《土力學(xué)》第六章習(xí)題集及詳細(xì)解答

《土力學(xué)》第六章習(xí)題集及詳細(xì)解答第6章土中應(yīng)力一填空題1．分層總和法計(jì)算地基沉降量時(shí)，計(jì)算深度是根據(jù)

應(yīng)力和

應(yīng)力的比值確定的。2．飽和土的有效應(yīng)力原理為：

總應(yīng)力σ=有效應(yīng)力σˊ+孔隙水壓力u

，土的

和

只隨有效應(yīng)力而變。地下水位上升則土中孔隙水壓力

有效應(yīng)力

。3．地基土層在某一壓力作用下，經(jīng)歷時(shí)間t所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與最終固結(jié)變形量之比值稱為

。二選擇題1．對(duì)非壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是（

D

）。(A)

；(B)

；(C)

；

(D)2．薄壓縮層地基指的是基底下可壓縮土層的厚度H與基底寬度b的關(guān)系滿足（

B

）。(A)

；(B)

；(C)

；

(D)3．超固結(jié)比的土屬于（

B

）。(A)正常固結(jié)土

；(B)超固結(jié)土

；(C)欠固結(jié)土

；

(D)非正常土4．飽和黏性土層在單面排水情況下的固結(jié)時(shí)間為雙面排水的（

C

）。(A)1倍

；(B)2倍

；(C)4倍

；

(D)8倍5．某黏性土地基在固結(jié)度達(dá)到40%時(shí)的沉降量為100mm，則最終固結(jié)沉降量為（

B

）。(A)400mm；

(B)250mm；

(C).200mm；

(D)140mm6．對(duì)高壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是（

C

）。(A)

；(B)

；

(C)

；

(D)7．計(jì)算時(shí)間因數(shù)時(shí)，若土層為單面排水，則式中的H取土層厚度的（

B）。(A)一半

；

(B)1倍

；

(C)2倍

；

(D)4倍8．計(jì)算地基最終沉降量的規(guī)范公式對(duì)地基沉降計(jì)算深度的確定標(biāo)準(zhǔn)是（

C

）。(A)

；(B)

；(C)

；(D)9．計(jì)算飽和黏性土地基的瞬時(shí)沉降常采用（

C）。(A)分層總和法；

(B)規(guī)范公式；

(C)彈性力學(xué)公式；

10．采用彈性力學(xué)公式計(jì)算地基最終沉降量時(shí)，式中的模量應(yīng)取（

A

）(A)變形模量；

(B)壓縮模量；

(C)彈性模量；

(D)回彈模量11．采用彈性力學(xué)公式計(jì)算地基瞬時(shí)沉降時(shí)，式中的模量應(yīng)取（

C）。(A)變形模量；

(B)壓縮模量；(C)彈性模量；(D)回彈模量12．當(dāng)土處于正常固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重的關(guān)系為（

B）。(A)

；

(B)；

(C)

；

13．當(dāng)土處于欠固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重的關(guān)系為（

C）。(A)；

(B)

；

(C)

；

14．已知兩基礎(chǔ)形狀、面積及基底壓力均相同，但埋置深度不同，若忽略坑底回彈的影響，則（

C

）。(A)兩基礎(chǔ)沉降相同；

(B)埋深大的基礎(chǔ)沉降大；

(C)埋深大的基礎(chǔ)沉降小；

15．埋置深度、基底壓力均相同但面積不同的兩基礎(chǔ)，其沉降關(guān)系為（

B）。(A)兩基礎(chǔ)沉降相同；(B)面積大的基礎(chǔ)沉降大；(C)面積大的基礎(chǔ)沉降小

；

16．土層的固結(jié)度與所施加的荷載關(guān)系是（

C

）。(A)荷載越大，固結(jié)度也越大(B)荷載越大，固結(jié)度越小(C)固結(jié)度與荷載大小無關(guān)17．黏土層在外荷載作用下固結(jié)度達(dá)到100%時(shí)，土體中（

D

）。(A)只存在強(qiáng)結(jié)合水

；

(B)只存在結(jié)合水

(C)只存在結(jié)合水和毛細(xì)水；

(D)有自由水18．有兩個(gè)黏土層，土的性質(zhì)相同，土層厚度與排水邊界條件也相同。若地面瞬時(shí)施加的超荷載大小不同，則經(jīng)過相同時(shí)間后，兩土層的平均孔隙水壓力（

A

）。(A)超荷載大的孔隙水壓力大；(B)超荷載小的孔隙水壓力大；

(C)一樣大三、判斷改錯(cuò)題1．×，改“偏大”為“偏小”。2．×，改“角點(diǎn)”為“中心點(diǎn)”3．×，應(yīng)取與土層自重應(yīng)力平均值相對(duì)應(yīng)的孔隙比4．×，對(duì)一般土，應(yīng)為；在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算至處。5．×，壓縮模量應(yīng)按實(shí)際應(yīng)力段范圍取值。6．√7．×，沉降偏大的原因時(shí)因?yàn)閺椥粤W(xué)公式時(shí)按均質(zhì)的線性變形半空間的假設(shè)得到的，而實(shí)際上地基常常是非均質(zhì)的成層土。8．√9．×，土的軟硬與其應(yīng)力歷史五必然聯(lián)系。10．√11．×，有效應(yīng)力不斷增加，而孔隙水壓力不斷減小。12．√13．×，改“120”為“75。14．√1．按分層總和計(jì)算法計(jì)算地基最終沉降時(shí)，假定地基土壓縮時(shí)不產(chǎn)生側(cè)向變形，該假定使計(jì)算出的沉降量偏大2．按分層總和計(jì)算法計(jì)算地基最終沉降時(shí)，通常取基礎(chǔ)角點(diǎn)下的地基附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。3．在分層總和法計(jì)算公式中，通常取土的初始孔隙比4．分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是5．按規(guī)范公式計(jì)算最終沉降量時(shí)，壓縮模量的取值所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力段范圍可取6．規(guī)范公式確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是

7．采用彈性力學(xué)公式計(jì)算得到的地基沉降常偏大，原因是由荷載試驗(yàn)得到的變形模量值常偏小。8．在無限均布荷載作用下，地基不會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)沉降9．較硬的土通常時(shí)超固結(jié)土10．飽和黏性土地基在外荷載作用下所產(chǎn)生的起始孔隙水壓力分布與附加應(yīng)力分布是相同的11．在飽和土的固結(jié)過程中，若總應(yīng)力保持不變，則有效應(yīng)力不斷減小，而孔隙水壓力不斷增加。12．采用分層總和法計(jì)算得到的地基沉降量實(shí)質(zhì)上是固結(jié)沉降13．某飽和黏土地基在固結(jié)度達(dá)到40%時(shí)的沉降量為30mm，則最終沉降量為120mm。當(dāng)土層的自重應(yīng)力小于先期固結(jié)壓力時(shí)，這種土稱為超固結(jié)土四簡答題1．成層土地基可否采用彈性力學(xué)公式計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉浸量？2．在計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量（地基最終變形量）以及確定地基壓縮層深度（地基變形計(jì)算深度）時(shí)，為什么自重應(yīng)力要用有效重度進(jìn)行計(jì)算？3．有一個(gè)基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上，當(dāng)?shù)叵滤簧舷掳l(fā)生變化時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)沉降有什么影響？當(dāng)基礎(chǔ)底面為不透水的可壓縮性土層時(shí)，地下水位上下變化時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)有什么影響？4．兩個(gè)基礎(chǔ)的底面面積相同，但埋置深度不同，若低級(jí)土層為均質(zhì)各向同性體等其他條件相同，試問哪一個(gè)基礎(chǔ)的沉降大？為什么？5．何謂超固結(jié)比？在實(shí)踐中，如何按超固結(jié)比值確定正常固結(jié)土？6．正常固結(jié)土主固結(jié)沉降量相當(dāng)于分層總和法單向壓縮基本公式計(jì)算的沉降量，是否相等？7．采用斯肯普頓-比倫法計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量在什么情況下可以不考慮次壓縮沉降？8．簡述有效應(yīng)力原理的基本概念。在地基土的最終變形量計(jì)算中，土中附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力還是總應(yīng)力？9．一維固結(jié)微分方程的基本假設(shè)有哪些？如何得出解析解10．何謂土層的平均固結(jié)度？如何確定一次瞬時(shí)加載、一級(jí)加載和多級(jí)加載時(shí)的地基平均固結(jié)度？五計(jì)算題1．從一黏土層中取樣做室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，試樣成果列于表5—9中。試求：（1）該黏土的壓縮系數(shù)及相應(yīng)的壓縮模量，并評(píng)價(jià)其壓縮性；（2）設(shè)黏土層厚度為2m，平均自重應(yīng)力，試計(jì)算在大面積堆載的作用下，黏土層的固結(jié)壓縮量。

黏土層壓縮試驗(yàn)資料

表5—9P(kPa)050100200400e0.8500.7600.7100.6500.6402．底面尺寸為5m×5m，埋深1.5m，上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的軸心荷載。從地表起至基底下2.5m為黏土層，，黏土層下為卵石層（可視為不可壓縮層），黏土層的壓縮試驗(yàn)資料見5—9所示。試計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。3．某場地自上而下的土層分布依次為：中砂，厚度2m，；淤泥，厚度3m，，；黏土。初始地下水位在地表處。若地下水位自地表下降2m，試計(jì)算由此而引起的淤泥層的最終壓縮量。設(shè)地下水位下降后中砂的重度。

4．某飽和黏土層厚度6m，壓縮模量試計(jì)算在大面積何載作用下的最終沉降量。當(dāng)沉降量達(dá)到30mm時(shí)黏土層的固結(jié)度為多少？5．某基礎(chǔ)長4.8m,寬3m,埋深1.8m,基底平均壓力p=170kPa,地基土為黏土，，壓縮系數(shù),基底下1.2m處為不可壓縮的巖層。試計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。6.某地基中一飽和黏土層厚度為4m，頂、底面均為粗砂層，黏土層的平均豎向固結(jié)系數(shù)，壓縮模量。若在地面上作用大面積均布荷載,試求：（1）黏土層的最終沉降量；（2）達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間；（3）若該黏土層下臥不透水層，則達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間又是多少？7．某場地均勻填筑大面積填土，填土前從厚度H=2m的正常固結(jié)黏土層的中部取高度h=20mm的試樣進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)（固結(jié)試驗(yàn)），測得土的前期固結(jié)壓力壓縮指數(shù)，初始孔隙比。（1）若在填土荷載作用下黏土層的最終壓縮量為38.6mm，求該土層中部的總應(yīng)力p(自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和)等于多少？（2）若試樣在某級(jí)豎向壓力作用下固結(jié)穩(wěn)定時(shí)的壓縮量為0.34mm，且壓縮量到達(dá)0.17mm時(shí)所需的時(shí)間為t，試估計(jì)在填土荷載作用下，黏土層處于單面排水條件、且固結(jié)度達(dá)到50%時(shí)所需的T為t的多少倍。8.某飽和黏性土試樣的土粒的相對(duì)密度為2.68,試樣的初始高度為2cm，面積為30.在壓縮儀上做完試驗(yàn)后，取出試樣稱重為109.44g，烘干后重88.44g，試求：（1）試樣的壓縮量是多少？（2）壓縮前后試樣的空隙比改變了多少？（3）壓縮前后試樣的重度改變了多少？9．某地基地表至4.5深度內(nèi)為砂土層，4.5～9.0m為黏土層，其下為不透水頁巖。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均空隙比為0.52,平均飽和度為37%，黏土的含水量為42%，砂土和黏土的相對(duì)密度均為2.65?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面位于地表以下3m處。建筑物荷載在黏土層頂面和底面產(chǎn)生的附加應(yīng)力分別為100kPa和40kPa，從固結(jié)試驗(yàn)中得知黏土層對(duì)應(yīng)于50、100、200kPa固結(jié)壓力的空隙比分別為1.02、0.922、0.828。試求該黏土層可能產(chǎn)生的最終沉降量。10．由于建筑物傳來的荷載，地基中某一飽和黏土層產(chǎn)生梯形分布的豎向附加應(yīng)力，該層頂面和底面的附加應(yīng)力分別為和，頂?shù)酌嫱杆ㄒ妶D6-34），土層平均。試求①該土層的最終沉降量；②當(dāng)達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間；③當(dāng)達(dá)到120mm沉降所需的時(shí)間；④如果該飽和黏土層下臥不透水層，則達(dá)到1230mm沉降所需的時(shí)間。第四章參考答案:一填空題1．附加應(yīng)力、自重應(yīng)力2．總應(yīng)力σ=有效應(yīng)力σˊ+孔隙水壓力u、變形、強(qiáng)度、增大、減小3．固結(jié)度（固結(jié)比、固結(jié)百分?jǐn)?shù)）二選擇題1.D

2.B

3.B

4.C

5.B

6.C

7.B8.C

9.C

10.A

11.C

12.B

13.C

14.C15.B

16.C

17.D

18.A

三判斷改錯(cuò)題1．×，改“偏大”為“偏小”。2．×，改“角點(diǎn)”為“中心點(diǎn)”3．×，應(yīng)取與土層自重應(yīng)力平均值相對(duì)應(yīng)的孔隙比4．×，對(duì)一般土，應(yīng)為；在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算至處。5．×，壓縮模量應(yīng)按實(shí)際應(yīng)力段范圍取值。6．√7．×，沉降偏大的原因時(shí)因?yàn)閺椥粤W(xué)公式時(shí)按均質(zhì)的線性變形半空間的假設(shè)得到的，而實(shí)際上地基常常是非均質(zhì)的成層土。8．√9．×，土的軟硬與其應(yīng)力歷史五必然聯(lián)系。10．√11．×，有效應(yīng)力不斷增加，而孔隙水壓力不斷減小。12．√13．×，改“120”為“75。14．√四簡答題1.【答】

不能。利用彈性力學(xué)公式估算最終沉降量的方法比較簡便，但這種方法計(jì)算結(jié)果偏大。因?yàn)榈牟煌?.【答】

固結(jié)變形有效自重應(yīng)力引起。3.【答】

當(dāng)基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上時(shí)：

地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了一個(gè)由于降水引起的應(yīng)力增量，它使土體的固結(jié)沉降加大，基礎(chǔ)沉降增加。

地下水位長期上升（如筑壩蓄水）將減少土中有效自重應(yīng)力。是地基承載力下降，若遇見濕陷性土?xí)鹛?。?dāng)基礎(chǔ)埋置在不透水的可壓縮性土層上時(shí)：當(dāng)?shù)叵滤幌陆?，沉降不變。地下水位上升，沉降不變?.【答】

引起基礎(chǔ)沉降的主要原因是基底附加壓力，附加壓力大，沉降就大。

（<20）

因而當(dāng)基礎(chǔ)面積相同時(shí)，其他條件也相同時(shí)?；A(chǔ)埋置深的時(shí)候基底附加壓力大，所以沉降大。當(dāng)埋置深度相同時(shí)，其他條件也相同時(shí)，基礎(chǔ)面積小的基底附加應(yīng)力大，所以沉降大。5.【答】在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時(shí)，通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比值定義為超固結(jié)比。超固結(jié)比值等于1時(shí)為正常固結(jié)土6.【答】

不相同，因?yàn)閴嚎s性指標(biāo)不同。7.【答】對(duì)于軟粘土，尤其是土中含有一些有機(jī)質(zhì)，或是在深處可壓縮壓縮土層中當(dāng)壓力增量比（指土中附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之比）較小的情況下，此壓縮沉降必須引起注意。其它情況可以不考慮次壓縮沉降。8.【答】

飽和土中任一點(diǎn)的總應(yīng)力總是等于有效應(yīng)力加上孔隙水壓力；或是有效應(yīng)力總是等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。此即飽和土中的有效應(yīng)力原理。土中的附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力。9.【答】

一維固結(jié)理論的基本假設(shè)如下：

（1）土層是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的；

（2）土粒和孔隙水都是不可壓縮的（3）土中附加應(yīng)力沿水平面是無限均勻分布的，因此土層的固結(jié)和土中水的滲流都是豎向的；（4）土中水的滲流服從于達(dá)西定律（5）在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù)k和壓縮系數(shù)

都是不變的常數(shù)（6）外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過程中保持不變（7）土體變形完全是由土層中超孔隙水壓力消散引起的建立一維固結(jié)微分方程

然后、然后根據(jù)初始條件和邊界條件求解微分方程得出解析解。10.【答】

對(duì)于豎向排水情況，由于固結(jié)變形與有效應(yīng)力成正比，所以某一時(shí)刻有效應(yīng)力圖面積和最終有效應(yīng)力圖面積之比值稱為豎向平均固結(jié)度荷載一次瞬時(shí)施加情況的平均固結(jié)度：一級(jí)或多級(jí)加載時(shí)的平均固結(jié)度：五計(jì)算題1．解：（1）