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《土力学》习题集

第一章 习题
1．试比较表示土的粒度成分的累积曲线法和三角坐标法。
2．什么是颗粒级配曲线，它有什么用途？
采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于(或大于)某粒径的土重(累计百分)含量反映土中各粒组的相对含量的曲线。
用途：土的颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度。如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀，级配不好；反之，如曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好
3．粘土矿物有哪几种？对土的矿物性质有何影响？并说明其机理？
答：高岭石 蒙脱石 伊利石 水云母 ；对粘性土的塑性等影响很大
4．试述粘土矿物颗粒的结晶结构特点。
5．试从结晶结构的差异性说明高岭石、伊利石、蒙脱石等粘土矿物组成的土在一系列工程性质上的差异性。
6．试比较土中各种水的特征。
7．试述毛细水上升的原因，说明在哪种土中毛细现象最显著。
答：在毛细管内的水柱，由于湿润现象使弯液面成内凹状时，水柱的表面积就增加了，这是由于管壁与水分子之间的引力很大，促使关内的水柱升高，从而改变弯液面形状，缩小表面积，降低表面自由能。但当水柱升高改变了弯液面的形状时，管壁与水之间的湿润现象有会使水柱面恢复为内凹的弯液面状。这样周而复始，使毛细管内的水柱上升，直到升高的水柱重力和管壁与水分子间的上举力平衡为止
8．土中结构有哪几种类型？各对应哪类土？

第二章 习题
1．一饱和土的天然重度为18.75kN/m3,土粒比重为2.75,求此土的天然含水量和有效重度。

2．如果将1 m3比重为2.72,孔隙比为0.95,天然饱和度为37%的土的饱和度提高到90%,应加多少水?

3．取砂土样测得天然重度为16.62 kN/m3,天然含水量为9.43%,比重为2.73,用容积为0.001 m3击实器进行击实,击实后的重量为1.72kg,试问该砂土天然状态的相对密度为多少(松散时击实器内土样重1.63 kg)?。

4．已知某土的比重为2.70,绘制饱和度为0、50%、100%三种情况土的重度(范围10~24 kN/m3)和孔隙比(范围0.2~1.8)的关系曲线。

5．经勘察，某土料场有土料300000 m3，其天然孔隙比e1=1.20,问这些土料可填筑孔隙比e2=0.70的土堤多少m3?

6．某原状土样经室内试验测定，指标如下：液限W1=25%,塑限W0=13%,湿土重力为2.060×10-3 kN,烘干后的干重力为1.226×10-3 kN,其土粒相对密度为2.70,试求该试样在下列状态时的初始总体积各是多少?
(1) 饱和度为100%;(2) 饱和度为50%。

7．已知两个土样的指标如下，试问下列说法正确与否，为什么？
物理性质指标 土样A 土样B
液限Wl 30% 9%
塑限Wp 12% 6%
含水量W 15% 6%
土粒相对密度 2.70 2.68
饱和度 100% 100%
(A) A土样中含有的粘粒比B土样多;
(B) A土样的天然重度比B土样大;
(C) A土样的干重度比B土样大;
(D) A土样的孔隙比B土样大。

8．已知原状土的含水量W=28.1%,重度为18.8 kN/m3,土粒重度为27.2 kN/m3,双重为2.72,液限为30.1%,塑限为19%,试求:
(1) 土的孔隙比及土样完全饱和时的含水量和重度;
(2) 确定土的分类名称其及物理状态。

9．某一施工现场需要填土，基坑的体积为2000 m3，土方来源是从附近土堆开挖，经勘察土的比重为2.70,含水量为15%,孔隙比为0.60,要求填土的含水量为17%,干密度为17.6 kN/m3,问:
(1) 取土场的重度、干重度和饱和度是多少？
(2) 应从取土场开采多少方土?
(3) 碾压时应洒多少水?填土的孔隙比是多少?

10．某饱和土样含水量为35%，密度为1.89g/cm3, 求它的孔隙比,土粒比重,干重度。

11．某原状土样处于完全饱和状态，测得其含水量为32.45%,密度为1.8t/m3,土粒的相对密度为2.65,液限为36.4%,塑限为18.9%,求:
(1) 土样的名称及物理状态?
(2) 若将土样密实,使其干密度达到1.58 t/m3,此时土的孔隙比将减少多少?

12．取A、B两土样，测得其指标如下表，试求：
（1）哪一土样粘粒含量高？
（2）哪一土样孔隙比大？
（3）哪一土样饱和容重大？
（4）确定A、B土样的名称及状态。

土样
Wl(%)
Wp(%)
W(%)
ds
Sr
A
30
12
45
2.70
1
B
29
16
26
2.68
1

13．三个粘性土样的天然含水量均为30%，其塑限、液限的实测值分别如下：
试样1 Wp=15% Wl=30%
试样2 Wp=20% Wl=40%
试样3 Wp=30% Wl=45%
试分析一下三个土样的塑性特征和稠度状态，并据塑性指数对三种土分别定名。

14．塑性指数大的土具有哪些特点？如何用液性指数来评价土的工程地质性质？为什么液性指数大于1的粘性土还有一定的承载能力？

15．某土样比重为2.71,干重度为15.7 kN/m3,天然含水量为19.3%,求此土的孔隙比、孔隙度和饱和度。已知该土Wl=28.3%,Wp=16.7%,试描述土的物理状态，定出土的名称。

16．已知某土的天然含水量为47.2%,天然重度为18.8 kN/m3,土粒比重为2.72,液限为35.5%,塑限为22%,试确定土的稠度状态,并根据Ip对土定名,然后与据塑性图对土的分类结果进行对比分析。

17．某粘土单向压缩试验结果为
P,kpa
0
50
100
150
200
250
300
350
400
e
0.815
0.791
0.773
0.758
0.747
0.737
0.730
0.724
0.720
求：绘e~p曲线和 e~lgp曲线；各级压力区间的压缩系数、压缩模量和压缩指数；泊松比为0.35时各压力区间的变形模量。

18．某原始粉质粘土的高压固结试验结果为

p,kpa
0
0.125
0.25
0.50
0.75
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
6.0
8.0
e
0.743
0.735
0.728
0.718
0.708
0.702
0.687
0.674
0.649
0.625
0.582
0.549
p,kpa
6.0
4.0
3.0
2.0
1.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
6.0
8.0
e
0.551
0.554
0.556
0.561
0.564
0.569
0.567
0.565
0.561
0.558
0.551
0.542
p,kpa
10.0
15.0
20.0
30.0
40.0

e
0.522
0.473
0.443
0.399
0.369

求：土的先期固结压力值；该土层中点的有效自重压力为120kPa时，判断土层的天然固结状态？

19．已知一组直剪试验结果为
p,kPa
100
200
300
400
τf,kPa
67
119
161
215
求：用作图法求此土的抗剪强度指标c、φ值；作用在此土中某平面上的正应力σ=220 kPa，剪应力τ=100 kPa，试问是否会剪坏？

20．地基中某一点所受的大主应力σ1=600 kPa，小主应力σ3=100 kPa，求：绘摩尔应力园；最大剪应力值，最大剪应力作用面和大主应力面的夹角；计算作用在与小主应力园成300的面上的正应力和剪应力？

21．作用在两个相互垂直平面上的正应力分别为1800 kPa和300 kPa，剪应力都是300 kPa，求：大主应力和小主应力；这两个平面与最大主应力面的夹角？

22．某饱和粘土的三轴固结不排水剪试验中测得的4个试样剪损时最大主应力
σ1、最小主应力σ3和孔隙水压力u值如下：
σ1，kPa
145
218
310
401
σ3，kPa
60
100
150
200
u，kPa
31
57
92
126

求：用总应力法和有效应力法确定土的抗剪强度指标？

第三章 习题
1．简述土的工程地质分类的基本类型和一般原则。
答：①粗粒土按粒度成分及级配特征；②细粒土按塑性指数和液限，即3塑性图法；③有机土和特殊土则分别单独列为一类；④对定出的土名给以明确含义的文字符号，既可一目了然，还可以运用电子计算机检索土质试验资料提供条件

2．《建筑地基基础设计规范》中是根据哪些性质对土进行分类的？理由是什么？

3． 分析一下碎石类土、砂类土、粉土和粘性土的工程地质特征。

4．地基土分哪几大类？各类土划分的依据是什么？

答: 根据《地基规范》作为建筑地基上的土（岩），可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
5．如何区别一般土和特殊土？我国有哪些特殊土？它们各分布在什么地方？

6．试述黄土的成分及结构特征，包括微结构特征。

7．评价黄土湿陷性、划分非自重湿陷性和自重湿陷性，以及确定黄土渗透溶滤变形的指标和方法是什么？

8．划分建筑场地湿陷类型、确定非自重湿陷性黄土出现湿陷性，以及确定湿陷性黄土地基湿陷等级的指标和方法是什么？

9．试述红粘土的工程特性。

10．试述软土的工程特性。根据什么指标对软土进行工程地质分类？

11．冻土的专门性指标有哪些？如何对地基土的冻胀性、融陷性分类？

12．淤泥和淤泥质土的生成条件、物理性质和工程特性是什么？淤泥上能否造建筑物？

13．膨胀土如何定名？其重要特征包括哪些方面？

14．盐渍土如何定名？其重要特征包括哪些方面？

第四章 习题
1．什么叫做管涌土和非管涌土？

在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象叫管涌。
2．什么叫渗透力，其大小和方向如何确定？

答：地下水在土体中流动时，由于受到土的阻力，而引起水头损失，从作用力与反作用力的原理可知，水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力，单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗透力。渗流力的大小与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致。
3．影响土渗透性的因素有哪些？
答：1、土的粒度成分及矿物成分；2、结合水膜厚度；3、土的结构、构造；4、水的粘滞度；5、土中气体
4．达西定律的基本假定是什么？试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。

答：1）水流全部质点以平行而不混杂的方式分层流动；2）在层流状态的渗流中，渗透速度V与水力梯度J的一次方成正比，V=KJ 并与土的性质有关；适用于中砂、细砂和粉砂等
5．用达西渗透定律计算出的渗透流速是否是土中的真实渗透流速，它们在物理概念上有何区别？
6．渗透力是怎样引起渗透变形的？渗透变形有哪几种形式？在工程中会有什么危害？防治渗透破坏的工程措施有哪些？
答：地下水的渗流方向自下而上，已知土的有效重度为，当向上的动水力与土的有效重度相等时，这时土颗粒间的压力就等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象叫流沙。
在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象叫管涌。
防治流土的关键在于控制溢出处的水力坡降，为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡降，可采取以下工程措施：1。可通过做垂直防渗帷幕、水平防渗铺盖等，延长渗流途径、降低溢出处的坡降；2。在溢出处挖减压沟或打减压井，贯穿渗透性小的黏土层，以降低作用在粘性土层底面的渗透压力；3。在溢出处加透水盖重，以防止土体被渗透力所悬浮。防止管涌一般可从下列两方面采取措施：1。做防渗铺盖或打板桩等，降低土层内部和渗流溢出处的渗透坡降；2。在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层。
7．发生管涌和流土的机理与条件是什么？与土的类别和性质有什么关系？在工程上是如何判断土可能发生渗透破坏并进行分类的。

答：发生管涌与流土的机理如上一题答案所诉。发生流土的条件是水力梯度大于或等于临界水力梯度。临界水力梯度与土性密切相关，研究表明，土的不均匀系数愈大，值愈小，土中细颗粒含量高，值增大，土的渗透系数愈大，值愈低。
发生管涌首先取决于土的性质，管涌多发生在砂性土中，其特征是颗粒大小差别较大，往往缺少某种粒径，孔隙直径大且相互连同。无黏性土产生管涌的两个必备条件是：1。几何条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，这是必要条件，一般不均匀系数的土才会发生管涌；2水力条件：渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是管涌发生的水力条件，可用管涌的水力梯度来表示。
8．试列举几个在工程设计与施工中应用渗透力的例子，说明其应用条件及应注意的问题。

9．什么是流网？流网两族曲线必须满足的条件是什么？流网的主要用途是什么？

10．如下图所示，有A、B、C三种土，其渗透系数分别为KA=1×10-2cm/s,KB=3×10-3 cm/s,KC=5×10-4 cm/s,装在断面为10cm×10cm的方管中，问：（1）渗透经过A土后的水头降落值∆h为多少？（2）若要保持上下水头差h=35cm,需要每秒加多少水？

1、渗流通过A,B,C土体的综合渗流系数=90/(50/0.01+30/0.003+10/0.0001)=90/35000
2、流量Q=kiA=（90/35000）*（35/90）*10*10=0.1cm3,此为第二题答案
3、根据i=Q/kA=0.1/(0.01*100)=0.1,△h=iL=0.1*50=5cm，此为第一题答案
11．一种粘性土的比重2.70,孔隙比为0.58,试求该土的临界水力坡降?

12．如下图实验中：（1）已知水头差h=20 cm，土样长度L=30 cm，试求土样单位体积所受的渗透力是多少？（2）若已知土样的土粒比重为2.72,孔隙比为0.63,问该土样是否会发生流土现象?(3) 求出使该土发生流土时的水头差h值。

13．在孔隙率为0.35,土粒比重为2.65的土中开挖墓坑,已知基坑底部有一层厚1.25m的上述土层,受到了1.85m以上的渗流水头影响(如见图),问在土层上面至少加多厚的粗砂才能抵抗流土现象发生?(假定粗砂与土具有相同的孔隙率和比重,而且不计砂土的水头损失)。

14．变水头渗透试验中，土样直径为7.5cm,长1.5 cm,量管(测压管)直径1.0 cm,初始水头h0=25cm,经20min后,水头降至12.5 cm, 求渗透系数K。

15．已知流网如下图所示，（1）试估算沿板桩墙每米渗入基坑的流量（m3/min）。设砂的渗透系数K=1.8×10-2cm/s。（2）试估计坑底是否可能发生渗透破坏，有多大安全系数？设砂的饱和重度为18.5kN/m3。

16．如下图所示地基，粘土层上下的测管水柱高度分别为1m 及5m，在承压力作用下产生自下而上的渗流。（1）试计算出A、B、C三点的总应力、有效应力、孔隙水压力、水力坡降和渗透力。（2）A点处是否产生流土：a.发生；b.不发生；c.临界状态。

17．如下图所示，在粗砂地基中打入板桩墙，挡水4 m，地基流网如图所示。粗砂渗透系数K=1×10-3 cm/s，孔隙比为0.60,比重为2.65,不均匀系数为8, 求：
（1）每米长度上通过等势线Ф4的流量；（2）土体abcd可能发生什么形式的渗透破坏，安全系数多大？（3）A点所受的垂直渗透力和水平渗透力各为多大？

第五章 习题
1．在计算土的竖向自重应力时，采用的是什么理论？做了哪些假设？

2．什么是自重应力与附加应力，附加应力大小与何有关？

答：对一般天然土层来说，自重应力引起的压缩变形在地质历史上早已完成，不会再引起地基的沉降，附加应力则是由于修建建筑物以后在地基内新增加的应力，因此它是使地基发生变形，引起建筑物沉降的主要原因。
3．目前根据什么假设条件计算地基的附加应力？

答：计算地基中的附加应力时，一般假定地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无限延伸的，即把地基看成是均质的线性变形空间（半无限体），这样就可以直接采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答。计算基底附加应力时，通常将基底看成是柔性荷载，而不考虑基础刚度的影响。
4．以条形均布荷载为例，说明附加应力在地基中传播、扩散规律。

5．定义有效应力，并评价它在实际土力学问题中的重要性。

答：饱和土是由固体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体，当外力作用于土体后，一部分由土骨架承担，并通过颗粒之间的接触面进行应力的传递，称为有效应力。另一部分则由孔隙中的水来承担，水虽然不能承担剪应力，但却能承受法向应力，并且可以通过连通的孔隙水传递，这部分水压力称为孔隙水压力。
土的变形（压缩）和强度的变化都只取决于有效应力的变化。引起土的体积压缩和抗剪强度发生变化的原因，并不是作用在土体上的总应力，而是总应力与孔隙水压力之间的差值——有效应力。孔隙水压力本身不能使土发生变形和强度的变化。这是因为水压力各方向相等，均衡的作用于每个土颗粒周围，因而不会使土颗粒移动，导致孔隙体积的变化。它除了使土颗粒受到浮力外，只能使土颗粒本身受到静水压力，而固体颗粒的压缩模量很大，本身压缩可忽略不计。另外，水不能承受剪应力，因此孔隙水压力自身的变化也不会引起土的抗剪强度的变化，正因为如此，孔隙水压力也被称为中性压力。
6．地下水位的变化对地表沉降有无影响？为什么？

答：当地下水位在地基持力层中上升，使土的有效自重应力减小，反之，当地下水位在地基持力层中下降，则土中有效自重应力增大。地下水位突然降落时，由于土还未来得及反应，地基的附加沉降不会发生，而当地下水缓慢降落时，地基土会由于有效自重应力增大而出现附加沉降。
7．分析地下水位下降对地基沉降有什么影响？

8．怎样计算矩形均布荷载作用下地基内任意点的附加应力？
9．简述土的有效应力原理。

答：，饱和土中任意点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力
10．试绘出以下几种情况附加应力沿深度的分布。
（1）地表作用大面积均布荷载100kPa；（2）地表作用局部荷载；（3）地下水位从地表突然降至z深度；（4）场地瞬时大面积堆填厚h的淤泥质填土，冲填土重度为r。

11．σ=σ’+u是土力学中什么原理的表达式？它对于任何土是否都适用，为什么？试指出其在有关力学课题公析中的重要意义。

12．有一挡土墙，基础宽度6m，埋置在地面1.5 m处,在离基础荷载A点处作用着竖直线荷载P’=2400kN/m, 墙背受到水平推力H’=400 kN/m,其作用点距基底面为2.4 m,如图所示.该地基土的重度为19 kN/m3,试求基础中心点下深度z=7.2 mM处点的附加应力(考虑墙后填土引起的附加应力)。

13．某地基地表至4.5 m深度内为砂岩层,4,5~9.0 m为粘土层,其下为透水页岩,地下水位距地表2.0 m.已知水位以上砂土的平均孔隙比为0.52,平均饱和度为0.37;粘土的含水量为42%,砂土和粘土的比重均为2.65,请计算地表至粘土层范围内的竖向总应力、有效应力和孔隙水压力，并绘制相应的应力分布图（rsat=9.81kN/m3）。

14．对某粘土试样进行三轴压缩试验，在不排水条件下施加围压29.43kPa,测得超静孔隙水压力29.43 kPa,然后施加轴向压力至58.86 kPa时,又测得超静孔隙水压力为44.15 kPa.试计算孔隙水压力系数A和B的值,并判断该粘土的饱和程度。

15．某土层物理力学性质指标如下图，试计算下述两种情况下土的自重应力。
（1）没有地下水；（2）地下水在天然地面下1m位置。

16．试计算下图所示地基土中的自重应力分布。

17．饱和细砂试验中，试件在周围压力σ3=100kN/m2下固结，然后增加垂直应力∆σ1=100 kN/m2，测得试件中的孔隙水压力为u=50 kN/m2，问竖直应力继续增加到150 kN/m2时，作用在此试件的总应力、孔隙水压力和有效应力各有多大（假设孔隙压力系数A是常数）。

第六章 习题
1．表征土的压缩性参数有哪些？简述这些参数的定义及其测定方法？
①、表征土的压缩性参数主要有：压缩系数a，压缩指数Cc ，压缩模量Es，变形模量E0及弹性模量E等。
②、压缩系数a:完全侧限条件下孔隙比变化与相应外力变化之比。
压缩指数Cc:完全侧限条件下孔隙比变化与相应外力变化之比。外力取常用对数
压缩模量Es: 完全侧限条件下竖向应力与相应竖向应变之比。
变形模量E0:无侧限条件下，竖向应力与相应竖向应变之比。
弹性模量E:无侧限条件下，瞬时应力与相应竖向应变之比。

2．试用现场静载荷试验的P~S曲线，说明地基土压缩变形的过程。

3．何为土层前期固结压力？如何确定？如何判断土层一点的天然固结状态？
而前期固结压力(σp )是指土层在地质历史上曾经受过的最大有效固结压力。 工程中根据先期固结压力与目前自重应力的相对关系，将土层的天然固结状态划分为三种

4．什么是土的压缩性，它是由什么引起的？

答：土的压缩性是指在外荷载作用下，土体体积变小的性质，它反映的是土中应力与其变形之间的变化关系，是土的一种基本力学性质之一。
5．压缩系数和压缩模量的物理意义是什么？两者有何关系？如何利用压缩系数和压缩模量评价土的压缩性质？
答：压缩系数a是反映土的压缩性质的重要指标。a值越大，直线段的坡度越大，说明土的压缩性越大；压缩模量ES是指在无侧胀的条件下受压时，竖向应力增量与竖应变增量的比值
6．试述压缩系数、压缩指数、压缩模量、变形模量和固结系数的定义、定义式、用途及确定方法。

7．变形模量和压缩模量有何关系和区别？
土的压缩模量：在完全侧限条件下，土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值，它可以通过室内压缩试验获得。
土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。

8．简述应力历史对沉降变形的影响。
书本P46
9．结合图示说明，什么是前期固结应力？什么是超固结比？如何判断土的应力历史？先期固结压力和超固结比：天然土层在历史上所经受过的最大固结压力（指土体在固结过程中所受的最大有效压力），称为前（先）期固结压力pc．前期固结压力pc与现有自重应力p1的比值（pc/p1），）称为超固结比OCR．
　　正常固结土：若天然土层在逐渐沉积到现在地面后，经历了漫长的地质年代，在土的自重作用下已经达到固结稳定状态，则其前期固结压力pc等于现有的土自重应力p1（p1＝h，为土的重度，h为现在地面下的计算点深度），这类土称为正常固结土（OCR＝1）。
　　超固结土：若正常固结土受流水、冰川或人为开挖等的剥蚀作用而形成现在的地面，则前期固结压力pc＝hc（hc为剥蚀前地面下的计算点深度）就超过了现有的土自重应力p1．这类历史上曾经受过大于现有土自重应力的前期固结压力的土称为超固结土（OCR>1）。
　　欠固结土：新近沉积粘性土、人工填土及地下水位下降后原水位以下的粘性土等，在自重作用下还没有完全固结，土中孔隙水压力仍在继续消散，因此土的固结压力pc必然小于现有土的自重应力p1．这类土称为欠固结土（OCR<1）。

10．什么是正常固结土、超固结土和欠固结土？土的应力历史对土的压缩性有何影响？先期固结压力和超固结比：天然土层在历史上所经受过的最大固结压力（指土体在固结过程中所受的最大有效压力），称为前（先）期固结压力pc．前期固结压力pc与现有自重应力p1的比值（pc/p1），）称为超固结比OCR．
　　正常固结土：若天然土层在逐渐沉积到现在地面后，经历了漫长的地质年代，在土的自重作用下已经达到固结稳定状态，则其前期固结压力pc等于现有的土自重应力p1（p1＝h，为土的重度，h为现在地面下的计算点深度），这类土称为正常固结土（OCR＝1）。
　　超固结土：若正常固结土受流水、冰川或人为开挖等的剥蚀作用而形成现在的地面，则前期固结压力pc＝hc（hc为剥蚀前地面下的计算点深度）就超过了现有的土自重应力p1．这类历史上曾经受过大于现有土自重应力的前期固结压力的土称为超固结土（OCR>1）。
　　欠固结土：新近沉积粘性土、人工填土及地下水位下降后原水位以下的粘性土等，在自重作用下还没有完全固结，土中孔隙水压力仍在继续消散，因此土的固结压力pc必然小于现有土的自重应力p1．这类土称为欠固结土（OCR<1）。
11．若在埋深相同，厚度也相同的正常固结土和超固结土层上，施加同样大小的压力增量∆P，它们使土层产生的压缩相同？为什么？
12．饱和粘性土地基的总沉降一般包括哪几个部分？按室内压缩试验结果计算的沉降主要包括哪几种？

13．按分层总和法计算地基的最终沉降量有哪些基本假设？
答：基本假设：
      （1）地基土是均质、各向同性的半无限空间体；
      （2）地基土在竖向附加应力作用下只产生竖向压缩变形 , 不发生侧向膨胀变形。
      （3）采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。

14．在砂土地基和软粘土地基中，建造同样的建筑物，施工期和使用期内哪些地基土建筑物的沉降量大？为什么？

15．简述应力历史对沉降变形的影响。
历史应力会使土体压缩前期压缩大，后期应力平衡后，就不会继续产生压缩。工程中应注意当荷载卸除后要考虑土体的回弹，尤其是历史应力较大的地区施工时涉及到土体开挖 。

16．试述超固结土的计算沉降的方法。

17．试述地基最终沉降量的组成部分及各部分的主要内容？
瞬时沉降是紧随着加压之后地基即时发生的沉降，地基土在外荷载作用下其体积还来不及发生变化，主要是地基土的畸曲变形，也称畸变沉降、初始沉降或不排水沉降
固结沉降是由于荷载作用下随着超孔隙水压力的消散、有效应力的增长而完成的
次固结被认为与土的骨架蠕变有关，它是在超孔隙水压力已经消散、有效应力增长基本不变之后仍随时间而缓慢增长的压缩

18．试述影响建筑物沉降的主要因素有哪些？
1、外力因素。
2、自然气候。
3、人为因素及其他。
4、技术与经济条件。
19．简述地基沉降的分层总和法，并推导分层压缩量的计算公式。
采用分层总和法计箕地基最终沉降量时如何确足计箕深度 分层总和法是在计算时应先按基础荷载、基底形状和尺寸、以及土的有关指标确定地基沉降计算 地基

20．说明分层总和法计算沉降的主要假设条件，并将这些条件与常见的地基实际情况进行比较。
假设：1地基土是均匀、连续、各向同性的弹性半空间体。2 地基土压缩时不发生侧向变形，即采用侧限条件下的压缩性指标。假设2计算得到沉降量偏小。措施：取基底中心点下的附加应力进行计算
21．试述计算地基最终沉降量的分层总和法步骤。
1,、根据有关要求和土体性质进行地基分层 2、计算分层出的自重应力，地下水位以下取有效重度进行计算 3、计算各分层点的附加应力，并求出各分层界面处附加应力的平均值 4、各分层自重应力平均值和附加应力平均值之和作为该分层受压后所受总应力 5、确定压缩层厚度 6、计算各分层的压缩量 7、计算基础平均最终沉降量

22．计算地基沉降量的分层总和法中，哪些做法导致计算值偏小？哪些做法导致计算值偏大？

23．地基的变形主要是由什么应力引起的？为何采用分层总和法计算基础沉降先要计算土中的自重应力？

24．计算地基最终沉降量的分层总和法和《规范》推荐法有何异同？试从基本假设、分层厚度、采用的计算指标、计算深度和结果修正等方面加以说明。

25．使用e~lgP曲线法与使用e~P曲线法求得的基础固结沉降量哪一个更合理，为什么？

26．地基的总沉降量可划分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降，试问：饱和软粘土土样的室内压缩试验曲线也可划分出对应的三部分？为什么？

27．现场载荷试验的P~s曲线是否代表了基础的荷载与沉降关系，为什么？

28．Es和Eo（或记为E）称为什么？有何区别？

29．a1-2和a有何区别？对某土而言，其a1-2和a都是常量，对否？为什么？

30．如下图所示天然地基，该地基由粉质粘土和中砂组成，砂粘土透水，其在水面以上的重度r=18kN/m3，在水面以下的的重度rsat=20kN/m3(饱和重度)试求：（1）原地点水位时，A-A面上自重有效应力分布图；（2）计算由于地下水下降，引起的砂粘土的沉降量。
粉质粘土的e~P值压力P(kPa) 孔隙比e
50 0.67
100 0.65
150 0.63
200 0.618

31．已知原状土样高2cm，截面积A=30 cm2，重度为19.1kN/m3,颗粒比重为2.72,含水量为25%,进行压缩试验,试验结果见下表,试绘制压缩曲线,并求土的压缩系数a1-2值。
压力P(kPa)
0
50
100
200
400
稳定时的压缩量（mm）
0
0.480
0.808
1.232
1.735

32．某超固结粘土层厚度为2m，前期固结压力为Pc=300kPa，原位压缩曲线压缩指数Cd=0.5,回弹指数Cc=0.1,土层所受的平均自重应力P1=100kPa,e0=0.70。求下列两种情况下该粘土的最终压缩量。
（1）建筑物的荷载在土层中引起的平均竖向附加应力∆P=400 kPa；
（2）建筑物的荷载在土层中引起的平均竖向附加应力∆P=180 kPa。

33．在一正常固结饱和粘土层内取样，测得比重为2.69,密度1.72g/cm3,液限为43%,塑限为22%,先期固结压力Pc=0.03Mpa,压缩指数Cc=0.650.
(1)试确定试样的液性指数,并判断其稠度状态.
(2)在e~lgP坐标上绘出现场压缩曲线.
(3)如在该土层表面施加大面积均布荷载P=100kPa并固结稳定,问该点土的液性指数变为多少?并判断其稠度状态.
(I1=1.338,流动状态; I1=0.605,可塑状态)

34．完全饱和土样，厚2.0cm,环刀面积50cm2,在压缩仪上做压缩试验,试验结束后,取出称重为173g,烘干后重140 g,设土粒比重为2.72, 求：
（1）压缩前土重为多少？
（2）压缩前后土样孔隙比改变了多少？
（3）压缩量共有多少？

35．某均质土层处于正常固结状态，重度为18kN/m3。试绘出下列两种情况下，该土层前期固结压力及现有竖向应力随深度的分布图（设填土及原土体地挖、填后重度相同）：
（1）大面积挖除2m厚；
（2）大面积填土2m厚。

36．用内径为8.0cm,高2.0 cm的环刀切取未扰动的饱和粘土试样,其比重为2.70,含水量为40.3%,测出湿土重为184g,现做有侧限压缩试验,在压力100kPa和200kPa作用下, 试样压缩量为分别为1.4mm和2.0mm，计算压缩后的各自孔隙比，并计算土的压缩系数a1-2和压缩模量Es1-2。

第七章 习题
1．试述影响土的抗剪强度的主要因素？
书P63页法向应力σ，内摩擦角φ，粘聚力C。因素为：1土粒的矿物成分、形状和级配2土的初始密度3土的含水量4土的结构5土的应力历史。

2．试述三轴压缩试验的原理，如何利用三轴压缩试验求得土的抗压强度指标。
三轴压缩试验的原理是将试样置于压力室中，通过周围压力系统对试样施加周围压力，通过轴向加压系统对试样施加轴向附加压力，试验过程中可通过孔隙水压力量测系统进行孔隙水压力的测定，直至试样破坏。
土的抗剪强度指标测定至少需三个以上试样，在不同的围压作用下进行试验至试样破坏，从而得到一组极限应力圆，绘极限应力圆的公切线即为土样的抗剪强度包线，其与横坐标的夹角即为土的内摩擦角，与纵坐标的截矩即土的粘聚力。
3．说明在任何条件下采用排水剪、不固结不排水剪、固结不排水剪试验的强度指标进行设计
。固结不排水剪：使土样在法向压力作用下排水固结达到稳定，然后在不排水的条件下进行的剪切试验方法。
不固结不排水剪：一般在要求快速剪完的条件下，过程3-5分钟
4．说明什么是砂土的临界孔隙比？并示意绘出松砂与密砂剪切时孔隙比与剪切位移关系曲线？

5．土的抗剪强度是怎样产生的？
土在受到外力（包括重力）的时候，会使土的内部产生剪应力，此时为了抵抗这部分剪应力，土的抗剪强度就诞生了。

6．土颗粒粗细与土内摩擦角什么关系。
7．简述土的密度和含水量对土的内摩擦角与内聚力的影响。

8．土的孔隙水压力对土的抗剪强度有何影响？

9．简述极限平衡状态的概念，并说明什么是土的极限平衡条件？
土体处于极限平衡状态时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系式
根据极限应力圆与抗剪强度包线之间的几何关系，可建立以土中主应力表示的土的极限平衡条件如下：
土的极限平衡条件同时表明，土体剪切破坏时的破裂面不是发生在最大切应力tmax的作用面a=45°上，而是发生在与大主应力的作用面成a=45°+j/2的平面上
10．简述摩尔~库仑强度理论的要点。
1、剪切破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数；
2、当法向应力不很大时，抗剪强度可以简化为线性函数
3、土单元体中，任何一个面上的剪应力大于该面上土体

11．简述土的抗剪强度准则及室内试验方法。

12．土体发生剪切破坏的面是否剪切应力最大的平面？一般情况下剪切破坏面与大主应力面成什么角度？
土中发生剪切破坏的平面并不一定是剪应力最大的平面，当土的内摩擦角ф=0°时，破裂面与最大剪应力面是一致的，一般情况下，破裂面与大主应力面成（45°+ф/2）角度
13．采用直剪试验可确定土的抗剪强度。直剪试验有几种方法？试验结果有何关差别。
方法：一、直剪试验：快剪、固结快剪、慢剪；二、三轴压缩试验：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪 三、无侧限抗压强度 四、十字板剪切试验
土体抵抗由荷载作用产生的颗粒间相互滑动而导致土体破坏的极限能力。
14．扼要说明三轴不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪试验方法的区别。
不固结不排水剪：在施加围压和轴压直至剪切破坏的整个过程中都不允许排水。这样从开始加压直至试样剪坏全过程中含水量保持不变。
固结