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土力学 考试 试卷 2015 年 12 月 一、 判断题 (判断下列各小题的正误，正确的在题后括号 内打“”，错误的打“” )（ 20 分，每题 2 分） ( )1、土中水的渗透速度即为其实际流动速度。 ( )2、粗粒土的不均匀系数越大，粒径分布越不均匀，土的级配越差。 ( )3、对于不同的砂土，孔隙比相同说明它们的密实度也相同。 ( )4、填土的压实程度可用干密度作为评价指标。 ( )5、 黏性土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度增长就愈多。 ( )6、 饱和黏性土的抗剪强度指标与排水条件无关。 ( )7、已知甲土的含水量大于乙土，则甲土的饱和度 一定 大于乙土。 ( )8、 砂 土无论是否饱和，其变形达到稳定所需的时间比饱和黏性土短得多。 ( )9、 地基容许承载力即为地基即将破坏时所能承受的基底压力。 ( )10、 挡土墙后填土应 优先 选用黏性土，因为它易于压密实。 二、选择题 (选出一个正确的答案 ) （每题 2 分，共 10 分） 1室内压缩试验的排水条件为 ( )。 A单面排水 B双面排水 C不排水 D不固结 、 不排水 2矩形均匀荷载作用下基础角点下某深度处的附加应力 za 与基础中心点下同 一深度处附加压力 zo 的关系是 ( )。 A 4zoza B 4zoza C zoza D zoza 3粘性土 的强度 ( )。 A与 应力历史 有关 B与 实验排水条件 无关 C与 粘粒含量无 关 D与 土的内摩擦角无关 4 下列 哪 类 土 不以塑性指数来定名？ ( ) A：粘土 B：粉质粘土 C：粉土 D： 砂土 5下列 哪 项不属于原位测试试验： ( ) A：荷载试验 B：旁压试验 C：击实试验 D：动力触探 得分 评阅人 得分 评阅人 判断 1-5 6-10 选择 1-5 三、简答题（共 25 分） 1.简述 砂土直剪试验的原理和 试验步骤。（ 5 分） 试验原理： (2 分 ) 一定法向应用力下，随位移增大，剪应力增大，得 max； 不同法向应力得： max ， max ， max 不同法向应力对应剪破坏，三点可连线，在纵标的截距为 c，与水平方向夹角为 。 试验步骤： （分） 对准上下盒，插入固定销； 称 103 克砂，进行装砂样； 加法向应力； 拔出销钉，施加剪应力，； 根据百分表不动或回退时，记录最大位移量，并换算剪应力； 重复，做出不同法向应力下的剪应力，从而得到抗剪强度指标。 评分标准：试验原理能用图说明可得分，试验部分步骤可以合并，只要学生对此理解可得 分。 2.什么是附加应力？ 绘图说明地基中附加应力在 水平方向和垂直方向的分布规 律 。 （ 5 分） 附加应力指除土自重力外，由外荷载引起在土中分布应力（增量）。 分 规律：基础中点下方，随深度而渐减小 在同一深度范围内，从中心向两侧减小。 分 评分标准：用图表示出来正确，只要学生对此理解可得相应分数，无图适当扣分。 3.确定地基承载力有哪几种方法？ （ 5 分） 极限理论公式计算法，再用极限承载力除以大于的安全系统得允许承载力；分 原位测试法：标准贯入试验法，静力触探法等； 分 工程地质类比法； 分 规范法。 分 用临塑荷载公式，临界荷载公式（或控制塑性区的深度） 评分标准：得出以上五点中的四点可得满分。 max C 4.简述分层总和法 确定地基 最终沉降量的计算步骤 ？ （ 5 分） 4 分层总和法步骤： 地基分层，分层原则每层不大于 0.4b； 计算各薄层界面上自重应力 qzi； 计算基底净压力 p0； .（ 2 分） 计算基础中心垂线上各薄层分界面上的附加应力 zi； 确定计算深度 qzi 5 zi； 计算各薄层的平均附加应力； 计算各薄层的沉降量 si； 计算压缩层的计算量总和。 （ 3 分） 5.确定地基容许承载力的方法有哪几种方法？试述工民建规范 或 桥 规中 确定承载力设计值是如何确定的？（ 5 分） 5、 承载力的确定步骤 按控制地基中塑性区开展深度的方法，如临界荷载和临塑荷载法； 按理论公式计算极限承载力 pk，再除于安全系数法； 按规范提供的经验公式确定地基的容许承载力； 按原位测试的方法确定地基的容许承载力； （ 4 分） 工程地质类比法。 (标准，答出 4 条可得 4 分 ) 桥规步骤：按土的物理力学指标查规范得到基本承载力 0；按基础宽度和深度 进行修正得到容许承载力 。 建规步骤：按土的物理力学指标查规范得到承载力基本值；回归修正得到承载力 的标准值；按基础宽度和深度修正得到承载力的设计值。 .分 四、 (10 分 )在某住宅地基勘察中，已知一个钻孔原状土试样结 果为： 天然容重为 18.5kN m3，土粒比重 Gs=2.70，土的含水 量 为 18.0。试求该土 干容重、 孔隙比和饱和度。 解： 法一：公式法： 68.1518.01 5.181 w d （ kN/m3） 分 7 2 2.01 5.18 )18.01(107.21)1( we s （ g 9.8 时， e 0.69） 分 %3.67%100722.0 7.218.0 ew G sSr （ g 9.8 时， r 70.4%） 分 评分标准：公式正确，根据学生理解程度，结果错，扣分。重力加速度取 10 也算对，结 果（ e 0.722g 9.8 时， r 70.4%）。 法二：三相草图法 设 s m3, 则： s Gs g Vs 27kN Ww=w Ws=4.86kN 由 5.181 VvWwWsVW kN/m3 得 Vv=0.722m3 分 得分 评阅人 Vw=Ww/ w=0.486m3 则： e v/Vs=0.722 2 分 d=Ws/V=Ws/(1+e)=15.7kN/m3 2 分 Sr=Vw/Vv 100%=67.3% 2 分 评分标准：用其它方法推导出来也算正确，部分步骤可以省略。重力加速度取 10 也算对， 结果（ e 0.722g 9.8 时， r 70.4%）。 五 、 (10 分 ) 某地基土体强度指标为： c 10 kPa， 30。 建筑荷载作用下将会使基础底下某点土 本 体的应力达到如下值： 最 大主应力 =300 kPa， 最 小主应力 =100 kPa。试判断该点土体将是否会破坏。 解 法一：根据极限平衡公式： 46.030cot1021 0 03 0 0 1 0 03 0 0cot2s i n 31 31 c 分 5.0s i n46.0s i n 故该点不会破坏。 分 法二：根据极限平衡公式 )(45.887.010249.03 00)2/45ta n (2)2/45(ta n 213 k P ac 分 因为 3 3 所以，该点不会破坏。 4 分 评分标准：只要极限平衡公式及所带数据正确可得分。此题方法很多，只要步骤合理及结 论正确都可得满分 ，包括几何作图法，应力偏角法等。 六、 (12 分 )已知某挡土墙高度 H 6m，墙背竖直、光滑，墙 后填土表面水平。填土为 黏土 ，重度 18.0kN m3，内摩 擦角 30， 凝聚力 c 9 kPa，在填土表面作用均布荷载 q 18.0kN/ 。 计算作用在挡土墙上的主动土压力 及作用点位置（ 画图说明 土压力 分布 ） 。 解 ：法一：超高处理法 q 的当量墙后填土高： H=q/ m 分 pa的临界位置： Ka tan2(45- /2)=1/3 令 pa得 m kacz 7 3 2.120 (注：从超高算起。 ) 分 k P akacZbKap a 6.313 3 3.092)16(183 3 3.026 分 总土压力合力： )/(24.83)(21 60 mkNpzhHEa a 分 作用点： H0=(H+h-z0)/3=1.756m 分 分布图 得分 评阅人 得分 评阅人 分 法二：直接公式法： 直接用公式 KacKazqpa 2)( 31)245(ta n 2 Ka z时， )(39.4339231181 k p ap a 分 z时， )(61.313 39231)61818(6 kpap a 分 求临界深度 令 a得： 0339231)18( 0 Z 分 Z0=0.732m 求合力： )/(26.83)7 3 2.06(61.3121 mkNEa 分 合力作用方向水平，作用点： mH 7 56.13/)7 32.06(0 分 分 评分标准：此题部分步骤可以合并，根据学生答题情况给分。 H0 Ea Z0 31.61kPa H0 Ea Z0 31.61kPa 七、 (8 分 ) 已知一填方土坡坡 高 4 m， 坡角 =60，土的 物理力学指标为： C =10kPa， =10， =18 kN/m3。 试分析土坡的 稳定性。假如 土坡坡 高不能改变，要提高 土坡的 稳定性，应如何改 变 坡角，并说明理由。 （ Ns=7 15） 解： 9 9 3.0 418 1015.7 HcNsK 60%, Tve 28 281%80 ,则 Tv=0.572 .(3 分 ) 代入 222HCvtTv , dhcm cmt 8.1333 2 1 1m i n1 9 2 6 7 3m i n/019.0 2)80(572.0 22 .(4 分 ) 评分标准：公式正确，结果错的，可根据理解适当给分扣分。 tHCT vv 2 502190.0 tHCv 90 2848.0 tHCv %)60( 4 %)30( )4exp(81 2 2 2 U UTv U TU v vTt eU 2 4281 )4e x p (321 2 3 vB TU
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