土力学试题与答案3.pdf

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1、第 1章土的组成第 1 章 土 的 组 成三、选择题1 .在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。这种附加应力性质主要表现为（）（A）浮力；（B）张力；（C）压力。2.对粘性土性质影响最大的是土中的（）。（A）强结合水；（B）弱结合水；（C）自由水；（D）毛细水。3 .土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为（兀（A）结合水；（B）自由水；（C）强结合水；（D）弱结合水。4.下列粘土矿物中，亲水性最强的是（）。（2005 年注册土木工程师（岩土）职业资格考试题，三峡大学2006 年研究生入学考试试题）（A）高岭石；（B）伊里石；（C）蒙脱石；（D）方解石

2、。5 .毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？（）（A）粘土颗粒电场引力作用；（B）孔隙水压力差的作用（0 水与空气交界面处的表面张力作用。6 .土的可塑性范围与比表面大小有关，下列说法正确的是（）（A）粘土的比表面比砂土大，所以可塑性范围大（B）粘土的比表面比砂土小，所以可塑性范围大（C）粘土的比表面与砂土相似，颗粒细，故可塑性范围大7 .图粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则 表 示（）。（A）土粒大小均匀，级配良好；（B）土粒大小不均匀，级配不良；（C）土粒大小不均匀，级配良好。8 .由 某 土 颗 粒 级 配 曲 线 获 得 5 m m,di o=O.

3、03 m m,则该土的不均匀系数C为（）。（A）41 6.7；（B）41 6 7；（O 2.4X 1 0 3；（D）1 2.5 3。9 .若甲、乙两种土的不均匀系数相同，则两种土的（）。（A）颗粒级配累计曲线相同；（B）有效粒径相同；（C）限定粒径相同；（D）限定粒径与有效粒径之比相同。1 0.在工程上，对于粒径分别大于0.07 5 m m 及小于0.07 5 m m 的土，采用的颗粒级配试验方法为（）。（A）均为筛分法；（B）均为水分法；（C）前者为筛分法后者为水分法。1 1 .毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（）。（A）粘性土；（B）粉土；（C）砂土。1 2.若

4、将 l en?立方体颗粒分割为棱边0.001 m m 的许多立方体颗粒，则比表面变为（）。（A）6X10 W；（B）6 X 1 0 c m ；（C）6 X 1 04o1 3 .稍湿状态的砂堆，能保持垂直陡壁达几十厘米高不塌落，因为存在（）。（A）拉力；（B）浮力；（C）重力；（D）毛细粘聚力。1 4 .具有更好的分选性和磨圆度的土是（）。（A）残积土；（B）坡积土；（C）洪积土；（D）冲积土。1 5 .雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀，顺着斜坡向下逐渐移动，沉积在平缓的坡脚，这种搬运和堆积方式形成的士称为（）。（A）残积土（B）坡积土（C）洪积土（D）冲积土（A）A线级配良好

5、，B线级配不良，C线级配不连续；（B）A线级配不连续，B线级配良好，C线级配良好；（0 A线级配不连续，B线级配不良，C线级配良好；（D）A线级配不良，B线级配良好，C线级配不连续。五、计算题1.甲乙两土样的颗粒分析结果列于下表，试绘制级配曲线，并确定不均匀系数以及评价级配均匀情况。粒径/mm2 7 50.50.250.25 0.10.10.050.05 0.020.02 0.010.010.0050.005 0.0020.002相 对含 量（%）甲士24.314.220.214.810.56.04.12.93.0乙土5.05.017.132.918.612.49.0第 1章参考答案三、选择题

6、l.C 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A 7.C 8.A 9.D 1 0.C 1 1.B 1 2.B 1 3.D 1 4.D 1 5.D 1 6.D五、计算题解：甲土颗粒级配曲线如下:孔径（mm）留筛土 质 量（g）小于该孔径的土质量（g）小于该孔径的土的百分数201001000.524.375.775.70.2514.261.561.50.120.241.341.30.0514.826.526.50.0210.516160.016.010100.0054.15.95.90.0022.9330.0023.()乙土颗粒级配曲线如下:土粒越不均匀，级配良好。孔径(mm)留筛土质量(g)小于该

7、孔径的土质量(g)小于该孔径的土的百分数201001000.501001000.25051001000.1595950.05590900.0217.172.972.90.0132.940400.00518.621.421.40.00212.499B1yydy.（B）y,B1yyyd；（o 为 1之八（D）-Y /叫17 .已知甲、乙两土样物理性质指标如表2-1：表 2-1土样%/%尸/%0/%S,甲3220372.7 21.0乙 23|16|27|2.66 1.0判断下列结论中，正确的是()。(A)甲比乙具有更多的粘粒；(B)甲比乙具有更大的密度；(C)甲比乙具有更大的干密度；(D)甲比乙具有

8、更大的孔隙比。18 .下列叙述正确的是()。(A)时，粘性土处于坚硬状态；(B)九4时，粘性土处于流动状态；(C)及淋时，粘性土处于坚硬状态；(D)时，粘性土处于软塑状态。19.下面有关粘性土的叙述正确的是()。(A)粘性土是指塑性指数小于或等于10 的土；(B)粘性土是指塑性指数大于10 的土；(C)粘性土是指塑性指数大于17 的土；(D)粘性土又称为粘土.20 .按 岩土工程勘察规范(GB 5 0 0 2 1-2 0 0 1),砂土和粉土的分类界限是()。(2 0 0 4年岩土工程师专业考试试题)(A)粒径大于0.0 7 5 m m 的颗粒质量超过总质量5 0%的为粉砂，不足5 0%且塑性

9、指数h W l。的为粉土；(B)粒径大于0.0 7 5 m m 的颗粒质量超过总质量5 0%的为粉砂，不 足 5 0%且塑性指数IP3的为粉土；(C)粒径大于0.1 m m 的颗粒质量少于总质量7 5%的为粉砂，不 足 7 5%且塑性指数L 3的为粉土；(D)粒径大于0.1 m m 的颗粒质量少于总质量7 5%的为粉砂，不 足 7 5%且塑性指数L 7 的为粉土。2 1 .某建筑物地基需要压实填土 8 0 0 0 m 控制压实后的含水量3 尸1 4%,饱和度S,=9 0%;填料重度r=1 5.5 k N/n f,天然含水量g=1 0%,相对密度Gs=2.7 2,此忖需要填料的方量最接近下列()

10、(2 0 0 4 年岩土工程师专业考试试题)(A)1 0 6 5 0 m3；(B)1 0 8 5 0 m3；(C)1 1 0 5 0 m3；(D)1 1 2 5 0 m)2 2.在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，()是正确的。(2 0 0 4 年岩土工程师专业考试试题)(A)在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度;(B)最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关；(C)压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比；(D)压实系数随填土深度不同可以不同。2 3.采用塑限含水量怖=1 8%的粉质粘土作填土土料修筑告速公路路基，分层铺土碾压时，下列()种含水率

11、现对比较适合。(2 0 0 5 年岩土工程师专业考试试题)(A)1 2%；(B)1 7%；(C)2 2%；(D)2 5%2 4 .对粘性土填料进行下列压实试验时，下 列()选项是错误的。(2 0 0 5 年岩土工程师专业考试试题)(A)在一定击实功作用下，能使填筑土料达到最大干密度所对应的含水量；(B)与轻型击实仪比较，采用重型击实试验得到土料的最大干密度较大：(O填土的塑限增加，最优含水量减小；击实功增加，最优含水量增加。五、计算题1 .有一完全饱和的原状土样切满于容积为2 1.7 c n?的环刀内，称得总质量为7 2.4 9 g,经 10 5 烘干至恒重为6 1.2 8 g,已知环刀质量为

12、32.5 4 g,土粒相对密度(比重)为2.7 4,试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求按三项比例指标定义求解)。2 .某原状土样的密度为L 8 5 g/c m 3、含水量为34%、土粒相对密度为2.7 1,试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度(先导得公式然后求解)。3.某砂土土样的密度为1.7 7 g/c m 3,含水量为9.8%,土粒相对密度为2.6 7,烘干后测定最小孔隙比为0.4 6 1,最大孔隙比为0.9 4 3,试求孔隙比和相对密度，判断该砂土的密实度。4 .某一-完全饱和粘性土试样的含水量为30%,土粒相对密度为2.7 3,液限为33%,塑限为1 7%,试求孔隙比

13、、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该粘性土的分类名称和软硬状态。5 .经测定，某地下水位以下砂层的饱和密度为1.9 9 1 g/c n?,土粒相对密度为2.6 6,最大干密度为L 6 7 g/c m：，最小干密度为1.39 g/c m：,，试判断该砂土的密实程度。6 .已知某土样含水量为2 0%,土粒相对密度为2.7,孔隙率为5 0%,若将该土加水至完全饱和，问 10m，该土体需加水多少？7 .某土样，土粒相对密度为2.7,孔隙比为0.9 5,饱和度为37%,现要把饱和度提高到9 0%,则 每 1 的该土样中应加多少水？8 .某土样孔隙体积6 =土粒体积匕=4 0 d,土粒相对

14、密度为4=2.6 9,求孔隙比e和干重度在；当孔隙被水充满时，求饱和重度丫加和含水量。9 .某土样的干密度为1.60g/c m 土粒相对密度为2.6 6,颗粒分析试验表明，该土大于0.5m m 的颗粒占总质量的2 5%。假设细颗粒可以把粗颗粒间的孔隙全部填满，问该土小于0.5 m m的那部分细颗粒土的干密度约是多少？若经过压实后，该土在含水量为18%时达到饱和，问该土此时的干密度是多少？10.某一施工现场需要填土，基坑的体积为2 000 m：，,土方来源是从附近土丘开挖，经勘察土的相对密度为2.7 0,含水量为15%,孔隙比为0.60。要求填土的含水量为17%,干重度为17.6 k N/n?。

15、(1)取土场的重度、干重度和饱和度是多少？(2)应从取土场开采多少方土？(3)碾压时应洒多少水?填土的孔隙比是多少？(三峡大学2 006年研究生入学考试试题)11.某饱和土样含水量为38.2%,密度为1.8 5 t/m;，,塑限为2 7.5%,液限为42.1%。问：要制备完全饱和、含水量为5 0%的土样，则每立方米土应加多少水？加水前和加水后土各处于什么状态？其定名是什么？12 .某饱和土的饱和密度为1.8 5 t/m3,含水量为37.04%,试求其土粒相对密度和孔隙比。13.已知一土样天然密度为1.8 t/m 干密度为1.3 t/n?,饱和重度为2 0 k N/m3,试问在I t天然状态土中

16、，水和干土的质量各是多少？若使这些土改变成饱和状态，则需加水多少？14.设有I n?的石块，孔隙比e=0,打碎后孔隙比为e=0.6,在打碎后孔隙比为e=0.7 5,求第一次与第二次打碎后的体积？15 .是推导理论上所能达到的最大击实曲线(即饱和度S r=100%的击实曲线)的表达式。16.配置含水量35%的土样，取天然含水量12%的土重2 01,已测定土粒相对密度为2.7 0,问需加水多少？(同济大学19 9 8 年研究生入学考试试题)第 2 章参考答案三、选择题1.A 2.B 3.A 4.C 5.A 6.C 7.B 8.C 9.C 10.B 11.C 12.B 13.B 14.B 15.C

17、16.A 17.A 18.A 19.B 2 0.A 2 1.B 2 2.C 2 3.B 2 4.Cv i s 5丫八=上=14.09 无 N/疝2 1题详解：压实前填料的干重度：1+/1 +S 1压实后填土的F重度:=S氏丫、=-0-.-9-x-2-.-7-2-x l-O-=11n9.1k W w5 Z+皿 0.9+0.14x 2.7 2根据压实前后土体干质量相等的原则计算填料的方量明：T 7*V.=-8-0-0-0-x-l-9-.-1=108 44.6,z n33勿祖=匕0 1 14.09答 案(B)正确五、计算题1 解：w =7 2.49-32.5 4=39.9 5 g=61.2 8-32

18、.5 4=2 8.7 4g=m-m,=39.95-28.74=11.21g7=21.7cm=.=-=1 1.21cm31匕=P-。=21 7-11.21=10.49CMm 3995Q=7=3 y =1341 g/c 加0 3 =1121m,28.7439.0%&与=L324g/c?上=也=1比9Vs10.492.解：设土颗粒体积为14(1+如 e =l _ i =0,9631 +e 得州+匕q14 +e g _ 2.71+0.963 mgV1 +e1+0.963珥-匕&_(a-1)凡 _ 2.71-11 +e 1+0.9630.371g/cm1V恭 +5凡 1 ,2.67(1+0.098)=0

19、 6元3.解：由1.77e=Z Q+口虑 _=o 963PD=j-e=0 943-0.656=0 0.943-0.461因为1/3 30 170.8116因为10IP=1617,该粘性土应定名为粉质粘土；因为0.75Ii=0.8K1.0,所以该粘性土的状态为软塑。=%+匕 4=(*+e)4 e=Y =L9 -2.665.解：由 V 1 +e 得 l-Q q I.叫=妇!=_ =1.588 g(c mJV 1 +e 1+0,675 51)_ 1.67.588-1.3 9)_ 0 7ML 0 皿-e 向 3-启-1.与81 67-1.3 9)一因为2/3 =A匕 4 =0.2 58t8.解:Vv

20、3 50.875Z r f =-2 6 9 xl O =1 4.3 5JW/ffl1+e 1 +0.875_ 4 +2i+。九=2-.-6-9-+-0-.-8-7-5xl1Oc=1i n9.nQil,kN/m331+0,875啜=抬=325%9.解：设丫=而,则如”产=1&粗颗粒质量综 x 0.2 5=0 *细颗粒质量*4=1 6-0 4=1 2.犯！0.4 _.,1%=-=0.1 5 川粗颗粒体积 玛4 2.66x1粗颗粒孔隙体积=匕=1-0 1 5=0.85加Pm=1.41 g/c m1细颗粒土的干密度 0 0 85tw d.0.1 8 x2.66.=-=0.479压实后的孔隙比 s，11

21、 0解.(1)y=1 9.4盼/，h=1 6.88依必？，&=67.5%(2)填 土 场?=巧=1.76x2 0 0 0=3 52 0,取土场=凿=舐=1 和 M 3浦(3 )洒多少水A m.=m,A 0 =3 52 O x(0.1 7-0.1 5)=70.4”党外品41 1,解：&=3=L 3 4 f/犯=q/=L3 4xl =L3 4rZW!w=f f liA fi J=1.3 4x(0.5-0.3 82)=0.1 58/%=42.1-2 7.5=1 4,60 粉质粘土加 水 前 小 侬-)4=(3 8.2 -2 7.5)/1 4.6=0.7 3 可塑状态加水后小广(50 -2 73)/1

22、 4.6=1.5 4 流塑状态e _-1 85p+L-p 1 +_-1.85联立求解，得 0.3 70 4aa S,e 1 9 7r=-=-=2.7g 0.3 70 4V=0.556m11 3.解：Q 1 3m,=户7=1 3 x0.556=0.72 3 fm =加一成,=1-0.72 3 =0.2 771需加水 匕-匕）8=-加=（2.0 -1.8）x0.556=0.1 1 1?1 4.解：6=1=l+el =l+0.6=1.6m3 =l +e,=1 +0.75=1.75m11 5.解:S，=le=-z4的=M=_电 V l +e 1+M1 6.解：由/一携，一巾_加”二 姐 J 2x（H

23、2=2 86t得 1 +i U 1 +0.1 2储=1 2-1.2 86=1 0.71 4J6=叫+“由 叫c”1.2 86+x得 3 5=5荷需 加 水X =2.464f第3章 土的渗透性及渗流五、计算题1.如图3 1所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1顶面溢出。(1)已土样2底面c c为基准面，求该面的总水头和静水头；(2)已知水流经土样2的水头损失为总水头差的3 0%,求b-b面的总水头和静水头；(3)已知土样2的渗透系数为0.0 5c m/s,求单位时间内土样横截面单位面积的流量：(4)求土样1的渗透系数。加水图3 1 （单位：c m）图3 3 （单位：c m）2

24、.如图3 2所示，在5.0 m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0 m,其下为基岩（不透水）。为测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以10 2 m 3/s的速率从孔中抽水。在距抽水孔15 m和3 0m处各打观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0 m和2.5 m ，试求该砂土的渗透系数。3015抽水孔 观侧孔 观测孔不透水层图3 2 （单位：m）3 .某 渗 透 装 置 如 图3-3所示。砂I的渗透系数片=2 x 1。-冽/s；砂n的渗透系数=l x l Q-1c w/s.砂样断面积A=200C溶*,试问：（1）若在砂【与砂I 分界面处安装一测压管，则测压管中水面将升至

25、右端水面以上多高？（2）砂I与砂H界面处的单位渗流量q多大？4 .定水头渗透试验中，已知渗透仪直径D =7 5那加，在L=2 00那加渗流直径上的水头损失我=8 3附活，在6 0s时间内的渗水量Q =7 15 c冽;求土的渗透系数。5.设做变水头渗透试验的粘土式样的截面积为3 0c M2,厚度为4 0。加渗透仪细玻璃管的内径为0 4 c那，实验开始时的水位差为14 5 c加，经过7 m i n 2 5 s观察的水位差为100。第，实验室的水温为2 0 C,试求式样的渗透系数。6.图 3-4为一板桩打入透土层后形成的流网。已知透水土层深18 9 加，渗透系数上=3 x l O Y 制溶/s 板桩

26、打入土层表面以下9.。加，板桩前后水深如图3-4 所示。试求：（1）图中所示a、b、c、d、e 各点的孔隙水压力；（2）地基的单位透水量。图 3 4 板桩墙下的渗流图7.如图3-5 所示，在长为10c m,面积在疝的圆筒内装满砂土。经测定，粉 砂 的 凡=6.2 5,e=0.9 00筒下端与管相连，管内水位高出筒5 c m（固定不变），流水自下而上通过试样后可溢流出去。试求（1）渗流力的大小，判断是否会产生流砂现象；（2）临界水利梯度值。图 3 5第 3 章参考答案五、计算题1.解：如图3T,本题为定水头实验，水自下而上流过两个土样，相关几何参数列于图中。(1)以 c-c 为 基 准 面,则

27、有:Z c=O,h.c=9 0c m,hc=9 0c m(2)已知h.=3 0%x A h,而AL 由图 2-16 知,为 3 0c m,所以A hi,.=3 0%x A hc=0.3 x 3 0=9 c mhb=hc-A hb c=9 0-9=8 1 c m又Z b=3 0c m,故儿产儿-zb=8 1-3 0=5 1 c m(3)已知 k z=0.0 5 c m/s,q/A=k z i 2=k a x A h b e/L z=O.0 5 x 9/3 0=0.0 1 5 c m3/s/c m2=0.0 1 5 c m/s(4)V i 尸 A l u/L 产(A ho c-A hbe)/L,=

28、(3 0-9)/3 0=0.7,而且由连续性条件,q/A=k.i.=k2i2k i=k 2 i z/i i=0.0 1 5/0.7=0.0 2 1 c m/s2 .解：分析：如 图 3-2,砂土为透水土层，厚 6m,上覆粘土为不透水土层，厚 5 m,因为粘土层不透水，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即 6 m。题目又给出了 r,=1 5 m,n=3 0 m,h i=8 m,h2=8.5 m。q=kAi=k-2r-6 =12k9也由达西定律的公式知，力 d r,可改写为：q nkTl d h,积分后得到：qln包=125 电-Jr G带入已知条件，得到：k=7一 In 生12爪&

29、一4)勺 12k(8.5-8)In 二=3.68x10-4 mzs=3.68x10-3 cm/s15本题的要点在于对过水断面的理解。另外，还有个别同学将I n 当作了 1 g。3 .解：(D 设所求值为入，砂 样 I 和砂样n的高度分别为A和,2。因各断面的渗流速度相等，故有.b h峪=k j?即6 0%岛;力 0汕爆2+引16 X1X4 0 =2。加2 x 4 0 +1 x 4 0(2)砂与砂界面处的单位渗流量q为:q=vA=h A=0.2 x x 2 0 0 =2 0朋3s4 .解：化=旦=7L6X20-=6 5 x 1 0-2 c w/sAKT-X7.52X8,3X6 045 .解：因为

30、试验时的温度为标准温度，故不作温度修正。,=_ _bj L=3y-4-X -=1 4 x l 0-/g幺心一4)%3 0 x(7 x 6 0 +2 5)1 0 06 .解：(l)a、e点位于水面，故%=%=b、d位于土层表面，其孔隙压力分别为:%=/3%=1 0 x 9 =90kp aud=/w 我材=1 0 x 1 =90kp aC点位于板桩底部，该点的水头损失为：h 9-1=x 4 =-x 4 =4 w%8该点的孔压为：uc=九0“-&)=1 0 x(1 8-4)=1 4 0切a(2)地基的单位渗水量：q =L=3 x l O-7x(9-l)x i=1.2 x l O w3/s%87 .解

31、:t 4一1 2.6 5 1 3V 九=-x G=&7kNi m(1)1 +1 +0.9J =xw =1 0 x =5kN!w3L 1 0因为J 尸，所以不会发生流砂。（2）%=%=8%=1 =切第 3 章 土的渗透性及渗流五、计算题1 .如图3 1 所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1 顶面溢出。（1）已土样2 底面c c为基准面，求该面的总水头和静水头；（2）已知水流经土样2的水头损失为总水头差的3 0%,求 b-b面的总水头和静水头；（3）已知土样2的渗透系数为0.0 5 c m/s,求单位时间内土样横截面单位面积的流量;（4）求土样1 的渗透系数。图 3 1 （单

32、位：c m）图 3 3 （单位：c m）2 .如图3 2 所示，在 5.0 m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0 m,其下为基岩（不透水）。为测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以1 0 2m3/s 的速率从孔中抽水。在距抽水孔1 5m 和 3 0 m 处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0 m 和 2.5m ,试求该砂土的渗透系数。图 3 2 （单位：m）3.某 渗 透 装 置 如 图 3-3 所示。砂 I 的渗透系数月=2x10-1。加；砂 I 的渗透系数扃=1x10-1 c w/s；砂样断面积A=200CM2,试问：(1)若在砂I 与砂II分界面处安装

33、一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？(2)砂 I 与砂II界面处的单位渗流量q 多大？4.定水头渗透试验中，已知渗透仪直径D=75那加，在L=200那加渗流直径上的水头损失我=83附羽，在 60s时间内的渗水量Q=7 L 6 c w 1 求土的渗透系数。5.设做变水头渗透试验的粘土式样的截面积为30c加2,厚度为40c%渗透仪细玻璃管的内径为0.4c%,实验开始时的水位差为145c浅，经过7mm 25s观察的水位差为100c洗，实验室的水温为20,试求式样的渗透系数。6.图 3-4 为一板桩打入透土层后形成的流网。已知透水土层深189加，渗透系数化=3 x1 0 冽m/s 板桩打入

34、土层表面以下9.0加，板桩前后水深如图3-4所示。试求：(1)图中所示a、b、c、d、e 各点的孔隙水压力；(2)地基的单位透水量。图 34板桩墙下的渗流图7.如图3-5所示，在长为1 0 c m,面积在酒？的圆筒内装满砂土。经测定，粉 砂 的 瑟=6.2 5,e =0.9 0 0 筒下端与管相连，管内水位高出筒5c m(固定不变)，流水自下而上通过试样后可溢流出去。试求(1)渗流力的大小，判断是否会产生流砂现象；(2)临界水利梯度值。图 3-5第3章参考答案五、计算题1 .解：如图3-1,本题为定水头实验，水自下而上流过两个土样，相关几何参数列于图中。(1)以 c-c 为基准面，则有：Z c

35、=0,hK=9 0 c m,h.=9 0 c m(2)已知h k=3 O%x A鼠,而Ah-由图2-1 6 知,为 3 0 c m,所以Ah i,c=3 0%x Ah a =0.3 x 3 0=9 c mh b=h c-Ah b =8 1-3 0=51 c m(3)已知 k 2=0.0 5c m/s,q/A=k2i 2=k 2 x Ah b./L 2=0.0 5x 9/3 0=0.O l S c m V s/c m O.0 1 5c m/s(4)V i,=Ah a b/L i=(Ah a-Ah b e)/LF(3 0-9)/3 0=0.7,而且由连续性条件,q/A=k1iI=k2i2:*k1=

36、k2i2/i1=0.0 1 5/0.7=0.0 2 1 c m/s2 .解：分析：如 图 3-2,砂土为透水土层，厚 6 m,上覆粘土为不透水土层，厚 5 m,因为粘土层不透水，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即 6 m。题目又给出了 n=15 m,r2=3 0 m,h i=8 m,h6 5 m。q=好。=k-6 =12 k7V由达西定律的公式知，沙 d r,可改写为：q =n k7T dh,积 分 后 得 到：In包=12加 电-友)带入已知条件，得到：k=-2-必 区=In=3.68xlQ-4 m/s=3.68xl0-3 cm/s12水&一 片)勺 12加(8.5-8)15

37、本题的要点在于对过水断面的理解。另外，还有个别同学将I n 当作了 1g。3.解：(1)设所求值为人，砂 样 I 和砂样n的高度分别为4和4。因各断面的渗流速度相等，故有1bh.60-AA尢 =勺-上1%=上d a即 h ah=6。贴60 x1x40 M-=Mcfn占2 +/2x40+1x40(2)砂与砂界面处的单位渗流量q为:g=kyi1A=k、1onJ4=0,2x X200=20CW3/S404.解：QL _ 71.6x20AHT X7.52X8,3X604=6.5xl02 cmls5.解：因为试验时的温度为标准温度，故不作温度修正。k=语aL不哈端端次喘 覆、1“阴6.解:(l)a、e点

38、位于水面，故/=!二 b、d 位于土层表面，其孔隙压力分别为:%=为=10 x9=90切 aud=10 x1=90kpaC点位于板桩底部，该点的水头损失为：h 9-1AA=x4=-x 4 =4wM 8该点的孔压为：uc=九(%-洲=10 x(18-4)=140 切 a(2)地基的单位渗水量：q=妙 丝=3x10,x(9-l)x 3=1.2 x 1 0-3”*87.解:t 2.65-1 c 3y=儿=-x l O =8.7A：27/w 1+2 1+0.9J =ywi=yw =10 x =5kN!病L 10因为J/,所以不会发生流砂。（2产=%=%=1 =.第 4 章土中应力五计算题I .某建筑场

39、地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5 m,y=l 7 K N/冽:第；层粉质黏土厚4 m?=19K N/3 ,5 =2.7 3,w =3 1%,地下水位在地面下2m深处；第三层淤泥质黏土厚8 m,了 =18.2 於/二，G,=2.7 4,w=4 1%;第四层粉土厚 3 m?=19.2 K N/冽3 ,5=2.7 2,w=2 7%;第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力,，并绘出5 沿深度分布图。（答案：第四层底 S=3 0 6.9K P a）2 .某构筑物基础如图4-1所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载6 8 O K N,偏 心 距 1.3 1m,基础埋深为2 m,底面尺寸为4

40、m X 2 m。试求基底平均压力户和边缘最大压力月的，并绘H；沿偏心方向的基底压力分布图。（答案：%=3 01 K P a）双上占地底N叱-图4-13 .某矩形基础的底面尺寸为4 mx 2.4 m,设计地面下深埋为1.2 m（高于天然地面0.2 m）,设计地面以上的荷载为12 00K N,基底标高处原有土的加权平均重度为18K N/3。试求基底水平面1 点及2点下各3.6 m深 度 弧 点 及 此 点处的地基附加应力，值（见 图 4-2）。（答案：如点处 q=2 8.3 K P a）图 4-24 .某条形基础的宽度为2 m,在梯形分布的条形荷载（基底附加应力）下，边 缘（户。）吆=2 O O

41、K P a,（Q o）a=100K P a,试求基底宽度中点下和边缘两点下各3m 及 6m 深度处值 的.值。（答案：中点下3m 及 6m 处.分别为5 9.4 及 3 1.2 K P a）5 .某路基的宽度为8m（顶）和 16 m（底），高度H为 2 m（图 4-3）,填度y为 1 8 K N/,试求路基底面中心点和边缘点下深度位m 处地基附加应力4 值。（答案：中心点下2 m 深处 5=3 5.4 1 K P a）6 .按图4 4中给出的资料.，计算地基中各土层分界处的自重应力。如地下水位因某种原因骤然下降至 3 5.0高程，细砂层的重度为y =18.2 k N/m 问此时地基中的自重应力

42、有何改变？30.0kNmD图 4 47 .某场地自上而下的土层分布为：杂填土，厚 度 1m,=16 k N/m3；粉质黏土，厚度5 m,y =19k N/n?,y/=10k N/m K（）=0.3 2；砂土。地下水位在地表以下2m 深处。试求地表下4m 深处土的竖向和侧向有效自重应力，竖向和侧向总应力。8.某外墙下条形基础底面宽度为b=l.5m,基础底面标高为T.50m,室内地面标高为0.00 0,室外地面标高为-0.60m,墙体作用在基础顶面的竖向荷载F=230kN/m,试求基底压力P。9.某场地地表 0.5m 为新填土，/=16kN/m:填土下为黏土，=18.5kN/m3,w=2O%,ds

43、=2.71,地下水位在地表下Im。现设计一柱下独立基础，已知基底面积A=5m2,埋 深 d=l.2 m,上部结构传给基础的轴心荷载为F=1000kNo试计算基底附加压力Po10.某柱下方形基础边长4m,基底压力为300kPa,基础埋深为1.5,地基土重度为18kN/m 试求基底中心点下4m 深处的竖向附加应力。已知边长为2m 的均布方形荷载角点和中心 殿 卜4m 深处的竖向附加应力系数分别为0.084和 0.108。11.已知条形均布荷载Po=2OOkPa,荷裁面宽度b=2m,试按均布矩形荷载下的附加应力计算公式计算条形荷载面中心殿下2m深处的竖向附加应力。12.有相邻两荷载面积A 和 B,其

44、尺寸，相应位置及所受荷载如图45 所示。若考虑相邻荷载B 的影响，试求A 荷载中心点以下深度z=2m处的竖向附加应力仃%。图 4513.某地基地表至4.5m 深度为砂土层，4.59.0m为黏土层，其下为不透水页岩。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均孔隙比为0.5 2,平均饱和度为3 7%,黏土的含水量为4 2%,砂土和黏土的相对密度均为2.65。试计算地表至黏土层底面范围内的竖向总应力，有效应力和孔隙水压力，并绘制相应的应力分布图。（取 7“,=9.81kN/m3）14.图 4-6 中所示的柱下独立基础底面尺寸为5mX 2.5m,试根据图中所给资料计算基底压力P,9 皿 x,PM及

45、基底中心点下2.7m深处的竖向附加应力。图 461 5.已知一条形基础底面尺寸为60m义4m,设基底压力均匀分布，基底中心点下2m深度处的竖向附加应力为力，问基底角点下4m深度处竖向附加应力为多少？1 6.图4-7所示为一座平面是L形的建筑物的筏型基础，试按角点法计算地基附加应力的概念分析建筑物上各点AF中，哪一点的沉降最大？为什么？第四章参考答案五、计算题1.解：第一层底：b,=/向=17x1.5=25.5上 尸ag+(l+_1=2.73x(l+031)xl0_i=a 8 8 2第二层土：d.1Y=V-1+。y2.73-119地下水位处:层底:第三层底:1 +0,882xlO=病5 =25.

46、5+*=25.5+19x0.5=35.0此aS =35.0+因 工=35.5x9.2x3,5=67.2小 产a2.74x(1+0.41)x10 1 I Qe=-1 =L 518.2Y=/741 xlO=&2 树 前1 +1,123(Jc-6.72+=672+8.2x8=132.8kFa第四层底：2.72X(1+0.27)X1Q_1=0.77119.52 72 1y=xlO=9.71 +0,7711 =132.8+=132.8+9.7x3=161.9元 产 白第 五 层 顶:1=161.9+=161.9+10 x(3.5+8+3)=306.9寸(图略)2,解：荷载因偏心而在基底引起的弯矩为：M=

47、F*e0=680 x1.31=890.8kN基础及回填土自重：G=4 d =20 x4x2x2=320上过M 890.8 nQQ1/4 c c偏心距：F+G 680+320 6 6因k=-26 ,说明基底与地基之间部分脱开，故应从新分布计算。由4-e=-0,8 9 1 =1,1 0 9 w2:2 0 +G)=3 0。/此。3b kp=9=1 5 0.3 左F a2(图略)Pc =-F-+-G-=F +yGAd =-1-2-0-0-+-2-0-x-2-,-4-x-4-x-1-.-2=149AA2.4 x 43.解：基底压力：基底附加压力:玲=P滓=1 4 9-1 8 x 1 =1 3及尸a _

48、Z4 _t 2点“】：过1点将基底分成相等的两块，每块尺寸为2.4微x 2网故1一 2 一，工=至=1.8b 2 ,查表4.5得 二 故有：5=2%o=2 x 0.1 0 8 x 1 3 1 =2 8.%产 A 6 z 3.6=-=3 =-=1.0点 此：过2点做如下图所示矩形，对 矩 形ac2 d,入 2 ，瓦2=空=1.8。空=1.8查表4-5得弓1 =1 4 3；对矩形bc2 1%2 ,3 2 查表4-5得ac 2=0,1 2 9 -故 q =2(%i%2)死=2 x (0.1 4 3 0,1 2 9)x 1 3 1 =3.1kP aabcd 1 24.解：图表求解(查找相对应的系数用表

49、)Z(m)z/b均布荷载0=100kPa三角 形 分 布 荷 载=100kPa总铅直应力(kPa)x/ba 监%(kPa)x/bGz z (kPa)中点下31.500.39639.60.50.22059.66300.20820.80.50.10410.431.2荷载最小端31.50.50.33433.400.14514.547.9630.50.19819.800.0969.629.4荷载最大端31.50.50.33433.410.18518.551.9630.50.19819.810.10410.430.25.解：土坝最大自重应力(%)侬=%=18x2=36 此a(1)中心点下2m深处：a b

50、 c d-=-=2-=-0.5对 于(或 者cde),3 4,b 4,查其表，得如i=0 017,故 有 方=0 017 x 36=0.612化 产 色，=0 /0 5对于 Dbcef,b 8,MW,查其表，得，&2=0.959,故有t=0.959x36=34.524上 产a则 q =2 x%+%=35.75 爪a(2)边缘点下2m深处：(以右边缘点为例)应力系数列表:载荷面积%abf40.50.003beef10.250.019cde00.50.127故有./=(0.003+0.019+0,127)x 36=5.364 左Fa6.解：地下水位处:1 =17x3=51 小 产a黏土层底：粉质黏