河海大學第一學期土力學試卷（港航23級）班級學號姓名得分1簡答題1.土的級配不持續是什么含義？其粒徑分布曲線和粒組頻率曲線各有什么特性？（6分）2.粘性土有那幾種狀態？各狀態之間是通過什么來辨別的？什么是塑性指數？（7分）3.什么是前期固結壓力？什么樣的土為欠固結土？欠固結土層中一定存在超靜孔隙水應力嗎？欠固結土層上如不施加新的壓力，土層也會繼續壓縮嗎？為何？（7分）4.分別闡明下面滲流狀況下兩個圖中土體ABCDEA上所作用的力，并在圖中標出。其中，圖（a）以土體為研究對象，圖（b）以土顆粒為研究對象（8分）。圖（a）圖（b）什么是庫侖抗剪強度理論，什么是莫爾-庫侖破壞準則，什么是土的極限平衡條件？（考慮任選2問）庫侖抗剪強度理論確定了砂土和粘性土的抗剪強度分別為：砂土：(1分)粘性土：。 (1分)莫爾-庫侖破壞準則把莫爾應力圓與庫侖抗剪強度線相切時的應力狀態，即時的極限平衡狀態作為土的破壞準則。 (2分)當土的強度指標，為已知，若土中某點的大小主應力和滿足如下關系式時，則該土恰好處在極限平衡或破壞狀態，該鑒定條件即為土的極限平衡條件。，或 (2分)(2分)簡述砂土液化。對于飽和疏松的粉細砂，當受到突發的動力荷載時，由于動剪應力的作用有使體積縮小的趨勢，由于時間短來不及向外排水，因此就產生了很大的孔隙水應力。按有效應力原理，，當動荷載引起的超靜孔隙水應力u達屆時，則有效應力，其抗剪強度，無粘性土地基將喪失其承載力，土坡將流動塌方。土體中發生剪切破壞的平面，是不是剪應力最大的平面？在什么狀況下，剪切破壞面與最大剪應力面是一致的？在一般狀況下，剪切破壞面與大主應力面成什么角度？土體中發生剪切破壞的平面，一般不是剪應力最大的平面。 (1分)只有當=0時，剪切破壞面才與最大剪應力面一致。 (2分)在一般狀況下，剪切破壞面與大主應力面成角度 (2分)試在擋土墻的位移與土壓力關系的坐標上，定性表達出土壓力與墻身位移的關系曲線示意圖，并注明土體所處的狀態以及幾種特定狀態時土壓力的名稱。(4分)Ea:積極土壓力狀態，E0:被動土壓力狀態，Ep:靜止土壓力狀態。(1分)扼要論述朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的重要區別。朗肯理論是根據土體中各點處在平衡狀態的應力條件直接求墻背上各點的土壓力．規定墻背光滑，填土表面水平，計算成果偏大． (2分)庫侖理論是根據墻背與滑動面間的楔塊型處在極限平衡狀態的靜力平衡條件求總土壓力．墻背可以傾斜，粗糙填土表面可傾斜，計算成果積極壓力滿足規定，而被動壓力誤差較大． (2分)朗肯理論是考慮墻後填土每點破壞，達極限狀態；庫侖理論則考慮滑動土體的剛體的極限平衡。 (1分)積極土壓力是土壓力中的最小值，為何在庫侖土壓力理論公式推導中卻要找最大的Ea值作為積極土壓力？庫侖土壓力理論公式推導中，積極土壓力Ea可以看作是滑動塊體在自重作用下克服滑動面上的摩擦力而向前滑動的力，當Ea越大，塊體向下滑動的也許性也越大，因此產生最大Ea值的滑動面就是實際發生的真正滑動面。土坡發生滑動的滑動面有哪幾種形式？分別發生在何種狀況？列舉3種粘性土坡的穩定安全系數計算措施？（考慮任選2問）土坡發生滑動的滑動面有：圓弧、平面、復合滑動面。 (3分)圓弧滑動一般發生在較均質的粘性土坡中；平面滑動一般發生在無粘性土坡中；復合滑動面發生在土坡土質很不均勻的土坡中。 (3分)粘性土坡的穩定安全系數計算措施有：φ＝0分析法、瑞典條分法、簡化畢肖普法等。 (3分)地基破壞的型式有哪幾種？未修正的太沙基極限承載力公式合用于哪種破壞型式的地基？運用太沙基極限承載力公式詳細闡明地下水位的位置對承載力是怎樣的影響？（考慮任選2問）地基破壞的型式有整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪破壞． (3分)未修正的太沙基極限承載力公式合用于整體剪切破壞的條形基礎的地基。 (2分)太沙基極限承載力公式。(2分)地下水位埋深較大時，式中第1、2項中的γ均不受影響； (1分)若地下水位在基底處，則第1項中的γ應用浮容重，承載力減少； (1分)若地下水位上升到地面處或以上時，則第1、2項中的γ均應用浮容重，承載力深入減少。(1分)既有一砂土地基,基礎埋深2m,假如土的,和與含水量的變化無關,問:當地下水位從很深處上升到基礎底面時,對應的臨塑荷載和極限荷載有何變化,為何?臨塑荷載不發生變化， (2分)極限荷載減小。 (2分)2計算題1.某一取自地下的飽和土試樣，用環刀法測定其密度。環刀的體積為60cm3，環刀質量為50g，環刀加濕土質量為170g。已知試樣孔隙率為50％，土粒比重2.70。試計算該土樣的含水率、孔隙比、飽和密度、和干密度。（8分，水的密度1g/cm3）2.某條形基礎寬b=5m，埋深2m，基底壓力如圖所示，地基土濕重度19kN/m3，飽和重度20kN/m3。求基礎邊點下M點的自重應力和附加應力。(8分)表1：條形基底豎直均勻荷載及水平荷載下的附加應力系數n=z/bm=x/b1.21.61.21.6-1.00.0910.11700.3750.324-0.131-0.0931.00.3750.3240.1310.0933.某砂土地基中間夾有一層厚2m的粘土層，該粘土層壓縮已經穩定。地下水位在地面如下2m深處。砂土層的飽和重度21kN/m3，濕重度19kN/m3。粘土層的天然孔隙比1.0，飽和重度20kN/m3，今從粘土層中心取土樣試驗，測得前期固結應力為pc=100kPa，對應pc的現場壓縮曲線上的孔隙比0.88，壓縮指數Cc=0.4，固結系數Cv=2.0×10-4cm/s。今在地面大面積堆載150kPa。（1）粘土層是屬于正常固結、超固結還是欠固結土？為何？（2）試計算粘土層的最終壓縮量（不必分層）。（3）堆載施加30天後，粘土層壓縮量為多少？（假定土層平均固結度可用確定，可取重力加速度10m/s2）（15分）3.對一飽和的正常固結土試樣，為了模擬其原位受力狀態，先在周圍壓力σｃ=100kPa作用下固結，然後再在Δσ3＝０的狀況下進行不排水剪試驗。試樣破壞時，同步測出破壞時的孔隙水應力uf=50kPa，已知φcu＝25°。試求：（１）該土的固結不排水強度指標Ccu各是多少?（２）該試樣破壞時的大主應力是多少？（３）破壞時試樣的有效主應力σ＇1及σ＇3；（４）破壞時的孔隙水應力系數Ａf；（5）有效應力強度指標c',φ'。(14分)地基內某點的大主應力為５５０kＰａ，小主應力為３００kＰａ，孔隙水應力為１００kＰａ。土的有效凝聚力為c'=2０kＰａ，有效內摩擦角φ'=24°。判斷該點與否到達破壞狀態。б1＇＝б1-u=50-100=450kpa б3＇=б3-u=300-100=200kpa(2分)令б1f’=б1＇=450kpaб3f’＝tg2(45-?＇／2)-2c×tg(45-?＇2)＝450×tg2(45-24／2)-2×20×tg(45-24／2)＝450×0.422－40×0.649＝163.9kPa＜б3＇ （4分）因此該點到達破壞狀態穩定． （1分）一粘土樣進行固結不排水剪切試驗，施加圍壓=200kPa，試件破壞時主應力差=280kPa。假如破壞面與水平面夾角=57，求內摩擦角及破壞面上的法向應力和剪應力。=57，=24(2分)破壞面上的法向應力為==283kPa(2分)破壞面上的剪應力為==127.9kPa(2分)已知地基中一點的大主應力為，地基上的粘聚力和內摩擦角分別為和。求該點的抗剪強度。(2分)(3分)=(2分)某完全飽和土樣，已知土的抗剪強度指標為=35kPa，=0;=12kPa,=12;=3kPa，=28，問：１．若該土樣在＝200kPa作用下進行三軸固結不排水試驗，則破壞時的約為多少？２．在＝2５0kPa,=400kPa,=160kPa時土樣也許破裂面上的剪應力是多少？土樣與否會被破壞？請計算闡明。1.==334.6kPa (2分)2.=250-160=90kPa,=400-160=240kPa (2分)破裂角=45+(28/2)=59 (2分)==66.2kPa (2分)==130kPa(2分)=3+130=72kPa>=66.2,不會破壞 (2分)墻背直立的光滑擋土墻，墻高為10ｍ，兩層填土的性質指標如下圖所示，上層粘土厚度5m，試求作用在墻背上總的積極土壓力大小，并繪出壓力分布圖（不必求土壓力作用點）對第一層土，(2分)mB點以上的積極土壓力：ea1=r1H1’ka1－2c=20×3.43×tg232.5-2×10×tg32.5=15.1kPa