《土力学》2008－2009学年A卷
一、 解释与说明（每题3分，共5小题，15分）
1、 不均匀系数 2、 塑限 3、 灵敏度 4、 超固结土 5、 被动土压力
二、 简答题（14分）
1、 什么是塑性指数？什么是液性指数？试说明这两个指标的主要用途。（本题6分） 2、如图所示的土层，设饱和粘土层1、2的性质完全相同，在均匀满布荷载作用下发生固结，试分析：
（1） 在固结过程中，土层1、2中的最大孔隙水压各发生在什么位置？ （2） 同一时刻，哪个土层的固结度更大？为什么？
（3） 若土层1固结度达到80%需要300天，土层2达到同样的固结度需要多少天？
（本题8分）
砂4m饱和粘土层1砂饱和粘土层23m不透水层
(1)土层1的最大孔隙水压发生在该土层中部；土层2的最大孔隙水压发生在该土层底部。
(2)Tv?cvt,H1?2m,H2?3m;cv1?cv22H2H29t1?t2?Tv1?2Tv2?Tv2?U1?U2H14
(3)2H29U1?U2?80%?Tv1?Tv2?t2?2t1??300?675dH14
三、 计算题（共6小题，71分）
1、填土的土粒比重为2.7。碾压前的重度为15.5kN/m3，含水量21%，厚度0.4m；碾压后的重度为19.5 kN/m3，含水量为19%。试计算：（1）碾压后的土层的厚度h2；（2）碾压后的土的干重度、饱和重度；（3）碾压前的每1m3填土经碾压后水的流失量Δmw。（说明：计算时水的重度取为10 kN/m3，重力加速度取为10m/s2） （本题14分）
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(1)e?Gs?w(1?w)??12.7?10?(1?0.21)?1?1.10815.52.7?10?(1?0.19)e2??1?0.64819.51?e21?0.648h2?h1??0.4?0.313m1?e11?1.108e1?(2)?d2?Gs?w2.7?10??16.38kN/m31?e21?0.648Gs?w?e2?w2.7?10?0.648?10??20.32kN/m31?e21?0.648
?sat2?(3)V1?1m3?W1??1V1?15.5kNW2?1?w21?0.19W1??15.5?15.244kN1?w11?0.21?Ww?W1?W2?15.5?15.244?0.256kN??mw?256kg
2、如图所示，在砂土层中承压水的作用下，地下水通过粉质粘土2、粉质粘土1渗入坑中。粉质粘土1的饱和重度为19.5 kN/m3，渗透系数为2×10-5cm/s；粉质粘土2的饱和重度为19.8 kN/m3，渗透系数为3×10-5cm/s。测得坑中水位高度为1.5m，土层1与土层2交界处测压管中水位高度如图所示。试计算土层2底面处：（1）水位高度h；（2）竖向有效应力σ’z。
（本题10分）
3.6mh粉质粘土1粉质粘土22.5m1.5m1.5m (1)i1?3.6?3.0h?3.6?0.4,i2?1.52.5k12?10?5v1?k1i1?v2?k2i2?i2?i1??0.4?0.267?5k23?10h?2.5i2?3.6?2.5?0.267?3.6?4.27m
(2)
'?z'?(?1'?i1?w)h1?(?2?i2?w)h2?(9.5?0.4?10)?1.5?(9.8?0.267?10)?2.5?26.08kPa第 2 页 共 6 页
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3、如图所示的矩形基础，为满足地坪标高的要求，结构完成后，再填筑1.0m厚的土，其重度为16 kN/m3。粉质粘土的重度为18 kN/m3，其压缩试验结果如下表所列。
p(kPa) e 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0.800 0.765 0.740 0.725 0.710 0.700 0.691 0.683 0.676 0.671
已知基础底面尺寸为3.6m×3.0m，基底压力(填筑后)为120kPa。现采用分层总和法计算沉降。
(1)试分析说明计算基底净压力时是否应扣除填土产生的自重应力？计算地基原存应力时是否应加上填土产生的应力？
(2)计算层①的压缩量。 (本题17分)
矩形均布荷载角点下应力系数表
(a/b=1.2时) z/b k z/b k 0.185 0.163 0.142 0.124 0.108 0.0 0.250 1.0 0.2 0.249 1.2 0.4 0.242 1.4 0.6 0.228 1.6 0.8 0.208 1.8
地面填土1.0m1.4m03m粉质粘土1.2m11.2m21.2m3
(1)因填土是结构完成后填筑的，其作用只能按荷载考虑，计算基底附加应力时不应扣除填土产生的自重应力，也不能计入原存应力。
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(2)qz0?18?1.4?25.2kPa,qz1?18?2.6?46.8kPap0?p??h?120?18?1.4?94.8kPa?z0?p0?94.8kPaa/b?1.2,z/b?1.2/1.5?0.8,k?0.208?z1?4kp0?4?0.208?94.8?78.88kPaqz0?qz125.2?46.8??72kPa?e1?0.71622
???z194.8?78.88?z1?z0??86.84kPa22p2?qz1??z1?72?86.84?158.84kPa?e2?0.676p1?qz1?s?e1?e20.716?0.676h??1200?27.97mm1?e11?0.7164、取粘性土试样进行直剪试验，剪切盒面积为60cm2。当竖向压力为600N时，土样破
坏时的水平推力为282N；当竖向压力为1200N时，土样破坏时的水平推力为426N。试确定：(1)该粘性土的c、φ值；(2)最大剪应力的作用面与剪切破坏面的夹角。
(本题10分)
(1)NT,?f?AA600282?1??10?100kPa,?f1??10?47kPa60601200426?2??10?200kPa,?f2??10?71kPa6060
?f??tan??c??47?100tan??c??tan??0.24???13.5????71?200tan??c??c?23kPa(2)???2?13.5??6.75?2
5、如图所示，基础的底面尺寸为4.0m×5.0m，埋深为3.4m。中砂层的厚度为1.5m，以下为很厚的粗砂层。中砂、粗砂的相关参数如下表所列。 中砂 粗砂 γ(kN/m3) 17.0 18.5 σ0(kPa) 220 360 k1 2 3 k2 4 5
试计算地基的容许承载力[σ]。(提示：[σ]=σ0+k1γ1(b-2)+k2γ2(H-3))
(本题10分)
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地面中砂粗砂1.5m4m3.4m
?0?360kPa,k1?3,k2?5,?1?18.5kN/m3,b?4m,H?3.4m17?1.5?18.5?1.9?17.84kN/m33.4[?]??0?k1?1(b?2)?k2?2(H?3)?2?
?360?3?18.5?(4?2)?5?17.84?(3.4?3)?506.68kPa6、 如图所示的挡墙，高度5.5m。墙后有两层填土，上层为中砂，其重度为17kN/m3，内摩擦角32°；下层为粘土，其重度为18 kN/m3，粘聚力15kPa，内摩擦角20°。试按朗肯主动土压理论确定：(1)粘土与墙的脱离范围大小；(2)墙后土压力的分布图(不需求合力)。
(本题10分)
中砂粘土5.5m
(1)32?)?0.30722?20?Ka2?tan2(45??2)?tan2(45??)?0.49022pa?(q??2z)Ka2?2cKa2?0Ka1?tan2(45??)?tan2(45???z0?2cq2?1517?1.8????2.38?1.7?0.68m18?2Ka2?218?0.49
?1(2)pa1??1h1Ka1?17?1.8?0.307?9.39kPapa2?(?1h1??2h2)Ka2?2cKa2?(17?1.8?18?3.7)?0.49?2?15?0.49?26.63kPaor:pa2??2(h2?z0)Ka2?18?(3.7?0.68)?0.49?26.63kPa第 5 页 共 6 页
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中砂0.68mpa1=3.94kPa粘土5.5mpa2=26.63kPa
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