1、思考题及习题土力学思考题及习题第一章 土的物理性质一 思考题1. 什么是土的灵敏度？灵敏度反映土的什么性质？如何测定土的灵敏度？2. 粗粒土与细粒土如何区分？3. 什么叫做粒径级配累积曲线，曲 线上一点代表什么意思？4. 土中水分几种类型？各有什么特点？与土的状态什么关系？5. 如果试验结果表明某天然砂层的相对密度 Dr1，这是否有可能，为什么？6. 什么是粘性土的最优含水率？它与击实能有什么关系？7. 什么叫土的液性指数？如果试验结果表明某天然粘土层的液性指数大于 1，但该土并不呈流动状态而仍有一定的强度， 这是否可能， 为什么？8. 絮凝结构和蜂窝结构性质有何不同？9. 已知某粘土层的天然
2、含水率值，能否判断 该土的软硬程度，为什么？二 习题1（ 有一土体，测定的天然密度 为 =1.85g/cm3，含水率为=14%，土颗粒的比重为 Gs=2.67。计算其孔隙比 e。2在某土层中用体积为 72cm3 的环刀取样。经测定，土 样质量为 129.1g，烘干后土样质量为121.5g，土粒比重为 2.7，求该土样的含水率、湿容重、饱和容重、干容重和浮容重，并比较该土在各种情况下的容重值有何区别？3饱和土孔隙比为 0.7，比重为 2.72。用三相草图计算干容重、饱和容重和浮容重。并求当该土的饱和度变为 75时的容重和含水率。4有一湿土样质量为 200g，已知含水率为 15，要制备含水率为 2
3、0的土样需加多少水？5某料场的天然含水率 w=22%，Gs=2.70，土的压密标准为 d=1.7g/cm3，为避免过度碾压而产生剪切破坏，压密土的饱和度不宜超 过 0.85。问该料场的土料是否适合筑 坝，如果不适合应采用什么措施？68 度地震区要求砂压到相对 密度达 0.7 以上， 经试验某料 场砂的最大干密度为 1.96g/cm3，最小干密度为 1.46g/cm3，问这类砂碾压到多大的干密度才能 满足抗震的要求？（砂的比重为 2.65）7装在环刀内的饱和土样加垂直 压力后高度自 2.0cm 压缩至 1.95cm，取出土样测得其含水率为 28，已知土粒比重为 2.7，求 压缩前土的孔隙比？土力
4、学思考题及习题第三章 土的渗透性一 思考题1举例说明流土发生的现象和原因，并说明工程上如何防止流土的 发生。2任何一种土只要渗透坡降足够大，就可以 发生流土和管涌，这种说法是否正确？为什么？3说明达西定律的意义及其应 用范围。4边界已定的均质地基中, 流网形状与土的渗透系数有关吗？为什么？二 习题1图 2.1 中三层土的饱和容重都是 20kN/m3,其中渗透系数 k1=110-6cm/s, k2=210-6cm/s, k3=110-4cm/s。求：(1) 在各界面处的测管水头为多少？（以上层土顶面为基准）；(2) 问水头差 H 增加到多大时 会发生流土？在何处发生流土？图 2.110cm20c
5、m20cmH=15cmk1k2k3O OA AB BC C2图 2.2 所示的基坑底面积为 2010m2，土层渗透系数 k=1.510-6cm/s, =20.0kN/m：sat(1) 求基坑下土层 A、B、C 三点的测压管水头 、 和 和单位渗透力 、 和 ;AhBCAjBCj(2) 求 A、B、C 三点的总应力 、 和 、孔隙水压力 、 和 以及有效应力ABCAuBC、 和 ，绘出总应力、孔隙水 压力和有效应 力沿深度的分布 图，并在分布 图上注明相应的数值;(3) 如果忽略基坑周边水的入渗，为保持水深为 0m 时所需的单位时间抽水量 q 为多少？ 7.5m244粉 质 粘 土砂 土005图
6、 2.2土力学思考题及习题3画出图 2.3 中土样（A-B 段）的压强水头、位置水 头和总水头沿高程的分布。 （设 A 点的高程为位置水头的零点高程）10m4m5mAB土图 2.34一种粘性土的比重 Gs=2.7，孔隙比 e=0.58，试求该土的 临界水力坡降。土力学思考题及习题第三章 土中的应力一 思考题1说明饱和土体的有效应力原理。2在常规三轴仪上用密砂和松砂分 别进行三轴固结排水试验 和三轴固结不排水试验，得到偏差应力（ 1- 3）、体积应变 v、孔隙水压力 u 与轴向应变 1 的关系曲线如图 3.1 (a)、(b)所示。试判断(a)、(b)两组试验中哪一组是排水试验？哪一 组是不排水试
7、验？并对试验曲线1、2、3 和 4 的走势作出解释。密密密密松松松松123431v11u3(a) (b)图 3.13角点下某一深度处附加应力是否等于中点下同一深度 处 附加应力的 1/4，为什么？4有效应力原理的要点是什么？并作 图 3.2 所示土层中的 竖向有效应力沿深度的分布。5m1mw=10kN/m3sat=20kN/m3图 3.25抽用地下水的地区往往会产 生地面下沉现象， 为什么？6自重应力的作用方向一定是 竖直的吗， 为什么？7已知一浅基础上作用一集中荷 载，如何 计算其在地基中 产生的附加应力？分析在计算过程中会出现哪些误差？8土体中常见的应力状态有哪几种？ 试举例说明。9角点法
8、的基本原理是什么？什么情况下才可以用？二 习题1. 分饱和的试样在不排水条件下施加围压 3=100kN/m2，测得孔压系数 B=0.7，求 u 和 ？3土力学思考题及习题若立即再施加 kN/m2， kN/m2，测得孔压系数 A 为 0.5，求试样的 3、u 和503150。12有一均质地基，如图 3.4 所示，该地基土的土粒比重 Gs=2.70，水上天然密度 =1.8g/cm3，水下的含水率 =26%。已知 M 点的侧压力系数（侧限应力状态时，水平向和 竖直向有效应力之比，即 ）K0=0.6。在地基上施加一条形均布荷载 p=100kPa，已知 M 点竖直方向的xz附加应力系数 ，该点水平方向的
9、附加 应力 ，孔 压系数 A=0.4。求：（1）加荷.5s0.3xz瞬间（假定荷载在 t=0 时瞬时 加上的）M 点的总应力、孔隙水压力和有效应力；（2）土层完全固结以后 M 点的总应力、孔隙水 压力和有效应力。2mM 4m2m砂砾石层图 3.43某土试样在不排水条件下施加 围压 3=100kN/m2，测得孔压系数 B=0.6。若立即再施加kN/m2， kN/m2，测得孔压系数 A 为 0.5。50150求： 1）判断土样的状态和特性；2）计算试样的 3、u 和 。14一粘土层厚 4 米，位于厚各 4 米的两层砂之间，水位在地面下 2 米，下层砂层含承压水，测压管水面如图 3.5 所示。已知粘
10、土的 饱和密度是 2.04g/cm3，砂的 饱和密度是 1.94g/cm3，水位以上砂的密度为 1.68g/cm3。求：（1）不考虑毛细管升高，绘出整个土 层的有效竖直应力分布。（2）若毛细管升高 1.5 米，绘出整个土 层的有效竖直应力分布。4m2m砂砂粘土4m4m=1.68g/cm3sat=1.94g/cm3sat=2.04g/cm3sat=1.94g/cm3图 3.5土力学思考题及习题第四章 土的压缩性及固结一 思考题1说明粘性土压缩性的主要特点，并讨论分层总和法计算粘性土地基的沉降 时，可以模拟哪些特点，不能模拟哪些。进一步分析计算的误差及改进措施。2什么是超固结土，欠固结土和正常固结
11、土？3太沙基一维固结理论的假定主要有哪些？4已知甲、乙两条形基础如图 4.1 所示。 ， 。分析如何调整两基础的 H 和21H1NB，使两基 础的沉降量相接近，尽量多的提出可能的调整方案，说明理由，并从经济性、施工方便性等角度对这些方案进行比较。B1H1N2N1B2粉土 1,a粘土 22,图 4.15土在侧限压缩条件下的应力 应变关系有些什么特征？ 为什么在这种条件下压应力再大也不会发生剪切破坏？6什么叫做土的剪胀性？剪胀 性与孔隙水压力有什么联系？7沉降计算中认为自重产生的沉降已 经完成， 为什么还要在 计算沉降时计算地基的自重应力？二 习题1已知：某正常固结粘土层附加 应力分布如图 4.2
12、，双面排水土层的CC=0.1，CV=0.0009cm2/s， ，e0=0.83/satkNm求：（1）按一层土计算地表的最终沉降量（2）8 天后土的孔隙比为多少？土力学思考题及习题200kPa3m100kPa图 4.22如图 4.3，在中砂层内地下水位由距地面 2m，下降到距地面 20m 的粘土顶面，从而引起 软粘土层的压缩（原中砂层内的水下密度值变成水上密度值）。在粘土层的中点 A 取土样，试样厚 2cm，试验得到压缩指数 Cc=0.2，初始孔隙比 e0=1.0，土颗粒比重为 2.7。对试样进行双面排水固结试验表明，在 10 分钟时达到稳定压缩量的一半。（1（ 按一层计算软粘土层的最终压缩量
13、；（2（ 计算水位下降 1 年（365 天）后软粘土层的平均固结度及压缩量。下降前水位下降后水位18m=1.9g/cm3 （水上）sat=2.0g/cm3 （水下）中砂2mA 2.5m2.5m软粘土不透水基岩地面图 4.33如图 4.4 所示，已知某土层受无限大均布荷载 p=60kPa，土层厚 2 米，在其中点取样得到先期固结压力为 pc10kPa，土层的压缩指数 CC=0.108，固结系数 Cv=3.410-4cm2/s，饱和容重为 20kN/m3，e0=0.8。求（1）按一层计算土层固结的最终沉降量 ；S（2）土层固结度 U=0.7 时所需的时间和沉降量。排 水 层2m sat = 20k
14、N/m2e0 = 0.8p=60kPa粗砂土力学思考题及习题图 4.4土力学思考题及习题第五章 土的抗剪强度一 思考题1简述三轴固结不排水试验的主要步骤， 说明试验过程中需量测哪些数据，由量测到的数据可以整理出土的哪种强度指标？2从正常固结粘土层地基中一定深度下取土 进行三轴固结 不排水试验，得到的 强度包线还是 ，为什么？0c3十字板试验测得的抗剪强度相当于 实验室用什么试验方法 测量的抗剪强度？土中一点应力达到极限平衡时其大小主应力与土体强度指标 间满足的关系是什么？,c4在确定土的强度参数指标时 ，主要有三 轴试验和直剪试验 两大类，而且这两类试验存在着对应关系。试分别针对砂土和粘性土，
15、分析各类三轴试验和直剪 试验的对应关系是否成立及理由，并指出各种试验分别主要得到哪种 强度指标。5图 5.1 给出了三轴试验的应 力应变关系曲线，做出如下判断（1）该试验属于 A. 固结排水；B. 固结不排水；C. 不固结不排水；试验。 （2）试验土属于 A. 正常固结土；B. 超固结土。 （3）由试验曲线求该土的 值。V31kPa103u21图 5.16如图 5.2，在一个空心橡皮球中装满密实的饱和砂土，如果用手指捏这个橡皮球，连通管中的水位是升高还是降低？为什么？图 5.27为什么同一土层现场十字板 试验测得的抗剪强度一般随深度而增加？8根据强度理论解释正常固结 土在侧限压缩条件下压应力再
16、大也不会 发生剪切破坏的原因。15不排水剪强度包线是一条水平 线， 这一现象能说明土样 的实际破裂面与水平方向呈 45角吗？为什么？9饱和原状粘性土做三轴排水 试验得到的破坏包线如图 5.3 所示。 试对出现折点 b 做出物理解释。土力学思考题及习题b图 5.3二 习题1在地基中取出饱和的粘土试样 作三轴固结不排水试验。结果如下：50kPa, 破坏时 100kPa，Af0.10；20kPa, 破坏时 200kPa，Af0.30。（1（ 计算固结不排水强度指标 ccu，cu；（2（ 计算有效应力强度指标 c，；（3（ 试样实际发生的破坏面的方向与大主应力面的夹角是多少？2在饱和细砂的固结不排水三
17、 轴试验中， 试样在 =100kN/m2 下固结后进行不排水剪切。3当增加竖向压力 =100kN/m2时测得试样中的孔隙水压力 u=20kN/m2，再进一步增加竖1向压力 85kN/m 2 后，试样发生破坏。假设 A 为常数。破坏时作用在试样上的孔隙水压1力、大小总应力和有效应力各有多大？并求此 试样的固结 不排水强度指标和有效应力强度指标。3进行一种粘土的三轴固结不排水 试验。在 围压 时，测得破坏时kPa203；在围压 时，测得破坏时 。求其固 结不排水强度kPa201kPa503131指标 和 。cu4某一粘土 ，试样饱和进行三轴试验 ，先在 100kPa 的围压下固结，然o1后不排水加
18、 ，测 定孔压为 20kPa，让孔压完全消散后，k4（1）再进行不排水试验， 时， 试样开始破坏？?1（2）如果进行排水试验， 时， 试样开始破坏？土力学思考题及习题第六章 土压力一 思考题1什么是主动土压力？一墙背垂直光滑的 挡土墙后粘性土的容重 为 、内摩擦角 为 、粘聚力为 c, 试写出该挡土墙所受到的主动土压力分布表达式。2某深基坑边坡支护结构的变 形和内力实测结果比按朗肯主 动土压力理论计算的设计值小。试分析引起实测结果与设计计算值之间不一致的原因可能有哪些？二 习题1如图 6.1 所示，挡土墙的墙背倾角为 45，填土 为砂土，内摩擦角，容重18.5kN/cm 3, 用朗肯土压力理论
19、计算作用在墙背上的土压力大小及方向。图 6.1H=10m2有一个墙背竖直光滑的挡土 墙， 墙后填土分两层（见图 6.2）。墙后地下水位很深，填土表面无荷载。两层填土的部分土性指 标如图所示。已知主 动土 压力的分布是一条连续的直线。计算上层填土的粘聚力 c1 和下层土的 c2 及内摩擦角 。主动土压力c1=? =35kN/m3上层填土H1=3 mc2=? 2=？216kN/m3下层填土图 6.23在砂基中开挖的一基坑，采用单锚式板桩墙支护，具体尺寸如图 6.3。砂土的容重为18kN/m3, 内摩擦角为 30，锚 杆水平间距为 2m，试用等代梁法求锚杆所受拉力值。土力学思考题及习题图 6.3土力
20、学思考题及习题第七章 土坡稳定分析一 思考题1有一个砂土路堤和一个粘性土路堤，当它们由天然状态淹没在静水中时，假设它们的强度指标都不变（砂土的内摩擦角 与粘土的粘聚力 c 和内摩擦角在淹没前后都不变化），它们的边坡稳定安全系数有什么变化？2土坡稳定分析中瑞典圆弧法（ 法）和瑞典条分法（ 简单条分法）的基本假定和计算方0法是什么？二 习题1在图 7.1 中，无粘性土坝的水下上游坡面是一条等势线 ，流线是垂直于坡面的，已知水力坡降 i=0.5，satkN/cm3, 坡角为 45，问该上游坡是否稳定？抗滑稳定的安全系数为多少？图 7.1452一无限长饱和砂土边坡，边坡内有渗流发生，如图 7.2。其中
21、砂土的饱和容重，坡度7，砂土的内摩擦角 。求 该砂土边坡的滑动安全系数。319mkNsat图 7.2土力学思考题及习题第八章 地基承载力一 思考题1地基破坏深度内地下水位上升，天然容重增加，承载力是提高还是降低，为什么？2图 8.1 为甲、乙两个刚性基础的底面。甲基础底面面积为乙的四分之一。在两个基础底面上作用着相同的竖向均布荷载 q.如果两个基础位于完全相同的地基上，且基 础的埋深也相同，问哪一个基础的极限承载 力 pu 更大（单位面积上的压 力）？为什么？哪一个基础的沉降量更大？为什么？甲基础长 L宽 bA乙基础长 2L宽 2bO图 8.1 二 习题1如图 8.2，条形基础宽 3m，埋深 2m，地下水位上下土的容重分别为 19kN/m3 和19.8kN/m3（饱和容重）。作用于基底上的荷载与竖直面倾角 =10，地基土的内摩擦角 =20，粘聚力 c=10kN/m2。求地基的承载力。=10地下水位地面D=2m3m图 8.22如图 8.3，条形基础受中心竖直荷载作用。基础宽 2.4m，埋深 2m，地下水位上下土的容重分别为 18.4kN/m3 和 19.2kN/m3（饱和容重），内摩擦角 =20，粘聚力 c=8kN/m2。试用太沙基公式比较地基产生整体剪切破坏和局部剪切破坏时的极限承载力。2.4mD=2mP地下水位图 8.3
