土压力答案第8章

答案 第8章 土压力一、简答题1. 静止土压力的墙背填土处于哪一种平衡状态？它与主动、被动土压力状态有何不同？2. 挡土墙的位移及变形对土压力有何影响？3. 分别指出下列变化对主动土压力和被动土压力各有什么影响？ （1）内摩擦角变大； （2）外摩擦角变小；（3）填土面倾角增大；（4）墙背倾斜（俯斜）角女减小。4. 为什么挡土墙墙后要做好排水设施？地下水对挡土墙的稳定性有何影响？5. 土压力有哪几种？影响土压力的各种因素中最主要的因素是什么？6. 试阐述主动、静止、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小。【湖北 工业大学2005年招收硕士学位研究生试题、长安大学2005、2006年硕士研究生入学考试试 题（A卷）】7. 库仑土压力理论的基本假定是什么？【长安大学2005、2006、2007年硕士研究生入学考 试试题（A卷）】8. 比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假定及适用条件。9. 何为重力式挡土墙？10. 在哪些实际工程中，会出现主动、静止或被动土压力的计算？试举例说明。【华南理工 大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试卷】二、填空题1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力称。同济大学土力学99年试题】2. 朗肯土压力理论的假定是、。3. 人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此时、三者全为零。4. 库伦土压力理论的基本假定为、5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角 为。6. 静止土压力耳用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件之一是（）。（A）墙后填土干燥（B）墙背粗糙（C）墙背直立（D）墙背倾斜 当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙（）。（A）在外荷载作用下推挤墙背土体（B）被土压力推动而偏离墙背土体（C）被土体限制而处于原来的位置（D ）受外力限制而处于原来的位置 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙（）。（A）在外荷载作用下推挤墙背土体（B）被土压力推动而偏离墙背土体（C）被土体限制而处于原来的位置（D）受外力限制而处于原来的位置 设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按（）计算。（A）主动土压力（B）被动土压力（C）静止土压力（D）静水压力 设计地下室外墙时，土压力一般按（）计算。（A）主动土压力（B）被动土压力（C）静止土压力（D）静水压力 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是（）。属于 平衡状态，而主动土压力氏1及被动土压力属于平衡状态，它们三者大小顺序为。7. 地下室外墙所受到的土压力，通常可视为土压力，拱形桥桥台所受到的一般为 土压力，而堤岸挡土墙所受的是土压力。8. 朗肯土压力理论的基本出发点是根据半无限土体中各点应力处于 状态，由平衡条件求解土压力。9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移挡土墙达到被动土压力时所需的位移。10. 在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量乙a与产生被动土压力所需的墙身位 移量 p的大小关系是。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】三、选择题1. 在影响挡土墙土压力的诸多因素中，（A）挡土墙的高度（C）挡土墙的位移方向及大小）是最主要的因素。（B）挡土墙的刚度（D）挡土墙填土类型(A)墙后填土干燥(B)填土为无粘性土(C)墙背直(D) 墙背光滑8.下列指标或系数中，哪一个与库伦主动土压力系数无关？()。(A)(C) S(D)9.(A)主动土压力(B)被动土压力(C)静止土压当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为)。10.当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为)。(A)主动土压力(B)被动土压力(C)静止土压)。(A)主动土压力(B)被动土压力(C)静止土压12.在相同条件下，三种土压力之间的大小关系是()。11. 当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为(.Er. E.(D) 口 / 比13. 产生三种土压力所需的挡土墙位移值，最大的是(A)产生主动土压力所需的位移值(B) 产生静止土压力所需的位移值(C) 产生被动土压力所需的位移值14. 按朗肯土压力理论计算挡土墙的主动土压力时，墙背是何种应力平面?(B)小主应力作用面(A)大主应力作用面(C)滑动面(D) 与大主应力作用面呈450角15. 对墙背粗糙的挡土墙，按朗肯理论计算的主动土压力将(A)偏大(B)偏小(C)基本相同16. 当墙后填土处于主动朗肯状态时，滑动面与水平面的夹角为(A)狞一叩(B)牯。(C+戒(D)9017. 在粘性土中挖土，最大直立高度为(疽=次.肉一 p/沥 (B)字曲(45。+戒)/F(C)八次顽45。-仞沥18. 库伦土压力理论通常适用于()。(A)粘性土(B)无粘性土(C)各类土19. 按朗肯土压力理论计算挡土墙背面上的被动土压力时，墙背是何种应力平面？()(A)大主应力作用面(B)小主应力作用面(C)滑动面20. 按库仑理论计算作用在墙上的土压力时，墙背面是粗糙的好还是光滑的好？()(A)光滑的好(B)都一样(C) 粗糙的好21. 符合朗金条件，挡土墙后填土发生主动破坏时，滑动面的方向如何？()(A)与水平面夹角呈45。+(B) 与水平面夹角呈45。-(C)与水平面夹角呈4522. 库仑土压力理论通常适于哪种土类？()(A )粘性土( B )砂性土(C)各类土23. 挡土墙墙后填土的内摩擦角9,对被动土压力的大小有何影响？()(A)中越大，被动土压力越大(B)中越大，被动土压力越小(C)中的大小对被动土压力无影响24. 挡土墙后的填土应该密实些好，还是疏松些好?为什么？()(A) 填土应该疏松些好，因为松土的重度小，土压力就小(B) 填土应该密实些好，因为土的中大，土压力就小(C) 填土的密实度与土压力大小无关如何25. 若挡土墙的墙背竖直且光滑，墙后填土面水平，粘聚力c=0，按库仑土压力理论， 确定主动状态的滑动土楔范围？ (B)26. 挡土墙的墙背与填土的摩擦角，对按库仑主动土压力计算的结果有何影响？（）（A）8越大，土压力越小（B）8越大，土压力越大（C）与土压力大小无关，仅影响土压力作用方向27. 挡土墙墙后填土的内摩擦角。对主动土压力的大小有何影响？（）（A）中越大，主动土压力越大（B）中越大，主动土压力越小（C）中的大小对土压力无影响28. 三种土压力的相对大小为：被动土压力静止土压力主动土压力，是否这三种土压力都是极限状态的土压力?如果不是，哪种土压力是属于弹性状态的土压力？（）（A）都是极限状态（B）主动土压力是弹性状态（C ）静止土压力是弹性状态29. 若挡土墙的墙背竖直且光滑，墙后填土面水平，粘聚力c=0，采用朗肯解和库仑解，得到的主动土压力有何差异？（）（A）朗肯解大（B）库仑解大（C）相同30. 如果在外力作用下，墙推挤土体，使土体达到极限平衡状态，这时作用在墙上的土压力是何种土压力？（）（A）被动土压力（B）主动土压力（C）静止土压力四、判断改错题1. 当挡土墙向离开土体方向移动或转动时，作用在墙背上的土压力就是主动土压力。2. 作用在地下室外墙上的土压力也可以按被动土压力计算。3. 按哪一种土压力（主动、静止或被动土压力）计算完全取决于挡土墙的位移方向（向前、 静止不动或向后位移）。4. 静止土压力强度贝等于土在自重作用下无侧向变形时的水平向自重应力以。5. 朗肯土压力理论的基本假设是：墙背直立、粗糙且墙后填土面水平。6. 按朗肯土压力理论计算主动土压力时，墙后填土中破裂面与水平面的夹角为45。一 叩。7. 墙后填土愈松散，其对挡土墙的主动土压力愈小。8. 墙背和填土之间存在的摩擦力将使主动土压力减小、被动土压力增大。9. 库伦土压力理论假设墙后填土填土中的滑动破裂面是平面，且通过墙踵。10. 库伦土压力理论可以计算墙后填土为成层土的情况。11. 挡土墙墙背倾角皿愈大，主动土压力愈小。12. 墙后填土的固结程度越高，作用在墙上的总推力就越大。13. 库仑土压力理论假定土体的滑裂面是平面，计算结果主动土压力偏差较小而被动土压力 偏差较大。14. 库仑土压力理论的计算公式是根据滑动土体各点的应力均处于极限平衡状态而导出的。15. 墙后填土的固结程度越高，作用在墙上的总推力就越大。16. 朗肯土压力理论是库伦土压力理论的一种特殊情况。17. 朗肯土压力理论假定墙面光滑，其结果偏于保守。五、计算题1. 试计算图8-1所示地下室外墙上的土压力分布图、合力大小及其作用点位置。图8-12. 某挡土墙高5m，墙背竖直光滑，填土面水平，/=22。、c=5kPa 试计算：该挡土墙主动土压力分布、合力大小及其作用点位置；若该挡土墙在外力作用 下，朝填土方向产生较大的位移时，作用在墙背的土压力分布、合力大小及其作用点位置又 为多少?3. 某挡土墙墙后填土为中密粗砂，处廿；部=加，0 = 36、占二1光 =15墙高4.5m，墙背与竖直线的夹角& =播，试计算该挡土墙主动土压力反值。4. 某挡土墙高6m，墙背竖直光滑，填土面水平，并作用有连续的均布荷载=15kPa，墙后 填土分两层，其物理力学性质指标如图8-2所示，试计算墙背所受土压力分布、合力及其作 用点位置。15 kPa图8-2图8-35. 某挡土墙高5m，墙背直立、光滑、墙后填土面水平，填土重度氐州熹，=招，=1泱烫，试确定：（1）主动土压力强度沿墙高的分布；（2）主动土压力的大小和作用 点位置。6. 某挡土墙高4m，墙背倾斜角值=处。，填土面倾角夕=1俨，填土重度=20伽妒， 伊=30。，=0，填土与墙背的摩擦角=15。，如图8-3所示，试按库仑理论求：（1） 主动土压力大小、作用点位置和方向；（2）主动土压力强度沿墙高的分布。7. 某挡土墙高6m，墙背直立、光滑、墙后填土面水平，填土分两层，第一层为砂土，第二 层为粘性土，各层土的物理力学性质指标如图8-4所示，试求：主动土压力强度，并绘出土 压力沿墙高分布图。4图8-58. 某挡土墙高6m,墙背直立、光滑、墙后填土面水平，填土重度/=1浸湖法，中=30。, 二=妇5，试确定：（1）墙后无地下水时的主动土压力；（2）当地下水位离墙底2m时， 作用在挡土墙上的总压力（包括水压力和土压力），地下水位以下填土的饱和重度为19kN/ m3。9. 某挡土墙高5m，墙背直立、光滑、墙后填土面水平，作用有连续均布荷堀 土的物理力学性质如图8-5所示，试求主动土压力。10. 如图8-6所示挡土墙，高4m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。试求总侧压力（主 动土压力与水压力之和）的大小和作用位置。安小蛙区外2浊图8-6笔=5滇&叫1 +号11. 高度为H的挡土墙，墙背直立、墙后填土面水平。填土是重度为尸、内摩擦角甲=、 粘聚力为了的粘土，墙与土之间的粘聚力为&，外摩擦角二。若忽略拉裂的可能性，试证明作用于墙背的主动土压力为：占丫 c12. 某重力式挡土墙高6.1m，墙背垂直、光滑，墙后填土面水平。填土为中砂，其内摩擦 角为300,重度为。试按楔体法求主动土压力合力的大小。13. 高度为6m的挡土墙，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，其上作用有均布荷载广河腿。 填土分为两层，上层填土厚2.5m， = 16妲，七=*妇鬼，啊=2兼，地下水位在 填土表面下2.5m处与下层填土面齐平，下层填土 K也次如妒，勺=乩，=35。试作出墙背主动土压力分布图，并求作用在墙背上的总侧压力合力的大小和作 用点位置。14. 高度为8m的挡土墙，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，填土面上有均布荷载槎。 填土分为两层，地表下3.5m范围内土层元=1&5曷凉.1 = 1泗气啊=渺；3.5 8m内土层膈二如膈川赫，=10炒以，狗=野，地下水位在土层分界处。试求：(1) 为测量作用在墙背上的主动土压力，土压力盒的最小埋置深度应是多少？(2) 作用在墙背上的总侧压力及作用点位置。习题参考答案一、简答题1. 【答】静止土压力时墙背填土处于弹性平衡状态，而主动土压力和被动土压力时墙背填 土处于极限平衡状态。2. 【答】挡土墙在侧向压力作用下，产生离开土体的微小位移或转动产生主动土压力；当 挡土墙的位移的移动或转动挤向土体产生被动土压力。3. 【答】序号影响因素主动土压力被动土压力1内摩擦角“变大减小增大2外摩擦角变小增大减小3填土面倾角增大增大减小4墙背倾斜（俯斜）角&减小减小增大4. 【答】如果挡土墙墙后没有考虑排水设施或因排水不良，就将使墙后土的抗剪强度降低， 导致土压力的增加。此外，由于墙背积水，又增加了水压力。这是造成挡土墙倒塌的主要原 因。5. 【答】（1）主动土压力、静止土压力、被动土压力；（2）挡土墙的位移方向及大小。6. 【答】主动土压力是挡土墙在土压力作用下向前转动或移动，墙后土体向下滑动，达 一定位移时，墙后土体处于（主动）极限平衡状态，此时墙背上作用的土压力，用正表示。 静止土压力是当挡土墙在土压力作用下无任何移动或转动，土体处于静止的弹性平衡状态 时，此时墙背所受的土压力为静止土压力，用或表示。 被动土压力是挡土墙的在外部荷载作用下向填土方向移动或转动时，墙挤压土体，墙后土 压力逐渐增大，达到某一位移量时，墙后土体开始上隆，作用在挡土墙上的土压力达最大值， 此时作用在墙背的土压力称为被动土压力丑。 旦 鸵 如7. 【答】库伦土压力理论的基本假定有：墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力二）； 滑动破坏面为一平面；滑动土楔体视为刚体。8. 【答】朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处， 适用于粘性土和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背 和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土 墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性土的情况。9. 【答】一般由块石、毛石或混凝土材料砌筑，强身截面较大，依靠墙身自重抵抗土压力 引起的倾覆弯矩。10. 【答】堤岸挡土墙所受的是主动土压力；地下室外墙所受到的土压力，通常可视为静止 土压力；拱形桥桥台所受到的一般为被动土压力，二、填空题1. 土压力2. 墙背光滑、直立、填土面水平3.女（墙背垂直）（墙背光滑）歹（填土面水平）4.墙后填土是理想的散粒体（粘聚力c = 0 ）滑动破坏面为一平面滑动土楔体视为刚体5. 狞+戒6. 弹性 极限主动7. 静止 被动8. 极限平衡9. 小于 10. aA p三、选择题题号123456789101112131415答案CCABACBAABCACBA题号161718192021222324252627282930答案CABACABABBABCCA四、判断改错题1. X,只有在位移量大到使墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背的才是主动土压力。2. X,地下室外墙受楼盖和基础底板的约束，位移很小，故一般按静止土压力计算。3. X,不仅与位移方向有关，还与位移大小（或墙后土体所处的应力状态）有关。4. ”。5. X，改“粗糙”为“光滑”。6. X，夹角应为4爻+啊由。7. X，与密实填土相比，松散填土虽然重度会小一些，但抗剪强度指标减小更多，故总得 来看会使主动土压力增大。8. ”。9. ”。10. X，库仑土压力理论在理论上只适用于均匀的无粘性填土。图 8-111. X,任愈大，位愈大。12. X,改“越大”为“越小”。五、计算题1.解：地下室外墙按静止土压力计算WlFglf野3.577 （近似取俨M）在墙底的静止土压力强度为：任= 0.577x17.5x3 = 30.2UPfl静止土压力：Eq = j = | x 30.29 x 3 = 45.4 kN/m静止土压力或作用在距墙底的距离x为:静止土压力分布如图8-1所示。2.解：主动土压力系数：K口 = tan2(45 -|)= tan2(450.455在墙底处的主动土压力强度为：& =27； =13-0x5x0.455- 2x15x70.455 = 20.712c2x15临界深度:zn =:=,=2.47m7瓦 18x70.455主动土压力：笔=|cra(/2-z0) = 1x 20.71x(5-2.47) = 26.20kN/m主动土压力作用在距墙底的距离工为：5-2.47 gx = 0.843被动土压力系数：Kp = tan2 (45 +|) = tan2 (45 + -) = 2.20在墙底处的被动土压力强度为：CTp =&底=18 x5x 2.20 + 2 X15 X 72?20 = 242.50 棉被动土压力：E产;就郊+&可= |xl8x52 x 2.20+ 2x15x5x/2?20= 495 + 222网被动土压力丑距墙底距离工为：x = ? 495 X + 222 x = 1.92 梆 7171,32)土压力分布图如图8-2、8-3所示。= 26.2020.7 IkPa图8-23. 解：y=y(l + s) = 16*(1+ 0.1) = 18 班伽妒主动土压力系数：K =-就V cos(172.0413 J23i7123.01 + 146.75 + 42.99=1.8235. 解：在墙底处的主动土压力强度按朗肯土压力理论为=19x5xtan 4545。技2)0观-2c tan 45 -2 J 、-2xl0xtan 45 -二 20.12棉45。-当-2cH tan45。技12)I 2)3001 览二归tan2临界深度主动土压力为2尸+T+19-2xl0x5tan 45 招 入1。主动土压力Ea作用在离墙底的距离为:(/-z0 )/3=(5-1.82)/3= 1.06 6.解：根据5 = 1宁、皿=2俨、歹=1俨、”3俨， 查表得虹=0.560，何=舟长/ =汹4展.560/2 =游.6膈 由-=- = .33m土压力作用点在离墙底33 处土压力强度沿墙高成三角形分布，墙底处% =麻幻=20x4x 0.560 = AA.SkPa7. 解：计算第一层填土的土压力强度 知=牛tanJi = tan=18x2xtan2f45= 2kPa第二层填土顶面和底面的土压力强度分别为b曲=(.&+* )tai? 45。-号-2勺 tan 45。-导I己JI己= (18x2+19x4)xtan2 45 -20顼K十一土= 40.9 棉8. 解：（1）墙后无地下水时= tan245 -f= 18x6xtan2 45=36kPa0虬=!国tan5tan2 4530。)= 108曷们欧（2）当地下水位离墙底2m时+ 1=扑加45。-3俨%(2xl8x4 + (19-10)x4)tan2 45 -2130。+ 10x2 x2= 48 + 56 = 122/9. 解：将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚度为/ = g =爽=1.11 刑y 18在填土面处的土压力强度为君=凡+冏)tai?*。-史-次tan45。-为2 J k 2)(90(?n 、= 18x(1.ll + 5)xtan2 45 -2xl2xtan 45 -)2)= 31.12基 临界点距离地表面的深度z0 = 2c/)-h = 2x2/ 18xtan 45-1.11 = 0.79I I 2力总土压力Eq = I(/ - z0) = -I X 37.12 X(5 - 0.79)= 78. kN!mKal = tan2 45 - = tan2 45 - =0.30710. 解：X； = -X. = 20-10 = 10KKa2 =tan2f45 -= tan2450 -1 = 0.528；一I 2 J I 2 ) ，区=0.727 ,/ = yial - yw = 19 一 1。= 9 曷加？在A点：*& =邳/10罚.沏=3.启上层土在B点处：cr =+ cr岫=(g + y%)% + /料=(10 + 10x2)x0.307 +10x2 = 29.2kPa下层土在B点处：皿-心皿+ b岫=(g + /Si 世 a2 2 勺 Jm 心 + 丁(1 + ”盘= (10 + 10x2)x0.528- 2x10x0.727 + 10x2=21斯白在C点处：% = 0+队=(g + /饥1 +,孩9)尺心一 2勺jKg + (知+攻J= (10 + 10x2 + 9x 2)x 0.528- 2x10x0.727+10x4= 50.8kPa = -x(3.1 + 29.2)x2 + lx(21.3 + 50.8)x2 = 104.4/合力： 22虬作用点距墙底的距离：=以饥。11. 解：设破坏滑动面为平面，过墙踵，与水平面的夹角为,则作用于滑动楔体上的力有：G=项七加(1) 土楔体的自重&，2，方向向下；（2）破坏面上的反力成，其大小未知，作用方向为破坏面的法线方向；（3）破坏面上的粘聚力，其值为叫皿$，作用方向为破坏面的切线方向;（4）墙背对土楔体的反力E，方向水平，其最大值即为主动土压力归艮；（5）墙背与土之间的粘聚力，其值为志，方向向上。E = -H2-cH 1 +色由静力平衡条件可得：22令如，可导得炒， Y 代入上式，得45 - = 45 - = 3012. 解：破坏滑动面与墙背的夹角为：22G = -yH2 tan30土楔体的重力为：2 土楔体受到的作用力除重力外，还有墙背的反力瓦1 （方向水平）和滑动面的反力衣（方向与滑动面法线方向呈300角）。由静力平衡条件可得：虬=Gtan30 = jV2tan2 30 = jx 17.3x6.12 x0.333 = 107.2上切丽13.解：，临界深度：第一层底：&+-27 = (20 + 16x2.5)x0.49-2x12x0.7 = 12.6第二层顶：& =.+险区疝一2勺获；=(20 + 16x2.5)x0.271- 2x10x0.521= S.kPa第二层底：& = (q + Vi岛+ 为盘Eg - 2勺心=(20 + 16x2.5 + 10x3.5)x0.271- 2x10x0.521=15 3蛙以d = ywh2 = 10x3.5 = 35kPacr= 15.3 + 35 = 50.弘儿 合力：田旦=|x 12.6 x(2.5-0.89)+1 x(50.3 +5.8)x 3.5 = 108.314.解：（1） 土压力盒的最小埋置深度为:虬作用点距墙底的距离：T55刑= 18.3 棉（2）第一层底:”, cr = 2lkPa第二层顶：田2、否 er = A.9kPa 第二层底：田 占=259.8顷幽 y = 2.073