最新土力学试题与答案.docx
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最新土力学试题与答案
第一章土的组成
—工程学院12水工卓越班
—余茂
一、简答题
1. 什么是土的颗粒级配？
什么是土的颗粒级配曲线？
【答】土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配（粒度成分）。
根据颗分试验成果绘制的曲线（采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
3. 土是怎样生成的？
有何工程特点？
【答】土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。
与一般建筑材料相比，土具有三个重要特点：
散粒性、多相性、自然变异性。
7. 试述毛细水的性质和对工程的影响。
在那些土中毛细现象最显著？
【答】毛细水是存在于地下水位以上，受到水与空气交界面处表面力作用的自由水。
土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升。
它不仅受重力作用而且还受到表面力的支配。
毛细水的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在干旱地区，地下水中的可溶盐随毛细水上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处而形成盐渍土。
在粉土和砂土中毛细现象最显著。
二、填空题
1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较 平 缓 时表示土的级配良好。
5.不均匀系数Cu、曲率系数Cc的表达式为Cu＝ d60/d10 、Cc＝ d230/（d60×d10）。
6.砂类土样级配曲线能同时满足 Cu≧5 及 Cc=1～3 的土才能称为级配良好的土。
三、选择题
7.图粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（C ）。
（A）土粒大小均匀，级配良好；（B）土粒大小不均匀，级配不良；（C）土粒大小不均匀，级配良好。
8.由某土颗粒级配曲线获得d60=12.5mm，d10=0.03mm，则该土的不均匀系数Cu为（ A）。
（A）416.7； （B）4167； （C）2.4×10-3； （D）12.53。
9．若甲、乙两种土的不均匀系数相同，则两种土的（D ）。
（A）颗粒级配累计曲线相同； （B）有效粒径相同；
（C）限定粒径相同； （D）限定粒径与有效粒径之比相同。
10.在工程上，对于粒径分别大于0.075mm及小于0.075mm的土，采用的颗粒级配试验方法为（C）。
（A）均为筛分法；（B）均为水分法；（C）前者为筛分法后者为水分法。
11.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（ B）。
（A）粘性土； （B）粉土； （C）砂土。
第二章土的物理性质及分类
一、简答题＊＊＊
＊1.孔隙率和孔隙比的定义和区别
3. 什么是塑限、液限和缩限？
什么是液性指数、塑性指数？
（名词解释）
【答】
（1）液限WL：
液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。
（2）塑限Wp:
塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。
（3）缩限Ws:
缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量。
（4）塑性指数IP定义为土样的液限和塑限之差：
IP=wL－wP
（5）液性指数：
＊9. 简述用孔隙比e、相对密实度Dr判别砂土密实度的优缺点。
【答】
（1）用e判断砂土的密实度的优点：
应用方便，同一种土，密实砂土的空隙比一定比松散砂土的小；缺点：
不适用于级配相差较大的不同类土
（2）用Dr判断砂土的密实度的优点：
适用于级配相差较大的不同类土考虑了土级配因素，理论上完善；缺点:
emax和emin的测定人为因素很大，难以获得较为科学的数据。
11. 什么是土的灵敏度和触变性？
试述在工程中的应用。
【答】
（1）土的灵敏度定义为原状土强度与扰动土强度之比，即：
St=原状土强度／扰动土强度。
土的强度通常采用无侧限抗压强度试验测定，即：
。
土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈多。
所以在基础施工中应注意保护基槽，尽量减少土结构的扰动。
（2）饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大。
粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的性质称为土的触变性。
例如：
在黏性土中打桩时，可利用土的灵敏度，桩侧土的结构受到破坏而强度降低，将桩打入土中；利用土的触变性，在停止打桩以后，土的强度逐渐恢复，桩的承载力增加。
＊14.什么是最优含水量和最大干密度？
【答】在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量称为土的最优含水量，用Wop表示；相对应的干密度叫最大干密度，用ῤdmax表示。
＊18.为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态，而用液性指数却能说明？
（长安大学2007年硕士研究生入学考试）
【答】对于粘性土，因粘土矿物含量高、颗粒细小，其物理状态与含水量关系非常密切。
同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。
但是由于含不同矿物成分的粘性土，即使具有相同的含水量，也未必处于同样的物理状态，因为含不同矿物成分的粘性土在同一含水量下稠度不同。
在一定含水量下，一种土可能处于可塑状态，而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状态。
因此，考虑矿物成分的影响，粘性土的软硬状态不用含水量直接判断。
二、填空题
9.土的饱和度为土中被水充满的孔隙 体积 与孔隙 总体积 之比。
10.液性指数是用来衡量粘性土的 软硬 状态。
三、选择题
5.已知砂土的天然孔隙比为e＝0.303，最大孔隙比emax＝0.762，最小孔隙比emin＝0.114，则该砂土处于（ A）状态。
（A）密实 （B） 中密 （C）松散 （D）稍密
7.在土的三相比例指标中，直接通过室试验测定的是（B）。
（A）ds，w,e；（B）ds，w,ρ；（C）ds，e,ρ；（D）ρ，w,e。
8.有若干种粘性土，它们的液限wL相同，但塑性指数IP不同，IP越大，则土的透水性有何不同（ C）。
（A）透水性增大；（B）透水性不变；（C）透水性减小。
9．评价粘性土的物理特征指标有哪些（ C）。
（A）天然孔隙比e，最大孔隙比emax，最小孔隙比emin；
（B）最大干重度rdmax，最优含水量wop，压实度c；
（C）天然含水量w，塑限Wp，液限WL。
10.对无粘性土的工程性质影响最大的因素是（ B）。
（A）含水量； （B）密实度； （C）矿物成分；（D）颗粒的均匀程度。
13.粘性土的塑性指数越大，表示土的（ B）。
（A）含水量w越大； （B）粘粒含量越高；（C）粉粒含量越高； （D）塑限Wp越高。
16.不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是（A）。
（A）； （B）；
（C）； （D）。
五、计算题
1.有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀，称得总质量为72.49g，经
105℃烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒相对密度（比重）为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求按三项比例指标定义求解）。
解：
2.某原状土样的密度为1.85g/cm3、含水量为34%、土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先导得公式然后求解）。
解：
设土颗粒体积为1
由得
第三章土的渗透性及渗流
一、简答题
2. 简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。
【答】
（1）土的粒度成分及矿物成分。
土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。
土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。
砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。
（2）结合水膜厚度。
粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。
（3）土的结构构造。
天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。
如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。
层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。
（4）水的粘滞度。
水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。
（5）土的密实度和饱和度
6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系？
【答】在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂（土）现象。
这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。
在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。
它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。
具体地再说，管涌和流砂的区别是：
（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；
（2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体部；（3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。
（4）流砂可发生在任何土中而管涌一般只发生在无粘性土中。
二、填空题
3.一般来讲，室渗透试验有两种，即 常水头法 和 变水头法 。
4.渗流破坏主要有 流砂（土） 和 管涌 两种基本形式。
5.达西定律只适用于 层流 的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的 渗透系数 。
三、选择题
2.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ C ）。
A．发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流
B.流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中
C.流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏
D.流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏
6.下列哪一种土样更容易发生流砂？
（ B ）
A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂
C.粉质黏土 D.黏土
第四章土中应力
一、简答题
＊3．地下水位的升降对土中自重应力有何影响？
在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？
【答】
地下水下降使土中有效自重应力增加，使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。
地下水位上升将减少土中有效自重应力使地基承载力的减小、湿陷性土塌陷
1、 若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。
2、 地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷）
3、 地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。
4．基底压力分布的影响因素有哪些？
简化直线分布的假设条件是什么？
【答】基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。
假设条件：
刚性基础、基础具有一定的埋深，依据弹性理论中的圣维南原理。
＊5．如何计算基底压力P和基底附加压力Po？
两者概念有何不同？
【答】基地压力P计算：
（中心荷载作用下）
（偏心荷载作用下）
基地压力计算：
基地压力P为接触压力。
这里的“接触”，是指基础底面与地基土之间的接触，这接触面上的压力称为基底压力。
基底附加压力为作用在基础底面的净压力。
是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差，是引起地基附加应力和变形的主要原因。
二、填空题
1.土中应力按成因可分为 自重应力 和 附加应力 。
2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为 有效应力 和 孔隙压力 。
4.计算土的自重应力应从 天然地面（老天然地面） 算起。
5.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取 有效重度（浮重度） 。
三、选择题
4．地下水位长时间下降，会使（ A）。
（A）地基中原水位以下的自重应力增加
（B）地基中原水位以上的自重应力增加
（C）地基土的抗剪强度减小
（D）土中孔隙水压力增大
6．某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度sat=19kN/m3的很厚的黏土层，地下水位在地表下4m处，经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为（ B）。
（A）72kPa； （B）36kPa； （C）16kPa； （D）38kPa
7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（B ）。
（A）91kPa； （B）81kPa； （C）72kPa； （D）41kPa
8．某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为1.5m，室地面比室外地面高0.3m，基础底面积为4m2，地基土的重度为17kN/m3，则基底压力为（ C）。
（A）229.7kPa； （B）230kPa； （C）233kPa； （D）236kPa
9．由建筑物的荷载在地基产生的应力称为（ B ）。
（A）自重应力； （B）附加应力；（C）有效应力； （D）附加压力
12．计算基础及上回填土的总重量时，其平均重度一般取（C ）。
（A）17kN/m3； （B）18kN/m3； （C）20kN/m3； （D）22kN/m3
13．在单向偏心荷载作用下，若基底反力呈梯形分布，则偏心距与矩形基础长度的关系为（ A ）。
（A）； （B） ； （C） ； （D）
16．已知两矩形基础，一宽为2m，长为4m，另一宽为4m，长为8m，若两基础的基底附加压力相等，则两基础角点下附加应力之间的关系是（ B ）。
（A）两基础基底下z深度处应力竖向应力分布相同
（B）小尺寸基础角点下z深度处应力与大尺寸基础角点下2z深度处应力相等
（C）大尺寸基础角殿下z深度处应力与小尺寸基础焦点下2z深度处应力相等
第五章土的压缩性
一、简答题＊
＊5．根据应力历史可将土（层）分为那三类土（层）？
试述它们的定义。
【答】 正常固结土（层）在历史上所经受的先期固结压力等于现有覆盖土重。
超固结土（层） 历史上曾经受过先期固结压力大于现有覆盖土重。
欠固结土（层） 先期固结压力小于现有覆盖土重。
＊7．何谓超固结比？
如何按超固结比值确定正常固结土？
【答】在研究沉积土层的应力历史时，通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。
比值为1则为正常固结土
8．何谓现场原始压缩曲线？
三类土的原始压缩曲线和压缩性指标由实验室的测定方法有河不同？
【答】现场原始压缩曲线是指现场土层在其沉积过程中由上覆盖土重原本存在的压缩曲线，简称原始压缩曲线。
室压缩试验所采用的土样与原位土样相比，由于经历了卸荷的过程，而且试件在取样、运输、试件制作以及试验过程中不可避免地要受到不同程度的扰动，因此，土样的室压缩曲线不能完全代表现场原位处土样的孔隙比与有效应力的关系。
施黙特曼提出了根据土的室压缩试验曲线进行修正得到土现场原始压缩曲线。
二、填空题
4．据前期固结压力，沉积土层分为 正常固结土 、 超固结土 、 欠固结土 三种。
5．在研究沉积土层的应力历史时，通常将 先期固结压力 与 现有覆盖土重 之比值定义为超固结比。
三、选择题
2．若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（ A ）
（A）土的压缩性较大 （B）土的压缩性较小
（C）土的密实度较大 （D）土的孔隙比较小
6．在饱和土的排水固节过程中，通常孔隙水压力u与有效力将发生如下的变化（ A ）
（A）u不断减少，不断增加； （B）u不断增加，不断减少
（C）u与均不断减少； （D）u与均不断增加
20．所谓土的固结，主要是指（ B ）
（A）总应力引起超孔隙水压力增长的过程
（B）超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程
（C）总应力不断增加的过程
（D）总应力和有效应力不断增加的过程
21．在时间因数表示式Tv=Cv/H2中，H表示的意思是（ A ）
（A）最大排水距离； （B）土层的意思是
（C）土层厚度的一半； （D）土层厚度的2倍
第六章地基变形
一、简答题
4．两个基础的底面面积相同，但埋置深度不同，若低级土层为均质各向同性体等其他条件相同，试问哪一个基础的沉降大？
为什么？
【答】引起基础沉降的主要原因是基底附加压力，附加压力大，沉降就大。
因而当基础面积相同时，其他条件也相同时。
基础埋置深的时候基底附加压力大，所以沉降大。
当埋置深度相同时，其他条件也相同时，基础面积小的基底附加应力大，所以沉降大。
5．何谓超固结比？
在实践中，如何按超固结比值确定正常固结土？
【答】在研究沉积土层的应力历史时，通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。
超固结比值等于1时为正常固结土
8．简述有效应力原理的基本概念。
在地基土的最终变形量计算中，土中附加应力是指有效应力还是总应力？
.【答】饱和土中任一点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力；或是有效应力总是等于总应力减去孔隙水压力。
此即饱和土中的有效应力原理。
土中的附加应力是指有效应力。
二、填空题
1．分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据 附加应力 应力和 自重应力 应力的比值确定的。
2．饱和土的有效应力原理为：
总应力σ=有效应力σˊ+孔隙水压力u ，土的 变形和 强度 只随有效应力而变。
地下水位上升则土中孔隙水压力 增大 有效应力 减小 。
3．地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为 固结度（固结比、固结百分数） 。
三、选择题
4．饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（ C）。
（A）1倍 ；（B）2倍 ；（C）4倍 ； （D）8倍
5．某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100mm，则最终固结沉降量为（ B ）。
（A）400mm； （B）250mm； （C）.200mm； （D）140mm
8．计算地基最终沉降量的规公式对地基沉降计算深度的确定标准是（ C ）。
（A） ；（B） ；（C） ；（D）
13．当土处于欠固结状态时，其先期固结压力与现有覆盖土重的关系为（ C）。
（A）； （B） ； （C） ；
16．土层的固结度与所施加的荷载关系是（ C ）。
（A）荷载越大，固结度也越大
（B）荷载越大，固结度越小
（C）固结度与荷载大小无关
第七章土的抗剪强度
一、简答题＊
2.同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？
【答】对于同一种土，抗剪强度指标与试验方法以及实验条件都有关系，不同的试验方法以及实验条件所测得的抗剪强度指标是不同。
4.为什么土中某点剪应力最大的平面不是剪切破坏面？
如何确定剪切破坏面与小主应力作用方向夹角？
【答】因为在剪应力最大的平面上，虽然剪应力最大，但是它小于该面上的抗剪强度，所以该面上不会发生剪切破坏。
剪切破坏面与小主应力作用方向夹角
6.试比较直剪试验三种方法和三轴压缩试验三种方法的异同点和适用性。
【答】
直剪试验
三轴压缩试验
试验方法
试验过程
成果表达
试验方法
试验过程
成果表达
快剪
（Q-test,quicksheartest）
试样施加竖向压力后，立即快速（0.02mm/min）施加水平剪应力使试样剪切
，
不固结不排水三轴试验，简称
不排水试验
（UU-test,unsolidationundrainedtest）
试样在施加围压和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过程中都不允许排水，试验自始至终关闭排水阀门
，
固结快剪
（consolidatedquicksheartest）
允许试样在竖向压力下排水，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪切破坏
，
固结不排水三轴试验，简称固结不排水试验
（CU-test,consolidationundrainedtest）
试样在施加围压时打开排水阀门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，再施加竖向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏
，
慢剪
（S-test,slowsheartest）
允许试样在竖向压力下排水，待固结稳定后，则以缓慢的速率施加水平剪应力使试样剪切
，
固结排水三轴试验，简称排水试验
（CD-test,consolidationdrainedtest）
试样在施加围压时允许排水固结，待固结稳定后，再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏
，
目前，室测定土的抗剪强度指标的常用手段一般是三轴压缩试验与直接剪切试验，在试验方法上按照排水条件又各自分为不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪与快剪、固结快剪、慢剪三种方法。
但直剪试验方法中的“快”和“慢”，并不是考虑剪切速率对土的抗剪强度的影响，而是因为直剪仪不能严格控制排水条件，只好通过控制剪切速率的快、慢来近似模拟土样的排水条件。
由于试验时的排水条件是影响粘性土抗剪强度的最主要因素，而三轴仪能严格控制排水条件，并能通过量测试样的孔隙水压力来求得土的有效应力强度指标。
如有可能，宜尽量采用三轴试验方法来测定粘性土的抗剪强度指标。
8.同钢材、混凝土等建筑材料相比，土的抗剪强度有何特点？
同一种土其强度值是否为一个定值？
为什么？
【答】
（1）土的抗剪强度不是常数；
（2）同一种土的强度值不是一个定值；（3）土的抗剪强度与剪切滑动面上的法向应力相关，随着的增大而提高。
14.三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法？
工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标？
【答】三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为不固结不排水剪.固结不排水剪和固结排水剪三种试验方法。
工程应用时，当地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时，可选用不固结不排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时，可选用固结排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件及施工速度界于两者之间时，可选用固结不排水剪切试验指标。
二、填空题
4.粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式 ，有效应力的表达式 。
5.粘性土抗剪强度指标包括 粘聚力 、 摩擦角 。
10.若反映土中某点应力状态的莫尔应力圆处于该土的抗剪强度线下方，则该点处于__稳定___状态。
11.三轴试验按排水条件可分为 不固结不排水三轴试验（不排水试验） 、 固结不排水三
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