1、土力学考试题目知识交流1.将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验,当试验经过的时间t为1小时时,测压管的水头高度从h1=310.8cm降至h2=305.6cm。已知试样的横断面积A为32.2cm2,高度l为3.0cm,变水头测压管的横段面积A为1.1cm2,求此土样的渗透系数k值。参考答案 k4.8107 cm/s2. 基坑开挖剖面如下图所示。其中粉质粘土夹粉砂层的孔隙比e1 1.10,土粒密度s12.75g/cm3,渗透系数k11.810-5 cm/s;砂土层的孔隙比e2 0.68,土粒密度s22.68g/cm3,渗透系数k23.610-2 cm/s。设砂土层层底的测压管水头位于地表下1
2、.5m处且保持不变,基坑开挖过程中坑内水位与坑底齐平。 (1)若将基坑底面以下土层内的渗流视为垂直单向渗流,试证明坑底下粉质粘土夹粉砂层与砂土层的平均等效渗透系数kz为: (2) 当开挖深度H5.0m时,求每昼夜基坑内单位面积的渗流量Q; (3)求不发生流土破坏的最大开挖深度Hmax。 参考答案 Q0.027m3/dm2,Hmax5.36m3. 某基坑施工中采用地下连续墙围护结构,其渗流流网如图220所示。已知土层的孔隙比 e0.96,土粒密度s2.70g/cm3,坑外地下水位距离地表1.2m,基坑开挖深度为8.0m,a、b点所在流网网格长度l1.8m,评判基坑中ab区段的渗流稳定性。 iab
3、0.34,ic0.87,渗流安全1. 将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验,已知试样的横断面积A为55.2cm2,高度l为10.0cm,水头高差为1.6m,达到渗流稳定后,量得10分钟内流经试样的水量为636cm,求此土样的渗透系数k值。参考答案 k1.210-3 cm/s2. 如下图所示的基坑,坑外水位h1 =1.8m,坑内水位h2 =0.6m,渗流流网如图中所示。已知土层渗透系数k1.210-2 cm/s,a点、b点和c点分别位于地表以下3.5m、3.0m和2.0m。试求:(1) 整个渗流区的单宽流量q;(2) ab段的平均渗透速度vab ; 参考答案 q4.98m3/dm,vab1
4、.4410-3cm/s 1.某地基为粉土,层厚4.80m。地下水位埋深1.10m,地下水位以上粉土呈毛细管饱和状态。粉土的饱和重度sat=20.1kNm3。计算粉土层底面处土的自重应力。参考答案 59. 48kPa2.已知矩形基础底面尺寸b=4m,l=10m,作用在基础底面中心的荷载N=400kN, M=240kNm(偏心方向在短边上),求基底压力最大值与最小值。参考答案 19.00kPa、1.00kPa3.有一矩形均布荷载p0=250kPa,受荷面积为2.0m6.0m的矩形面积,分别求角点下深度为0m、2m处的附加应力值以及中心点下深度为0m、2m处的附加应力值。参考答案 125kPa、8.
5、4kPa、250kPa、131.4kPa1. 已知矩形基础底面尺寸b=4m,l=10m,作用在基础底面中心的荷载N=400kN, M=320kNm(偏心方向在短边上),求基底压力分布。 参考答案 22.22kPa,02.某矩形基础底面尺寸为2.00m6.00m。在基底均布荷载作用下,基础角点下10.00m深度处的竖向附加应力为4.30kPa,求该基础中心点下5.00m深度处的附加应力值。参考答案 17.20kPa3. 有一个环形烟囱基础,外径 R=8m,内径 r= 4m。在环基上作用着均布荷载100kPa,计算环基中心点O下16m处的竖向附加应力值。参考答案 19.8kPa1.某地基的地表为素
6、填土,1=18.0kNm3,厚度h1=1.50m;第二层为粉土,2=19.4kNm3,厚度h2= 3.60m;第三层为中砂,3=19.8kNm3。厚度h3= 1.80m;第四层为坚硬整体岩石。地下水位埋深1. 50m。计算地基土的自重应力分布。若第四层为强风化岩石,基岩顶面处土的自重应力有无变化?参考答案 基岩顶面132.5kPa,有变化,78.5 kPa2.已知某工程为条形基础,长度为l,宽度为b。在偏心荷载作用下,基础底面边缘处附加应力pmax=150kPa,pmin=50kPa。计算此条形基础中心点下深度为:0,0.25b,0.50b,l.0 b,2.0 b,3.0 b处地基中的附加应力
7、。参考答案 100kPa,96kPa,82kPa,55. 2kPa,30. 6kPa,20. 8kPa3.某条形基础宽度为6.0m,承受集中荷载P=2400kNm,偏心距e=0.25m。计算基础外相距3.0m的A点下深度9.0m处的附加应力。参考答案 81.3kPa1.某原状土压缩试验结果如下表所示,计算土的压缩系数 a1-2、压缩指数cc和相应侧限压缩模量Es1-2 ,并评价此土的压缩性。压应力p(kPa)50100200300孔隙比e0.9620.9500.9360924参考答案 0.14MPa-1,0.047,13.9MPa;中压缩性 2.某工程矩形基础长度3.60m,宽度2.00m,埋
8、深d=1.00m。地面以上上部荷重N=900kN。地基为粉质粘土,=16.0kNm3,孔隙比e0=1.0,压缩系数a=0.4Mpa-1。试用应力面积法计算基础中心O点的最终沉降量。参考答案 68.4mm3. 厚度为8m的粘土层,上下层面均为排水砂层,已知粘土层孔隙比e0=0.8,压缩系数a=0.25Mpa-1,渗透系数k=0.000000063cm/s,地表瞬时施加一无限分布均布荷载p=180kPa。分别求出加荷半年后地基的沉降和粘土层达到50%固结度所需的时间。参考答案 14.7cm,0.22年1. 一饱和粘土试样在压缩仪中进行压缩试验,该土样原始高度为20mm,面积为30cm2,土样与环刀
9、总重为1.756N,环刀重0.586N。当荷载由p1=100kPa增加至p2=200kPa时,在24小时内土样的高度由19.31mm减少至18.76mm。试验结束后烘干土样,称得干土重为0.910N。求土样的初始孔隙比e0。参考答案 0.7652. 某土样的压缩试验结果如下表所示,计算其压缩系数 a1-2、压缩指数cc和相应侧限压缩模量Es1-2 ,并评价此土的压缩性。压应力p(kPa)50100200300孔隙比e0.8600.8520.8360825参考答案 0.16MPa-1,0.053,11.6MPa;中压缩性 3. 某柱基底面尺寸为4.00m 4.00m,基础埋深d=2.00m。上部
10、结构传至基础顶面中心荷载N=4720kN。地基分层情况如下:表层为细砂,1=17.5kNm3,Es1=8.0MPa,厚度h1=6.00m;第二层为粉质粘土,Es2=3.33MPa,厚度h2=3.00m;第三层为碎石,厚度h3=4.50m,Es3=22MPa。用分层总和法计算粉质粘土层的沉降量。参考答案 60mm4. 厚度为6m的饱和粘土层,其下为不可压缩的不透水层。已知粘土层的竖向固结系数Cv=0.0045cm2/s,=16.8kN/m3。粘土层上为薄透水砂层,地表瞬时施加无穷均布荷载p=120kPa。(1) 若粘土层已经在自重作用下完成固结,然后施加p,求达到50%固结度所需的时间。(2)
11、若粘土层尚未在自重作用下固结,自重固结同时施加p,求达到50%固结度所需的时间。参考答案 0.51年,0.57年1. 已知一矩形基础底面尺寸为5.6m4.0m,基础埋深d=2.0m。上部结构总荷重P=6600kN,基础及其上填土平均重度取20kNm3。地基土第一层为填土,1=17.5kNm3,厚度h1=6.0m;第二层为粘土,2=16.0kNm3,e0=1.0,a=0.6MPa-1,厚度h2=1.60m;第三层为卵石,Es3=25MPa。试用简化方法求粘土层的最终沉降量。参考答案 48mm2. 某柱基底面积为2.00m2.00m,基础埋深d=l.50m。上部结构中心荷载作用在基础顶面N=576
12、kN。地基土分层为:第一层杂填土,1=17.0kNm3,厚度h1=1.50m;第二层为粉土,2=18.0kNm3,Es2=3MPa,厚度h2=4.40m;第三层为卵石,Es3=20MPa,厚度h3=6.5m。用应力面积法计算柱基最终沉降量。参考答案 123.5mm3. 地基为正常饱和粘土,其厚度为12m,在外荷作用下产生的附加应力沿土层深度分布可简化为梯形。上为透水层,下为不透水层,透水面附加应力为180kPa,不透水面附加应力为120kPa。设e0=0.82,a=0.0002m2/kN,k=2.1cm/年。求地基受荷1年时的沉降量和地基完成沉降90%所需要的时间。参考答案 19.78cm,6
13、.52年1.某高层建筑地基取原状土进行直剪试验,4个试样的法向压力p分别为100,200,300,400kPa,测得试样破坏时相应的抗剪强度为f分别为67,119,162,216kPa。试用作图法,求此土的抗剪强度指标c、值。若作用在此地基中某平面上的正应力和剪应力分别为225kPa和105kPa,试问该处是否会发生剪切破坏?参考答案 c=18kPa,= 2620,不会发生剪切破坏 2. 已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩擦角为32。若将此土样置于三轴仪中进行三轴剪切试验,当小主应力为40kPa时,大主应力为多少才使土样达到极限平衡状态?参考答案 159kPa3. 已知地基中某一点所受的最大主
14、应力为1=600kPa,最小主应力3=100kPa。绘制摩尔应力圆;求最大剪应力值和最大剪应力作用面与大主应力面的夹角;计算作用在与小主应力面成30的面上的正应力和剪应力。参考答案 250kPa,45,225kPa,217kPa4. 某地基为饱和粘土,进行三轴固结不排水剪切试验,测得4个试样剪损时的最大主应力1、最小主应力3和孔隙水压力u的数值如下表。试用总应力法和有效应力法,确定抗剪强度指标。1(kPa)1452183104013(kPa)60100150200u(kPa)315792126参考答案 =176,c=13kPa;= 3412,c=3kPa1. 已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩
15、擦角为32度。若将此土样置于直剪仪中作直剪试验,当竖向应力为100kPa时,要使土样达到极限平衡状态,需加多少水平剪应力?参考答案 70.5kPa2. 某干砂试样进行直剪试验,当法向压力=300kPa时,测得砂样破坏的抗剪强度f=200kPa。求:(1)此砂土的内摩擦角;(2)破坏时的最大主应力1与最小主应力3;(3)最大主应力与剪切面所成的角度。参考答案 3342;673kPa,193kPa;2893. 某粘性土试样由固结不排水试验得有效抗剪强度指标:有效内聚力24kPa,有效内摩擦角22,如果该试样在周围压力200kPa下进行固结排水试验至破坏,试求破坏时的大主应力。参考答案 510kPa
16、 4. 条形基础下地基土体中一点的应力为:z=250kPa,x=100kPa,=40kPa。已知地基为砂土,土的内摩擦角=30。问该点是否发生剪剪切破坏?若z和x不变,值增大为60kPa,该点是否安全?参考答案 未破坏;剪切破坏1. 取砂土试样进行直剪试验,试样水平面积为25cm2,竖向荷载p=375N,试验结果如下表。剪切位移(mm/100)040100140180240320剪力(N)06.156.0110.3169.5233.0125.0(1) 绘制剪应力(kPa)与剪切位移(mm)的关系曲线并确定砂土的抗剪强度f ;(2) 计算此砂土的内摩擦角。考答案 93kPa;31482. 已知地
17、基中某点处两个相互垂直平面上的正应力分别为800kPa和300kPa,剪应力均为200kPa。求:(1) 最大主应力1和最小主应力3;(2) 若地基土的粘聚力c=55.0kPa,内摩擦角=30判断该点的平衡状态。参考答案 870kPa,230kPa;稳定平衡3. 饱和土样进行无侧限抗压试验,得无侧限抗压强度为152kPa,如果对同种土进行不固结不排水三轴试验,周围压力为172kPa,问总竖向压应力为多少时,试样将发生破坏?参考答案 324kPa1. 挡土墙高6m,墙背垂直,光滑,墙后填土面水平,填土重度18kN/m3,饱和重度为19kN/m3,内聚力c=0,内摩擦角=30,求:(1) 墙后无地
18、下水时的主动土压力分布与合力;(2) 挡土墙地下水位离墙底2m时,作用在挡土墙上的土压力土压力和水压力。参考答案 (1)土压力合力为108kN/m;(2)土压力合力为122kN/m2. 挡土墙高4.5m,墙背垂直、光滑,墙后土体表面水平,土体重度=18.5kNm3, c=10kPa, =25,求主动土压力沿墙高的分布及主动土压力合力的大小和作用点位置。参考答案 Z0=1.7m,墙底a=21kPa,合力Ea=29.4kN/m3. 挡土墙高6m,墙背垂直、光滑,墙后土体表面水平,第一层土为砂土,厚度2m,土层物理力学指标为:1 =19.0kNm3,1=25,第二层为粘性土,厚度4m,土层物理力学指
19、标为:2 =18.0kNm3,c2=10kPa,2=20,求主动土压力强度,并绘出主动上压力沿墙高的分布。参考答案 0,15.4kPa,4.6kPa,39.9kPa4. 挡土墙高5m,墙背倾斜角(俯斜) =20,填土倾角=20,填土重度 =19.0kN/ m3, c=0kPa,=25,填土与墙背的摩擦角=15,用库仑土压力理论计算:(1)主动土压力的大小、作用点位置和方向;(2)主动土压力沿墙高的分布。参考答案 Ka=0.862,Ea=204.7kN/m 1. 挡土墙高5m,墙背竖直,光滑,墙后填土面水平,填土重度19kN/m3,c=10kPa,内摩擦角=30,求墙后主动土压力分布和主动土压力
20、的合力。参考答案 合力为32kN/m2. 某挡土墙高4.0m,墙背竖直、光滑。墙后填土表面水平。墙后填土为砂土,填土中的地下水位位于离墙顶2.0m处。砂土的重度=18.0kN/m3,饱和重度为sat=21.0kNm3,内摩擦角=36。求挡土墙的静止土压力E0、主动土压力Ea和水压力Ew。参考答案 52.0kN/m;33.8kNm; 20.0kN/m3. 已知某挡土墙高H=5.0m,墙顶宽b=1.5m,墙底宽B=2.5m。墙面竖直,墙背倾斜,填土表面倾斜=12,墙背摩擦角=20。墙后填土为中砂,重度=17.0kNm3,内摩擦角=30。求作用在此挡土墙背上的主动土压力 Ea和Ea的水平分力与竖直分
21、力。参考答案 106kNm; 90.5kNm; 55.0kNm 1. 已知某挡土墙高度4.0m,墙背竖直、光滑。墙后填土表面水平。填土为干砂,重度=18.0kN/m3,内摩擦角=36。计算作用在此挡土墙上的静止土压力E0;若墙向前移动后产生主动上压力Ea,计算主动上压力Ea的大小。参考答案 57.6kN/m;37.4kN/m 2. 挡土墙高10m,墙背垂直、光滑,墙后填土面水平,第一层土为粘性土,厚度5m,重度=20.0kN/m3,粘聚力c=10kPa,内摩擦角=20;第二层土为砂土,厚度5m,重度=20.0kN/m3,粘聚力c=10kPa,内摩擦角=30。作出主动土压力强度分布图。参考答案
22、0.0,35.0kPa,33.3kPa,66.7kPa3. 某挡土墙高4m,墙背倾斜角20度,填土面倾角10度,填土重度20kN/m3,内聚力0,内摩擦角30度,填土与墙背摩擦角15度,则主动土压力大小为多少? 参考答案 89.6kN/m4. 某挡土墙高度10.0m,墙背竖直、光滑,墙后填土表面水平。填土上作用均布荷载q=20kPa。墙后填土分两层:上层为中砂,重度1=18.5kNm3,内摩擦角1=30,层厚h1=3.0m;下层为粗砂,2=19. 0kNm3,2=35。地下水位在离墙顶6.0m位置。水下粗砂的饱和重度为sat=20.0kNm3。计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。参考答
23、案 298kN/m,80.0kN/m1. 已知一均匀土坡,坡角=30,土的重度=16.0kNm3,内摩擦角=20,粘聚力c=5kPa。计算此粘性土坡的安全高度H 。参考答案 12.5m2. 某简单粘土土坡高8m,边坡坡度为1:2,土的重度=17.2kNm3,粘聚力c=5kPa,内摩擦角=19,先按费伦纽斯近似法确定最危险滑动面圆心位置,再用条分法计算土坡的稳定安全系数K。参考答案 K1.721. 已知某路基填筑高度H=10.0m,填土的重度=18.0kNm3,内摩擦角=20,粘聚力c=7kPa求此路基的稳定坡角。参考答案 352. 某高层住宅基坑开挖深度H=6.0m,土坡坡度为1:1。地基土分
24、两层:第一层为粉质粘土,天然重度1=18.0kNm3,内摩擦角1=20,粘聚力c1=5.4kPa,层厚h1=3.0m;第二层为粘土,重度1=19.0kNm3,2=16,c2=10kPa,h2=10.0m。试用圆弧法计算此土坡的稳定安全系数。参考答案 K1.01. 某条形基础基底宽度b=3.00m,基础埋深d=2.00m,地下水位接近地面。地基为砂土,饱和重度sat=21.1kN/m3,内摩擦角=30,荷载为中心荷载。求:(1) 地基的临界荷载;(2) 若基础埋深d不变,基底宽度b加大一倍,求地基临界荷载;(3) 若基底宽度b不变,基础埋深加大一倍,求地基临界荷载;(4) 从上述计算结果可以发现
25、什么规律?参考答案 164kPa,204kPa,289kPa;基底宽度与基础埋深增大时,地基临界荷载都将随之增大,但埋深d的增大使临界荷载增大更显著。2. 条形筏板基础宽度b=12m,埋深d2m,建于均匀粘土地基上,粘土的18kN/m3,=15,c15kPa,试求(1) 临塑荷载Pcr和界限荷载P1/4值;(2) 用太沙基公式计算地基极限承载力Pu值。(3) 若地下水位位于基础底面处(sat19.7kN/m3),计算Pcr和P1/4值参考答案 155.3kPa,255.3kPa;548.1kPa;155.3kPa,193.8kPa3.一矩形基础宽度b=3m,长度l=4m,埋深d2m,建于饱和软
26、粘土地基上,地基土的18kN/m3,=0,cu12kPa,试用斯开普顿公式计算该地基地短期承载力值。参考答案 114.2kPa 1. 已知条形基础,基础埋深d=1.20m,地基土的天然重度=18.0kNm3,粘聚力c=25kPa,内摩擦角=15。计算地基的临塑荷载pcr。参考答案 162.7kPa2. 某条形基础基底宽b=2.40m,埋深d=1.20m。地基表层为人工填土,天然重度1=18.0kNm3,层厚1.20m;第层为粘土,天然重度2=19.0kNm3,内摩擦角=15,粘聚力c=16kPa。地下水位埋深1.20m。按太沙基公式计算基底处地基的极限承载力。参考答案 323kPa3. 天然地基独立浅基础,基础长度l=4.00m,基底宽度b=3.00m,基础埋深d=2.00m。地基为粉土,土的天然重度=18.6kN/m3,内摩擦角=16,粘聚力c=8kPa,无地下水,荷载倾斜角0=1118。计算地基的极限荷载。参考答案 247kPa
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