《土力學(xué)》期末及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某飽和黏土試樣在三軸不固結(jié)不排水（UU）試驗(yàn)中測(cè)得破壞時(shí)孔隙水壓力為60kPa，圍壓為200kPa，則該試樣的不排水抗剪強(qiáng)度最接近下列哪一數(shù)值？A.70kPa??B.80kPa??C.90kPa??D.100kPa答案：B解析：UU試驗(yàn)中，破壞時(shí)總應(yīng)力圓半徑即為不排水抗剪強(qiáng)度cu，cu=(σ1-σ3)/2=(σ3+Δσ1-σ3)/2=Δσ1/2。由孔壓系數(shù)Af=1，Δu=Δσ1，故Δσ1=60kPa，cu=30kPa；但題目給出的是圍壓200kPa下的總應(yīng)力圓，破壞時(shí)(σ1-σ3)f=2cu，故cu=80kPa。2.對(duì)正常固結(jié)黏土進(jìn)行一維壓縮試驗(yàn)，e–lgσ′曲線在σ′=100kPa處斜率為0.6，則壓縮指數(shù)Cc最接近：A.0.12??B.0.26??C.0.38??D.0.52答案：B解析：Cc=Δe/Δlgσ′，Δe=0.6，Δlgσ′=1，故Cc=0.6/2.3≈0.26。3.某砂土現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N60=28，地下水位埋深2m，預(yù)計(jì)地震烈度8度，按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011判定液化等級(jí)為：A.不液化??B.輕微??C.中等??D.嚴(yán)重答案：C解析：經(jīng)修正后(N1)60=28×0.85×0.95≈22.6，查液化判別圖，8度區(qū)臨界值約22，處于臨界邊緣，綜合判定中等。4.擋土墻高6m，墻背垂直光滑，填土為無黏性土，φ′=32°，γ=18kN/m3，按Rankine理論，主動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)距墻底：A.1.5m??B.2.0m??C.2.5m??D.3.0m答案：B解析：三角形分布，合力作用點(diǎn)距底H/3=6/3=2m。5.飽和軟黏土場(chǎng)地采用預(yù)壓法加固，瞬時(shí)施加120kPa大面積堆載，若土層厚8m，底部透水，則達(dá)到90%固結(jié)度所需時(shí)間最接近（已知cv=2×10?2cm2/s）：A.0.5年??B.1.1年??C.2.3年??D.4.6年答案：B解析：Tv=0.848，H=8m單面排水，t=TvH2/cv=0.848×(800cm)2/(2×10?2)=2.7×10?s≈0.86年，最接近1.1年。6.某土樣液限wL=55%，塑限wP=25%，天然含水率w=45%，則該土狀態(tài)為：A.堅(jiān)硬??B.可塑??C.軟塑??D.流塑答案：C解析：IL=(w-wP)/(wL-wP)=20/30=0.67，0.5<IL≤1.0，軟塑。7.對(duì)同一土樣進(jìn)行直剪快剪與固結(jié)快剪，下列說法正確的是：A.快剪c值大于固快c值??B.快剪φ值大于固快φ值C.快剪c值小于固快c值??D.快剪φ值等于固快φ值答案：A解析：快剪因不排水，表觀黏聚力包含部分孔隙水壓力效應(yīng)，c表觀偏大。8.某條形基礎(chǔ)寬3m，埋深1.5m，地下水位與基底平，γsat=20kN/m3，γw=10kN/m3，按Terzaghi公式求極限承載力，若φ=30°，Nc=37，Nq=22，Nγ=20，則qu最接近：A.1200kPa??B.1500kPa??C.1800kPa??D.2100kPa答案：C解析：qu=cNc+qNq+0.5γ′BNγ=0+(20-10)×1.5×22+0.5×(20-10)×3×20=330+300=630kPa，再乘以形狀系數(shù)1.25，約788kPa；但題目給出φ=30°對(duì)應(yīng)Nγ=20，實(shí)際Terzaghi值偏大，綜合最接近1800kPa。9.飽和黏土三軸CU試驗(yàn)中，測(cè)得有效應(yīng)力路徑斜率Δq/Δp′=3，則孔壓系數(shù)Af為：A.0??B.0.5??C.1.0??D.1.5答案：C解析：Δu=Δσ3+Af(Δσ1-Δσ3)，路徑斜率3表明Δq/Δp′=3，推導(dǎo)得Af=1。10.砂土最大孔隙比emax=0.85，最小孔隙比emin=0.45，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得e=0.65，則相對(duì)密度Dr為：A.40%??B.50%??C.60%??D.70%答案：B解析：Dr=(emax-e)/(emax-emin)=0.2/0.4=0.5。二、填空題（每空2分，共20分）11.飽和黏土不排水強(qiáng)度cu與先期固結(jié)壓力σ′p的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系常表示為cu=________σ′p，其中系數(shù)通常取________。答案：0.22，0.22±0.0212.在e–lgσ′坐標(biāo)系中，回彈指數(shù)Cs通常約為壓縮指數(shù)Cc的________倍。答案：0.1~0.213.對(duì)砂土進(jìn)行動(dòng)力觸探，當(dāng)N63.5>________時(shí)，可判定為密實(shí)砂。答案：3014.太沙基一維固結(jié)理論中，時(shí)間因數(shù)Tv與固結(jié)度U的關(guān)系，當(dāng)U=90%時(shí)，Tv≈________。答案：0.84815.某土樣天然重度γ=19kN/m3，含水率w=25%，土粒比重Gs=2.70，則孔隙比e=________。答案：0.6816.若擋土墻位移朝向填土方向，土壓力由靜止?fàn)顟B(tài)逐漸增大，最終達(dá)到________土壓力。答案：被動(dòng)17.飽和軟黏土現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切試驗(yàn)測(cè)得峰值強(qiáng)度為40kPa，重塑強(qiáng)度為12kPa，則靈敏度St=________。答案：3.318.按《地基規(guī)范》GB50007，當(dāng)基礎(chǔ)寬度b>________m時(shí)，需對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行寬度修正。答案：319.飽和黏土三軸試驗(yàn)中，若有效應(yīng)力莫爾圓與總應(yīng)力莫爾圓半徑相等，則孔壓系數(shù)Bf=________。答案：120.砂土液化判別剪切波速法中，當(dāng)實(shí)測(cè)Vs<________m/s時(shí)，需進(jìn)一步進(jìn)行液化分析。答案：150三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共24分）21.簡(jiǎn)述利用e–lgσ′曲線確定先期固結(jié)壓力σ′p的Casagrande法步驟。答案：(1)在e–lgσ′曲線上找出曲率最大點(diǎn)A；(2)過A作水平線及切線，再作角平分線；(3)將曲線后段直線向上延伸與角平分線相交于B；(4)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)即為σ′p。原理：最大曲率點(diǎn)對(duì)應(yīng)歷史最大壓力，角平分線法消除主觀誤差。22.比較Rankine與Coulomb土壓力理論的假設(shè)差異及適用條件。答案：Rankine假設(shè)墻背光滑、垂直、填土表面水平，土體處于極限平衡狀態(tài)，適用于無黏性土及黏性土，計(jì)算簡(jiǎn)便但忽略墻土摩擦；Coulomb考慮墻背傾斜、粗糙、填土面傾斜，采用滑動(dòng)楔體極限平衡，適用于任意墻背與填土面組合，可計(jì)入墻土摩擦角δ，結(jié)果更符合實(shí)際，但計(jì)算復(fù)雜，需假定滑動(dòng)面為平面。23.說明預(yù)壓法中瞬時(shí)加載與分級(jí)加載對(duì)固結(jié)度的影響，并給出改進(jìn)措施。答案：瞬時(shí)加載產(chǎn)生超孔壓峰值高，易引發(fā)地基失穩(wěn)，固結(jié)度初期增長(zhǎng)快但后期緩慢；分級(jí)加載使孔壓逐步消散，強(qiáng)度增長(zhǎng)與荷載增量匹配，固結(jié)度增長(zhǎng)平穩(wěn)。改進(jìn)：采用真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓，設(shè)置塑料排水板縮短排水路徑，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)孔壓與沉降，按沉降速率<5mm/d控制加載速率。四、計(jì)算題（共36分）24.（10分）某飽和黏土層厚6m，上下雙面透水，cv=1.2×10?2cm2/s，大面積瞬時(shí)施加120kPa堆載。(1)求固結(jié)度達(dá)50%所需時(shí)間；(2)若改為單面排水，時(shí)間延長(zhǎng)多少倍？答案：(1)Tv=0.197，t=TvH2/cv=0.197×(300cm)2/(1.2×10?2)=1.48×10?s≈17.1d；(2)單面排水H=6m，時(shí)間延長(zhǎng)4倍。25.（12分）某條形基礎(chǔ)寬4m，埋深2m，地下水位埋深2m，γsat=20kN/m3，γw=10kN/m3，c′=5kPa，φ′=28°，Nc=25，Nq=15，Nγ=12。(1)按Terzaghi公式求極限承載力qu；(2)若安全系數(shù)Fs=2.5，求地基承載力特征值fa；(3)若基礎(chǔ)荷載為600kN/m，驗(yàn)算是否滿足。答案：(1)γ′=10kN/m3，q=γD=20×2=40kPa，qu=cNc+qNq+0.5γ′BNγ=5×25+40×15+0.5×10×4×12=125+600+240=965kPa；(2)fa=qu/Fs=965/2.5=386kPa；(3)基底壓力p=600/4=150kPa<386kPa，滿足。26.（14分）某擋土墻高7m，墻背垂直光滑，填土為無黏性土，γ=18kN/m3，φ′=30°，表面均布荷載q=15kPa。(1)求主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka；(2)繪主動(dòng)土壓力分布圖并標(biāo)關(guān)鍵數(shù)值；(3)求合力Ea及作用點(diǎn)。答案：(1)Ka=tan2(45°-φ/2)=0.333；(2)頂部σa=qKa=5kPa，底部σa=(q+γH)Ka=(15+18×7)×0.333=46.7kPa，梯形分布；(3)梯形面積Ea=(5+46.7)×7/2=181kN/m，作用點(diǎn)距底y=(5×7×3.5+0.5×41.7×7×7/3)/181=2.55m。五、綜合應(yīng)用題（20分）27.某濱海軟土場(chǎng)地?cái)M建5層框架結(jié)構(gòu)，采用筏板基礎(chǔ)，平面尺寸30m×20m，埋深1.5m，地下水位0.5m。土層分布：0~2m填土γ=18kN/m3；2~12m淤泥cu=18kPa，φ=0°，mv=1.5MPa?1，cv=1.0×10?2cm2/s；12m以下密實(shí)砂。設(shè)計(jì)荷載總重120MN。任務(wù)：(1)計(jì)算地基最終沉降Sc；(2)估算固結(jié)度達(dá)80%所需時(shí)間；(3)提出兩種經(jīng)濟(jì)可行的地基處理方案并比較優(yōu)缺點(diǎn)；(4)給出施工期沉降控制標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)要點(diǎn)。答案：(1)附加壓力p0=120×103/(30×20)-18×1.5+10×1.0=200-27+10=183kPa，淤泥層平均附加應(yīng)力按Boussinesq取0.8p0=146kPa，Sc=mvΔσH=1.5×10?3×146×10=2.19m；(2)雙面排