(2025年)成人教育《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》期末考試復(fù)習(xí)題及參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某黏性土的天然含水率為28%，液限為35%，塑限為18%，其塑性指數(shù)為（）A.10B.12C.17D.20答案：C（塑性指數(shù)=液限-塑限=35-18=17）2.下列粒組劃分中，粒徑范圍為0.075mm~2mm的是（）A.黏粒B.粉粒C.砂粒D.礫粒答案：C（根據(jù)《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》，砂粒粒徑0.075mm~2mm）3.反映土透水性能的指標(biāo)是（）A.孔隙比B.滲透系數(shù)C.飽和度D.液性指數(shù)答案：B（滲透系數(shù)是表征土透水性的關(guān)鍵參數(shù)）4.土的壓縮模量Es與變形模量E0的關(guān)系通常為（）A.Es>E0B.Es<E0C.Es=E0D.無關(guān)答案：A（壓縮模量在側(cè)限條件下測(cè)定，變形模量在無側(cè)限條件下測(cè)定，通常Es>E0）5.飽和黏性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（）A.與排水條件無關(guān)B.固結(jié)不排水試驗(yàn)的φ小于不固結(jié)不排水試驗(yàn)C.固結(jié)排水試驗(yàn)的c大于不固結(jié)不排水試驗(yàn)D.不排水試驗(yàn)的φ≈0答案：D（飽和黏性土不排水試驗(yàn)時(shí)，體積不變，φ≈0）6.某土樣的e-p曲線越陡，說明土的（）A.壓縮性越低B.壓縮性越高C.滲透性越好D.抗剪強(qiáng)度越高答案：B（e-p曲線斜率為壓縮系數(shù)av，曲線越陡av越大，壓縮性越高）7.流砂現(xiàn)象發(fā)生的條件是（）A.滲透力向上且大于土的有效重度B.滲透力向下且大于土的有效重度C.滲透力向上且小于土的有效重度D.滲透力向下且小于土的有效重度答案：A（流砂發(fā)生時(shí)，滲透力向上且≥γ'，土粒失去自重）8.朗肯土壓力理論假設(shè)墻背（）A.粗糙且與填土間有摩擦力B.光滑且填土處于極限平衡狀態(tài)C.傾斜且填土為無黏性土D.垂直且填土為黏性土答案：B（朗肯理論假設(shè)墻背光滑、垂直，填土表面水平）9.地基的臨塑荷載pcr是指（）A.地基中出現(xiàn)塑性區(qū)的最大荷載B.地基中塑性區(qū)深度為0時(shí)的荷載C.地基中塑性區(qū)深度為基礎(chǔ)寬度1/4時(shí)的荷載D.地基即將破壞時(shí)的荷載答案：B（臨塑荷載是地基中剛出現(xiàn)塑性區(qū)（zmax=0）時(shí)的基底壓力）10.采用分層總和法計(jì)算地基沉降時(shí)，壓縮層厚度的確定標(biāo)準(zhǔn)是（）A.附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的20%（軟土取10%）B.附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的10%（軟土取20%）C.附加應(yīng)力等于0.2倍基底壓力D.自重應(yīng)力等于0.2倍附加應(yīng)力答案：A（規(guī)范規(guī)定，當(dāng)σz≤0.2σc（軟土取0.1σc）時(shí)，可停止計(jì)算）二、判斷題（每題1分，共10分）1.土的結(jié)構(gòu)分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)，其中絮狀結(jié)構(gòu)常見于黏粒含量高的黏土。（）答案：√（黏粒因表面電荷作用易形成絮狀結(jié)構(gòu)）2.土的飽和度Sr=0時(shí)為完全飽和狀態(tài)，Sr=100%時(shí)為完全干燥狀態(tài)。（）答案：×（Sr=0為干燥，Sr=100%為飽和）3.達(dá)西定律適用于所有土的滲透計(jì)算，包括粗粒土和細(xì)粒土。（）答案：×（達(dá)西定律適用于層流滲透，粗粒土可能出現(xiàn)紊流，不適用）4.土的壓縮主要是土顆粒本身的壓縮和孔隙水、氣的排出，其中孔隙體積減小是主要原因。（）答案：√（土顆粒和水的壓縮可忽略，主要是孔隙體積減?。?.直剪試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是能嚴(yán)格控制排水條件，缺點(diǎn)是剪切面固定。（）答案：×（直剪試驗(yàn)無法嚴(yán)格控制排水，三軸試驗(yàn)可控制）6.庫倫土壓力理論適用于墻背傾斜、粗糙，填土表面傾斜的情況。（）答案：√（庫倫理論考慮墻背與填土間的摩擦力，適用非理想邊界）7.地基的沉降由瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降組成，其中固結(jié)沉降是主要部分。（）答案：√（飽和黏性土地基中，固結(jié)沉降占總沉降的大部分）8.滲透變形包括流砂和管涌，其中管涌多發(fā)生在粗粒土中，流砂多發(fā)生在細(xì)粒土中。（）答案：√（管涌需要足夠大的孔隙通道，粗粒土易發(fā)生；流砂需滲透力向上，細(xì)粒土易失穩(wěn)）9.土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φ與試驗(yàn)方法無關(guān)，僅取決于土的性質(zhì)。（）答案：×（c、φ與排水條件有關(guān)，如不排水試驗(yàn)φ小，固結(jié)排水試驗(yàn)φ大）10.當(dāng)基礎(chǔ)埋深增大時(shí)，地基的臨塑荷載和極限荷載都會(huì)增大。（）答案：√（埋深增大，基底以上土的自重應(yīng)力增大，相當(dāng)于增加了圍壓，提高承載力）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述液限和塑限的定義及常用測(cè)定方法。答案：液限（WL）是土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為流動(dòng)狀態(tài)的界限含水率；塑限（WP）是土由半固態(tài)轉(zhuǎn)為可塑狀態(tài)的界限含水率。常用測(cè)定方法：液限采用圓錐儀法（76g圓錐下沉10mm或17mm對(duì)應(yīng)的含水率）；塑限采用搓條法（土條搓至3mm直徑斷裂時(shí)的含水率）。2.說明分層總和法計(jì)算地基沉降的主要步驟。答案：①分層：將地基土按天然層面和應(yīng)力變化劃分，每層厚度≤0.4b（b為基礎(chǔ)寬度）；②計(jì)算各層自重應(yīng)力σc和附加應(yīng)力σz；③確定壓縮層厚度（σz≤0.2σc或0.1σc）；④取每層中點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算該層初始孔隙比e1和最終孔隙比e2；⑤計(jì)算單層沉降量s_i=Δh_i=(e1-e2)/(1+e1)×h_i；⑥總沉降量s=Σs_i。3.莫爾-庫倫強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)是什么？寫出其表達(dá)式。答案：基本觀點(diǎn)：土的抗剪強(qiáng)度是剪切面上法向應(yīng)力的函數(shù)，當(dāng)土中某點(diǎn)任一平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，該點(diǎn)即發(fā)生剪切破壞。表達(dá)式：τf=c+σtanφ，其中τf為抗剪強(qiáng)度，c為黏聚力，φ為內(nèi)摩擦角，σ為剪切面上的法向應(yīng)力。4.簡述飽和土的滲透固結(jié)過程。答案：飽和土受外荷載時(shí)，孔隙水來不及排出，孔隙水壓力u增大（超靜孔隙水壓力），有效應(yīng)力σ'=σ-u初始為0；隨著時(shí)間推移，孔隙水逐漸排出，u減小，σ'增大；最終u=0，σ'=σ，土體完成固結(jié)，沉降穩(wěn)定。整個(gè)過程是孔隙水壓力向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化的過程。5.比較朗肯土壓力理論與庫倫土壓力理論的異同點(diǎn)。答案：相同點(diǎn)：均假設(shè)填土處于極限平衡狀態(tài)，計(jì)算主動(dòng)/被動(dòng)土壓力。不同點(diǎn)：朗肯理論假設(shè)墻背光滑、垂直，填土表面水平，基于應(yīng)力莫爾圓與強(qiáng)度包絡(luò)線相切推導(dǎo)；庫倫理論考慮墻背粗糙、傾斜，填土表面傾斜，基于滑動(dòng)楔體靜力平衡推導(dǎo)。朗肯理論適用于理想邊界，庫倫理論更接近實(shí)際工程。四、計(jì)算題（共40分）1.（10分）某原狀土樣體積為100cm3，濕質(zhì)量為180g，烘干后質(zhì)量為150g，土粒密度ρs=2.70g/cm3。計(jì)算：（1）天然含水率w；（2）天然密度ρ；（3）干密度ρd；（4）孔隙比e；（5）飽和度Sr。解：（1）w=(m_w/m_s)×100%=((180-150)/150)×100%=20%（2）ρ=m/V=180/100=1.80g/cm3（3）ρd=m_s/V=150/100=1.50g/cm3（4）e=(ρ_s/ρd)-1=(2.70/1.50)-1=0.8（5）Sr=wρ_s/e=(0.2×2.70)/0.8=0.675=67.5%2.（10分）某無黏性土試樣進(jìn)行三軸固結(jié)排水試驗(yàn)，圍壓σ3=200kPa，破壞時(shí)主應(yīng)力差σ1-σ3=400kPa。求：（1）土的內(nèi)摩擦角φ；（2）破壞面與大主應(yīng)力面的夾角θ；（3）破壞面上的法向應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ。解：（1）極限平衡條件σ1=σ3tan2(45°+φ/2)已知σ1=σ3+400=600kPa，代入得600=200tan2(45°+φ/2)tan2(45°+φ/2)=3→tan(45°+φ/2)=√3→45°+φ/2=60°→φ=30°（2）θ=45°+φ/2=60°（破壞面與大主應(yīng)力面夾角）（3）σ=(σ1+σ3)/2+(σ1-σ3)/2cos2θ=(600+200)/2+(400)/2cos120°=400+200×(-0.5)=300kPaτ=(σ1-σ3)/2sin2θ=200×sin120°=200×(√3/2)=173.2kPa3.（10分）某路基工程中，地下水位埋深2m，地表以下土層分布：0~2m為粉質(zhì)黏土，γ=18kN/m3；2~6m為飽和細(xì)砂，γsat=20kN/m3，滲透系數(shù)k=0.01cm/s。若在地表大面積堆載p=80kPa，計(jì)算：（1）2m處（黏土層底）的自重應(yīng)力σc1；（2）6m處（砂層底）的自重應(yīng)力σc2；（3）堆載后6m處的附加應(yīng)力σz；（4）判斷該細(xì)砂層是否可能發(fā)生流砂（已知細(xì)砂的有效重度γ'=γsat-γw=20-10=10kN/m3）。解：（1）σc1=γ×h1=18×2=36kPa（2）σc2=γ×h1+γsat×h2=18×2+20×(6-2)=36+80=116kPa（注意：地下水位以下用飽和重度）（3）大面積堆載附加應(yīng)力σz=p=80kPa（均布荷載下，附加應(yīng)力沿深度不變）（4）流砂發(fā)生條件：滲透力j=γw×i≥γ'堆載后，砂層中總應(yīng)力增加80kPa，孔隙水壓力u=γw×h=10×(6-2)=40kPa（原地下水位在2m處，砂層中初始u=10×(z-2)，堆載后u增加Δu=80kPa？不，大面積堆載引起的附加應(yīng)力全部由孔隙水壓力承擔(dān)（飽和土），故超靜孔隙水壓力Δu=80kPa，總孔隙水壓力u=初始u+Δu=10×(6-2)+80=40+80=120kPa有效應(yīng)力σ'=σc2-u=116-120=-4kPa（負(fù)有效應(yīng)力，說明土粒間無壓力，可能發(fā)生流砂）4.（10分）某擋土墻高6m，墻背垂直光滑，填土為黏性土，c=15kPa，φ=20°，γ=18kN/m3，填土表面水平無荷載。計(jì)算：（1）主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka；（2）墻底處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度pa；（3）主動(dòng)土壓力合力Ea及其作用點(diǎn)位置。解：（1）Ka=tan2(45°-φ/2)=tan2(45°-10°)=tan235°≈0.490（2）墻底處深度z=6m，主動(dòng)土壓力強(qiáng)度pa=γzKa-2c√Ka=18×6×0.490-2×15×√0.490=52.92-2×15×0.7=52.92-21=31.92kPa（3）主動(dòng)土