(推荐下载)同济大学土力学试卷2004-2005一学期B(含答案)

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同济大学本专科课程期终考试（考查)统一命题纸 B卷

2004—2005学年第一学期

课程名称：土力学 课号: 任课教师：楼晓明、梁发云、李镜培周

健、姚笑青、钱建固

专业年级：土木工程02级 学号： 姓名:

考试（√）考查（ ) 考试(查)日期:2005年 元月12日 出考卷教师签名：楼晓明、梁发云 教学管理室主任签名:李镜培

一、选择题；(20分）

（ C ）1、下面的几类土中________是由土的颗粒级配进行分类的. A、杂填土； B、粉质粘土； C、碎石土； D、黄土. ( C )2、对粘性土进行分类的指标是：

A、塑限; B、液限； C、塑性指数； D、液性指数.

（ B ）3、对同一种土，五个重度指标的大小顺序是：

A、gsat 〉 gs 〉 g > gd > g¢； B、gs 〉 gsat > g 〉 gd 〉 g¢; C、gs 〉 gsat 〉 gd > g > g¢； D、gsat > gs > gd 〉 g 〉 g¢。

（ B ）4、下列土层中， 最容易出现流砂现象。

A、粗砂； B、粉土； C、粘土； D、粉质粘土.

（ A ）5、下列饱和软粘土平均固结度的计算公式,哪个是错的：

A、

U1U1某时刻的有效应力图面积某时刻的有效应力图面积U起始超孔隙水压力图面积 起始超孔隙水压力图面积； B、

某时刻超孔隙水压力图面积某时刻的有效应力图面积U起始超孔隙水压力图面积；D、最终有效附加应力图面积;

C、

（ A )6、室内侧限压缩试验测得的e-P曲线愈陡，表明该土样的压缩性：

A、愈高； B、愈低； C、愈均匀; D、愈不均匀。

（ B )7、土体中被动土压力充分发挥所需位移量通常 主动土压力发挥所

需位移量.

A、小于； B、超过； C、等于； D．不一定 （ D ）8、有一10m厚的饱和软土层，双面排水,2年后固结度为80％，若该土层是单面

排水，要达到同样固结度,则需要的时间为：

A、0。5年; B、2年; C、4年; D、8年。

（ B ）9、土中某点土处于剪切破坏时，剪破面与大主应力作用面夹角为(为内摩擦角）:

2; C、2； D、φ。 A、90°＋φ； B、

（ A ）10、某饱和粘土土样，分别用不固结不排水、固结不排水、固结排水试验，得到的

内摩擦角指标为φu，φcu，φ¢，三个的大小排序应为：

45＋45－A、φu<φcu<φ¢； B、φu>φcu〉φ¢； C、φu〈φ¢<φcu,； D、不一定。

二、问答题：（25分）

(1） 谈谈你对“土的有效应力控制了土的强度与变形\"这句话的理解。

''uw答:有效应力公式，式中为总应力，为有效应力,uw为孔隙水压力。（2分） 由此得到重要的有效应力原理，它包含下述两点：

' 1.土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力uw； （1分) 2。土的有效应力控制了土的变形及强度性能。 （2分)

(2) 简述分层总和法计算地基沉降的主要步骤。

答：(1)地基土分层

(2）计算各分层界面处土自重应力；

（3）计算各分层界面处基底中心下竖向附加应力； （4）确定地基沉降计算深度(或压缩层厚度）； （5)计算各分层土的压缩量；

(6)叠加计算基础的平均沉降量。 (5分)

（3） 何谓“超固结比”，如何区分土体的固结状态？

答:通过测定的前期固结压力pc和土层自重应力p0(即自重作用下固结稳定的有效竖向应力）状态的比较，定义超固结比OCR:OCRpc/p0. (2分）

根据超固结比的大小，将天然土层划分为正常固结土（OCR=1)、超固结土(OCR>1)和欠固结土（OCR〈1）三类固结状态。 （3分）

(4) 直剪试验模拟不同排水条件有哪几种试验方法？ 实际工程中如何选用相应的试验指标? 答:快剪试验近似模拟“不排水剪切”过程,得到的强度指标用q、似模拟“固结不排水剪切”过程，得到的抗剪强度指标用

ccqcq表示；固结快剪试验近

、

cq表示；慢剪试验模拟“固结

排水剪切\"过程，得到的抗剪强度指标用cs、s表示。 (3分)

直剪试验用剪切速率的“快\"与“慢”来模拟试验中的“不排水”和“排水”，对试验排

水条件控制是不严格的。有效应力强度指标可用直剪中的慢剪测定。 （2分）

（5） 如何理解“砂性土土坡的稳定性只要坡角不超过其内摩擦角,坡高可不受”? 答：砂性土土坡的滑动稳定安全系数可取为：Ktantan，其中为砂性土的内摩擦角,为土坡的坡角。 (3分）

从式中可知，砂性土土坡的稳定性与坡高无关，只要坡角不超过其内摩擦角，则有K1,在理论上，土坡处于稳定状态。 （2分）

三、计算题：(55分)

1、 用体积为50cm的环刀取得原状土样,其湿土重为0。95N，烘干后重为0.75N，比重

3

计法测得土粒重度为26。6KN/m，问该土样的重度、含水量、孔隙比及饱和度各为多少？(10分)

3

解：土样重度

含水量

e0.950.019N/cm319kN/m350 (20.950.2526.7%0.75 （2

分) 分）

w孔隙比饱和度

s(1w)26.71.267110.7719 （3分）

Vwws/w0.26726.692.2%Vve100.77Sr (3分)

2、有一地面水平、墙背垂直光滑的挡土墙高6m,墙后2层填土的物理力学指标如图所示.用朗

金理论计算:

（1)主动土压力强度Pa沿墙高的分布； (2)主动土压力的Ea大小。

解： （1)

ka1tg2(4512)1/3

ka2tg2(4522)0.49 (2分)

(1分）

(1分）

pa1151/305kPa (2分)

pa2上.51/3021.5kPapa2下.50.49200.717.6kPapa3121.50.49200.745.5kPa (2分)

（2)

Ea113(521.5)3(17.645.5)134.4kN22(2分）

3、以一种粘土的两个试样进行固结不排水试验,试样破坏时，测得的结果如下：

试样号 s1 s3 孔压u 1 140 100 30 2 280 200 60 问：如粘土层中一个面上的法向有效应力为120kPa，沿这个表面的抗剪强度是多少？（10分） 解：试样1有效应力：

'1＝140-30＝110kPa, 3'＝100—30＝70kPa

试样2有效应力: '1＝180—60＝220kPa， 3'＝200—60＝140kPa (4分）

'令：ktg(45/2)

两个试样满足极限平衡状态方程：

70110k22c'k 140220k22c'k

''ktg(45/2)0.8,'12.8 （4分） c0解方程可得:,

法向有效应力为120kPa时，沿这个表面的抗剪强度为

c''tg'0120tg12.8=27。3kPa （2分)

4、 均质地基上矩形基础的基底L＝8m,b＝4m,承受上部结构竖直荷载N＝4800KN，在宽度方向的偏心弯距M＝1920kN。m，要求计算：图中基础A点基底下深度8m处的附加应力sZ值。（12分)

nLmZb 矩形面积均布荷载角点下的b 应力系数a 1.0 1。4 2。0 3。0 1.0 2.0 3。0 矩形面积三角形分布荷载角点下的应力系数a（荷载最大处） 1.0 1。4 2.0 3.0 0。0。0。0.175 0.191 0.200 0.203 0.1086 1176 1225 1244 0。0.084 0.103 0.120 0.0456 0.0560 0.09 0.0707 131 0。0.045 0.058 0.073 0.087 0.0233 0.0303 0.0451 0380 N M b = 4m A A 解：

pmaxmin 280NGM4800482201920kPa2AW481/684120 (2分)

280218244p0,maxkPa120218min （2分)

在均布荷载kPa作用下：

l=8m 2m l/b=1,z/b=2，0.084

A12p020.08410.75kPa （3分）

在三角形荷载244—=180kPa作用下： l/b=1,z/b=2，0.0456

A22p020.045618016.42kPa （3分）

则在z=8m处，zA1A210.7516.4227.17kPa （2分)

5、由于建筑物荷载，使地基中某一饱和粘土层产生竖向附加应力，其分布图形梯梯形。层顶为sz（i—1）=240kPa,层底szi=160kPa，粘土层厚度为4m，其顶、底面均为透水层。如图所示。

-1

粘土层的平均渗透系数k=0。2cm/年，平均孔隙比e=0.88，压缩系数a=0。39（MPa)，试求: （1） 该粘土层的最终沉降量； (4分）（2） 当沉降达到最终沉降量一半时，所需要的时间。(9分）2Ut184Tv提示：

2e

szEhzs1eh解：（1)

0.391022001.8840.166m （4分)

（2)

ck(1e0)0.21021.88vaw0.39103100.96m2/年 （2分） Ut18e4Tv20.5 （2分） Tv0。196 （3分）tTvH20.196c220.817v0.96年 （2分）