土力学2004试题答案.pdf

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1、2004年硕士研究生入学考试试题参考答案试题代码：试题名称：第1页共页一、名词解释（每小题3分，共15分）1、主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力。2、正常固结土：土层的自重应力等于先期固结压力3、最佳含水量：在一定击实功作用下，土被击实至最大干重度，达到最大压实效果时土样的含水量。4、临塑荷载：指基础边缘地基中刚要出现塑性变形时基底单位面积上所承担的荷载，是相当于地基土中应力状态从压缩阶段过度到剪切阶段的界限荷载。5、临界水头梯度：土开始发生流砂现象时的水力梯度。二、写出下列指标的表达式（每小题3分，共15分）1、塑性质数Ip

2、：Ip=WL-WP(用不带%数值表示)处于塑态含水量的变化范围，描述土的可塑性大小2、相对密度Dr：Dr=emax-e用于描述砂土的密实状态emax-emin3、不均匀系数Cu：Cu=d60反映大小不同粒组分布情况d104、压缩系数a：a=e1-e2描述土体压缩性P2-P15、超固结比OCR：OCR=PC/P0判定天然土层所处固结状态三、回答问题（70分）1、为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态，而用液性指数却能说明？①粘性土状态的描述用液性指数②含水量只能在一定程度上说明土的软硬与干湿状况，不同土体界限含水量不同，不能确切地说明土处于什么状态，而液性指数的定义是一

3、个表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标来描述土的状态的，所以仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态，而用液性指数却能说明。2、确定地基容许承载力有几种方法？①根据荷载试验静力触探试验、标准贯入试验的P～S曲线来确定地基容许承载力1）用极限承载力Pu除以安全系数K可得到容许承载力，K取2～32）取P～S曲线上比例界限荷载Ppγ作为容许承载力3）对于拐点不明显的试验曲线，可以用相对变形来确定地基容许承载力。②根据设计规范确定③根据地基承载力理论公式确定地基容许承载力3、计算基础下的地基附加应力时，为何不用基底压力（P=N/F），而要用基底附加应力（P0=P-γD）基础施工前

4、，地基中只有自重应力σcz=γz,在预定基础埋置深度D处自重应力为σcz=γD，基坑开挖后，挖去的土体重力Q=γDF(F为基地面积)，使地基中应力减小，其减小值相当于在基础底面处作用一向上的均布荷载γD所引起的应力。基础浇筑时，当施加于基础底面的荷载正好等于基坑被挖去的土体重力时，原来减小的应力又恢复到原来的自重应力水平，这时土中附加应力等于零。施工完毕，基础底面作用着全部荷载N，这时基础底面增加的荷载为（N-Q），在这个荷载作用下引起的地基应力是附加应力为P。=（N-Q）/F=P-γD，所以计算基础下地基附加应力时要用基底附加应力P。=P-γD而不用基底压力P=N/F①固

5、结完成的土体仅在P。*F作用下有应力增加，在γD作用下无应力增长。②由布西奈斯克解应取弹性空间主向表面的应力增加。4、何为土的固结度？计算土的固结度有何用途？①固结度：指地基土层在某一压力作用下，t时间内所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值，或土层中孔隙水压力的消散程度。②解决工程中沉降与时间问题，推估地基任一时刻沉降量，也可应用于软土地基的处理。5、用分层总和法求地基最终沉降量时，如何确定压缩层厚度？为什么要这样确定？①一般取地基附加应力等于自重应力的20%（σz=0.2σc）深度处作为沉降计算深度的限值；若在该深度以下为高压缩性土，则应取地基附加应力等于自重应力为1

6、0%（σz=0.1σc）深度处作为沉降计算深度的限值。②附加应力随深度递减，自重应力随深度增加，到了一定深度之后，附加应力与自重应力相比很小，引起的压缩变形可忽略不计了。四、σ1=σ3tg²(45º+Φ/2)+2ΦCtg(45º+Φ/2)σ3=σ1tg²(45º-Φ/2)-2Ctg(45º-Φ/2)当粘性土处于极限平衡状态时，其摩尔圆必与强度包线τf=σtgΦ+C相切，交点A的纵坐标τf值即为此剪切面发生剪切破坏时的剪应力，破坏面与最大主应力作用面成α=45º+Φ/2的夹角。已知小主应力为σ3=250kPa,现将其余已知有关数据代入公式得σ3´=σ1tg²(45º-Φ/2)

7、-2Ctg(45º-Φ/2)=450*tg²32º-2*20*tg32º150.5kPa＜σ3=250kPa计算结果认为计算值小于已知值，该土样没有达到极限平衡状态。五已知Φ1=30º、Φ2=35º，则ka1=0.333、ka2=0.271，计算墙上各点的主动土压力为a点：Pa1=qka1=10*0.333=3.33kPab点上（第一层土中）：Pa2´=（r1h1+q）*ka1＝（18*6+10）*0.333=39.3kPacb点下（第二层土中）：Pa2＂＝（r1h1+q）*ka２＝（18*6+10）*0.271=