土力学习题集及详细解答.docx

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土力学习题集及详细解答

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《土力学》习题

绪论

一、填空题

1.就与建筑物荷载关系而言，地基的作用是荷载，基础的作用是荷载。

2.地基基础设计，就地基而言，应满足条件和条件。

3.土层直接作为建筑物持力层的地基被称为地基，埋深小于5m的基础被称为基础。

答案.、传递2.强度、变形3.天然、浅

二、名词解释

1.人工地基2.深基础3.基础4.地基

答案：

1.人工地基：

不能满足要求而需要事先进行人工处理的地基。

2.深基础：

埋深超过5m，用专门的施工方法和机具建造的基础。

3.基础：

建筑物向地基传递荷载的下部结构。

4.地基：

承担建筑物全部荷载的地层。

第1章土的组成

一、填空题

1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较，其夯实后密实度较。

2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。

3.利用曲线可确定不均匀系数Cu；为了获得较大密实度，应选择Cu值较的土作为填方工程的土料。

4.能传递静水压力的土中水是水和水。

5.影响压实效果的土中气是与大气的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。

6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用法。

7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越。

8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为粒径。

答案：

1.大、大2.5、1～33.级配、大4.毛细、重力5.隔绝、连通6.沉降分析、筛分7.小、大8.有效、限制

二、名词解释

1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配

答案：

1.土的结构：

土粒或土粒集合体的大小、形状、相互排列与联结等综合特征。

2.土的构造：

在同一土层剖面中，颗粒或颗粒集合体相互间的特征。

3.结合水：

受电分子引力吸附于土粒表面的土中水。

4.强结合水：

紧靠土粒表面的结合水膜。

5.颗粒级配：

土中各个粒组的相对含量。

三、单项选择题

1.对工程会产生不利影响的土的构造为：

（A）层理构造

（B）结核构造

（C）层面构造

（D）裂隙构造

正确答案：

（D）

提示：

土中裂隙的存在会大大降低土体的强度和稳定性，增大透水性，对工程会产生不利影响。

2.土的结构为絮状结构的是:

（A）粉粒

（B）碎石

（C）粘粒

（D）砂粒

正确答案：

（C）

提示：

砂粒、碎石等粗粒土的结构为单粒结构，粉粒（粒径0.05mm～0.005mm）的结构为蜂窝结构，粘粒（粒径<0.005mm）的结构为絮凝结构或絮状结构。

3.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（CU为不均匀系数，CC为曲率系数）：

（A）CU<5

（B）CU>10

（C）CU>5且CC=1へ3

（D）CU<5且CC=1へ3

正确答案：

（A）

提示：

CU>10的砂土，土粒不均匀，级配良好；CU<5的砂土，土粒均匀，级配不良；当CU>5且CC=1へ3，为级配良好的砂土。

4.不能传递静水压力的土中水是：

（A）毛细水

（B）自由水

（C）重力水

（D）结合水

正确答案：

（D）

提示：

土中结合水包括强结合水和弱结合水，它们不能传递静水压力，土中自由水包括重力水和毛细水，能传递静水压力。

第2章土的物理性质及工程分类

一、填空题

1.处于半固态的粘性土，其界限含水量分别是、。

2.根据塑性指数，粘性土被分为土及土。

3.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。

4.无粘性土根据土的进行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量的土。

5.冻胀融陷现象在性冻土中易发生，其主要原因是土中水分向冻结区的结果。

6.粘性土的灵敏度越高，受后其强度降低就越，所以在施工中应注意保护基槽，尽量减少对坑底土的扰动。

7.通常可以通过砂土的密实度或标准贯入锤击试验的判定无粘性土的密实程度。

答案：

1.缩限、塑限2.粘、粉质粘3.1.5、wL4.颗粒级配、50％5.季节、迁移积聚6.大、结构7.相对、锤击数

二、名词解释

1.液性指数2.可塑状态3.相对密实度4.土的湿陷性5.土的天然稠度6.触变性

答案：

1.液性指数：

粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。

2.可塑状态：

当粘性土含水量在某一范围时，可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保持既得的形状，这种状态称为可塑状态。

3.相对密实度：

砂土的最大孔隙比和天然孔隙比的差值与最大孔隙比和最小孔隙比的差值之比。

4.土的湿陷性：

在一定压力作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下陷的特性。

5.土的天然稠度：

原状土样测定的液限和天然含水量的差值与塑性指数之比。

6.触变性：

饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，当扰动停止后，抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质。

三、单项选择题

1.下列土中，最容易发生冻胀融陷现象的季节性冻土是：

（A）碎石土

（B）砂土

（C）粉土

（D）粘土

正确答案：

（C）

提示：

冻胀现象通常发生在细粒土中，特别是粉质土具有较显著的毛细现象，具有较通畅的水源补给通道，且土粒的矿物成分亲水性强，能使大量水迁移和积聚。

相反，粘土因其毛细孔隙很小，对水分迁移阻力很大，所以冻胀性较粉质土小。

2.当粘性土含水量减小，土体积不再减小，土样所处的状态是：

（A）固体状态

（B）可塑状态

（C）流动状态

（D）半固体状态

正确答案：

（A）

提示：

当粘性土由半固体状态转入固体状态，其体积不再随含水量减小而变化。

3.同一土样的饱和重度sat、干重度d、天然重度、有效重度′大小存在的关系是：

（A）sat>d>>′

（B）sat>>d>′

（C）sat>>′>d

（D）sat>′>>d

正确答案：

（B）

提示：

土的天然重度为土在天然状态下，单位体积的重力，土的干重度为土单位体积的土颗粒重力，土的饱和重度为土孔隙全部充满水时单位体积的重力，土的有效重度为处于地下水位以下的土，扣除水的浮力后，单位体积的重力。

4.已知某砂土的最大、最小孔隙比分别为0.7、0.3，若天然孔隙比为0.5，该砂土的相对密实度Dr为：

（A）4.0

（B）0.75

（C）0.25

（D）0.5

正确答案：

（D）

提示：

无粘性土的相对密实度Dr＝（emax－e）/（emax－emin），式中：

emax、emin分别为无粘性土的最大（最松散状态）、最小（最密实状态）孔隙比，e为无粘性土的天然孔隙比。

5.判别粘性土软硬状态的指标是：

（A）液限

（B）塑限

（C）塑性指数

（D）液性指数

正确答案：

（D）

提示：

液性指数IL＝（w－wP）/（wL－wP），式中：

wP为塑限，wL为液限，w为天然含水量。

W数值越大，其液性指数IL数值越大，表明土体越软，IL数值越小，表明土体越坚硬。

6亲水性最弱的粘土矿物是：

（A）蒙脱石

（B）伊利石

（C）高岭石

（D）方解石

正确答案：

（C）

提示：

粘土矿物主要有蒙脱石、高岭石、伊利石，亲水性是指其吸水膨胀、失水收缩的特性，三种主要粘土矿物中，亲水性最强的是蒙脱石，最弱的是高岭石，伊利石居中。

7.土的三相比例指标中需通过实验直接测定的指标为：

（A）含水量、孔隙比、饱和度

（B）密度、含水量、孔隙率

（C）土粒比重、含水量、密度

（D）密度、含水量、孔隙比　　

正确答案：

（C）

提示：

土的三相比例指标中可直接测定的指标被称为基本指标，包括土粒比重、含水量和土的密度。

8.细粒土进行工程分类的依据是：

（A）塑限

（B）液限

（C）粒度成分

（D）塑性指数　　　　

正确答案：

（D）

提示：

粗粒土进行工程分类的依据是粒度成分，细粒土进行工程分类的依据是塑性指数。

9.下列指标中，哪一指标数值越大，密实度越小。

（A）孔隙比

（B）相对密实度

（C）轻便贯入锤击数

（D）标准贯入锤击数

正确答案：

（A）

提示：

无粘性土的密实度可以通过孔隙比土、相对密实度、贯入锤击数等进行鉴别。

孔隙比为土的孔隙体积与土颗粒体积之比，其值越大，相对密实度越小，表明土的密实度越小，标准贯入锤击数和轻便贯入锤击数数值越大，表明无土的密实度越大。

10.土的含水量w是指：

（A）土中水的质量与土的质量之比

（B）土中水的质量与土粒质量之比

（C）土中水的体积与土粒体积之比

（D）土中水的体积与土的体积之比

正确答案：

（B）

提示：

土的质量等于土粒质量与土中水质量之和（土中气质量忽略忽略不计），土的含水量（率）定义为土中水的质量与土粒质量之比，用％表示。

11.土的饱和度Sr是指：

（A）土中水的体积与土粒体积之比

（B）土中水的体积与土的体积之比

（C）土中水的体积与气体体积之比

（D）土中水的体积与孔隙体积之比

正确答案：

（D）

提示：

土的体积等于土粒体积与孔隙体积之和，孔隙体积包括土中水的体积和土中气的体积，土的饱和度定义为土中水的体积与孔隙体积之比，用％表示。

砂土的Sr≤50%时，为稍湿状态；50%80%时，为饱和状态。

12.粘性土由半固态转入可塑状态的界限含水量被称为：

（A）缩限

（B）塑限

（C）液限

（D）塑性指数

正确答案：

（B）

提示：

粘性土的界限含水量有三个，分别是缩限、塑限和液限，土由固态转入半固态的界限含水量为缩限，土由半固态转入可塑状态的界限含水量为塑限，土由可塑状态转入流动状态的界限含水量为液限。

13.某粘性土样的天然含水量w为20%，液限wL为35%，塑限wP为15%，其液性指数IL为：

（A）0.25

（B）0.75

（C）4.0

（D）1.33

正确答案：

（A）

提示：

粘性土的液性指数IL=（w-wP）/（wL-wP），式中：

w为土的天然含水量，wL为土的液限35%，wP为土的塑限。

14.根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（下列习题中简称为规范GB50007）进

行土的工程分类，砂土为：

（A）粒径大于2mm的颗粒含量＞全重的50％的土。

（B）粒径大于0.075mm的颗粒含量≤全重的50％的土。

（C）粒径大于2mm的颗粒含量≤全重的50％、粒径大于0.075mm的颗粒含量＞全重的50％的土。

（D）粒径大于0.5mm的颗粒含量≤全重的50％、粒径大于0.075mm的颗粒含量＞全重的50％的土。

正确答案：

（C）

提示：

碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量＞全重的50％的土；砂土是指粒径大于2mm的颗粒含量≤全重的50％、粒径大于0.075mm的颗粒含量＞全重的50％的土。

15.根据规范GB50007进行土的工程分类，粘土是指：

（A）粒径小于0.05mm的土

（B）粒径小于0.005mm的土

（C）塑性指数大于10的土

（D）塑性指数大于17的土

正确答案：

（D）

提示：

粘性土是指IP>10的土，其中，IP>17的土被称为粘土，10

16.某土样的天然重度=18kN/m3，含水量w=20%，土粒比重ds=2.7，则土的干密度ρd为：

（A）15kN/m3

（B）1.5g/m3

（C）1.5g/cm3

（D）1.5t/cm3

正确答案：

（C）

提示：

d=/（1+w）；d=10ρd。

重度的单位为kN/m3，密度的单位为g/cm3或t/m3。

17.受水浸湿后，土的结构迅速破坏，强度迅速降低的土是：

（A）冻土

（B）膨胀土

（C）红粘土

（D）湿陷性黄土

您的选项（）　

17.正确答案：

（D）

提示：

由于湿陷性黄土具有大孔隙结构，受水浸湿后，结构迅速破坏，强度迅速降低。

第3章土的渗透性和渗流

一、填空题

1.当渗流方向，且水头梯度大于水头梯度时，会发生流砂现象。

2.渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透，颗粒越粗的土，渗透系数数值越。

答案：

1.向上、临界2.速度、大

二、名词解释

1.渗流力2.流砂3.水力梯度4.临界水力梯度

答案;1.渗流力：

水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。

2.流砂：

土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。

3.水力梯度：

土中两点的水头差与水流过的距离之比。

为单位长度上的水头损失。

4.临界水力梯度：

使土开始发生流砂现象的水力梯度。

三、简答题

1.影响渗透系数大小的主要因素有哪些？

（1）土的粒度成分和矿物成分

（2）土的密实度（3）土的饱和度（4）土的结构（5）水的温度（6）土的构造

2.流砂现象防治的方法有哪些？

（1）减小或消除水头差：

采用坑外降低地下水位或采用水下挖掘。

（2）增长渗流路径：

打板桩。

（3）在向上渗流出口处地表压重。

（4）加固土层：

冻结法、注浆法。

3.管涌发生的条件是什么？

防治措施有哪些？

发生条件:

（1）必要条件：

土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。

通常发生在Cｕ>10的土中。

（2）水力条件：

动水力能带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。

防治原则：

（1）改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层。

（2）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。

四、单项选择题

1.流砂产生的条件为：

（A）渗流由上而下，动水力小于土的有效重度

（B）渗流由上而下，动水力大于土的有效重度

（C）渗流由下而上，动水力小于土的有效重度

（D）渗流由下而上，动水力大于土的有效重度

正确答案：

（D）

提示：

流砂（土）产生的条件为渗流方向由下而上，动水力大于土的有效重度或水头梯度大于临界水头梯度。

2.流砂发生的土层为：

（A）颗粒级配均匀的饱和砂土

（B）颗粒级配不均匀的饱和砂土

（C）颗粒级配均匀的不饱和砂土

（D）颗粒级配不均匀的不饱和砂土

正确答案：

（A）

提示：

流砂常发生在颗粒级配均匀的饱和砂土地基中。

3.饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度ICr时，动水力GD大小为：

（A）1kN/m3

（B）2kN/m3

（C）10kN/m3

（D）20kN/m3

正确答案：

（C）

提示：

动水力也称渗流力，其计算公式为：

GD=Iw，式中：

I为水头梯度，w为水的重度。

临界水头梯度ICr=′/w=（sat－w）/w，式中：

′为土的有效重度；sat为土的饱和重度。

第4章土中应力

一、填空题

1.由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底压力分布图形是形，桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是的。

2.地基中附加应力分布随深度增加呈减小，同一深度处，在基底点下，附加应力最大。

3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距e>l/6时，基底与地基局部，产生应力。

4.超量开采地下水会造成下降，其直接后果是导致地面。

5.在地基中同一深度处，水平向自重应力数值于竖向自重应力，随着深度增大，水平向自重应力数值。

6.在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础，比相同宽度的方形基础。

7.上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用下，将发生应力现象，反之，将发生应力现象。

答案：

1.梯、相同2.曲线、中心3.脱开、重分布4.地下水位、沉陷5.小、增大6.浅、深7.扩散、集中

二、名词解释

1.基底附加应力2.自重应力3.基底压力4.地基主要受力层

答案：

1.基底附加应力：

基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。

2.自重应力：

由土层自身重力引起的土中应力。

3.基底压力：

建筑物荷载通过基础传给地基，在基础底面与地基之间的接触应力。

4.地基主要受力层：

基础底面至σz＝0.2p0深度处的这部分土层。

三、简答题

1.地基附加应力分布规律有哪些？

（1）附加应力不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是地基附加应力的扩散分布；

（2）在离基底不同深度z处各个水平面上，以基底中心点下轴线处的σz值最大，随离中轴线距离增大曲线减小；

（3）在荷载分布范围之下任意点沿铅垂线的σz值，随深度最大曲线减小；

（4）条形荷载比相同宽度的方形荷载σz的影响深度大，在相同深度处，条形荷载在地基中的σz比相同宽度的方形荷载大得多。

四、单项选择题

1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为：

（A）折线减小

（B）折线增大

（C）斜线减小

（D）斜线增大

正确答案：

（B）

提示：

均质土中的竖向自重应力沿深度的增大而线性增大，成层土中的竖向自重应力沿深度的增大而增大，但在土层分界面由于重度不同而发生转折。

2.宽度均为b，基底附加应力均为p0的基础，同一深度处，附加应力数值最大的是：

（A）方形基础

（B）矩形基础

（C）条形基础

（D）圆形基础（b为直径）

正确答案：

（C）

提示：

宽度、基底附加应力相同的基础，长度越大，影响深度越大；在深度相同时，长度越大的基础，附加应力数值越大。

3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是：

（A）柱下独立基础

（B）墙下条形基础

（C）片筏基础

（D）箱形基础

正确答案：

（B）

提示：

当基底的长边尺寸与短边尺寸之比≥10时，地基中附加应力可以按平面问题求解，当基底的长边尺寸与短边尺寸之比<10时，应按空间问题求解。

4.基底附加应力p0作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：

（A）基础底面

（B）天然地面

（C）室内设计地面

（D）室外设计地面

正确答案：

（A）

提示：

地基中附加应力σZ＝KCp0，KC为竖向附加应力系数，它是L/b、Z/b的函数，其中，Z为计算点至基础底面之间的垂直距离。

5.土中自重应力起算点位置为：

（A）基础底面

（B）天然地面

（C）室内设计地面

（D）室外设计地面

正确答案：

（B）

提示：

自重应力是指由原土层自身重力而产生的土中应力，起算点位置为天然地面。

6.地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是：

（A）原水位以上不变，原水位以下增大

（B）原水位以上不变，原水位以下减小

（C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小

（D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大

正确答案：

（A）

提示：

因地下水位以下透水层中，自重应力计算应采用有效重度，所以地下水位下降后，使原水位以下有效自重应力增大，地下水位上升后，使变动后水位以下有效自重应力减小。

7.深度相同时，随着离基础中心点距离的增大，地基中竖向附加应力：

（A）斜线增大

（B）斜线减小

（C）曲线增大

（D）曲线减小

正确答案：

（D）

提示：

地基中附加应力具有如下分布规律：

（1）附加应力不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下；

（2）在离基础底面不同深度处的各个水平面上，附加应力随着距离中轴线越远越小；（3）在荷载分布范围内任意点沿垂线的附加应力，随深度Z增大而减小。

8.单向偏心的矩形基础，当偏心距e

（A）矩形

（B）梯形

（C）三角形

（D）抛物线形

正确答案：

（B）

提示：

根据基底压应力的简化计算方法，当偏心距el/6时，最小压应力小于0，基底压应力将重新分布。

9.宽度为3m的条形基础，作用在基础底面的竖向荷载N＝1000kN/m，偏心距e＝0.7m，基底最大压应力为：

（A）800kPa

（B）417kPa

（C）833kPa

（D）400kPa

正确答案：

（C）

提示：

当条形基础的偏心距e>b/6（b为条形基础宽度）时，基底压应力将重分布，为简化计算，条形基础底边的长度取1m，pmax=2N/3（0.5b-e）。

10.埋深为d的浅基础，基底压应力p与基底附加应力p0大小存在的关系为：

（A）p

（B）p=p0

（C）p=2p0

（D）p>p0

正确答案：

（D）

提示：

基底附加应力p0与基底压应力p之间存在的关系为p0=p－0d，式中：

0为埋深范围内土的加权平均重度，d为基础埋深，从天然地面起算。

11.矩形面积上作用三角形分布荷载时，地基中竖向附加应力系数Kt是l/b、z/b的函数，b指的是：

（A）矩形的长边

（B）矩形的短边

（C）矩形的短边与长边的平均值

（D）三角形分布荷载方向基础底面的边长

正确答案：

（D）

提示：

矩形面积上作用三角形分布荷载时，地基中竖向附加应力系数Kt是l/b、z/b的函数，其中，b为三角形分布荷载方向基础底面的边长，l为垂直于b方向基础底面边长。

12.某砂土地基，天然重度＝18kN/m3，饱和重度sat＝20kN/m3，地下水位距地表2m，地表下深度为4m处的竖向自重应力为：

（A）56kPa

（B）76kPa

（C）72kPa

（D）80kPa

正确答案：

（A）

提示：

土中自重应力应按下式计算：

σCZ＝∑γihi，式中：

γi、hi分别代表第i层土的重度、厚度，地下水位以下透水层中，应采用有效重度计算，有效重度/＝sat－w，w为水的重度，为简化计算，取w＝10kN/m3。

13.均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数当l/b＝1、Z/b＝1时，KC＝0.1752；当l/b＝1、Z/b＝2时，KC＝0.084。

若基底附加应力p0＝100kPa，基底边长l＝b＝2m，基底中心点下Z＝2m处的竖向附加应力为：

（A）8.4kPa

（B）17.52kPa

（C）33.6kPa

（D）70.08kPa

正确答案：

（C）

提示：

已知均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数，可以通过作辅助线把荷载面分成若干个矩形面积，使计算点位于所有矩形的公共角点，利用叠加原理求解。

当计算点位于荷载面中心时，σZ＝4KCp0，KC是l/b、Z/b为的函数，但应注意，l、b分别为每个小矩形的长边、短边尺寸。

14.某中心受压条形基础，宽2m，埋深1m，室内外高差0.6m，埋深范围内土的重度=17kN/m3，若上部结构传来荷载F＝400kN/m，基底附加应力p0为：

（A）203.9kPa

（B）205.1kPa

（C）209kPa

（D）215kPa

正确答案：

（C）

提示：

基底附加应力p0=p－0d，式中：

p为基底压应力，p＝（F＋G）/b（对条形基础，通常取l＝1m），F为上部结构传来荷载；G为基础及上覆土自重，G＝mbdm；m为基础及上覆土平均重度，一般取20kN/m3，但在地下水位以下部分取10kN/m3；dm为基础平均埋深；b为基础宽度；0