土力學(xué)真題整理

、名詞解釋1.臨界荷載：指允許地基產(chǎn)生一定范圍塑性變形區(qū)所對應(yīng)的荷載。（02、07、09、11、13）臨塑荷載：是指基礎(chǔ)邊緣地基中剛要出現(xiàn)塑性變形時基底單位面積上所承受的荷載，是相當(dāng)于地基土中應(yīng)力狀態(tài)從壓密階段過度到剪切階段的界限荷載。（03、04、05、06、08、10）最佳含水量：在一定擊實功作用下，土被擊實至最大干重度，達到最大壓實效果時土樣的含水量。（02-13）臨界水頭梯度：土開始發(fā)生流沙現(xiàn)象時的水力梯度。（02、03、04、06、08、10、11）icr=砂流現(xiàn)象：土體在向上滲流力的作用下，顆粒間有效應(yīng)力為零，顆粒發(fā)生懸浮移動的現(xiàn)象。（05、07、09、13）靈敏度：以原狀土的無側(cè)限抗壓強度與同一土經(jīng)過重塑后（完全擾動，含水量不變）的無側(cè)限抗壓強度之比。（02）St=地基土的容許承載力：保證地基穩(wěn)定的條件下，建筑物基礎(chǔ)或者土工建筑物路基的沉降量不超過允許值（考慮一定安全儲備后的）的地基承載力。（03）主動土壓力：當(dāng)擋土墻向離開土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力。（04、10）有效應(yīng)力原理：1土的有效應(yīng)力。'總是等于總應(yīng)力。減去孔隙水壓力U2土的有效應(yīng)力控制了土的變形及強度性質(zhì)。（05-13）先期固結(jié)壓力：土層歷史上曾經(jīng)承受的最大固結(jié)壓力，也就是土體在固結(jié)過程中所承受的最大有效應(yīng)力。（03）正常固結(jié)土：土的自重應(yīng)力（P。）等于土層先期固結(jié)壓力（Pc）。也就是說，土自重應(yīng)力就是該土層歷史上受過的最大有效應(yīng)力。（ORC=1）（04、07、09、11、13）超固結(jié)土：土的自重應(yīng)力小于先期固結(jié)壓力。也就是說，該土層歷史上受過的最大有效應(yīng)力大于土自重應(yīng)力。（0RC〉1）（05、08）欠固結(jié)土：土層的先期固結(jié)壓力小于土層的自重應(yīng)力。也就是說該土層在自重作用下的固結(jié)尚未完成。（0RC〈1）（02、06、10）土層的固結(jié)度：在某一深度z處，有效應(yīng)力。zt‘與總應(yīng)力P的比值，也即超靜空隙水壓力的消散部分與起始超空隙水壓力的比值。（10）土的滲透性：工程地質(zhì)中，土能讓水等通過的性質(zhì)定義為土的滲透性（10）附加應(yīng)力：在外荷載作用下，土體中各點產(chǎn)生的應(yīng)力增量。（11）管涌現(xiàn)象：水在砂性土中滲流時，土中的一些細小顆粒在滲流力作用下，可能通過粗顆粒的孔隙被水流帶走的現(xiàn)象。二、寫出下列指標(biāo)的表達式并敘述其用途相對密度Dr：Dr二emax-e0-0.33-0.67-1emax-emin松散中密密實用以扌田述砂土的密實狀（02、04、05、07）emax越大emin越小級配越好壓縮系數(shù)a：a=e1-e2P2-P1田述土體壓縮性（02、04、06、08、10）3?壓縮指數(shù)Cc：Cc=e1-e2描述土體壓縮性（01）Lgp2-lgp14.壓縮模量Es：Es=AP=AP=1+e=oz=p2_p“1-21AH/HAe/（1+e）aez^H/^H1描述土體在有側(cè)限條件下應(yīng)力與應(yīng)變的比值（02、05、07、09、11）5?超固結(jié)比OCR：OCR=Pc/Po判斷天然土層所處的固結(jié)狀態(tài)（02、04、07）6?固結(jié)度Ut：Ut=Sct/Sc解決工程中沉降與時間問題（05-11）7?塑性指數(shù)Ip：Ip=W-W（用不帶%數(shù)值表示）LP處于塑態(tài)含水量的變化范圍，描述土的可塑性大小（04-11）不均勻系數(shù)Cu：u=d60~d10反映大小不同粒組的分布情況（04-11）曲率系數(shù)Cc/Cs：Cs=反應(yīng)大小不同粒組的分布情況10?靈敏度St：St=q/q=q/q'描述土體結(jié)構(gòu)性高低（06-口）u0uu三、回答問題直剪試驗測定粘性土抗剪強度有幾種方法？軟土地基土快速堆填路堤，對于這種工程情況，分析地基強度和穩(wěn)定性時所用的C、①值應(yīng)該用直剪試驗?zāi)欠N方法確定？為什么？（12分）（01）（直剪實驗的幾種方法，各予以敘述。）答（1）即可（03、09）答：（1）三種1、快剪：對試樣施加豎向荷載后，立即快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞，一般從加荷載到剪切只用3-5分鐘。（Cq、①q）2、固結(jié)快剪：對試樣施加豎向壓力后，讓試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。（Ccq、①cq）3、慢剪：對試樣施加豎向應(yīng)力后，讓試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，以緩慢的速率施加水平剪力直至試樣剪切破壞，從而使試樣在受剪過程中一直充分排水和產(chǎn)生體積變形。（Cs、①s）（2）用快剪方法確定。因為對軟土地基快速堆填路堤，相當(dāng)于對土體施加豎向荷載后，土體來不及排水沒有發(fā)生固結(jié)即發(fā)生剪切。所得Cq、①q值應(yīng)用快剪方法獲得。用分層總和法求地基最終沉降量時，如何確定壓縮厚度？為什么這樣確定？（10分）（01、02）答：1、一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的20%（oz=0.2oc）深度作為沉降計算深度的限值；若在該深度以下為高壓縮土，則應(yīng)取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的10%（oz=0.1oc）深度作為沉降計算深度的限值。2、附加應(yīng)力隨深度遞減，自重應(yīng)力隨深度增加，到了一定深度之后，附加應(yīng)力與自重應(yīng)力相比很小，引起壓縮的變形可忽略不計了。計算出的水下砂土層的自重應(yīng)力實質(zhì)上是有效應(yīng)力還是總應(yīng)力？為什么？（5分）（01）答：是有效應(yīng)力，因為水下砂土層計算時采用的是砂的浮重度，即砂的重度與砂所受浮力的差值，又稱有效重度，此時只考慮砂粒之間接觸所產(chǎn)生的應(yīng)力，及有效應(yīng)力，而不是總應(yīng)力。計算基礎(chǔ)下的地基附加應(yīng)力時，為何不用基底壓力（P=N/F）,而要用基底附加應(yīng)力（P。=P-rD）?（10分）（aii）答：基礎(chǔ)施工前，地基中只有自重應(yīng)力o二Yz,在預(yù)定基礎(chǔ)埋置深度D處自重cz應(yīng)力為o=YD,基坑開挖后，挖去的土體重力Q=YDF（F為基底面積），使地基中應(yīng)力減小，其減小值相當(dāng)于在基礎(chǔ)底面處作用一向上的均布荷載YD所引起的應(yīng)力?；A(chǔ)澆筑時，當(dāng)施加于基礎(chǔ)底面的荷載正好等于基坑被挖去的土體重力時，原來減小的應(yīng)力又恢復(fù)到原來的自重應(yīng)力水平，這時土中附加應(yīng)力等于零。施工完畢，基礎(chǔ)底面作用著全部荷載N,這時基礎(chǔ)底面增加的荷載為（N-Q）,在這個荷載作用下引起的地基應(yīng)力是附加應(yīng)力為P。=（N-Q）/F=P-yD，所以計算基礎(chǔ)下地基附加應(yīng)力時要用基底附加應(yīng)力P。=P-yD而不用基底壓力P=N/F固結(jié)完成的土體僅在P。*F作用下有應(yīng)力增加，在YD作用下無應(yīng)力增長。由布西奈斯克解應(yīng)取彈性空間主向表面的應(yīng)力增加。規(guī)范法計算地基容許承載力公式［。］=［o0］-K1r1（b-2）-K2r2（h-3）中每個字母表示什么意思？（10分）（01、03）答：［。］一按設(shè)計的基礎(chǔ)寬度和埋深修正后的地基容許承載力（kPa）地基容許承載力b—基礎(chǔ)底面寬度h—基礎(chǔ)埋置深度r】一基礎(chǔ)底面下持力層土的重度（KN/m3）r2—基礎(chǔ)底面以上土的重度（KN/m3）%K2—地基的容許承載力隨基礎(chǔ)寬度和埋置深度的修正系數(shù)。敘述靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力產(chǎn)生的條件（12分）（02-13）答：1、靜止土壓力：剛性的擋土墻保持原來的位置靜止不動，作用在墻上的土壓力。2、主動土壓力：擋土墻在墻后填土的壓力作用下，背離著填土方向移動，作用在墻上的土壓力將由靜止土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后土體達到極限平衡并出現(xiàn)連續(xù)滑動面使土體下滑，土壓力減小至最小值。3、被動土壓力：擋土墻在外力作用下，向著填土方向移動，作用在墻上的土壓力由靜止土壓力逐漸增大，當(dāng)墻后土體打到極限平衡并出現(xiàn)連續(xù)滑動面墻后土體向上擠出隆起，土壓力增至最大值。7?何謂靜止土壓力，主動土壓力和被動土壓力？（12分）（all）以及各土壓力與擋土結(jié)構(gòu)的位移有何關(guān)系，試舉例說明。*（13）答：1、靜止土壓力：當(dāng)擋土墻保持原來的位置不動，土處于彈性平衡狀態(tài)，土對墻的壓力。2、主動土壓力：當(dāng)擋土墻在墻后填土壓力作用下向離開土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)連續(xù)滑動面使土體下滑時作用在墻上的土壓力。3、被動土壓力：當(dāng)擋土墻在外力作用下向土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)連續(xù)滑動面，墻后土體向上擠出隆起時作用在墻上的土壓力。靜止土壓力擋土結(jié)構(gòu)靜止不動。如道路工程支撐邊坡的擋土墻保持靜止時所受壓力。主動土壓力擋土結(jié)構(gòu)向離開土體方向發(fā)生位移。如橋臺在土壓力作用下背離土體方向移動被動土壓力擋土結(jié)構(gòu)向著土體方向發(fā)生位移。如碼頭擋土結(jié)構(gòu)在水壓力作用下向著土體方向發(fā)生位移。有效應(yīng)力的內(nèi)容是什么？及適用條件。（與3有時一起考［03年］）（all）答：1）土的有效應(yīng)力?？偟扔诳倯?yīng)力。減去空隙水壓力u2）有效應(yīng)力控制了土的變形與強度性能。適用于飽和土。庫侖土壓力理論的基本假定是什么?（10分）（02、03、09、10、11）答：①假定擋土墻后填土是均勻砂性土。當(dāng)墻背離土體移動或推向土體時，墻后土體達到極限平衡狀態(tài)，其滑動面是通過墻腳的平面。假定滑動土楔是一剛體。確定地基容許承載力有幾種方法？（all）答：1、根據(jù)荷載試驗靜力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)灌入試驗的P?S曲線來確定地基容許承載力用極限承載力Pu除以安全系數(shù)K可得到容許承載力，K取2-3取P?S曲線上臨塑荷載（比例界限荷載）卩裁作為容許承載力對于拐點不明顯的試驗曲線，可采用相對變量來確定地基承載力容許值2、根據(jù)設(shè)計規(guī)范確定3、根據(jù)地基承載力理論公式確定地基容許承載力。5、結(jié)合圖形、曲線和公式敘述分層總和法計算地基最終沉降量的步驟和方法。（P101參數(shù)意義）（25分）（03-13）答：（1）地基土分層。成層土的層面及地下水面分層，此外分層厚度不宜大于0.4b。（2）計算各分層界面處土自重應(yīng)力。土自重應(yīng)力從天然地面起算，地下水位以下一般應(yīng)取有效重度。（3）計算各分層界面處基底中心下豎向附加應(yīng)力為（4）確定地基沉降計算深度（或壓縮層厚度）一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的20%（oz=0.2oc）深度處作為沉降計算深度的限值。（5）計算各層土的壓縮量ASi△S=EH=［Ae/（1+e）］Hiii,iliix=［（e-e）/（1+e）］Hli2ilii=［a（P-P）/（1+e）］Hi2ililii=^P*H/E（6）按S=^^S計算基礎(chǔ)平均沉降量。寫出粘性土中一點處于極限平衡狀態(tài)時主應(yīng)力之間所滿足的關(guān)系式，并畫圖說明該點處于極限平衡狀態(tài)的概念及破裂面的方向。（l0分）答：o=otan2（45°+①/2）+2ctan（45°+①/2）l3當(dāng)粘性土處于極限平衡狀態(tài)時，其摩爾圓必與強度包線T=otg①+C相切，f切點A的縱坐標(biāo)T值即為此剪切面發(fā)生剪切破壞時的剪應(yīng)力，破壞面與最大主f應(yīng)力作用面成a=45°+0/2的夾角。破裂面方向：為什么僅用天然含水量說明不了粘性土的物理狀態(tài)，而用液性指數(shù)卻能說明？如果某土樣的Wp=10%,WL=18%,W=20%,判斷該土樣的物理狀態(tài)（15分）（05、07、08、10、13）答：1、粘性土狀態(tài)的描述用液性指數(shù)2、含水量只能在一定程度上說明土的軟硬與干濕狀況,不同土體界限含水量不同,不能確切地說明土處于什么狀態(tài),而液性指數(shù)的定義是一個表示天然含水量與界限含水量相對關(guān)系的指標(biāo)來描述土的狀態(tài)的,所以僅用天然含水量說明不了粘性土的物理狀態(tài),而用液性指數(shù)卻能說明。IL=W-WP=0.2-0.1=1.25>1處于流動狀態(tài)。WL-WP0.18-0.1何謂土的固結(jié)度,計算土的固結(jié)度有何用途？（16分）（07）*答：1、固結(jié)度：指地基土層在某一壓力作用下，t時間內(nèi)所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與最終固結(jié)變形量之比,或土孔隙水壓力的消散程度。2、解決工程中沉降與時間問題，推估地基在某一時刻的沉降量，也可應(yīng)用于軟土地基的處理。三軸剪切試驗有幾種方法？并對各種方法予以敘述。（10分）（11）答：1、不固結(jié)不排水剪（UU試驗）：試樣在施加周圍壓力和隨后施加偏應(yīng)力直至剪壞的整個試驗過程都不允許排水。2、固結(jié)不排水剪（CU試驗）：在施加周圍壓力時，將排水閥門打開，允許試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后關(guān)閉排水閥門，然后再施加軸向壓力，使試樣在不排水的條件下剪切破壞。3、固結(jié)排水剪（CD試驗）：在施加周圍壓力和隨后施加軸向壓力直至剪壞的整個過程都將排水閥門打開，并給與充分的時間讓試樣中的孔隙水壓力能夠完全消散。比較庫倫土壓力和朗金土壓力有哪些相同點和不同點？有人說“朗金土壓力理論是庫倫土壓力理論的一種特殊情況”你認(rèn)為這種說法是否正確？（10分）（10B、13）*答：（1）相同點：兩者都是通過擋土墻背離或推向土體，使土體達到極限平衡條件進行分析的。2?當(dāng)條件為土面水平，墻背豎直以及墻背光滑的無黏性土（即B=0、￡=0、5=0）,兩種理論有相同的計算結(jié)果。（2）不同點：郎金土壓力理論應(yīng)用半空間中的應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論，假定墻背直立、光滑、墻后填土水平；公式對黏性土和無黏性土都適用。庫倫土壓力理論墻后滑動土楔的靜力平衡條件導(dǎo)得土壓力公式，考慮墻背與土之間的摩擦力，并可用于墻背和填土傾斜的情況；由于假設(shè)填土是無黏性土，故不能直接用該理論計算黏性土的土壓力。（3）我認(rèn)為不準(zhǔn)確，雖然兩者都在墻背豎直以及墻背光滑時計算無黏性土有相同結(jié)果，但朗金土壓力理論和庫倫土壓力分別根據(jù)不同假設(shè)，以不同的分析方法計算土壓力并導(dǎo)得計算公式，所以這種說法不準(zhǔn)確。17?說明飽和粘土的沉降。（飽和黏土地基的沉降？）（20分）m）答：飽和黏性土（地基）在（建筑物）荷載作用下要經(jīng)過很長時間才能達到最終沉降，從機理上分析，由三部分組成。1、瞬時沉降：是在施加荷載后瞬時發(fā)生的，在很短時間內(nèi)，孔隙中的水來不及排出，沉降在沒有體積變形的條件下產(chǎn)生。2、固結(jié)沉降：是在荷載作用下，孔隙水唄慢慢擠出，空隙體積逐漸減小，從而土體壓密產(chǎn)生體積變形而引起的沉降，是黏性土地基沉降的最主要組成部分。3、次固結(jié)沉降：是指靜孔隙水壓力消散為零，在有效應(yīng)力基本不