土木工程師（巖土）2025年土力學(xué)專項(xiàng)訓(xùn)練考試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.下列關(guān)于土的物理性質(zhì)指標(biāo)，描述錯(cuò)誤的是（）。A.孔隙比是單位體積土中孔隙體積與土顆粒體積之比B.土的密度越大，其壓縮性通常越高C.塑性指數(shù)越大，表示土的可塑性越強(qiáng)D.土的含水率增加，其重度和干密度通常不變2.下列土類中，通常具有較高壓縮性和較低強(qiáng)度的土是（）。A.礫石土B.砂土C.粉土D.軟粘土3.根據(jù)土的顆粒大小分布曲線，判斷某土樣主要屬于粉粒（粒徑0.075mm）時(shí)，其級(jí)配曲線的形狀通常表現(xiàn)為（）。A.顯著起伏，曲率系數(shù)Cu較小B.平緩光滑，曲率系數(shù)Cu較大C.顯著起伏，曲率系數(shù)Cu較大D.平緩光滑，曲率系數(shù)Cu較小4.達(dá)西定律描述的是（）。A.土中水的毛細(xì)作用現(xiàn)象B.土顆粒的碰撞與摩擦行為C.土體在荷載作用下的側(cè)向變形規(guī)律D.土中水滲流速度與水力梯度之間的關(guān)系5.在飽和土中，當(dāng)某點(diǎn)孔隙水壓力等于大氣壓時(shí)，該點(diǎn)土體中應(yīng)力狀態(tài)為（）。A.僅受有效應(yīng)力作用B.僅受總應(yīng)力作用C.有效應(yīng)力為零，總應(yīng)力不為零D.有效應(yīng)力與總應(yīng)力相等6.下列關(guān)于土壓力理論的描述，正確的是（）。A.朗肯土壓力理論假設(shè)墻后填土是理想的散粒體B.庫(kù)侖土壓力理論適用于墻背傾斜且粗糙的情況C.主動(dòng)土壓力總是大于靜止土壓力D.被動(dòng)土壓力是土體抵抗變形所能產(chǎn)生的最大土壓力7.土坡失穩(wěn)的主要原因是（）。A.土坡坡度過緩B.土坡坡面受到水流沖刷C.土坡坡體內(nèi)部形成連續(xù)的滑裂面D.土坡頂部超載過多8.在進(jìn)行地基沉降計(jì)算時(shí)，次固結(jié)沉降主要是由（）引起的。A.土骨架的瞬時(shí)壓縮B.孔隙水的瞬時(shí)排出C.土體顆粒的緩慢蠕變D.地基土的滲透固結(jié)9.下列關(guān)于地基承載力影響因素的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.基礎(chǔ)埋深增加，地基承載力通常提高B.基礎(chǔ)寬度增大，地基承載力通常提高C.填土的容重越大，地基承載力通常越低D.地基土的強(qiáng)度越高，地基承載力通常越高10.進(jìn)行直剪試驗(yàn)時(shí)，若在剪切過程中土樣中的孔隙水壓力持續(xù)上升，表明土樣處于（）狀態(tài)。A.破壞B.破壞前夕C.彈性變形D.蠕變二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填入橫線內(nèi)）1.土的三相組成中，固體顆粒構(gòu)成土的骨架，______填充在骨架孔隙中。2.塑性指數(shù)（PI）是______與______之差，用符號(hào)IP表示。3.土的滲透系數(shù)是表征土體透水性的指標(biāo)，其物理單位是______。4.有效應(yīng)力原理指出，土體的強(qiáng)度和變形特性主要取決于土顆粒接觸面上的______。5.朗肯土壓力理論根據(jù)墻后填土的應(yīng)力狀態(tài)，推導(dǎo)出三種土壓力：主動(dòng)土壓力、______和______。6.土坡穩(wěn)定分析中，安全系數(shù)（FS）定義為抗滑力與滑動(dòng)力之比，F(xiàn)S______1表示土坡穩(wěn)定。7.地基最終沉降量通常由______沉降、______沉降和______沉降三部分組成。8.莫爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則描述了土體達(dá)到剪切破壞時(shí)的______與______之間的關(guān)系。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）1.簡(jiǎn)述土的壓縮性與固結(jié)沉降的區(qū)別與聯(lián)系。2.簡(jiǎn)述有效應(yīng)力原理對(duì)理解土的強(qiáng)度和變形特性的重要性。四、計(jì)算題（共35分）1.（10分）某土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，含水率w=28%，土粒比重Gs=2.70，密度ρ=1.85g/cm3。試計(jì)算該土樣的干密度ρ'd、孔隙比e、孔隙率n和飽和度Sr。（請(qǐng)列出所有計(jì)算公式和步驟）2.（10分）某砂土層厚度為5m，滲透系數(shù)k=5×10?3cm/s。現(xiàn)采用砂井進(jìn)行地基加固，砂井直徑d=20cm，間距L=3m（正方形布置）。假設(shè)在抽水影響下，砂井區(qū)地下水位降低了2m。試計(jì)算砂井群周邊影響范圍內(nèi)，離砂井中心線1m處，經(jīng)過一段時(shí)間后，滲流速度v的大小。（假設(shè)滲流符合達(dá)西定律，忽略井阻影響）3.（15分）某擋土墻高5m，墻背垂直、光滑，墻后填土為砂土，重度γ=18kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=30°，墻后無超載。試分別按朗肯土壓力理論和庫(kù)侖土壓力理論計(jì)算主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp，并說明兩種理論在計(jì)算假設(shè)上的主要區(qū)別。墻后填土的粘聚力c=0。---試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.D5.C6.B7.C8.C9.C10.A二、填空題1.孔隙水2.液限，塑限3.cm/s或m/d4.有效應(yīng)力5.靜止土壓力6.大于7.初始（瞬時(shí)），固結(jié)，次固結(jié)8.抗剪強(qiáng)度，正應(yīng)力三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：區(qū)分概念是基礎(chǔ)。壓縮性是指土體在應(yīng)力作用下體積發(fā)生縮小的性質(zhì)，與土的孔隙變形和骨架壓縮有關(guān)。固結(jié)沉降是指飽和土在荷載作用下，孔隙水逐漸排出，土體骨架發(fā)生壓縮而產(chǎn)生的沉降。聯(lián)系在于：土的壓縮性是發(fā)生固結(jié)沉降的根本原因，固結(jié)沉降是土體壓縮性在工程實(shí)踐中的具體表現(xiàn)。固結(jié)沉降過程本身也體現(xiàn)了土體壓縮性的變化（隨時(shí)間推移而減?。?。2.解析思路：抓住核心作用。有效應(yīng)力是土體中粒間接觸壓力，是控制土體強(qiáng)度和變形的關(guān)鍵。強(qiáng)度：根據(jù)莫爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則，土的破壞（強(qiáng)度）與有效應(yīng)力直接相關(guān)（τf=c+σ'tanφ）。變形：土的壓縮變形主要發(fā)生在有效應(yīng)力作用下土骨架的壓縮，孔隙水的排出（固結(jié)）也受有效應(yīng)力變化驅(qū)動(dòng)。因此，有效應(yīng)力原理統(tǒng)一了土的強(qiáng)度和變形特性，是理解土行為的基礎(chǔ)。四、計(jì)算題1.解析思路：利用三相草圖或基本公式進(jìn)行計(jì)算。首先根據(jù)給定的含水率w、土粒比重Gs和密度ρ，選擇合適的公式計(jì)算干密度ρ'、孔隙比e。然后利用e和Gs計(jì)算孔隙率n。最后利用w、ρ'和e計(jì)算飽和度Sr。注意單位統(tǒng)一，通常換算為國(guó)際單位制（kg/m3,m）。計(jì)算過程：ρ'=ρ/(1+w*Gs/100)=1.85g/cm3/(1+0.28*2.70/100)=1.7318g/cm3=1731.8kg/m3e=Gs*(1+w)-1=2.70*(1+0.28)-1=0.676n=e/(1+e)=0.676/(1+0.676)=0.4037Sr=w*Gs/n=0.28*2.70/0.676=0.7105=71.05%2.解析思路：應(yīng)用達(dá)西定律。滲流速度v與水力梯度i成正比（v=k*i）。水力梯度i等于水頭差（h）除以滲流路徑長(zhǎng)度（L）。水頭差h為砂井中心線處水位下降量（2m）減去離中心線1m處水位下降量。由于對(duì)稱性，1m處水位下降量近似為2m*(1m/sqrt(12+12))=2m/sqrt(2)≈1.414m。因此水頭差h≈2m-1.414m=0.586m。滲流路徑L為1m。將k單位換算為m/s（k=5×10?3cm/s=5×10??m/s）。計(jì)算過程：h≈2m-(2m/sqrt(2))=2m*(1-1/sqrt(2))≈2m*(1-0.707)=2m*0.293≈0.586mL=1mi=h/L≈0.586m/1m=0.586v=k*i=(5×10??m/s)*0.586≈2.93×10??m/s3.解析思路：分別計(jì)算朗肯和庫(kù)侖主動(dòng)、被動(dòng)土壓力系數(shù)。朗肯系數(shù)僅與內(nèi)摩擦角φ有關(guān)：Ka=tan2(45°-φ/2)，Kp=tan2(45°+φ/2)。庫(kù)侖系數(shù)與φ和墻背傾斜角α、墻背粗糙度δ有關(guān)。由于題目給定墻背垂直光滑（α=0°,δ=0°），計(jì)算簡(jiǎn)化。主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp的表達(dá)式直接代入φ=30°計(jì)算。重點(diǎn)在于闡述兩種理論的假設(shè)差異：朗肯假設(shè)墻后土體為平面，且水平、垂直面均為剪切破壞面；庫(kù)侖假設(shè)墻后土體為破裂棱體，利用三角關(guān)系推導(dǎo)，考慮了墻背傾斜和粗糙度的影響。計(jì)算過程：φ=30°Ka(Rankine)=tan2(45°-φ/2)=tan2(45°-15°)=tan2(30°)=(1/√3)2=1/3≈0.333Kp(Rankine)=tan2(45°+φ/2)=tan2(45°+15°)=tan2(60°)=(√3)2=3≈3.000Ka(Coulomb,α=0,δ=0)=(1-sinφ)/(1+sinφ)=(1-√3/2)/(1+√3/2)