工程地質(zhì)及土力學(xué)復(fù)習(xí)題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——工程地質(zhì)及土力學(xué)復(fù)習(xí)題p粘土?sat=20kN/m3Es=5MPa5m

2）由于大面積荷載，所以?z?p?50kPa

由于地面堆載而引起的粘土層最終壓縮量為

s??zHEs?50?5?50mm5地下水位下降后，粘土層中自重應(yīng)力增量為

??cz?(????)h?(18?8)?3?30kPa

因此而引起的附加沉降為

s???czH30?5??30mm

Es53）某建筑場地的地質(zhì)條件為：第一層為軟粘土層，厚度H=4m，自然重度?=17.5kN/m3，平均壓縮模量Es=2.5MPa；其下為密實(shí)狀態(tài)的粗砂層，很厚。今在地面上大面積填筑厚度為h重度?1=18kN/m3的砂土層，如不計(jì)新填砂土層及密實(shí)粗砂層的變形，欲使粘土層頂面產(chǎn)生30mm的沉降，那么h應(yīng)為多少？3）由于?s??zHEs??1hHEs，所以h?Es?s2500?0.030??1.042mH?14?184）有一厚度為3.5m的正常固結(jié)土層，在自然狀態(tài)下的平均孔隙比為0.880，在某一荷載作用下，該土層的平均孔隙比降低了0.120，試計(jì)算在該荷載作用下土層頂面的沉降量。4）Sc??eh0.120?3.5??0.223m1?e1?0.8805）某飽和粘土層，厚度為10m，豎向固結(jié)系數(shù)Cv?1.2?105cm2/年，在大面積荷載作用下最終固結(jié)沉降量為180mm，單面排水。試求：(1)加荷

?4m粗砂???sat=18kN/m31m一年時(shí)的固結(jié)沉降量；（2）固結(jié)沉降量達(dá)到90mm所需要的時(shí)間。（提醒：當(dāng)平均固結(jié)度Ut小于60%時(shí)，Ut與時(shí)間因素Tv的關(guān)系為Tv?4Ut2）

Cvt1.2?105?15）（1）Tv???0.1222H(10?100)由于Tv??4Ut2，所以Ut?4Tv??0.39

Sct?UtSc?0.39?180?70mm

6

（2）Ut?Sct/Sc?90/180?0.5

2Tv??4UtTvH20.196?(10?100)2?0.196，所以t???1.63年5Cv1.2?106）設(shè)某場地地層均勻，上層為淤泥，厚10m，壓縮模量Es=4MPa，下層為基巖。已知某荷載在地基中引起的附加應(yīng)力如下圖，求地基平均固結(jié)度達(dá)到80%時(shí)，地面的沉降量是多少？

A100kPa?zB20kPaz10m

6）淤泥層中附加應(yīng)力圖面積為

A??zA??zB2h?100?20?10?600kPa?m2地面的最終沉降量為

S??A600??150mmEs4當(dāng)U=80%時(shí)，地面的沉降量為

S??S??U?150?0.8?120mm

第五章土的抗剪強(qiáng)度

1、名詞解釋：

1）土的抗剪強(qiáng)度：指土抗?fàn)幖羟凶冃闻c破壞的極限能力。P1572）砂土液化：指砂土從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變成液體狀態(tài)的現(xiàn)象。P1882、填空：

1）假使地基中某點(diǎn)的莫爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相離，則該點(diǎn)處于__彈性平衡_狀態(tài)。

2）當(dāng)施工速度很快、壓縮土層很厚且排水條件不良時(shí)，可采用三軸儀不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。P1843）已知某點(diǎn)的大小主應(yīng)力分別為300kPa和140kPa，則該點(diǎn)摩爾應(yīng)力圓的圓心為(0，220)。P1614）對孔隙比大于臨界孔隙比的砂土樣進(jìn)行剪切時(shí)，其體積將減小。P1875）不同試驗(yàn)方法下的有效應(yīng)力強(qiáng)度存在著唯一關(guān)系的特征。P170

6）自然土層中同一深度處豎直面上的抗剪強(qiáng)度在數(shù)值上要小于水平面上的抗剪強(qiáng)度。7）粘性土的含水量越大，則其抗剪強(qiáng)度越低。P173

8）在不排水剪切過程中，飽和試樣的孔隙壓力系數(shù)B__等于___1。P1723、單項(xiàng)選擇題：

1）（C）某飽和粘土試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu?100kPa，其不排水抗剪強(qiáng)度cu為P168

A．200kPaB．100kPaC．50kPaD．25kPa

2）（A）已知土的內(nèi)摩擦角?>0，當(dāng)其中某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，通過該點(diǎn)的剪切破壞面與大主應(yīng)力作用面的夾角為P161

A．45???/2B．45???/2C．45?D．45???

3）（C）對飽和粘性土進(jìn)行以下剪切試驗(yàn)時(shí)，在剪切過程中，孔隙水壓始終為零的是P181

7

A．不固結(jié)不排水剪B．固結(jié)不排水剪C．固結(jié)排水剪D．快剪

4）（A）飽和軟粘土進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)，在不固結(jié)不排水條件下，當(dāng)所加圍壓為100kPa時(shí)，其孔隙水壓力u的值為P172

A．100kPaB．50kPaC．90kPaD．110kPa

5）現(xiàn)場十字板剪切試驗(yàn)得到土的抗剪強(qiáng)度為?f，則可認(rèn)為是（A）P170A．土的不排水強(qiáng)度cuB．固結(jié)不排水剪土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)ccuC．固結(jié)排水剪土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)cdD．土的有效強(qiáng)度指標(biāo)c?

6）正常固結(jié)飽和粘性土固結(jié)排水剪切試驗(yàn)（CD），以下說法正確的是（C）P181A．有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的左側(cè)B．有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的右側(cè)C．有效應(yīng)力圓與總應(yīng)力圓是同一應(yīng)力圓D．無法確定有效應(yīng)力圓4、簡答題：

1）試說明抗剪強(qiáng)度的來源。對一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一定值？為什么？

2）何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？試用摩爾-庫侖強(qiáng)度理論推求土體極限平衡條件的表達(dá)式。

3）土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應(yīng)力最大的平面？為什么？在何種狀況下，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面是一致的？在尋常狀況下，剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？4）簡述直剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)。

5）試比較粘性土在不同固結(jié)和排水條件下的三軸試驗(yàn)中，其應(yīng)力條件和孔隙水壓力變化有何特點(diǎn)？并說明所得的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)各自的適用范圍。6）試說明在飽和粘性土的不固結(jié)不排水試驗(yàn)過程中不管用總應(yīng)力還是有效應(yīng)力表示，其摩爾應(yīng)力圓的半徑為何都不變？5、計(jì)算題：

1）一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，施加周邊壓力?3=196kPa，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差?1??3=274kPa，測得孔隙水

壓力u=176kPa，已知該土樣的有效內(nèi)摩擦角為??=26°，試求破壞面上的有效正應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試樣的有效粘聚力c?。解：由于已知該土樣的有效內(nèi)摩擦角為??=26°，所以

?450???/2=58°

由試驗(yàn)得?1?274?196?470kPa,?3?196kPa

破碎面與水平面夾角成?破碎面上的正應(yīng)力?和剪應(yīng)力?分別為

1111(?1??3)?(?1??3)cos2??(470?196)?(470?196)cos1160?273kPa222211??(?1??3)sin2??(470?196)sin1160?123kPa

22??在破壞面上的有效正應(yīng)力為??由于此時(shí)?f???u?273?176?97kPa

???c????tan??，所以，c??75.7kPa

2）已知某粘性土地基的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)分別為?=26°，c=20kPa，地基中某點(diǎn)的大小主應(yīng)力分別為?1=300kPa，?3=123.75kPa，試問該點(diǎn)處于什么狀態(tài)？

解：當(dāng)土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)?1=300kPa所對應(yīng)的小主應(yīng)力應(yīng)滿足

???3p??1tan2(450?)?2ctan(450?)22002626?300tan2(450?)?2?20tan(450?)?92kPa22而?3p

??3=123.75kPa<?1=300kPa，所以該點(diǎn)處于彈性平衡狀態(tài)。

8

3）對某砂土土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，當(dāng)法向壓力?=100kPa時(shí)，測得抗剪強(qiáng)度?f問小主應(yīng)力?3滿足什么條件土樣才不會(huì)發(fā)生剪切破壞？解：由于砂土的粘聚力c=0

所以內(nèi)摩擦角??52kPa。已知同種土制備的土樣承受大主應(yīng)力?1?120kPa，

?arctan?f52?arctan?27.47o?100在極限平衡狀態(tài)下且?1?120kPa時(shí)，?3應(yīng)滿足

?3p27.47o??1tan(45?)?120tan(45?)?44.24kPa

222o?2o所以當(dāng)?3p<?3?46kPa??1時(shí)，土樣不會(huì)發(fā)生剪切破壞。

4）條形荷載作用下地基中某點(diǎn)的應(yīng)力經(jīng)計(jì)算得：?x=120kPa，?z=60kPa，?xz=50kPa。若地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)分別為?=18°，c=20kPa，那么該點(diǎn)是否已被被剪壞？解：?1,3??x??z2?148.3????z?2??xkPa???xz??2???31.72

?1f??3tan2?450??/2??2ctan?450??/2??115.1kPa

由于?1f??1，所以該點(diǎn)已被剪壞

5）某飽和軟粘土用十字板作剪切試驗(yàn)，已知十字板寬度（直徑）D=70mm，十字板高度H=100mm，十字板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，地面上給桿軸施加的力偶矩M=0.015kN·m。假設(shè)所有點(diǎn)豎直面和水平面上的抗剪強(qiáng)度均相等，試計(jì)算測點(diǎn)土的抗剪強(qiáng)度?f。解：該土的抗剪強(qiáng)度為：

?f?2M2?0.015??15.81kPa22?D(H?D/3)??0.07?(0.1?0.07/3)6）有一飽和粘性土，已知其有效粘聚力c’=0，有效內(nèi)摩擦角??=20o，取該土試樣在圍壓?3=100kPa下固結(jié)，然后在不排水的條件下增加豎向壓力至破壞，測得破壞時(shí)的孔隙水壓力為35kPa，試求孔隙水壓力系數(shù)A。解：依題意得：uf?35kPa，則有：

???3?uf?100?35?65kPa?3

???3?tan2?450???/2??65tan2(45?20/2)?132.6kPa?1??uf?132.6?35?167.6kPa?1??1孔隙水壓力系數(shù)

A??u35??0.52

??1???3167.6?100

9

第六章土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定

1、名詞解釋：

擋土墻上的土壓力：土體作用在擋土墻上的壓力。P192

主動(dòng)土壓力：若擋土墻在墻后填土壓力作用下，背離填土方向移動(dòng)或繞墻根轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)作用在墻背上的土壓力將漸漸減小，當(dāng)墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡，并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面使土體下滑，這時(shí)作用在墻上的土推力減至最小值，稱為主動(dòng)土壓力。P193

被動(dòng)土壓力：若擋土墻在外力作用下，向著填土方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)作用在墻背上的土壓力將漸漸增大，一直到土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面，墻后土體向上擠出隆起，這時(shí)作用在墻上的土抗力增至最大值，稱為被動(dòng)土壓力。P193

靜止土壓力：若擋土墻具有足夠的剛度，且建立在堅(jiān)實(shí)的地基上，墻體在墻后土體的推力作用下，不產(chǎn)生任何移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，則墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，這時(shí)作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。P192整體剪切破壞：

地基承載力：指地基土單位面積所能承受荷載的能力。臨塑荷載：地基發(fā)生局部剪切破壞時(shí)的壓力被稱為臨塑荷載

地基的極限承載力：地基土從局部剪損破壞階段進(jìn)入整體破壞階段，這時(shí)基礎(chǔ)下滑動(dòng)邊界范圍內(nèi)的全部土體都處于塑性破壞狀態(tài)自然休止角：2、填空：

1）均質(zhì)砂土坡穩(wěn)定的極限坡角，稱為_____自然休止角______。P224

2）根據(jù)擋土墻可能的位移狀況和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可以分為主動(dòng)土壓力、靜止土壓力和被動(dòng)土壓力三種。P192-1933）用荷載試驗(yàn)確定地基承載力時(shí)，對同一土層，選擇的試驗(yàn)點(diǎn)不宜少于3個(gè)。P222

4）庫倫土壓力理論的基本假定是墻后填土是均勻的無粘性土，滑動(dòng)破壞面為通過墻踵的平面。P2015）當(dāng)作用于擋土墻上的土壓力為靜止土壓力時(shí)，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)。P1926）計(jì)算地基極限承載力的太沙基理論假定基礎(chǔ)底面是粗糙的。P2143、選擇題：

1）（A）粘性土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)定義為P226

A．抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比B．滑動(dòng)力矩與抗滑力矩之比C．坡角與內(nèi)摩擦角之比D．內(nèi)聚力與滑動(dòng)力之比2）（C）以下因素中，與擋土墻上的土壓力大小無關(guān)的是P192

A．墻體的位移方向B．墻體的高度C．墻底面的粗糙程度D．墻體的位移大小3）（D）費(fèi)里紐斯法分析粘性土的土坡穩(wěn)定性時(shí)，土條兩側(cè)條間力之間的關(guān)系假定為P226

A．大小相等、方向一致、作用線重合B．大小不等、方向相反、作用線重合C．大小相等、方向相反、作用線距土條底部三分之一土條高度D．大小相等、方向相反、作用線重合

4）（A）對于淺基礎(chǔ)，一般發(fā)生整體剪切破壞的地基是P211

A．硬粘性土地基B．中等密實(shí)的砂土地基C．松砂地基D．軟土地基

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