土力学期末复习习题.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流土力学期末复习习题.精品文档.第一章 土的三相组成1-1.取干土重5.10N，通过筛分和水分法测得其结果如表1-1。要求1)绘制土的级配曲线； 2)确定不均匀系数Cu，并判断其级配好坏。表1-1 颗粒分析成果表粒径(mm)>22-0.50.5-0.250.25-0.1<0.1<0.05<0.005重量(N)00.351.252.51.00.830.271-2. 三种土的土颗粒级配分布曲线如下图所示，回答下列说法哪些是正确的?1) A的不均匀系数比B大；2) A的有效粒径比B大；3) C所含的粘粒百分率最多。 1-3从干土样中称取1000g的试样，经标准筛充分过筛后称得各级筛上留下来的土粒质量如下表所示。试求土中各粒组的质量的百分含量，与小于各级筛孔径的质量累积百分含量。 筛分析试验结果 筛孔径（mm） 2.0 1.0 0.5 0.25 0.075 底盘 各级筛上的土粒质量（g） 100 100 250 350 100 100 第二章 土的物理性质与工程分类2-1.某地基土试验中，测得土的干重度d=15.7KN/m3,含水量=19.3%,土粒比重Gs=2.71。求:该土的孔隙比e、孔隙度n及饱和度S r。2-2.某地基土样数据如下：环刀体积为60cm3，湿土质量0.1204kg，土质量0.0992kg，土粒相对密度为2.71，试计算：天然含水量，天然重度，干重度d，孔隙比e。 2-3.测得砂土的天然重度17.6KN/m3，含水量8.6%，比重ds2.66，最小孔隙比emin0.462，最大孔隙比emax0.71，试求砂土的相对密度Dr。 2-4.某工地进行基础施工时，需在土中加水以便将土夯实。现取土样1000g，测其含水量为20%，根据施工要求，将土的含水量增加20%，问应在土样内加多少水。 增加水量43.5g2-5.某工程勘察中，取原状土60cm3，重99.15g，烘干后重78.05g，比重2.67，求此土的孔隙比饱和度。 e=1.05，Sr=68.7%。2-6.已知某地基土试样有关数据如下：天然重度 18.4KN/m3；干重度d13.2KN/m3 。液限试验，取湿土14.5g，烘干后重10.3g。搓条试验：取湿土条5.2g，烘干后重4.1g，求：(1)确定土的天然含水量，塑性指数和液性指数；(2)确定土的名称和状态。 w=39.4%，wp=26.8%，wl=40.8%，Ip=14，粉质粘土，Il=0.9，软塑状态。2-7.从甲、乙两地土层中各取出土样进行试验，液限L=40%，塑限p=25%，但甲地的天然含水量=45%，而乙地的=20%,是求甲、乙两地的地基土的液性指数IL各是多少?判断其状态，哪一个地基的土较好? IlA=1.33，IlB=-0.33，乙地基好。2-8.已知某软土地基的天然含水量=40%，塑限、液限试验测得：L=35%，=18%，Ip=17%。使用塑性图法对它们进行分类、并定出土的名称。 低液限粘土（CL）。2-9.某饱和土样，其液限L=42%，塑限p=20%，含水量=40%，天然密度=18.2KN/m3，求IL、e、Ps各为多少？ e=1.08，Il=0.9，Ps=2.71。第三章 土中应力计算3-1. 某土层物理力学性质指标如下图，试计算下述两种情况下土的自重应力。(1)没有地下水；(2)地下水在天然地面下1m位置。 （1）0，37.2，91.5kPa；(2)0，18.6，27.4，52.6kPa。3-2. 试计算下图所示地基土中的自重应力分布。 3-3.已知某均布受荷面积如下图所示，求深度10m处A点与O点的竖向附加应力比值。(用符号表示)sz0=0.412p0，szA=0.08p0,比值0.194。3-4.分别计算下图中O点下，z3m深处，不考虑相邻条基和考虑相邻条基影响时的附加应力(基底附加压力均为150kPa)。考虑sz0=43.8kPa，不考虑sz0=64.8kPa。3-5.房屋和箱基总重164000kN(见下图)，基础底面尺寸为80m×15m，埋深多少时，基底附加压力为0？8.85m。3-6. 某条形基础(见下图)，宽3m，求中点下0.75m、1.5m、3.0m、6.0m以及深0.75m处水平线上A、B、O、B、A点的附在力z(均要求列表计算)并绘出两个方向的竖向分布图。中心点：0.75m处sz=192kPa,1.5m处164，3.0m处110，6m处62kPa。0.75m处水平线上szA=100kPa, szB=180kPa, szO=192kPa, szB1=180kPa, szA1=100kPa,3-7.如下图所示，某矩形荷载p200kPa作用于地表面，矩形面积尺寸为A×B105m2。已知角点下z10m深处N点的z24kPa，求矩形中点以下z5mM点处的竖向附加应力。sz=96kPa,3-8. 某基础地面尺寸为20m×10m，其上作用有24000KN竖向荷载，计算：(1)若为中心荷载，求基底压力； (2)若合力偏心距ey=0，ex=0.5m，求x轴上两端点的基底压力? p=120，pmax=156kPa，pmin=84kPa。3-9. 如下图所示，求A、B二点处的总压力，有效应力，孔隙水压力。 A点：s=95kPa，s=45 kPa, u=50kPa。B点：s=209kPa，s=99 kPa, u=110kPa。第四章 土的压缩性和地基沉降计算4-1.已知原状土样高h=2cm，截面积A=30cm2，重度=19.1kN/m3，颗粒比重ds=2.72，含水量=25%，进行压缩试验，试验结果见下表，试绘制压缩曲线，并求土的压缩系数1-2值。 a1-2=0.38MPa-1。压力P(kPa) 0 50 100 200 400 稳定时的压缩量h(mm) 0 0.480 0.808 1.232 1.735 4-2. 如图所示，测得C点的前期固结压力pc125.4kN/m2，试判断其天然固结状态。 scz=70.8 kPa<pc，属超固结土。4-3. 有一高2cm，横截面积为50cm2的饱和土样，压缩试验数据见下表。 垂直压力强度(kPa) 0 100 200 压缩量(mm) 0 0.926 1.500 试验前土样饱和重量为1.736N，试验后干土重为1.166N，土颗粒G=2.70，求0100，100200kPa间的压缩系数，与100200kPa间的压缩模量，并判断其压缩性。 e0=1.269，e1=1.164，e2=1.099，a0-1=1.05MPa-1，a1-2=0.658MPa-1，Es1-2=3.33MPa。4-4. 已知土样直径为12cm，高为3cm，在有侧限压缩仪中做压缩试验,原始孔隙比为1.35。当施加荷载p1=100kPa时，孔隙比为1.25,p2=200kPa时，孔隙比为1.20，试求土样在两级荷载作用下压缩变形和压缩系数。 p1时，s1=0.128cm，a1=1.0MPa-1，p2时，s1=0.191cm，a2=0.5MPa-1。4-5. 在天然地表上作用一大面积均布荷载p54kPa，土层情况见下图，地下水位在地表下1m处，其上为毛细胞和带，粘土层的压缩曲线见ep曲线图，粗砂土的压缩量可忽略不计，试求大面积荷载p作用下，地表的最终沉降量（要求采用分层总和法，按图示分层计算）。 第一层s1=76.9mm，第二层s2=58.1mm，s=135mm。4-6. 某中心荷载下的条形基础，宽4m，荷载及地基（为正常固结土）的初始孔隙比及压缩指数如图，试计算基础中点的沉降值。 s1=201.5mm，s2=77mm，s=278.5mm。4-7. 如图所示，基底面积3.6m×2m，基底附加压力129kPa，埋深d1.0m，地面以上荷重F900kN，地基为粉质粘土，试用规范法计算沉降量。（取zn4.4m） s=44.6mm。4-8.有一矩形基础，底面尺寸4m×8m，埋深2m，受4000kN中心荷载（包括基础自重）的作用，地基为粉砂层，19kN/m3，压缩资料如下表所示，试用分层总和法计算基础的最终沉降量。 s=81.8mm。压应力（kPa）50100150200孔隙比0.6800.6540.6350.6204-9.厚6m的一层粘土夹于厚砂层之间，当以原状粘土试件作固结试验时，2h内固结完成了80，试件高度为4.0cm，仅上面排水，试求此地基粘土层固结80所需的时间。 t=1.28年。4-10.某饱和粘土层厚8m，受大面积荷载p=120kPa作用，该土层初始孔隙比e=1.0，0.3MPa-1，K=18cm/年，在单面排水条件下问加荷一年的沉降量为多少？ st=70.6mm。4-11. 某地基软土层厚20m，渗透系数1×10-6cm/s，固结系数0.03cm2/s。其表面透水，下卧层为砂层。地表作用有98.1kPa的均布荷载。设荷载瞬时施加，求：(1)固结沉降完成1/4时所需时间（不计砂层的压缩）。(2)一年后地基的固结沉降。(3)若软土层的侧限压缩模量增大一倍，渗透系数缩小一倍，地基的固结沉降有何变化？ t=12.14天，st=60.2cm，不变。第五章 土的抗剪强度5-1. 一组直剪试验结果如下表所示，试用作图法求此土的抗剪强度指标C、值，C»201kPa，f»25°法向应力（kPa） 100 200 300 400 抗剪强度（kPa） 67 119 161 251 5-2. 一种土，测得其C9.8kPa，15°，当该土某点280kPa，80kPa时，该点土体是否已达极限平衡状态。 tf=84.8kPat=80kPa，该点处于弹性平衡状态。5-3. 有一含水量较低的粘土样，做单轴压缩试验，当压力加到90kPa时，土样开始破坏，并呈现破裂面，此面和竖直线成35°角，试求内摩擦角和粘聚力C。 C=31.5kPa，f=20°。5-4. 一粘土样进行固结不排水剪切试验，施加围压3200kPa，试件破坏时主应力差12280kPa，如果破坏面与水平夹角57°，试求内摩擦角及破坏面上的法向应力和剪切力。 f=24°， s=283kPa，t=127.9 kPa。5-5. 对某饱和试样进行无侧限抗压试验，得无侧限抗压强度为160kPa，如果对同种土进行快剪三轴试验，周围压力为180kPa，问总竖向压应力为多少，试样将发生破坏？ s1=340kPa5-6. 某中砂试样，经试验测得其内摩擦角30°，试验围压3150kPa，若垂直压力1达到200kPa时，试问该土样是否被剪坏。 未破坏。5-7. 对一饱和原状土样进行固结不排水试验，破坏时测得3200kPa，12400kPa，孔隙水压力u=100kPa，试样的破裂面与水平面的夹角为58°，求：孔压系数A；有效应力强度指标C、。 A=0.25，C=76.2kPa，f=26°。5-8. 饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加的围压3是196kPa，试样破坏时的主应力差13274kPa，测得孔隙水压力u=176kPa，如果破裂面与水平面成58°角，试求破坏面上的正应力、剪应力、有效正应力及试样中的最大剪应力。 s=273kPa，t=123kPa，s=97kPa，t=137 kPa。5-9. 某饱和粘土的有效内摩擦角为30°，有效内聚力为12kPa，取该土样作固结不排水剪切试验，测得土样破坏时3260kPa，13135kPa，求该土样破坏时的孔隙水压力。 u=213.3 kPa5-10. 某饱和粘性土在三轴仪中进行固结不排水试验，得c=0，=28°。如果这个试件受到1=200kPa和3=150kPa的作用，测得孔隙水压力u=100kPa，问该试件是否被压坏？     未破坏。5-11. 某土的压缩系数为0.16kPa-1，强度指标C=20kPa，30°，若作用在土样上的大、小主应力分别为350kPa和150kPa，问该土样是否破坏？为什么？若小主应力为100kPa，该土样能经受的最大主应力为多少？ 不破坏，s1=369.3 kPa第六章 挡土墙土压力计算6-1.求下图所示挡土墙超载情况下的被动土压力及分布（用朗肯公式）。Ep=1251.4kN/m。6-2.已知挡土墙高H=10m，墙后填土为中砂，18kN/m3，18kN/m3，30°；墙背垂直、光滑，填土面水平。计算总静止土压力E0，总主动土压力Ea；当地下水位上升至离墙顶6m时，计算墙所受的Ea与水压力Pw。E0=450kN/m，Ea=300kN/m，地下水上升后，Ea=278.7kN/m，水压力pw=80kn/m。6-3.下图所示的挡土墙，墙背面倾角30°，墙高5m，墙后无粘性土的比重17.6kN/m3，内摩擦角30°。试用Coulumb土压力理论计算总的主动土压力的大小、方向和作用点的位置。取030°。 Ea=147kn/m。6-4.计算作用在下图所示挡土墙上的被动土压力分布图及其合力（墙背垂直、光滑，墙后填土面水平）。 Ep=1281.8kN/m，合力作用点x=2.3m。6-5.某挡土墙高7m，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，并作用均布荷载q=20kPa，填土分两层，上层118.0kN/m3，120°，C1=12.0kPa；下层位于水位之下，sat19.2kN/m3，226°，C2=6.0kPa。试求墙背总侧压力E及作用点位置，并绘制压力分布图。 E=215.64kPa，作用点x=1.936m。6-6.某重力式挡土墙高6m，墙后填土面水平，作用在填土面上的大面积均布荷载20kPa，墙后填土有两层，上层为粘性土并夹带部分砂、砾石，厚3m，C=10kPa，30°，18.0kN/m3；下层为粉质粘土，厚3m，C=11kPa，28°，17.2kN/m3。地下水位在墙顶以下4m，试求：作用在墙背的主动土压力、水压力和总压力，并绘图表示其分布。（合力作用点不要求） 主动土压力Ea=73.3kN/m，pw=19.6kN/m，总压力P=92.9kN/m。6-7.某挡土墙高5m，墙背直立、光滑、墙后填土面水平，共分两层，各土层的物理力学性质指标如图所示，填土面上有均布荷载q=10kPa，试求主动土压力的分布图。 E=104.4kN/m。6-8.一挡土墙墙背垂直光滑，填土面水平，且作用一条形均布荷载，计算作用在墙背的主动土压力Ea。 Ea=214.74kN/m。6-9.某挡土墙如图所示，已实测到挡土墙墙后的土压力合力值为64kN/m。试用朗肯土压力公式说明此时墙后土体是否已达到极限平衡状态，为什么？ E0=132kM/m，Ea=56.9kN/m，实测土压力E=64kN/m介于Ea和E0之间，所以没有达到极限平衡状态。第七章 土坡稳定性分析7-1. 计算下图中土条的滑动力距与抗滑力距（考虑渗流力作用）。其中R=100m，30°，h1=3m，h2=2m，h3=1m，b=5m，浸润线以上土18kN/m3，以下sat20kN/m3，28°，C=10kPa（w10kN/m3）。滑动力矩Ms=7800kN/m，抗滑力矩Mr=16818.32kN/m。7-2. 某边坡，25°（tan0.466），C=15kPa。稳定计算当R=50m，弧长L=80m时求得hibcosi3200kN/m，hibsini1620kN/m，渗流力J=750kN/m，对圆心力臂Ij=40m，求稳定安全系数。Fs=1.21。7-3. 已知土坡某土条滑动面上的平均孔隙水压力u=10kPa。其他数据下图所示，分别用总应力法和有效应力法求该土条下滑力Ts和抗滑力Tf，判断该土条是否稳定？下滑力Ts=656.25kN/m，抗滑力：总应力法Tf=771.72kN/m，有效应力法Tf=508.17kN/m，总应力法稳定，有效应力法不稳定。参数：h1=4m，h2=5m，b=5m，117.5kN/m3，218.5kN/m3；30°，115°，220°，25°，30°；C1=C2=C1=C2=20kpa。7-4. 已知土的内摩擦角20°，粘聚力C=5kPa，重度16.0kN/m3。若边坡为1：1.5（33°41），试用下图确定土坡的极限高度H。8.22m。7-5. 某工地欲挖一基坑，已知坑深4m，土的重度18kN/m3，粘聚力C=10kPa，内摩擦角10°。若要求基坑边坡稳定安全系数为k=1.20，试问边坡的坡度设计成多少最为合适。坡度为1：1。7-6. 一均质土坡，坡高5m，坡度1：2（如图），土的重度18kN/m3，粘聚力C=10kPa，内摩擦角15°试用瑞典条分法计算土坡的稳定安全系数。Fs=1.518。7-7. 土坡的外形尺寸同上。设土体重度18kN/m3，粘聚力C=10kPa，内摩擦角15°。试用简化毕肖普法计算土坡的稳定安全系数。Fs=1.64。7-8. 一砂砾土坡，其饱和重度19kN/m3，内摩擦角32°，坡比1：3。试问在干坡或完全浸水时，其稳定安全系数为多少？又问当有顺坡向渗流时土坡还能保持稳定吗？若坡比改成1：4，其稳定性又如何？1.88，0.89，1.18。7-9.已知有一挖方土坡，土的物理力学指标为18.93kN/m3，粘聚力C=11.58kPa，内摩擦角10°。试问：（1）将坡角作成60°，在保证安全系数K1.5时，最大坡高为多少？（2）如挖深6m，在保证安全系数K=1.5时，坡角最大能作成多大？2.63m，18.5°。7-10. 某均匀土坡坡角，土的C=5kPa，20°16kN/m3，求土坡安全高度H。H=12m。第八章 地基承载力计算8-1.一条形基础宽度1m，埋深为2m，地基为砂土，其19.5kN/m3，40°，C=0，试分别求相应于基底平均压力为400kPa、500kPa、600kPa时地基内塑性变形区的最大深度。 -0.12m，0.4m，0.92m。8-2.已知均布荷载条形基础宽为2m，埋深为1.5m，地基为粉质粘土，其16°，C=36kPa，19kN/m3，试求：（1）地基的Pcr和Pi/4。（2）当P=300kPa时，地基内塑性变形区的最大深度。 pcr=248.89kPa，p1/4=254.48kPa，zmax=1.88m。8-3.图示条形基础，基础底面宽b=2.0m，作用于地基处的轴向荷载N沿基础长度方向每米200kN，地基土有关指标见图，地基为均质粘土，试判别地基中A点是否在塑性变形区的边界线上（土的侧压力系数K0假设为1.0） 没有。8-4.有一条基础，宽度b=3m，埋置深度为1.5m。地基土19kN/m3，sat20kN/m3，C=10kPa，10°。试求（1）地基的塑性荷载P1/4和P1/3；（2）若地下水位上升至基础底面，其值有何变化？ （1）p1/4=101.3kPa，p1/3=105.3kPa（2）地下水位上升p1/4=94.4kPa，p1/3=98.5kPa。8-5.某条形基础宽12m，埋深2m，基土为均质粘性土，C=12kPa，15°，地下水与基底面同高，该面以上土的湿重度18kN/m3，以下土的饱和重度19kN/m3，计算在受到均布荷载作用时P1/4，P1/3，Pcr？ p1/4=191.2kPa，p1/3=203.1kPa，pcr=155.6kPa。8-6.某条形基础，底宽2.0m，埋置深度d=1.0m承受铅直均布荷载250kPa，基底以上土的重度为18.5kN/m3，地下水齐平基底，饱和重度为20kN/m3，地基土强度指标C=10kPa，25°，试用太沙基极限承载力公式（安全系数K=2）来判断地基是否稳定。 pu=496kPa，R=248kPa<250kPa，不稳定。8-7.有一宽B=12m的条形基础，埋深D=2m，基础承受恒定的偏心荷载Pv1500kN/m，偏心距e0.4m，水平荷载Ph200kN/m，土的固结水排水强度指标22°，土的天然重度20kN/m3，浮重度11kN/m3，地下水位与基底持平。试按汉森公式计算地基极限承载力。 pu=380kPa。8-8.某正方形柱基，埋深D=1m，承受120吨荷载，地基为砂土，天然重度19kN/m3，饱和重度sat21kN/m3，30°，地下水位深1.0m。求基础尺寸，要求地基稳定安全系数不少于2。 2´2m。