土力學(xué)復(fù)習(xí)題及答案

第八講土中應(yīng)力一、填空題.由土筑成的梯形斷面路堤，因自重引起的基底壓力分布圖形是 梯形形，橋梁墩臺等剛性基礎(chǔ)在中心荷載作用下，基底的沉降是相同的。.地基中附加應(yīng)力分布隨深度增加豈曲線減小，同一深度處，在基底中心一點下，附加應(yīng)力最大。.單向偏心荷載作用下的矩形基礎(chǔ)，當(dāng)偏心距e>l/6時，基底與地基局部脫開，產(chǎn)生應(yīng)力重分布。.超量開采地下水會造成—地下水位下降，其直接后果是導(dǎo)致地面沉陷。.在地基中同一深度處，水平向自重應(yīng)力數(shù)值—小于豎向自重應(yīng)力，隨著深度增大，水平向自重應(yīng)力數(shù)值增大。.在地基中，矩形荷載所引起的附加應(yīng)力，其影響深度比相同寬度的條形基礎(chǔ)淺，比相同寬度的方形基石「深。.上層堅硬、下層軟弱的雙層地基，在荷載作用下，將發(fā)生應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象，反之，將發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。二、單項選擇題.成層土中豎向自重應(yīng)力沿深度的增大而發(fā)生的變化為：折線減小折線增大斜線減小斜線增大您的選項（B）.寬度均為b，基底附加應(yīng)力均為p0的基礎(chǔ)，同一深度處，附加應(yīng)力數(shù)值最大的是：方形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)(D)圓形基礎(chǔ)(b為直徑)您的選項(C.可按平面問題求解地基中附加應(yīng)力的基礎(chǔ)是：柱下獨立基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)片筏基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)您的選項(B).基底附加應(yīng)力p/作用下，地基中附加應(yīng)力隨深度Z增大而減小，Z的起算點為:基礎(chǔ)底面天然地面室內(nèi)設(shè)計地面室外設(shè)計地面您的選項(A).土中自重應(yīng)力起算點位置為：基礎(chǔ)底面天然地面室內(nèi)設(shè)計地面室外設(shè)計地面您的選項(B).地下水位下降，土中有效自重應(yīng)力發(fā)生的變化是：原水位以上不變，原水位以下增大原水位以上不變，原水位以下減小變動后水位以上不變，變動后水位以下減小(D)變動后水位以上不變，變動后水位以下增大您的選項(A).深度相同時，隨著離基礎(chǔ)中心點距離的增大，地基中豎向附加應(yīng)力：斜線增大斜線減小曲線增大曲線減小您的選項(D).單向偏心的矩形基礎(chǔ)，當(dāng)偏心距?<l/6(l為偏心一側(cè)基底邊長)時，基底壓應(yīng)力分布圖簡化為：矩形梯形三角形拋物線形您的選項(B).寬度為3m的條形基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)底面的豎向荷載N=1000kN/m，偏心距e=0.7m,基底最大壓應(yīng)力為：800kPa417kPa833kPa400kPa您的選項(C).埋深為d的淺基礎(chǔ)，基底壓應(yīng)力p與基底附加應(yīng)力p。大小存在的關(guān)系為：p<p0p=p0p=2p0p>p0您的選項(D).矩形面積上作用三角形分布荷載時，地基中豎向附加應(yīng)力系數(shù)4是l/b、z/b的函數(shù)，b指的是：矩形的長邊矩形的短邊矩形的短邊與長邊的平均值三角形分布荷載方向基礎(chǔ)底面的邊長您的選項（D）.某砂土地基，天然重度y=18kN/m3,飽和重度ysat=20kN/m3,地下水位距地表2m,地表下深度為4m處的豎向自重應(yīng)力為：56kPa76kPa72kPa80kPa您的選項（A）.均布矩形荷載角點下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)當(dāng)l/b=1、Z/b=1時，K=0.1752；C當(dāng)l/b=1、Z/b=2時，Kc=0.084。若基底附加應(yīng)力po=100kPa,基底邊長l=b=2m,基底中心點下Z=2m處的豎向附加應(yīng)力為：8.4kPa17.52kPa33.6kPa70.08kPa您的選項（C）.某中心受壓條形基礎(chǔ)，寬2m,埋深1m,室內(nèi)外高差0.6m,埋深范圍內(nèi)土的重度y=17kN/m3,若上部結(jié)構(gòu)傳來荷載F=400kN/m,基底附加應(yīng)力p°為：203.9kPa205.1kPa209kPa215kPa您的選項（C）第九講地基變形計算一、填空題.飽和土的滲透固結(jié)過程是土中孔隙水壓力逐漸減小，而有效應(yīng)力相應(yīng)增大 的過程。.在計算土體變形時，通常假設(shè) 土顆粒 體積是不變的，因此土體變形量為孔隙 體積的減小值。.利用時間因數(shù)與固結(jié) 度的關(guān)系曲線，可以計算地基任意時刻的沉降量。.壓縮系數(shù)a_數(shù)值越大，土的壓縮性越大，a_N0.5MPa-1時_的士為高壓縮性土。.壓縮系數(shù)越小，土的壓縮性越 小 ，壓縮模量越小，土的壓縮性越高。.計算地基最終沉降量有幾種方法分層總和法 、規(guī)范法、彈性理論法、應(yīng)力路徑法.固結(jié)理論的意義 8、太沙基一維滲透固結(jié)理論的微分方程表達(dá)式是它表達(dá)的意思是 二、單項選擇題.引起土體變形的力主要是：總應(yīng)力有效應(yīng)力自重應(yīng)力孔隙水壓力您的選項（B）.某厚度為10m的飽和粘土層，初始孔隙比e0=1,壓縮系數(shù)a=0.2MPa-i,在大面積荷載p0=100kPa作用下，該土層的最終沉降量為：10mm20mm100mm200mm您的選項（C）3.分層總和法計算地基最終沉降量的分層厚度一般為：0.4m0.41(l為基礎(chǔ)底面長度)0.4b(b為基礎(chǔ)底面寬度)天然土層厚度您的選項(B).下列關(guān)系式中，。毆為自重應(yīng)力，oZ為附加應(yīng)力，當(dāng)采用分層總和法計算高壓縮性地基最終沉降量時，粘性土壓縮層下限確定的根據(jù)是：oCZ/。ZW0.1°CZ/。尸.2。/。CZW0.1。/。尸0.2您的選項(A).用規(guī)范法計算地基最終沉降量時，考慮相鄰荷載影響時，壓縮層厚度Zn確定的根據(jù)是：oZ/。CZW0.1oZ/。了0.2ASn<0.025EASiZn=b(2.5-0.4lnb)您的選項(B).在相同荷載作用下，相同厚度的單面排水土層，滲透固結(jié)速度最慢的是：砂土地基粉土地基粘土地基碎石土地基您的選項(A).飽和粘土的總應(yīng)力。、有效應(yīng)力?！?、孔隙水壓力u之間存在的關(guān)系為：。=u-。'?！?u-。。'二o-u

(D)。'(D)。'您的選項(D)=o+u.某雙面排水、厚度5m的飽和粘土地基，當(dāng)豎向固結(jié)系數(shù)CV=15m2/年，固結(jié)度UZ為90%時，時間因數(shù)TV=0.85,達(dá)到此固結(jié)度所需時間t為：0.35年0.7年1.4年2.8年您的選項(C)第十講地基承載力一、填空題.地基土開始出現(xiàn)剪切破壞時的基底壓力被稱為臨塑荷載，當(dāng)基底壓力達(dá)到—極限荷載時，地基就發(fā)生整體剪切破壞。.整體剪切破壞發(fā)生時，有連續(xù)滑動面形成，基礎(chǔ)—沉降急劇增加。.地基表面有較大隆起的地基破壞類型為整體剪切破壞，地基表面無隆起的地基破壞類型為沖切剪切破壞。.地基極限承載力隨土的內(nèi)摩擦角增大而—增大，隨埋深增大而—增大。二、名詞解釋.臨塑荷載地基即將產(chǎn)生塑性變形區(qū)基底單位面積上所承擔(dān)的荷載.臨界荷載P1/3地基塑性區(qū)最大深度為基底寬度1/3所對應(yīng)的荷載。.地基極限承載力地基剪切破壞發(fā)展即將失穩(wěn)時基底單位面積上所承擔(dān)的荷載。三、單項選擇題.地基的臨塑荷載隨6C、q的增大而增大。6C、q的增大而減小。6C、q、Y、b的增大而增大。6C、q、Y、b的增大而減小。您的選項(A).地基破壞時滑動面延續(xù)到地表的破壞形式為：刺入式破壞沖剪式破壞整體剪切破壞局部剪切破壞您的選項(C).有明顯三個破壞階段的地基破壞型式為：刺入式破壞沖剪式破壞整體剪切破壞局部剪切破壞您的選項(C).整體剪切破壞通常在下列哪種地基中發(fā)生？埋深淺、壓縮性低的土層埋深淺、壓縮性高的土層埋深大、壓縮性低的土層埋深大、壓縮性高的土層您的選項(A).所謂臨塑荷載，就是指：地基土中出現(xiàn)連續(xù)滑動面時的荷載基礎(chǔ)邊緣處土體將發(fā)生剪切破壞時的荷載地基土中即將發(fā)生整體剪切破壞時的荷載（D）地基土中塑性區(qū)深度達(dá)到某一數(shù)值時的荷載您的選項（B.臨塑荷載Pcr是指塑性區(qū)最大深度Zmax為下列中的哪一個對應(yīng)的荷載：Zmax=0Zmax=1/4Zmax=b/4Z=l/4max您的選項（A）.在①=15°（Nr=L8,N=4.45,NC=12.9），c=10kPa，y=20kN/m3的地基中有一個寬度為3m、埋深為1m的條形基礎(chǔ)。按太沙基承載力公式根據(jù)整體剪切破壞情況，計算的極限承載力為：236kPa254kPa272kPa326kPa您的選項（C）.采用條形荷載導(dǎo)出的地基界限荷載計算公式用于矩形底面基礎(chǔ)設(shè)計時，其結(jié)果偏于安全偏于危險不能采用安全度不變您的選項（A）.同一地基的臨塑荷載pcr、界限荷載p1/3、極限荷載pu大小之間存在的關(guān)系是:pcr>p1/3>pupu>p1/3>pcrpu>pcr>p1/3p1/3>pu>pcr您的選項（B）.考慮荷載偏心及傾斜影響的極限承載力計算公式為：太沙基公式魏錫克公式賴斯納公式普朗特爾公式您的選項（B）.粘性土地基上的條形基礎(chǔ)，若埋深相同，地基的極限荷載與基礎(chǔ)寬度、地基破壞類型之間存在的關(guān)系為：基礎(chǔ)寬度大、發(fā)生整體剪切破壞的地基極限荷載大基礎(chǔ)寬度小、發(fā)生整體剪切破壞的地基極限荷載大基礎(chǔ)寬度大、發(fā)生局部剪切破壞的地基極限荷載大基礎(chǔ)寬度小、發(fā)生局部剪切破壞的地基極限荷載大您的選項（B）.當(dāng)摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相離時，土體處于的狀態(tài)是：破壞狀態(tài)安全狀態(tài)極限平衡狀態(tài)主動極限平衡狀態(tài)您的選項（cC.某土樣的粘聚力為10KPa,內(nèi)摩擦角為300,當(dāng)最大主應(yīng)力為300KPa,土樣處于極限平衡狀態(tài)時，最小主應(yīng)力大小為：88.45KPa111.54KPa865.35KPa934.64KPa您的選項（）相關(guān)計算題：

1、有一矩形基礎(chǔ)4mx8m，埋深為2m，受4000kN中心荷載（包括基礎(chǔ)自重）的作用。地基為細(xì)砂層，其"19kN/m3，壓縮資料示于表所示。試用分層總和法b=4m,0b=4m,0.4b=1.6m，地基為單一土層，所以地基分層和編號如圖。p/kPa50100150 :>00e0.6800.654 ().635 ().620表細(xì)砂的e-p曲線資料解：1）分層:4000kN2124mm61m612124mm61m612）自重應(yīng)力:2）自重應(yīng)力:z0=19x2=38kPa，q，,1=38+19xL6=68,4kPaqz2qz2=68.4+19x1.6=98.8kPa，qz3=98.8+19x1.6=129.2kPaqz4qz4=129.2+19x1,6=159.6kPa，qz1=159.6+19x1.6=190kPa3）附加應(yīng)力：P3）附加應(yīng)力：Pp=/4000 =125kPa，p4x8 0125-19x2=87kPa，…。0=87kPa分層面1分層面1：分層面2：為計算方便，將荷載圖形分為4塊，則有：a=4m,b=2m,a/b=2=1.6m,z/b=0.8,k=0.218。z1=4kp0=4x0.218x87=75-86kPa=3.2m,z/b=1.6,k=0.148。z2=4k2P0=4X0，148x87=51-50kPa

分層面3： z=4.8m,z/b=2.4,k=0.098TOC\o"1-5"\h\z33 3o=4kp=4x0.098x87=34.10kPaz3 30分層面4： z=6.4m,z/b=3,2,k=0.06744 3，所以壓縮層底選在第④層底。o=4kp=4x0.067x87=23.32kPaz4 40，所以壓縮層底選在第④層底。第①層：q?z1=53.2kPao,=81.43kPaz1q?z1+o——134.63kPaz1第②層：q.z2=83.6kPao°=63.68kPaz2q,z2+o—147.28kPaz2第③層：q3z3=114.0kPao°=42.8kPaz3q.z3+o——156.8kPaz3第④層：qAz4=144.4kPao二28.71kPaz4qr+oA—173.11kPa4 z45）計算Si：第①層：e=0.678,e=0.641,，01 11Ae=?10.037c Ae [ 0.037S= 1—h= 11+e11+0.67801x160—3.54cm第②層：e=0.662,e=0.636,02 12Ae—20.026Ae 0.026Q= 2—Z7- 2 1+e2 1+0.66202-x160—2.50cm第③層：e=0.649,e=0.633,03 13Ae—30.016Ae 0.016S= 3—h= 31+e31+0.64903x160—1.56cm第④層：e=0.637,e=0.628,04 14Ae—40.0089Ae 0.0089S= 4—h= 41+e41+0.63704■x160—0.87cm因為：q>5oz4 z44）計算各層的平均應(yīng)力：6）計算S：S=ES=3.54+2.50+1.56+0.87=8.47cmi2、設(shè)土樣樣厚3cm,在100?200kPa壓力段內(nèi)的壓縮系數(shù)a=2X10-4,當(dāng)壓v

力為100kPa時,e=0.7。求：(a)土樣的無側(cè)向膨脹變形模量；(b)土樣壓力由100kPa加至U200kPa時，土樣的壓縮量S。解：(a)已知e=0.7,a=2x10-4m2/kN，所以：0vE=—=1^=1+0.7=8,5x103kPa=8.5MPasma 2x10-4vv(b) S=-av-Ap-h=2,10-4(200-100)x3=0.035cm1+e 1+0.703、設(shè)有一含水量較低的黏性土樣作單軸壓縮試驗，當(dāng)壓力加到90kPa時，黏性土樣開始破壞，并呈現(xiàn)破裂面，此面與豎直線呈35°角，如圖所示。試求其內(nèi)摩擦角中及黏聚力c。90kPa4、有一條形基礎(chǔ)，寬度b=3m,埋深h=1m,地基土內(nèi)摩擦角中=30°,黏聚力c=20kPa,天然重度y=18kN/m3。試求：(a)地基臨塑荷載；(b)當(dāng)極限平衡區(qū)最大深度達(dá)到0.3b時的均布荷載數(shù)值。解：(a)由公式(6-5),得兀(ccot①+yH)P= +yH=兀(ccot①+yH)P= +yH=a 兀cot①——+^兀兀兀cot +——626(b)由公式(6-4),當(dāng)p-yH 兀 c z=p1(cot①——+①) H=0.3bmax y兀 2ytan①時,有：

-l=0.3x3=0.9p—18xI,兀兀兀、 20-l=0.3x3=0.9 (cot 1—) 18x兀6 2 6 18tan(兀/6)得至小P卡333.8kpa得至小5、規(guī)范法確定承載力時，對深度和寬度修正的實質(zhì)是什么？6、用某種土筑堤，土的含水量攻=15%,土粒比重5=2.67。分層夯實，每層先填0.5m,其重度等丫=16kN/m3,夯實達(dá)到飽和度S=85%后再填下一層，如r夯實時水沒有流失，求每層夯實后的厚度。解:設(shè)夯實前的孔隙比俳、厚度出夯實后的孔隙比向、厚度hl2*67x10x(1+0,15),…— -1=(1916(USxZ67也8s(USxZ67也8s三n471幾919=0.5ft.471—%,0.471門廣汽〃上扎= x0l5=0.2(wt幾919=0.5ft.471—%,0.471門廣汽〃上扎= x0l5=0.2(wt7G.919例題補(bǔ)充(基礎(chǔ)沉降過程):1、某飽和土層厚3m,上下兩面透水，在其中部取一土樣，于室內(nèi)進(jìn)行固結(jié)試驗(試樣厚2cm),在20min后固結(jié)度達(dá)50%。求:(a)固結(jié)系數(shù)c；V(b)該土層在滿布壓力作用下p,達(dá)到90%固結(jié)度所需的時間。8 兀2\o"CurrentDocument"解：(a)U=50%,由公式(4-45),有：U=1--exp(-——T)=0.5兀2 4V解得：T=0.196，當(dāng)然，也可直接用近似公式(4-46)求解:V??.兀 兀U=50%<60%,…T=—U2=—x0.52=0.196V4 4TH2-V t0.196x12— —=0.000163cm2/s=0.588cm2/h20x60TH2(TH2(b)U=90%,t=—^ 90cv0.848x15020.588=32449h=1352d=3.70y注意H的取法和各變量單位的一致性。2、如圖所示飽和黏土層A和B的性質(zhì)與上題所述的黏土性質(zhì)完全相同，厚4m,厚6m,兩層土上均覆有砂層。B土層下為不透水巖層。求：（a）設(shè)在土層上作用滿布壓力200kPa，經(jīng)過600天后，土層A和B的最大超靜水壓力各多少？（b）當(dāng)土層A的固結(jié)度達(dá)50%，土層B的固結(jié)度是多少？p=200kN/m2不透水層p=200kN/m2不透水層解：（a）由前已知：c=0.588cm2/h，所以:v對于土層A，有:ct 0.588x600x242002=0.212對于土層A，有:ct 0.588x600x242002=0.212對于土層B，有：T=Vct 0.588x600x246002:0.0235uAmax4x200.兀?sin—2(exp-(rexp-(T、V))x0.212J(取1項 m=0)=150.9kPauBmax2p*E

m=0=2x200x—sin—exp-k2”-T+4vJ2.3K一sm—3K 2expuBmax2p*E

m=0=2x200x—sin—exp-k2”-T+4vJ2.3K一sm—3K 2exp-2.5k一sin——5K 2exp-(25k2=400xKxlexK2—x0.0235-1-ex39K