土力学与地基基础试题及答案.docx

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土力学与地基基础试题及答案

土力学及地基基础试卷

（一）

（考试时间150分钟）

第一部分选择题

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的（）

A．颗粒级配越好B．颗粒级配越差

C．颗粒大小越不均匀D．不均匀系数越大

2．判别粘性土软硬状态的指标是（）

A．塑性指数B．液性指数

C．压缩系数D．压缩指数

3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力（）

A．方向向下B．等于或大于土的有效重度

C．方向向上D．方向向上且等于或大于土的有效重度

4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是（）

A．均匀的B．曲线的

C．折线的D．直线的

5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是（）

A．附加应力的变化B．总应力的变化

C．有效应力的变化D．自重应力的变化

6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果（）

A．偏于安全　　B．偏于危险

C．安全度不变　D．安全与否无法确定

7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是（）

A．β<φ　　B．β=φ

C．β>φD．β≤φ

8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是（）

A．钻孔柱状图　　　B．工程地质剖面图

C．地下水等水位线图D．土工试验成果总表

9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck按公式

确定地基承载力的特征值。

偏心距的大小规定为（注：

Z为偏心方向的基础边长）（）

A．e≤ι/30B．e≤ι/10

C．e≤b/4　D．e≤b/2

10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是（）

A．减小液化的可能性B．减小冻胀

C．提高地基承载力　D．消除湿陷性

第二部分非选择题

二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。

12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数Cu值愈____。

13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。

14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型。

15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成________关系的半空间。

16.前期固结压力大于现有土自重应力的土称为________土。

17.土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和________验测定。

18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与____有关。

19.墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零，则该深度称为____。

20.确定钢筋混凝土基础的高度和配筋时，上部结构传来的荷载效应应取________极限状态下荷载效应的基本组合。

三、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

21.潜水

22.正常固结土

23.抗剪强度

24.钻探

25.灌注桩

四、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）

26.什么叫土的压缩性？

土体压缩变形的原因是什么？

27.哪些情况下桩产生负摩擦阻力？

五、计算题（本大题共7小题，共50分）

28.在对某地基土进行试验时，以环刀切取土样。

土样高度2cm，上、下底面积为50cm²，称得原状土样质量为190g，烘干后土样质量为150g。

试计算土样的密度和含水量。

若该土样处于饱和状态，试计算土样的孔隙比。

（6分）

29.有一柱下单独基础，其基底面积为2.5x4m²，埋深d=2m，作用于基础底面中心的荷载为3000kN，地基为均质粘性土，其重度为γ=18kN/m³，试求基础底面处的附加压力P0。

（5分）

30.某场地第一层为粘性土层，厚度为4m，其下为基岩，经试验测得粘性土层的平均孔隙比e=0.700，平均压缩系数a=0.5Mpa-1。

求该粘性土的平均压缩模量Es。

现在粘性土层表面增加大面积荷载p=1OOkPa，求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终固结沉降量。

（5分）

31.某框架柱采用预制桩基础，如图示，柱作用在承台顶面的荷载标准组合值为Ｆｋ=2600kN，Mk=300kN·m，承台埋深d=1m，单桩承载力特征值为Ra=700kN。

试进行单桩竖向承载力验算。

（6分）

32.某土样直剪试验结果为：

对应于法向应力50kPa、1OOkPa、200kPa时的抗剪强度分别为27.5kPa、55.OkPa、110.OkPa;

（1）确定该土的抗剪强度指标；（5分）

（2）若地基中某点的σ3=1OOkPa，σ1=280kPa，该点是否已发生剪切破坏？

（3分）

（3）当作用在此土中某平面的法向应力为300kPa、剪应力为160kPa时，该面是否会剪切破坏？

（3分）

33.某工业厂房柱基础，基底尺寸4×6m²，作用在基础顶部的竖向荷载F=3000kN，弯矩M=2100kN·m，地质条件及基础埋深如图所示，地下水位于基础底面处，试验算该地基土承载力是否满足要求。

（γw=1OkN/m³，γG=20kN/m³）（8分）

34.某挡土墙高7m，墙后填土指标如图示。

试采用朗肯土压力理论求作用于墙背上的主动土压力分布（不要求计算土压力合力及作用点）。

（9分）

土力学及地基基础试卷

（一）答案详解

一、单项选择题

1．B【解析】曲线越陡，表示颗粒大小相差不多，土粒较均匀，颗粒级配越差。

2．B【解析】液性指数是判别粘性土软硬状态的指标，根据液性指数可将粘性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种状态。

3．D【解析】只有在动水力抵消了土的有效重度，即两者方向向上且等于或大于土的有效重度时，才会产生流砂。

4．D【解析】σCZ=γz，对于均质土，γ不变，即土的竖向自重应力沿深度成线性分布。

5．C【解析】土中剪力主要由土粒骨架来承担，即土的抗剪强度的变化主要与有效应力的变化有关。

6．A【解析】极限荷载公式是按条形基础受均布荷载的情况推导而得的，如用于矩形基础时有一定的误差，但结果偏于安全。

7．A【解析】只要坡角小于内摩擦角，土坡就稳定，土坡稳定性与坡高无关。

8．C【解析】工程地质勘察报告常用图表有钻孔柱状图、工程地质剖面图、土工试验成果总表和钻孔平面位置图。

9．A

10.C【解析】预压法是通过加速饱和软土排水固结，从而提高其地基承载力，减小沉降量。

二、填空题

11.基础12．小

13杂填土14.潜水

15.线性16.超固结

17.无侧限抗压强度18.坡角

19.临界深度20.承载能力

三、名词解释题

21．埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水称为潜水。

22.天然土层逐渐沉积到现在地面，经历了漫长的地质年代，在土的自重应力作用下已经达到固结稳定状态，则其前期固结压力等于现有的土自重应力，这类图称为正常固结土。

23.土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，当剪阻力增大到极限值时，土就处于剪切破F坏的极限状态，此时的剪应力也就达到极限，这个极限值就是土的抗剪强度。

24.钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，也可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质的一种勘探方法。

25.灌注桩是直接在所设计桩位处成孔，然后在孔内放置钢筋笼（也有省去钢筋的）再浇灌混凝土而成的桩。

四、简答题

26.什么叫土的压缩性？

土体压缩变形的原因是什么？

答：

土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。

土体产生压缩变形是因为在压缩过程中，颗粒间产生相对移动、重新排列并互相挤紧，同时，土中一部分孔隙水和气体被挤出导致土中孔隙体积减小，产生压缩变形。

27．哪些情况下桩产生负摩擦阻力？

答：

产生负摩阻力的情况有以下几种：

（1）位于桩周的欠固结粘土或松散厚填土在重力作用下产生固结；

（2）大面积堆载或桩侧地面局部较大的长期荷载使桩周高压缩性土层压密；

（3）在正常固结或弱超固结的软粘土地区，由于地下水位全面降低（例如长期抽取地下水），致使有效应力增加，因而引起大面积沉降；

（4）自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷；

（5）打桩使已设置的临桩抬升。

在上述情况下，土的重力和地面荷载将通过负摩阻力传递给桩。

五、计算题

土力学及地基基础试卷

（二）

（考试时间150分钟）

第一部分选择题

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．用以衡量土透水性大小的指标是（）

A．水头梯度B．渗透系数

C．动水力　D．相对密实度

2．关于自重应力，下列说法错误的是（）

A．由土体自重引起　　　　　　　B．一般不引起地基沉降

C．沿任一水平面上均匀地无限分布D．大小仅与土的天然重度相关

3．土体的总应力抗剪强度指标为c、φ，有效应力抗剪强度指标为c＇、φ＇则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为（）

4．太沙基的地基极限承载力理论假设基础底面是（）

A．粗糙的条形面积B．光滑的条形面积

C．粗糙的矩形面积D．光滑的矩形面积

5．当挡土墙后填土中有地下水时，墙背所受的总压力将（）

A．增大B．减小

C．不变D．无法确定

6．详细勘探探孔的深度以能控制地基主要受力层为原则，当基础宽度不大于5m，且沉降计算深度内无软弱下卧层时，对条形基础，探孔深度一般可取基础宽度的（）

A．1倍B．2倍

C．3倍D．4倍

7．如果矩形底面基础的尺寸为1xb=10mx7m，在进行地基承载力特征值修正时，公式中6应取（）

A．3mB．4m

C．6mD．7m

8．对于砌体承重结构，在计算地基变形时，控制的变形特征是（）

A．沉降量B．倾斜

C．局部倾斜D．沉降差

9．以承受竖向荷载为主的桩基础，桩顶嵌入承台的长度不宜小于（）

A．10mmB．20mm

C．50mmD．150mm

10.一般情况下，软土的不排水抗剪强度值小于（）

A．1OkPaB．20kPa

C．40kPaD．60kPa

第二部分非选择题

二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

11.粘性土按塑性指数分为粉质粘土和粘土，粉质粘土的塑性指数为____。

12.埋藏在地表浅处、局部隔水层之上且具有自由水面的地下水称为____。

13.布辛涅斯克解是弹性解，竖向集中荷载作用点处的应力将趋于____。

14.在局部荷载作用下，地基中的竖向附加应力分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之内，而且分布在荷载面积以外，这种现象称为附加应力的____现象。

15.土的压缩模量E是土在____条件下应力与应变的比值。

16.饱和土的渗透固结过程是有效应力逐渐增加，孔隙水压力逐渐____的过程。

17.按剪切前的固结程度、剪切时的排水条件以及加荷速率，直剪试验可划分为快剪、________和慢剪三种试验方法。

18.粘性土土坡稳定性分析的瑞典条分法，其基本原理是：

假定土坡的滑动面为________面。

19.对一级建筑物的场地进行地质勘察时，每一主要土层的试样数量不宜少于________个，同一土层孔内的原位测试数据不应少于6组。

20.计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的________组合计算，且不应计入风荷载和地震作用。

三、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

21.液性指数

22.压缩模量

23.触变性

24.鉴别孔

25.摩擦型桩

四、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）

26.三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？

27.松散砂土产生液化的机理是什么？

防止砂土液化的主要方法是什么？

五、计算题（本大题共7小题，共50分）

28.对某砂土进行常水头渗透试验，该砂土的渗透系数k=0.02cm/s，试样长度ι=15cm，试样两端的水头差h=45cm。

求水在土中的渗透速度。

（4分）

29.已知作用于基础上部的荷载F=2800kN，基础底面尺寸为4×5（m2），地基土为均质粘性土，其重度γ=19kN/m3，基础底面埋深2m，试求基底附加压力P0。

（已知基础及其上的土的平均重度γG=20kN/m3）（6分）

30.已知某地基土的内摩擦角φ=30°，粘聚力c=20kPa，地基中某点受到的大主应力σ1=450kPa，小主应力σ3=150kPa，试用数解法判断该点是否达到极限平衡状态？

（7分）

31.设某荷载在地基中引起的附加应力如图所示，若已知土体平均压缩模量Es=5MPa，试求图中BC两点间土层的最终沉降量ASBC。

当地基平均固结度达到60%时，该沉降量将是多少？

（7分）

32.某挡土墙高4m，墙后填土的物理力学指标如图示。

现实测得作用在挡土墙背上的水平向土压力合力值为70kN/m。

试用朗肯土压力理论验算墙后土体是否已达到主动极限平衡状态。

（7分）

33.某墙下条形基础在地面处的轴向力设计值Ⅳ=160kN/m，基础埋深1.Sm，地基为粘性土（ηb=O，ηd=1.1），γ=16.OkN/m³，γsat=17.6kN/m³，地基承载力标准值fak=130kN/m2，地下水位位于地面下0.5m，试设计该基础。

（9分）

（已知基础及土的平均重度γG=20.OkN/m³，水的重度γw=10.OkN/m³）

34.有一柱下桩基础，采用4根直径为500mm的灌注桩，桩的布置及承台尺寸如图示（平面图中尺寸单位为毫米），承台埋深取1.5m，桩长为9m，穿过粉质粘土进人中砂层2.5m，粉质粘土的桩侧阻力特征值qsla=25kPa，中砂的桩侧阻力特征值qs2a=40kPa，桩端阻力特征值qPa=3500kPa。

（1）按经验公式计算单桩竖向承载力特征值Ra；（6分）

（2）相应于荷载效应标准组合时，作用于地面标高处的竖向力Fk=3500kN，弯矩Myk=200kN·m，验算桩的承载力是否满足要求。

（4分）

土力学及地基基础试卷

（二）答案详解

一、单项选择题

1．B【解析】土的渗透系数是表示土透水性质的常数。

2．D【解析】自重应力的大小与土的天然重度相关和地下水位以及深度有关。

3．C【解析】破坏面与大主应力作用面的夹角为

，只有取为有效内摩擦角的时候才能代表实际破裂角，即夹角为

。

4．A【解析】太沙基公式适用于均质地基上基础底面粗糙的条形基础。

5．A【解析】当挡土墙后填土中有地下水时，墙背同时受到土压力和静水压力的作用，显然，作用在挡土墙上的总侧压力增大了。

6．C【解析】勘探孔深度对条形基础一般可取为3.Ob。

7．C【解析】6为基础地面宽度，当6大于6m时取b=6m。

8．C【解析】由于地基不均匀、建筑物荷载差异大或体型复杂等因素引起的地基沉降，对于砌体承重结构，应由局部倾斜控制。

9.C10.B

二、填空题

11.10

13.无穷大14.扩散

15.完全侧限16.消散

17.固结快剪18.圆弧

19.620．标准

三、名词解释题

21.液性指数是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。

22.土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的竖向应变的比值即为土的压缩模量。

23.粘性土抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。

24．在钻机钻进时，仅取扰动土样，用以鉴别土层分布、厚度、及状态的钻孔，称为鉴别孔。

25.桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受的桩称为摩擦型桩。

四、简答题

26.三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，如果施工进度快，而地基土的透水性低且排水条件不良，可采用不固结不排水试验的结果，如果加荷速率较慢，地基土的透水性较大，以及排水条件又较佳，则可采用固结排水试验的结果，对于一般排水条件下的土，则应采用固结不排水试验的结果。

27.松散砂土产生液化的机理是什么？

防止砂土液化的主要方法是什么？

答：

在振动（如地震）作用下，松散砂土将产生液化，液化的原因在于砂土受到振动后趋于密实，导致土体中孔隙水压力骤然上升，相应土粒间的有效应力减小，从而降低了土的强度。

在周期性的振动荷载作用下，孔隙水压力逐渐累积，甚至可以抵消有效应力，使得土粒处于悬浮状态。

此时土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性，这种现象就称为液化。

防止砂土产生液化的主要方法是改良土质，增加砂土的密实度。

施加动荷载是增加砂土密实度的有效方法。

五、计算题

Ea

土力学及地基基础试卷（四）

（考试时间150分钟）

第一部分选择题

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．靠近山区坡底的洪积土，具有的特点是（）

A．颗粒细小、地下水位较深B．颗粒较粗、地下水位较浅

C．颗粒细小、地下水位较浅D．颗粒较粗、地下水位较深

2．某土样的液限WL=36%，塑限wP=21%，天然含水量w=26%，则该土的液性指数为（）

A．0.15B．0.33

C．0.67D．15

3．地下水位上升将使土中自重应力（）

A．增大B．不变

C．减小D．在砂土中增大，在粘性土中减小

4．某一土层加荷经历一定时间后，其平均固结度的大小（）

A．与加荷经历时间成线性关系B．与土层厚度成线性关系

C．与固结系数相关D．与土的内摩擦角大小相关

5．土体达到极限平衡时，剪切破坏面与最大主应力σ1作用方向的夹角为（）

6．下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是_________为静止侧压力系数。

（）

A．滑动圆弧的圆心位置B．滑动圆弧的半径

C．土坡的坡高D．土坡的坡角

7．在详细勘察阶段，应取试样进行测试，每一场地每一主要土层的试样数量不应少于（）

A．3个B．6个

C．10个D．15个

8．砌体承重房屋设计中，应控制的地基变形特征是（）

A．沉降量B．沉降差

C．倾斜D．局部倾斜

9．用静载试验确定单桩承载力时，如果Q-s曲线呈缓变型，则常取桩顶总沉降量为一定值时所对应的荷载为单桩竖向极限承载力，该沉降量宜取（）

A．10mmB．40mm

C．100mmD.150mm

10.下列地基中，不适合用水泥土搅拌法处理的是（）

A．淤泥B．粘性土

C．粉土D．膨胀土

第二部分非选择题

二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

11.土的结构主要是指土粒或土粒集合体的大小、形状、相互排列与联结等，一般分为单粒结构、絮状结构和____结构。

12.粘性土主要按____分类。

13.士的渗透系数可以通过室内渗透试验或____试验来测定。

14．在偏心荷载的作用下，当基底的偏心距e=1/6时，基底压力呈_________分布。

15.土在压力作用下体积缩小的特性称为土的____。

16.粘性土抗剪强度的库伦定律表达式为____。

17.土的灵敏度越高，其结构性_________。

18.当挡土墙的刚度很大，无水平位移时，墙背上受到的土压力称为____。

19.常用的工程地质勘探方法有坑探、____和触探。

20.在按土的冻胀要求确定基础的最小埋深时，强冻胀性地基土上，基底下允许的残留冻土层厚度dfr等于________。

三、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

21.土的构造

22.有效应力

23.临塑荷载

24.触探

25.桩侧负摩阻力

四、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）

26.简要说明如何通过三轴压缩试验获得土的抗剪强度参数（指标）。

27.简述桩基础的设计内容。

五、计算题（本大题共7小题，共50分）

28.某饱和粘性土，其体积为V=160cm3，土粒相对密度ds=2.74，孔隙比e=0.95，试填充下图中的空白项。

（水的密度取pw=1g/cm3）（6分）

29.某独立基础，底面尺寸ιxb=3x2m2，埋深d=2m，作用在地面标高处的荷载F=1OOOkN，

力矩M=200kN·m，试计算基础底面边缘处地基与基础之间的最大压力值pmax。

（7分）

30.地基土为水平成层分布，第一层为粉土，厚度为3m，天然重度γ=18kN/m3，饱和重度γ1sat=20kN/m3，第二层为粉质粘土、很厚，饱和重度γ2sat=19kN/m3，现地下水位从地面下1m处永久下降了2m，即下降到粉质粘土层顶面。

求：

由于水位下降引起的粉质粘土层顶面的沉降量（计算厚度取5m）。

（7分）

31.某条形基础下地基中某点的大主应力σ1=600kPa，小主应力σ3=200kPa，已知地基土的抗剪强度指标c=1OkPa，φ=30°，试用数解法判断该应力状态下该点是否达到剪切破坏，并求与大主应力作用面成30°角的平面上的正应力和剪应力。

（7分）

32.某承重墙下条形基础及地基情况如图所示，上部结构传来荷载F=250kN/m，试确定该基础的宽度b。

（8分）

33.图示挡土墙，墙高H为5m，填土表面作用大面积分布的荷载q=25kPa，填土的物理力学指标如图，试用朗肯理论计算被动土压力EP的大小。

（7分）

34.如图所示，某柱采用桩基础，矩形承台，矩形截面的钢筋混凝土预制桩的截面边长为500mm×500mm，承台底面位于天然地面下1.60m，天然地面下为4.60m厚的粉质粘土，qsla=45kPa;其下为很厚的砂土，qs2a=80kPa，qpa=5500kPa，试按经验公式计算该桩的竖向承载力特征值Ra。

（8分）

土力学及地基基础试卷（四）答案详解

一、单项选择题

1．D【解析】靠近山区坡底的洪积土特点是颗粒较粗、所处地势较高、地下水位较深，且地基承载力较高。

2．B【解析】

3．C【解析】地下水位上升将使土中自重应力由天然重度变为浮重度而减小。

4．C【解析】可以从土的固结度公式看出平均固结度的大小与固结系数相关。

5．D【解析】土中某点处于极限平衡状态时，剪切破坏面与大主应力作用方向所成的角度是45°-φ/2；而剪切破坏面与大主应力作用面所成的角度是45°+φ/2。

6．D【解析】只要坡角β<φ，土坡就稳定，而且与坡高无关。

7．B【解析】每一场地每一主要土层的试样数量不应少于6个，同一土层的孔内原位测试数据不应少于6组。

8．D【解析】由于地基不均匀、建筑物荷载差异大或体型复杂等因素引起的地基沉降，对于砌体承重结构，应由局部倾斜控制。

9．B【解析】当Q-s曲线呈缓变型时，取桩