《土质学与土力学》试题 (A卷) 满分：100分 、选择题（每题3分，计24分） 1.某土样进行直剪试验，在法向应力为100kPa,200kPa,300kPa,400kPa时，测得抗 剪强度r分别为52kPa,83kPa,1l5kPa,145kPa,若在土中的某一平面上作用的法 向应力为260kPa,剪应力为92kPa,该平面是否会剪切破坏？( (A)破坏 (B)不破坏 (C)处于极限平衡状态 2.计算自重应力时，对地下水位以下的土层采用( ()湿重度 (⑧)有效重度 (C)饱和重度（①）天然重度 3.前期固结压力小于现有覆盖土层自重应力的土称为()。 (A)欠固结： ()次固结 (C)正常固结 (D)超固结。 4.下列说法正确的是( (A)土的渗透系数越大，土的透水性和土中的水力梯度并不一定也越大 (B)任何一种土只要渗透坡降足够大就可能发生流土和管通 (C)土中一点渗透力大小取决于该点孔隙水总水头的大小 (D)地基中产生渗透破坏的主要原因是因为土粒受渗流力作用引起的。 5.地下室外墙所受的土压力可视为( (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静止水压力 6.下列说法中，错误的是( (A)土的自重应力一般不会引起地基变形 (B)地基中的附加应力会引起地基变形 (C)饱和土中的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和 (D)孔隙水压力会使土体产生体积变形 7.当双层地基上硬下软时( (A)产生应力扩散现象 (B)产生应力生中现奥 (C)附加应力不随深度变化 (D)附加应力分布与双层地基无关 8.下列说法正确的是( (A)土的抗剪强度是常数 (B)土的抗剪强度与金属的抗剪强度意义相同 (C)砂土的抗剪强度仅由内摩擦力组成 (D)粘性土的抗剪强度仅由内摩擦力组成
《土质学与土力学》试题 （A 卷） 满分：100 分 一、选择题（每题 3 分，计 24 分） 1． 某土样进行直剪试验，在法向应力为 100 kPa，200 kPa，300 kPa，400 kPa 时，测得抗 剪强度τf分别为 52 kPa，83 kPa，115 kPa，145 kPa， 若在土中的某一平面上作用的法 向应力为 260 kPa， 剪应力为 92kPa，该平面是否会剪切破坏？（ ） （A）破坏 （B）不破坏 （C）处于极限平衡状态 2．计算自重应力时，对地下水位以下的土层采用( )。 (A)湿重度 (B)有效重度 (C)饱和重度 (D)天然重度 3． 前期固结压力小于现有覆盖土层自重应力的土称为( )。 (A)欠固结； (B)次固结 (C)正常固结 (D)超固结。 4． 下列说法正确的是（ ） （A） 土的渗透系数越大，土的透水性和土中的水力梯度并不一定也越大 （B） 任何一种土只要渗透坡降足够大就可能发生流土和管涌 （C） 土中一点渗透力大小取决于该点孔隙水总水头的大小 （D） 地基中产生渗透破坏的主要原因是因为土粒受渗流力作用引起的。 5． 地下室外墙所受的土压力可视为（ ） （A）主动土压力 （B）被动土压力 （C）静止土压力 （D）静止水压力 6．下列说法中，错误的是（ ） （A） 土的自重应力一般不会引起地基变形 （B） 地基中的附加应力会引起地基变形 （C） 饱和土中的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和 （D） 孔隙水压力会使土体产生体积变形 7．当双层地基上硬下软时（ ） （A）产生应力扩散现象 （B）产生应力集中现象 （C）附加应力不随深度变化 （D）附加应力分布与双层地基无关 8．下列说法正确的是（ ） （A） 土的抗剪强度是常数 （B） 土的抗剪强度与金属的抗剪强度意义相同 （C） 砂土的抗剪强度仅由内摩擦力组成 （D） 粘性土的抗剪强度仅由内摩擦力组成
二、阐述题（每题6分，计36分） 1.简述土的有效应力原理。 2.比较直接剪试验与三轴试验的优缺点 3.阐述太沙基的极限荷载理论？ 4.土坡失稳的原因有哪些？ 5.何谓主动土压力、静止土压力和被动土压力？三者之间有何关系？ 6.什么是土的抗剪强度指标？测定抗剪强度指标有何工程意义？ 三、计算题（前两题每题各15分，第3题10分，计40分） 1.有一矩形均布荷载pm=250kPa,受荷面积为2.0m×6.0m的矩形面积，分别求角点下深度 为0m、2m处的附加应力值以及中心点下深度为0m、2m处的附加应力值。 2.某挡土墙高度10m,墙背垂直、光滑，墙后填土面水平，填土上作用均布荷载g一20kPa, 墙后填土分两层：上层为中砂，重度y=18.5kNm3,内摩擦角少=30°，层厚h1=3.0m: 下层为粗砂，重度y2=19.0kNm,内摩擦角中2=35°，地下水位在离墙顶6.0m位置，水下 粗砂的饱和重度为Ym=20.0kN/m3。计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。 3.粘性土地基上条形基础的宽度B=2m,埋深=1.5m,地下水位在基础底面处。地基士 的比重G,=2.70,孔隙比=0.70，水位以上饱和度S,=0.80，土的抗剪强度指标 c=10kPa,p=20°，求地基的承载力P1/4,P13,P
二、阐述题（每题 6 分，计 36 分） 1． 简述土的有效应力原理。 2． 比较直接剪试验与三轴试验的优缺点。 3． 阐述太沙基的极限荷载理论？ 4． 土坡失稳的原因有哪些？ 5． 何谓主动土压力、静止土压力和被动土压力？三者之间有何关系？ 6． 什么是土的抗剪强度指标？测定抗剪强度指标有何工程意义？ 三、计算题（前两题每题各 15 分，第 3 题 10 分，计 40 分） 1． 有一矩形均布荷载 p0=250kPa，受荷面积为 2.0m×6.0m 的矩形面积，分别求角点下深度 为 0m、2m 处的附加应力值以及中心点下深度为 0m、2m 处的附加应力值。 2. 某挡土墙高度 10 m，墙背垂直、光滑，墙后填土面水平，填土上作用均布荷载 q=20 kPa， 墙后填土分两层：上层为中砂，重度γ1=18.5 kN/m3，内摩擦角φ1=30°，层厚 h1=3.0m； 下层为粗砂，重度γ2=19.0kN/m3，内摩擦角φ2=35°，地下水位在离墙顶 6.0 m 位置，水下 粗砂的饱和重度为γsat=20.0kN/m3 。计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。 3. 粘性土地基上条形基础的宽度 B = 2m,埋深=1.5m ，地下水位在基础底面处。地基土 的比重 Gs = 2.70，孔隙比e = 0.70，水位以上饱和度Sr = 0.80 ，土的抗剪强度指标 c = 10kPa， = 20 ，求地基的承载力 p p pcr , , 1/ 4 1/ 3
《土质学与土力学》试题 (A卷) 参考答案 一、洗择题 1.(B)2.(B)3.(A)4.(A)5.(C)6(D)7.(A)8.(C 阐述题 1答1 饱和土体的总应力由两部分构成，即作用在土颗粒骨架上的有效应力▣'和土孔隙中的孔隙 水压力山即=+4 2.答 剪试验： 优点：构造简单，操作方便 缺点：剪切破坏面不是最薄弱面：剪切面上应力分布不均匀，边缘处出现应力集中现象： 剪切过程中土样剪切面积小，但计算抗剪强度按原面积计算，影响计算精确度：不能严格控 制水条件，无法测定孔隙水压力，尤其对饱和粘性土不理想。 三轴试验： 优点：能严格控制排水条件及测定孔隙水压力：破坏面为最弱面：可测定土的其它力学 性质。结果比较可靠，适合于一般工程实际需要。 缺点：试件中主应力ō1=03，而实际上土的受力状态并非都是轴对称的。 3. 太沙基极限荷载理论 基本假设：假设基底与土之间的摩擦力阻止了在基底处剪切位移发生，因此直接在基底 以下的士不发生破坏面处于弹性平衡状态，破坏时，它象“弹性核”随基础一起向下移动。 太沙基认为浅基础的地基极限承载力可近似假设为以下三种情况计算结果总和：(1)土是无 质量的，有粘聚力和内摩擦角，没有超我：(2)土是没有质量的， 无粘聚力有内摩擦角，有 超载：(3)土是有质量的，没有粘聚力，但有内摩擦角，没有超载。表达式： R.=cN。+9N,+与bN,,0,N,为承载力因数： 4.答 坡失稳一般有以下几种原因 )土坡作用力发生变化。例如：由于在坡顶堆放材料或建筑物使坡顶受荷，或由于打 桩、车辆行使、爆破、地震等引起的振动改变了原来的平衡状态。 b)土抗剪强度降低。例如：土中含水量或孔隙水压力的增加。 )静水压力的作用。例如：雨水或地面水渗入土坡中的竖向裂缝，对士坡产生侧向压 力，从而促使士坡的滑动 )地下水在土坝或基坑等边坡中渗流所引起的渗流力是边坡失稳的重要因素。 5.答
《土质学与土力学》试题 （A 卷） 参 考 答 案 一、选择题 1．（B） 2. （B） 3. （A） 4. （A） 5. （C） 6. （D） 7. （A） 8. （C） 二、阐述题 1. [答] 饱和土体的总应力由两部分构成，即作用在土颗粒骨架上的有效应力σ’和土孔隙中的孔隙 水压力 u, 即 = + u ‘ 2. [答] 直剪试验： 优点：构造简单，操作方便 缺点：剪切破坏面不是最薄弱面；剪切面上应力分布不均匀，边缘处出现应力集中现象； 剪切过程中土样剪切面积小，但计算抗剪强度按原面积计算，影响计算精确度；不能严格控 制排水条件，无法测定孔隙水压力，尤其对饱和粘性土不理想。 三轴试验： 优点：能严格控制排水条件及测定孔隙水压力；破坏面为最弱面；可测定土的其它力学 性质。结果比较可靠，适合于一般工程实际需要。 缺点：试件中主应力σ1=σ3，而实际上土的受力状态并非都是轴对称的。 3. [答] 太沙基极限荷载理论 基本假设：假设基底与土之间的摩擦力阻止了在基底处剪切位移发生，因此直接在基底 以下的土不发生破坏面处于弹性平衡状态，破坏时，它象“弹性核”随基础一起向下移动。 太沙基认为浅基础的地基极限承载力可近似假设为以下三种情况计算结果总和：（1）土是无 质量的，有粘聚力和内摩擦角，没有超载；（2）土是没有质量的，无粘聚力有内摩擦角，有 超载；（3 ）土是 有质量 的，没有 粘聚力 ，但有内 摩擦角 ，没有 超载。表 达式： pu cNc qNq bN 2 1 = + + ，Nc，Nq，Nγ为承载力因数。 4. [答] 土坡失稳一般有以下几种原因： a) 土坡作用力发生变化。例如：由于在坡顶堆放材料或建筑物使坡顶受荷，或由于打 桩、车辆行使、爆破、地震等引起的振动改变了原来的平衡状态。 b) 土抗剪强度降低。例如：土中含水量或孔隙水压力的增加。 c) 静水压力的作用。例如：雨水或地面水渗入土坡中的竖向裂缝，对土坡产生侧向压 力，从而促使土坡的滑动。 d) 地下水在土坝或基坑等边坡中渗流所引起的渗流力是边坡失稳的重要因素。 5. [答]
静止土压力：当挡土墙静止不动时，墙面土体由于墙的侧限作用而处于静止状态，此 时作用在墙背上的土压力称为静止土压力 主动士压力：当挡土墙在墙后土压力作用下向前移动，墙后土体随之向前移动，当达 到极限平衡状态时，作用在培背上的土压力表现为培后土体的主动推力，将之称为主动士 压力 被动士压力：当挡土墙在外力作用下向后移动推向填士时，填土受到挤压，被动作用 在培背上的土压力增大，达到平衡时的土体被动地作用在墙上的压力称为被动土压力。 在数量上三者有如下关系：E〈E,〈E。 6答1 (1)土的抗剪强度指标为士的内聚力c,土的内摩擦角中 (2)士的抗剪强度指标可用来计算地基承载力、评价地基稳定性以及计算挡土墙土压力等， 它是土的重要力学性能指标。 三、计算避 1.[答1125kPa,8.4kPa,250kPa,131.4kPa 2.答 将地面的均布荷载换算成填土的当量土层厚度h=q/y1=20/18.5=1.08m 第一层土士压力强度 层顶=%=20xam245-3)=667k 土层底02=7价+hk1=18.5×3+20)xam245°-30)=2517Pa 2 第二层土土压力强度 土层顶0=+4k,=18.5×3+20)xam245°-35)=20.45kPa 地下水位面处主动土压力 0=W+h)+,h1ka=085x3+20+19×3)×n245-30)=359%Pa 墙底处主动士压力 0=0i+7%k:=359+10×an245-3S)=467kPa 墙底处谁压力h=10×4=40kPa 总土压力 E。=1/2(6.67+25.17)×3+1/2(20.45+35.9)×3+1/2(35.9+46.7)×4=297.49kN/m
静止土压力:当挡土墙静止不动时,墙面土体由于墙的侧限作用而处于静止状态,此 时作用在墙背上的土压力称为静止土压力. 主动土压力:当挡土墙在墙后土压力作用下向前移动,墙后土体随之向前移动,当达 到极限平衡状态时,作用在墙背上的土压力表现为墙后土体的主动推力,将之称为主动土 压力。 被动土压力:当挡土墙在外力作用下向后移动推向填土时,填土受到挤压,被动作用 在墙背上的土压力增大,达到平衡时的土体被动地作用在墙上的压力称为被动土压力。 在数量上三者有如下关系: E〈a E〈0 Ep 6. [答] （1）土的抗剪强度指标为土的内聚力 c，土的内摩擦角φ （2）土的抗剪强度指标可用来计算地基承载力、评价地基稳定性以及计算挡土墙土压力等， 它是土的重要力学性能指标。 三、计算题 1. [答] 125kPa，8.4kPa，250kPa，131.4kPa 2. [答] 将地面的均布荷载换算成填土的当量土层厚度 h = q 1 = 20/18.5 =1.08m h 第一层土土压力强度 土层顶 a h ka 6.67kPa 2 30 20 tan (45 2 1 = 1 1 = − = ） 土层底 a h h ka 25.17kPa 2 30 ( ) (18.5 3 20) tan (45 2 2 = 1 + 1 1 = + − = ） 第二层土土压力强度 土层顶 a h h ka 20.45kPa 2 35 ( ) (18.5 3 20) tan (45 2 2 = 1 + 1 2 = + − = ） 地下水位面处主动土压力 a h h h ka 35.9kPa 2 30 [ ( ) ] (18.5 3 20 19 3) tan (45 2 3 = 1 + 1 + 2 2 2 = + + − = ） 墙底处主动土压力 a a h ka 46.7kPa 2 35 35.9 10 tan (45 2 4 = 3 + 3 2 = + − = ） 墙底处谁压力 wh3 =10 4 = 40kPa 总土压力 Ea =1/ 2(6.67 + 25.17)3+1/ 2(20.45 + 35.9)3+1/ 2(35.9 + 46.7) 4 = 297.49k N/ m
总水压力1/2×40×4=80kN/m 3.1答1 P.-142.46kPa P4=152.46kPa Pw3=155.98kPa
总水压力 1/2×40×4=80 kN/m 3. [答] p kPa p kPa pcr kPa 155.98 152.46 142.46 1/ 3 1/ 4 = = =