东北农业大学18秋《土力学与地基基础》离线作业

东北农业大学网络教育学院
土力学网上作业题
绪论
一、填空
承受这些建筑物荷载的地层称为      。
与地基接触并传递荷载给地基的结构物称为     。
位于基础底面以下的第一层土称为      。
在持力层以下的土层统称为       。
强度低于持力层的下卧层称为软弱     。
第一章  土的物理性质及其工程分类
一、填空
土的固相物质包括       和      ，是构成土的骨架最基本的物质，称为      。
土粒中的矿物成分分为       和       。
天然土是由大小不同的颗粒组成的，土粒的大小称为       。
工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称为      。
不均匀系数Cu反映大小不同粒组的分布情况，      的土称为匀粒土，级配不良，Cu     ，表示粒组分布范围比较广，        的土级配良好。
按照水与土相互作用的强弱程度，可将土中水分为      和      两大类。结合水根据水与土颗粒表面结合的紧密程度又可分为：                  。
根据土颗粒的排列和联结，土的结构一般可以分为三种基本类型：     、     和      。
粘性土的界限含水量包含    、     和    。
可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。可塑性的大小用土体处在塑性状态的含水量变化范围来衡量，该范围称为     。
天然含水量与塑限之差除以塑性指数，称为粘性土的      。
砂土相对密实度的表达式为：     
    是指粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量的50％的土。
砂土是指粒径      的颗粒含量不超过总质量的50％而粒径      的颗粒含量超过总质量的50％的土。
      是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50％的土。
影响土压实性的因素有：     和      。
二、判断题
在残积土地基上进行工程建设时，应注意其不均匀性，防止建筑物的不均匀沉降。（ ）
在沉积土地基上进行工程建设时，应尽量选择细颗粒土层作为基础的持力层。（ ）
吸着水和薄膜水相同，均不能够移动，也不能够传递静水压力。（ ）
砂土的密实程度仅取决于孔隙比。（ ）
3.同一土体各种重度之间的大小关系为
＞
＞
＞
。（ ）三、证明题
[1]证明：


[2]证明：


[3]证明



四、计算题
[1]某地基土层，用体积为72cm3的环刀取样，测得环刀加湿土重170g，环刀重40g，烘干后土重122g，土粒相对密度为2.70，问该土样的
、
、
、
、
、
和
各为多少？并比较各种重度的大小。

[2]一土样重200g，已知含水率为16%，若要制备含水率为20%的土样，需加多少水？加水后土样重量为多少？

[3]某土坝施工中，上坝土料的
＝2.7，
＝10％，上坝时虚土
＝12KN/m3，要求碾压后
＝95％，
＝16.8KN/m3，若每日填土5000m3，文每日上坝虚土多少m3？共需加水多少t？

五、简答题
[1]简述击实功能对粘性土压实性的影响？

第二章  土中水的运动规律
一、填空题
存在于地基中的地下水，在一定的压力差作用下，将透过土中的这些孔隙发生流动，这种现象称为       。
达西分析了大量的试验资料，发现土中渗透的      与     以及    成正比，与     成反比。
大量试验表明，当渗透速度较小时，渗透的沿程水头损失与流速的     成正比。
       适用于透水性较大（
＞10－3cm／s）的土，应用粒组范围大致为细砂到中等卵石。
       适用于透水性较小（10－7cm／s＜
＜10－3cm／s）的粘性土等。
     是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
人们将渗透水流作用对土骨架产生的拖拽力称为    。
当水力梯度超过一定的界限值后，土中的渗流水流会把部分土体或土颗粒冲出、带走，导致局部土体发生位移，位移达到一定程度，土体将发生失稳破坏，这种现象称为         。
渗透变形主要有以下两种形式：     和      。
     是指在向上渗流的作用下，局部土体表面隆起或者颗粒群同时起动而流失的现象。它主要发生在        。
      是在渗流过程中，土体中的化合物不断溶解，细小颗粒在大颗粒间的孔隙中移动，形成一条管状通道，最后土粒在渗流逸出处冲出的一种现象。
土的透水性定量评价指标是       ，达西定律数学表达式为               
二、判断题
在一般情况下，砂土、粘土中的渗透速度很小，渗流运动规律符合达西定律；当水力梯度较大时，流速增大，渗流将过渡为紊流，渗流运动规律将不符合达西定律。（ ）
流土的发生条件为：
＞
或
＞
。（ ）
土中的细粒土含量越少越容易发生管涌。（ ）
三、证明题
[1]证明

四、计算题
板桩支挡结构如图所示，由于基坑内外土层存在水位差而发生渗流，渗流流网如图中所示。已知土层渗透系数
＝2.6×10－3cm／s，A点、B点分别位于基坑底面以干1.2m和2.6m。试求：
（1）整个渗流区的单宽流量
；
（2）AB段的平均渗透速度
（A点、B点所在流网网格
1.5m）；
（3）图中A点和B点的孔隙水压力
与
。
（4）流网网格abcA的网格长度
m，判断基坑中的a~b段渗流逸出处是否发生流土？（地基土
KN/m3）
五、简答题
[1]简述流网的四点基本性质?

[2]简述常用的防渗技术措施？

第三章  土中应力分布及计算
一、填空
土中某点的应力按产生的原因分为两种：        和      
建筑物荷载通过基础传递给地基的压力称为      ，同时也是地基作用于基础底面的反力，称为       。
基底地基反力的分布规律主要取决于      和      ，是二者共同作用的结果。
在中心荷载作用下，随着荷载的增大，地基反力将依次呈      、    以及       。
地基反力与基底处原先存在于土体中的自重应力之差称为       。
计算矩形面积角点下土中
时，应力系数
可由      和      查表确定。
二、判断
分布荷载相同，基础宽度不同，在基底下相同深度处，
随着基础宽度的增大而减小。（ ）
若软弱土层上有一层压缩性较低的硬壳层，上层土的压缩性低于下层土，则土中附加应力分布将发生应力集中的现象。（ ）
在基础宽度相等、分布荷载相等的条件下，在同一深度处，平面问题的应力比空间问题大得多。（ ）
三、计算题
[1]一矩形基础，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷载N＝F十G＝1200kN。偏心距为多少时，基底不会出现拉应力？试问当
＝0时，最大压应力为多少？

[2]一矩形基础，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷裁N＝F十G＝1440kN ，偏心距为
＝0.7m。试问基底最大地基反力
为多少?

四、简答题
[1]图示说明集中力作用下土中应力的分布规律

第四章  土的压缩性与地基沉降计算
一、填空
我们把这种在外力作用下土体体积缩小的特性称为        。
土的压缩随时间增长的过程称为       。一般采用压力间隔
＝    至
＝    时对应的压缩系数
来评价土的压缩性。
土在完全侧限的条件下竖向应力增量
与相应的应变增量
的比值称为        。
土体在固结过程中所受的最大有效应力，称为        ，它是了解土层应力历史的重要指标。
我们将土层的前期固结压力
和土层现有自重应力
之比称为     ，当      称为正常固结土，当      称为超固结土，当      称为欠固结土。
在原位压缩曲线确定时，若将土样加以不同程度的扰动，所得出的不同的室内压缩
曲线的直线段，都大致相交于       点。
采用分层总和法计算最终沉降，分层厚度一般不宜      ，一般取地基附加应力等于自重应力的      深度处作为沉降计算深度的限值；若在该深度以下为高压缩性土，则应取地基附加应力等于自重应力的      深度处作为沉降计算深度的限值。
根据饱和土的有效应力原理，土的      和      只取决于有效应力的变化。
在某一压力作用下，饱和粘性土的固结过程也就是土体中各点     不断消散，     相应增加的过程。
饱和粘性土地基最终的沉降量从机理上来分析，是由三个部分组成的，即：     、      和      。
根据室内侧限压缩试验，孔隙比
与压缩量
之间的关系为        
二、判断题
土的压缩模量越小，压缩系数则越大，表明土的压缩性越低。（ ）
应力面积法也是基于同分层总和法一样的基本假定，因此，应力面积法实质上是一种简化并经修正的分层总和法。（ ）
采用分层总和法计算地基沉降量时，分层厚度一般不宜大于0.4b（b为基底宽度）（ ）
三、绘图题
[1]用经验作图法确定前期固结压力
，并说明具体步骤。

四、计算题
[1]今有两粘土层（A、B），土质和土层排水条件相同，两土层都受到100kPa的连续均布荷载，土层厚度HA：HB=2：1，在A土层内孔隙比从1.060减至0.982，B土层内孔隙比从0.910减至0.850，已知当Ut=50%时所需时间tA：tB=5：1，试求kA：kB=？

[2]设厚度为12m的粘土层的边界条件如右图所示，固结度与时间因数关系如下图所示。上下层面处均为排水砂层，地面上作用着无限均布荷载
=300kPa，已知粘土层的初始孔隙比
＝0.81，渗透系数
＝2cm/y＝6.3×10－8cm/s，压缩系数a＝0.025×10－2/kPa。试求：
（1）粘土层最终沉降量为多少？
（2）加荷1年后，地基的沉降量为多少？
（3）加荷后历时多久，粘土层的固结度达到90%？

五、简答题
[1]简述太沙基一维渗流固结理论的六点基本假定

第五章  土的抗剪强度
一、填空
        是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。
工程实践和室内试验都证实了土是由于     而产生破坏，     是土体强度破坏的重要特点，因此，土的强度问题实质上就是      问题。
砂土的抗剪强度是由      构成，而粘性土的抗剪强度则由     和     两个部分所构成。
粘聚力包括     、      和      。
粘性土的库仑定律表达式为
，土的抗剪强度指标包括    和        。
一般来说，土的原始密度越大，其抗剪强度就     。
二、判断
同原始粘聚力相似，当土的天然结构被破坏时，固化粘聚力也会随着时间恢复其中的一部分或全部。（ ）
同一种粘性土在不同的试验方法下，其有效应力和总应力抗剪强度指标均具有唯一性。（ ）
三、计算题
[1]土样内摩擦角为
＝23°，粘聚力为
=18kPa，土中大主应力和小主应力分别为
=200kPa，
=100kPa，试用两种方法判断该土样是否达到极限平衡状态？
[2]一个砂样进行直接剪切试验，竖向应力
＝100kP，破坏时
＝57.7kPa。试问此时的大、小主应力
、
为多少?
[3]某正常固结饱和粘性土试样进行UU试验，得到
=0，
=20kPa，对同样的土进行CU试验，得到
=0，
=30°。若试样在不排水条件下破坏，试求剪切破坏时的
和
。
五、简答题
[1]简述土的抗剪强度影响因素

[2]简述直接剪切试验的优缺点

第六章  土压力计算
一、填空
作用在挡土结构上的土压力，按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种极限平衡状态，可分为以下三种：         、         和        。
当土体达到         时，作用在挡土结构上的土压力称为主动土压力。
挡土结构在外荷载作用下，向土体方向位移，使土体达到         时的土压力称为被动土压力。
试验结果表明，           情况是影响土压力性质的关键因素。
粘性土朗肯被动土压力作用点距离墙底            处。
二、判断
土压力的计算是一个比较复杂的问题，其实质是土的抗剪强度理论的一种应用。（  ）
三、计算题
[1]已知—挡土墙高4m，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平，填土
＝10kPa，
＝20°，
＝0.66，
＝17kN／m3，试求在下述三种情况下，作用在墙上土压力的合力及作用点的位置：（1）挡土墙无位移；（2）挡土墙向着远离土体方向发生微小位移；（3）挡土墙向着土体发生微小位移。
[2]已知一挡土墙高4m，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平，要求填土在最佳含水率
＝20％情况下夯实至最大干重度
＝14.5kN／m3，并测得
＝8kPa，
＝22°，试求：
（1）墙底处的主动土压力强度和墙背所受主动土压力的合力；
（2）墙底处的被动土压力强度和墙背所受被动土压力的合力。
第七章  土压力计算
一、填空
边坡由于丧失稳定性而滑动通常称为     。
滑坡的实质是土坡内滑动面上的滑动力      了土的抗剪强度。
在分析砂性土的土坡稳定时，一般均假定滑动面是    。而分析粘性土土坡稳定性时，一般假定滑动面为      。
粘性土坡圆弧滑动面的形式一般有三种形式：     、      和        。
在采用费伦纽斯条分法分析粘性土土坡稳定性时，土条宽度一般可取         ，并且假定不考虑        的作用力，而毕肖普条分法假定不考虑         。
若土坡为成层土体，采用条分法进行稳定分析时，抗剪强度指标应按照       所在的土层位置分别选用不同的
、
值。二、判断
在分析砂性土的土坡稳定时，一般均假定滑动面是平面；而分析粘性土土坡稳定性时，一般假定滑动面为圆弧面。（ ）
三、简答题
[1]简述土坡滑动失稳的原因
[2]简述土坡稳定安全系数的三种表示方法四、绘图题
[1]用费伦纽斯方法确定
＝0时最危险滑动面圆心的位置，并有必要文字说明。五、计算题
[1]一均质无粘性土土坡，坡度为1：2，
=18.4KN/m3,
=20%，ds=2.68，
=34°,试求这个土坡的稳定安全系数K＝？若土坡有沿坡面渗流作用时，该土坡的稳定安全性降低多少？有渗流作用时，为防止发生失稳破坏，应如何设计坡角？
[2]有一6m高的粘土边坡。根据最危险滑动面计算得到的抗滑力矩为2381.4kN·m/m，滑动力矩为2468.75kN·m/m，为提高边坡的稳定性采用底脚压载的办法，如图所示，压载重度
＝18kN／m3，试计算压载前后边坡的安全系数。 [3]有—地基如图所示。地面下2m深处有一层厚0.8m的软土夹层，在地基上用当地材料修筑土堤，高5m，边坡1：2，土堤与地基均为砂质粘土，
＝20°，
＝20kPa，
＝20kN/m3；软土夹层的
＝18kN/m3，
＝0，
＝10kPa，试问该土堤是否会沿软土夹层滑动，安全系数有多大?
[4]试计算以下几种情况下土条的稳定安全系数。
（1）
＝17kN/m3，
＝18°，
＝10kPa；（2）
＝17kN/m3，
＝19kN/m3，
＝10kPa，
＝10kN/m3
（3）
＝18kN/m3，
＝5kPa，
，
＝5kPa
（4）土条被浸润线和下游水位分成三部分，各部分土条高度分别为
＝1m，
＝3m，
＝2m，土条重度分别为
＝19kN/m3，
＝20kN/m3，土条宽度
＝5m，弧长
＝5.77m，
＝30°，
＝10kPa，
。





（1）                      （2）                     （3）                  （4）第八章  土压力计算
一、填空
地基土单位面积上所能承受的最大荷载称为       。允许地基中塑性区开展到一定范围时相应的荷载称为           。
通常地基破坏的过程经历以下三个阶段：       、       和    。    是地基中塑性区的发生与发展阶段。
如右图所示p-s曲线，曲线A代表的破坏形式为         ，曲线B代表的破坏形式为        ，曲线C代表的破坏形式为        。
土从载荷板四周挤出隆起，基础急剧下沉或向一侧倾斜，地基发生       。基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝，地基发生       。基础两侧的土体没有位移，地基发生     。
采用载荷试验时确定地基承载力时，当曲线上有      时取该     所对应的荷载值作为地基承载力特征值；当极限荷载    对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的   作为地基承载力特征值。
重力式挡土墙常用块石或混凝土砌筑而成，靠自身的          来抵抗土压力。
重力式挡土墙可以根据墙背的坡度分为           、           、         三种形式。
重力式挡土墙的破坏模式主要有：           、               、                     、                  ，                 、              。
二、判断
在现场载荷试验中，由于土中塑性区范围不断扩展，最后在土中形成连续滑动面，土从荷载板四周挤出隆起，基础急剧下沉或向一侧倾斜，此时地基便发生局部剪切破坏。（ ）
对于临界荷载，一般认为在中心垂直荷载作用下，可取基底下塑性区开展的最大深度
＝b/3相应的荷载
作为地基承载力。（ ）
从减轻墙背承受的土压力出发，应选用俯斜式挡土墙。（ ）
当墙后需要填土时，仰斜式施工困难，故常用直立式；作护坡的挡土墙可采用仰斜式或直立式，以仰斜式最为合理。（ ）
三、计算题
[1]如图8-10所示的挡土墙，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平。墙体重度为
=22KN/m3，墙底与地基的摩擦系数μ=0.6，地基承载力特征值
=150KPa，试对此挡土墙进行抗倾覆稳定性验算、抗滑移稳定性验算以及地基承载力验算。[2]如图所示的挡土墙，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平，墙体重度为
＝22kN/m3，墙底与地基的摩擦系数
＝0.6，地基承载力特征值
＝200kPa，试对此挡土墙进行抗倾覆稳定性验算、抗滑移稳定性验算以及地基承载力验算。奥鹏作业答案
奥鹏东北农业大学作业