向力的平衡，整個滑動土體(各土條)對圓心的力矩平衡。（1分）五、計算題（27分某地基土試驗中，測得土的干重度d15.7kNm3，含水量19.3%，土粒相及狀態(tài)。（7分）解：（1）e為：（2分eGsw12.711.011.731 孔隙n為：（1分n 1

1

飽和Sr為：（1分SGs

19.3%2.71（2）該土的塑性指數(shù)IP為：（1分IpLp28.316.711.60液性指數(shù)IL為：（1分 p0.1930.1670.22

該土處于可塑狀態(tài)（1分B，設在開挖以后地面以下土體允許發(fā)生充分回彈的情況下，再在現(xiàn)地0.97Cs0.08，Cc0.38（7分）解：粘土層中心點先期固結應力為：（1分pc202201.5102101土層現(xiàn)有有效應力為：（1分p0201.5102101由于大面積堆載，因此：（1分p由于粘土層先期固結應力大于現(xiàn)有有效應力，因此該土為超固結土，由超固結土的沉降計算公式得：（4分） pc p0pS1eCs Cc 0 p0100 1 0.38lg 17.81cm

60 （6分解：先計算有效大小主應力 分計算極限平衡條件的應力指標（2分 )1 或))))3 或()f來判斷判斷與結論（2分）該點處于平衡狀態(tài)，尚未達到破壞。7米，墻背垂直光滑，墻后填土下部為粘性土，高5m，m=20kN/m3，c=10kPa，=20°，上部為礦渣，高2m，=18動土壓力之大小。（7分）解：計算土壓力系數(shù)（2分

tg(4510.33， a

tg(452)2計算土壓力分布（3分eAKa1q