三、作图与计算(40分)
1. 已知某土样的抗剪强度参数c=50kPa,?=20°,承受三向应力?1和?3的
作用。根据莫尔-库仑破坏准则求?1=400kPa时需要多大的?3使土样产生破坏,并绘制应力圆与抗剪强度关系曲线。(10分)
2. 某地基自上而下由透水砂层、饱和粘性土层、不透水基岩所构成,地面
施加大面积荷载P(按无限均布荷载考虑),已知P=200kPa(2.0kg/cm2),粘性土层厚6.0m,压缩模量Es=6.0MPa,固结系数Cv=5.0×10-3cm2/s,当固结度达50%时,时间因素Tv=0.197,试预估粘性土层的最终沉降量和固结度达50%所需要的时间(15分)。
3. 用体积为90cm3的环刀切取原状土样,其质量为173g,烘干后其质量为
135g,固体颗粒的体积为50cm3,另外室内试验测得液限WL=38%,塑限WP=18%。(15分)
(1)求:土粒密度、天然密度、含水量、孔隙比、饱和度;
(2)求液性指数和塑性指数,判断该土样的稠度状态,按《岩土工程勘察规范》中的土质分类法给该土样定名。
模拟题六
一、名词解释(20分)
渗透系数 库伦定律 先期固结压力 地基容许承载力 平均固结度
二、填空(22分)
1.三大类粘土矿物的胀缩性由强到弱的顺序为 、 、 ; 土孔隙中水的类型有 、 、 。 2.工程上常以土中颗粒直径大于0.075 mm的质量占全部土粒质量的50%作为第一个分类的界限,大于 50%的称为 ,按其 再分成细类;小于50%的称为 按其 再分成细类。 3.根据超固结比,将土可分为 、 、 三种固结状态。
4.三轴剪切试验根据排水条件,可分为 、 、 三种试验方法。对抗剪强度指标的选用,如果能确定土孔隙水压力,宜采用 ;若难以确定则采用 。 5.饱和粘性土在局部荷载作用下,其沉降可认为是由机理不同的 、 、 三部分组成。
三、简述题(30分)
1.粒组与矿物成分之间的关系。
2.侧限渗压模型有效应力与孔隙水压力随时间的转换过程。 3.分层总和法计算地基最终沉降量的基本原理。 4.产生主动土压力和被动土压力的条件。
5.粘性土坡稳定性分析中三种条分法的主要区别。
四、求算题(28分)
1.如图示为均布竖直荷载p作用的面积,用角点法写出A点下某深度处?z
的表达式。(6分)
2.已知某土样的抗剪强度参数c=50kPa,?=20°,承受三向应力?1=450kPa,?3=200kPa。试绘制应力圆与抗剪强度曲线,并判断该土样是否产生破坏。(8分) 3.已知某粘性土样的土粒密度?s=2.70g/cm3,天然密度?=2.00g/cm3,含水量w=25%,液限=38%,塑限=20%。压缩试验中,在压力p1=100 kPa与压力p2=200 kPa作用下土样变形稳定后的孔隙比分别为e1=0.654与e2=0.634。(14分) (1)求:干密度、孔隙度、孔隙比、饱和度;
(2)求液性指数和塑性指数,判断该土样的稠度状态,按《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)分类法给该土样定名; (3)求压缩系数与压缩模量,并判断该土样的压缩性。
模拟题七
一、名词解释(16分)
角点法 平均固结度 库伦定律 临塑荷载
二、简述题(24分)
1.土中矿物类型及土孔隙中水的类型。 2.粘性土的压缩性与稠度状态之间的关系。
3.土体中地下水向上或向下渗流时,相对于静止水位而言,孔隙水压力与有效应力是如何变化的。 4.瑞典条分法确定粘性土坡稳定性系数的基本原理。
三、求算题(60分)
1.某原状土样的总体积为200cm3,总质量为400g,烘干后其质量为320g,固体颗粒的体积为118cm3,室内还测得液限wL=42%,塑限wP=20%。(14分) (1)求:天然密度、含水量、孔隙比、饱和度;
(2)求液性指数与塑性指数,判断土样的稠度状态,按建设部的土质分类
法给该土样定名。 2.某饱和粘性土层厚10m,地面作用着大面积连续均布荷载p=150kPa,已知该粘性土层的压缩模量Es=5.0MPa,固结系数Cv=10m2/年。(12分)。 (1)预估该饱和粘性土层的最终沉降量;
(2)分别求该粘土层在单面排水与双面排水条件下固结度达60%所需要的
时间(已知当固结度Ut=60%时,时间因素Tv=0.287)。
3.某条形基础下地基土中一点的应力为:?z=250kPa,?x=100kPa,?x=40kPa,已知土的内摩擦角?=30°,粘聚力c=0。(12分) (1)求最大主应力与最小主应力;
(2)用一点的极限平衡条件式判断该点是否破坏; (3)绘制莫尔应力圆与抗剪强度曲线。
4.高5m、墙背垂直光滑的挡土墙,墙后填无粘性土,填土面水平,填土的重度?=18KN/m3,内摩擦角为?=40°,内聚力为0。试分别求出作用在挡土墙上总的主动与被动土压力值。(10分) 5.一条形基础受中心竖直荷载作用,基础宽3m,埋深2m,地面以下的土体为均质粘性土层,其重度?=20KN/m3,内摩擦角?=20°,内聚力C=50KN/m2。(12分) (1)试用太沙基公式求地基产生整体剪切破坏时的极限承载力(已知承载
力系数Nr=6, Nc=18, Nq=8) (2)求地基容许承载力(稳定安全系数取3),若地面作用着竖直均布荷载
P=300KN/m2,问地基的承载力是否满足上部荷载的要求?
模拟题一参考答案
一、名词解释
1.不均匀系数:用特征粒径间相互关系表示土的粒径级配均匀与否的系数,用下式表示
Cu=d60/d10
2.库仑定律:当土所受法向应力不很大时,土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示,这一表征土体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式
3.前期固结压力:土体在历史过程中所承受的最大压力(指有效应力)σp。 4.平均固度:指某一时间,土层一平面所承受的有效应力与总应力的比值。
5.地基容许承载力:地基稳定且有足够的安全度,且地基的变形控制在建筑物容许范围内时承载力。
二、填空题
1.土中矿物类型有原生矿物、次生矿物、有机质,粘性土中主要以蒙脱石、高岭石、伊利石三大类粘土矿物为主。
2.土孔隙中水的类型有强结合水、弱结合水、毛细水和重力水。 3.土的压缩性指标有压缩系数、压缩模量、压缩指数等。
4.根据超固结比,可将土的固结状态分为超固结土、正常固结土、欠固结土。
5.三轴剪切试验根据固结和排水条件的不同可分为不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪三种试验方法。
6.饱和粘性土在局部荷载作用下,其实际沉降应由瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降组成。
7.竖直荷载下地基的破坏形式为局部剪切破坏、整体剪切破坏、冲剪破坏。
三、简述题
1.答:这一转换过程可分为三个阶段,加载后
(1)t=0时,排水孔不不及排水,土骨架(弹簧)受力为零,此时荷载全部由孔隙水来承担,即u=σ,σ′=0,测压管内水柱上升高度h为σ/γw。
(2)t>0时,由于存在水头差,将发生渗流现象,水从排水孔流出,测压管水柱慢慢下降,即超静孔隙水压力逐渐消散。此时,弹簧上受力逐渐增大,即有效应力增加,但仍有σ=σ′+u。
(3)t=∞时,超静孔隙水压力消散为零,此时外荷载全部由弹簧(土骨架)承担,土的固结过程完结。
2.答:产生主动土压力的条件为:挡土墙向前远离填土的方向移动或转动,由转动或移动量达到一定值,土体内潜在滑动面上的剪应力达到土的抗剪强度,则作用于挡土墙上的压应力最小,即为主动土压力Ea。
产生被动土压力的条件:挡土墙受外力作用向着填土方向移动时,墙后一部分土体产生向上滑动趋势。当墙移动至一定位置时,土体内潜在滑动面上的剪应