土质学与土力学试卷及答案6套.doc

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《土质学与土力学》课程期终考试A卷
1.选择填空(20分，每空2分)
（1）下列粘土矿物按膨胀性由大到小，正确的顺序是 。
a）高岭石、伊利石、蒙脱石 b）伊利石、高岭石、蒙脱石 c）蒙脱石、伊利石、高岭石 d）蒙脱石、高岭石、伊利石
（2）某土样中水的质量由原来的20g增加至40g，则含水量可由原来的20%增加至 。
a）25% b）50% c）33.3% d）40%
（3）当土的初始孔隙比e0³1时，孔隙度n 。
a）³50% b）<50% c）>50% d）£50%
（4）下列叙述中正确的是 。
a）土粒比重、密度和含水量是实测指标 b）干密度、饱和度、含水量是导出指标
c）饱和度、孔隙度是实测指标 d）密度、含水量、比重是导出指标
（5）下列叙述中正确的是 。
a）地下水位上升，地基承载力增大 b）地下水位上升，地基承载力降低 c）地下水位上升，地基承载力不变 d）地下水位下降，地基承载力降低
（6）下列叙述中不正确的是 。
a）含水量为100%的土不一定是饱和土 b）土的饱和度在理论上不能大于100% c）含水量大的土饱和度一定大 d）含水量相同的土饱和度不一定相同
（7）按塑性图CIM区的土为 。
a）中液限粘土 b）有机粉土 c）中液限粘土质粉土 d）粉质中液限粘土
（8）下列叙述中不正确的是 。
a）含水量大于液限时，液性指数大于1 b）两种土的塑性指数相同，则其塑限和液限也相同 c）液性指数取决于含水量的大小，含水量愈高，液性指数相应要大 d）两种土的塑限和液限相同，塑性指数也相等
（9）密实砂土在CU试验中总应力圆一般位于有效应力圆 。
a）之右 b）之左 c）重合 d）无法确定
（10）土层在历史上受到的最大固结压力小于现有土层的上覆自重应力，这种土的OCR 。
a）大于1 b）等于1 c）小于1 d）等于0

2.证明以下关系式（10分）
(2)
3.计算题（50分）
（1）（10分）某砂土的孔隙度为45%，土粒比重为2.68，含水量为10%，若将该土10m3加水至完全饱和，需要加多少kN的水？
（2）（10分）如图均布荷载p作用在阴影部分，试用角点法列出A点下某一深度z处的附加应力表达式。要说明每一附加应力系数应根据什么值查表或计算。

A

（3）（20分）推导出粘性土极限平衡条件的表达式。对一饱和原状土试样进行固结不排水剪试验，破坏时测得σ3=200kPa，σ1-σ3=400kPa，孔隙水压力u=100kPa，试样的破裂面与水平面夹角为580，求：孔隙水压力系数A，有效应力强度指标c、、φ、。
提示：参考公式
（4）（10分）有一条形基础，宽度为3m，埋置深度为1.5m。地基土重度为19kN/m3，饱和重度为20kN/m3，粘聚力的标准值为10kPa，内摩擦角的标准值为100。求地基承载力的特征值；若地下水位上升到基础底面，其值有何变化？（假定土的抗剪强度指标不变）。
参考公式
经查表 φk=100时：Mb=0.18， Md=1.73，Mc=4.17

4阅读下列短文，解释其中有下划线术语的含义（20分，每小题2分）：

当将土体（1）作为建筑物地基（2）、建筑介质或建筑材料时，必须从工程地质观点出发，结合具体建筑物的要求，进行地基、边坡或地下洞室围岩稳定性的评价，或评定土体材料(粘土（3）、砂、碎石（4）等)作为建筑材料的适宜性。土体作为建筑物地基时，应进行场地稳定性评价，确定地基类型及地基承载力的特征值（5），选择合适的持力层（6）；验算地基变形（7）及稳定性，评价地基均匀性；预测在建筑物施工和使用过程中可能的变化，并提出相应的措施。土体作为边坡时，应进行天然斜坡稳定性分析（8），提出潜在不稳定边坡的整治和加固措施，包括确定土压力的类型（主动土压力（9）、被动土压力（10）或静止土压力）和大小，以便设计合理的挡土结构物。

《土质学与土力学》课程期终考试B卷
1.选择填空(20分，每空2分)

（1）按塑性图CHM区的土为 。
a）中液限粘土； b）有机粉土； c）高液限粘土质粉土； d）粉质高液限粘土
（2）试验测得甲、乙两土样的塑性指数分别为：Ip甲＝4; Ip乙=12，则（ ）。
a)甲土样的粘粒含量大于乙土样；b)甲土样的粘粒含量小于乙土样；c)两土样的粘粒含量相等；d)难以判别
（3）土层在历史上受到的最大固结压力大于现有土层的上覆自重应力，这种土的OCR 。
a）大于1； b）等于1； c）小于1； d）等于0
（4）对土粒产生浮力的是( )。
a)毛细水； b)重力水； c)强结合水； d)弱结合水
（5）无粘性土坡有渗流作用时其安全系数与无渗流作用时相比，大致 。
a）增加50% ； b）降低50%； c）增加100%；d）降低100%
（6）在击实实验中，( )。
a)土的干密度随着含水率的增加而增加； b)土的干密度随着含水率的增加而减少；
c)土的干密度在某一含水率下达到最大值，其他含水率对应干密度都较小。
（7）某砂土的最大孔隙比emax＝2.0,最小孔隙比emin＝0.5，天然孔隙比e=0.75,则其相对密度Dr为( )。
a)1.2； b)0.83； c) 0.167; d) 5
（8）室内试验测得的e-p曲线愈陡，表明土的压缩性（ ）
a）愈高；b)愈低；c)愈均匀；d)愈不均匀。
（9）若产生主动土压力为Ea，被动土压力为Ep，所需要的挡土墙位移量分别为∆a、 ∆p，则下述（ ）是正确的。
a）Ea›Ep，∆a‹ ∆p；b) Ea‹ Ep，∆a›∆p；c) Ea‹ Ep，∆a‹∆p；d) Ea›Ep，∆a›∆p
（10）朗金土压力理论中，当墙后填土达到主动朗金状态时，填土破裂面与水平面成（ ）度角。
a）45+φ/2；b) 45-φ/2；c) 45；d) 45+φ

2.证明与计算题（60分）
（1）（10分）试样A的含水量是35%，质量为800g，加同质量的试样B于试样A中，含水量变为41%，假定在搅拌中失去了2g水，试求试样B的含水量。
（2）（10分）已知一粘性土IL=-0.16，WL=37.5%，IP=13.2，求其天然含水量。
（3）（10分）如图均布荷载p作用在阴影部分，试用角点法列出A点下某一深度z处的附加应力表达式。要说明每一附加应力系数应根据什么值查表或计算。

A

（4）（10分）对砂土进行直剪试验，当施加竖向载荷为250kPa时，测得的抗剪强度为100kPa，试用应力圆求出土样剪切面处大、小主应力面的方向。
（5）（10分）某土层厚度5m，原自重压力p1=100kPa。今考虑在该土层上修建建筑物，估计会增加压力Dp=150kPa。求该土层的压缩变形量为多少？（15分）
取土作压缩试验结果如下：
P（kPa）
0
50
100
200
300
400
e
1.406
1.250
1.120
0.990
0.910
0.850
（6）如图所示边坡土体沿着图中斜面（破坏面与水平面夹角为q）破坏。求此时的安全系数Fs。设土的粘聚力为c，内摩擦角为j，土的重度为g。

d

b

题目（6）
h

q

3阅读下列短文，解释其中有下划线术语的含义（20分，每小题2分）：
工程高度密集和人口高度密集带来的工程地质问题，首先是由于加载和开挖引起的问题，如高层建筑的沉降和倾斜（1），深基坑的坑壁与坑底的位移与失稳，切坡引起的边坡滑动，地下开挖引起的地面塌陷等等。其次，城市和工业区需要大量的工业用水和生活用水，我国是水资源相对贫乏的国家，这是一个很大的压力。工程建设也可能引起地下水位上升或土中含水量（2）增减，导致黄土（3）的软化和湿陷（4），膨胀土（5）的胀缩，进而危及工程安全。
某工程拟建建筑物为两组大型储煤圆筒仓。经过工程地质勘察，地基（6）主要为第四系风积和冲积黄土状土。勘察重点是基底持力层（7）的粉质粘士及其下卧的近饱和土，地基承载力确定以载荷试验为主，并结合多种原位测试以及各种理论计算，分别得到承载力标准值（8），近饱和土的力学性质下降较大，抗剪强度和压缩模量（9）都降低了近20%。沉降分析采用规范规定的应力面积法（10）。

《土质学与土力学》课程期终考试C
1阅读下列短文，解释其中有下划线术语的含义（20分，每小题2分）：
有效应力原理（1）是近代土力学（2）的重要成果。地基（3）的固结沉降（4），地基的承载力（5），基坑支护的土压力，桩的挤土效应，强夯的孔隙水压力消散（6），预压加固的排水设计，土工合成材料的反滤和排水效应，以及各种与孔隙水压力及其变化有关的工程问题，都离不开有效应力原理。
实际工作中，由于背离了基本的土力学原理造成的设计错误的例子很多，例如某工程桩基础设计时，片面地相信计算，长桩穿过8m厚的密实砂土（7），将桩端持力层（8）选择在相对软弱的粘性土（9）中；某挡土墙设计不考虑主要矛盾是墙后有限填土层的土压力，盲目采用郎金土压力理论（10）计算等等，都违背了科学原理，导致不良后果。

2.证明以下关系式（10分）
（1） （2）

3.如图均布荷载p作用在阴影部分(长度l,宽度b)，试用角点法列出A点下某一深度z处的附加应力表达式。要说明每一附加应力系数应根据什么值查表或计算。（10分）

l A

4.（20分）推导出砂土极限平衡条件的表达式。并利用极限平衡条件推导出砂土朗金被动土压力表达式，说明达到被动极限状态时，土中破坏面的方向。
5. (10分) 无粘性土有平行坡面的渗流发生时其安全系数与干土时相比是什么关系，试分析之。
6.（15分）有一厚度为10m的饱和黏土层，在大面积均布荷载作用下固结，经过计算其最终沉降量为60cm，该黏土的固结系数为3´10-2cm2/min，求一年后黏土层的固结度和沉降量。
参考公式：，

7.（15分）在某地基（γ=20KN/m3）上修建一建筑物，基础尺寸2.2m×3.2m，埋深2.0m，测出其抗剪强度指标标准值φk=20°、ck=10kPa。如果地下水位较深，试根据强度理论计算地基承载力特征值。如果地下水位上升到基础底面，承载力有何变化？
参考公式：
经查表 φk=200时：Mb=0.51，Md=3.06，Mc=5.66
《土质学与土力学》课程期终考试D卷
1解释下列术语的含义（20分，每小题4分）：
（1）粘土矿物、粘粒
（2）相对密度、密度
（3）地基、基础
（4）主固结、次固结
（5）临塑荷载、临界荷载
2．（25分）某地基土试验中测得土的干重度15.7KN/m3，含水量19.3%,土颗粒的比重为2.71。液限为28.3%,塑限为16.7%。求：（1）该土的孔隙比、孔隙度和饱和度；（2）该土的塑性指数、液性指数，并确定土的名称及状态。

3.（25分）已知土中某点的应力处于极限平衡状态，最小主应力为200kPa，作用面的法线为水平方向，土的抗剪强度指标c=50kPa，φ=24°。试求：该点最大主应力的大小和方向；该点最大剪应力值与作用面方向；该点剪切破坏面上的正应力与剪应力，作用面的方向；说明最大剪应力面不是剪破坏面。

4. (15分)有一矩形基础，宽b=3m，长l=4m，埋深d=2m，承受中心荷载1000kN（包括基础自重），置于饱和软粘土地基上，土的j=0，c=15kPa，g=18kN/m3，试问设计荷载是否允许？（取安全系数1.5）
5.（15分）板桩墙如图所示，图中土的重度为18.5kN/m3，时，求板桩前的被动土压力和板桩后的主动土压力。
8m

3m

题目6

《土质学与土力学》课程期终考试E卷
一、 简要回答下列问题（共20分，每小题10分）
1． 什么是有效应力原理，用有效应力原理说明饱和土固结过程中应力之间的转化。
2． 什么是极限平衡条件，用表达式写出砂土的极限平衡条件。
二、 写出下列指标之间的关系式，并加以证明（共20分，每小题10分）
1． 密度、干密度、含水量
2． 孔隙度、孔隙比
3． 完全饱和土的孔隙比、土粒比重、含水量
三、计算题（60分，每小题20分，）
1． 某原状土的含水量为25%，液限为36%，塑限为18%，计算塑性指数和液性指数，确定土样名称和物理状态。
2． 某地基软土层厚10m，其下为不透水硬层，软土的固结系数为0.015cm2/s，渗透系数为5×10-7cm/s，拟用堆载预压法处理，如果载荷瞬时施加，并可以视为大面积均匀分布，大小为70kPa，求地基主固结沉降完成50%需要多少时间，一年后地基的固结沉降是多少？以下公式供选用：，，，。
3． 在某地基（γ=20kN/m3）上修建一建筑物，基础尺寸2m×3m，埋深2.0m，测出其抗剪强度指标标准值k=20°、ck=20kPa。如果地下水位较深，试根据强度理论计算地基承载力特征值。如果地下水位上升到基础底面，承载力有何变化？
参考公式：经查表 φk=200时：Mb=0.51，Md=3.06，Mc=5.66
4． 板桩墙如图所示，图中土的重度为18.5kN/m3，时，求板桩前被动土压力分布和板桩后的主动土压力分布（提示：计算出关键点的土压力分布并绘出分布图）。
8m

3m

有关公式供选用：，，
《土质学与土力学》课程期终考试F卷
一、 简要回答下列问题（共20分，每小题10分）
3． 什么是压缩定律，压缩系数的变化，如何反映土的压缩性大小。
4． 什么是土的抗剪强度的库仑定律，极限莫尔圆与抗剪强度包络线是什么关系？
二、 写出下列指标之间的关系式，并加以证明（共20分，每小题10分，请注意：资源班同学和越南留学生做1和2题，岩土班做2和3题）
4． 有效重度、饱和重度
5． 孔隙比、饱和度、比重、含水量
6． 孔隙比、土粒比重、干密度
三、计算题（60分，每小题20分）
1．某饱和土样含水量为35%，密度1.89g/cm3，求孔隙比、干重度和土粒比重。
2.某地基软土层厚10m，其上下为透水砂层，压缩模量为3MPa，渗透系数为1×10-6cm/s，地面瞬时施加大面积均匀载荷，大小为100kPa，问一年后地基的固结沉降是多少？如果土层厚度、压缩模量和渗透系数增大一倍，问与原来相比，该地基固结沉降又什么变化？以下公式供选用：，，，。
3.有一矩形基础，宽3m，长度4m，埋深2m，承受中心载荷1000KN（包括自重），置于饱和软黏土地基上，内摩擦角为0，土的粘聚力15kPa，重度18kN/m3，计算地基极限承载力，若取安全系数为1.5，设计载荷是否允许？
参考公式：斯开普顿公式
4.如图所示边坡土体沿着图中斜面（破坏面与水平面夹角为q）破坏。求此时的安全系数Fs。设土的粘聚力为c，内摩擦角为j，土的重度为g。
d

b

h

q

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