工程地质及土力学(专本套读)

工程地质及土力学(专本套读) （一）本章学习目标： 1、了解工程地质和土力学的任务。 2、了解工程地质和土力学的研究对象、方法和主要。 3、掌握土力学学科的工作特点。 （二）本章重点、要点： 1、识记：工程地质和土力学的主要内容。 2、领会：工程地质学的任务、研究目的和主要研究方法；土力学的任务、主要研究 目的；土力学学科的工作特点。 （一）本章学习目标： 1、理解矿物的形态和反映矿物物理特征的概念，掌握常见的几种造岩矿物的表观鉴 定方法。 2、熟练掌握因冷凝环境不同所形成的岩浆岩的三种主要类型以及其结晶情况；理解 岩浆岩的产状；掌握按矿物和化学成分对岩浆岩的分类；掌握岩浆岩的结构和构 造特征；掌握常见的岩浆岩的结构和构造特征及其表观鉴定方法。 3、理解沉积岩的一般形成过程；掌握沉积岩的结构和构造特征；掌握常见的沉积岩 的结构和构造特征及其表观鉴定方法。 4、了解变质作用的类型；掌握沉积岩的结构和构造特征；掌握常见的沉积岩的结构 和构造特征及其表观鉴定方法。 5、了解地质年代的划分及其确定方法；掌握地质年代及地层单位；熟悉地质年代表。 6、掌握岩层产状的概念及要素；掌握褶皱、节理和断层的特征和类型；掌握不整合 构造特征及类型；初步掌握不同构造特征在地质图上的表示特征，能够认识简单 的地质图；掌握地质构造特征对建筑工程的影响与评价。 7、理解岩石的主要物理和力学性质的概念，掌握影响岩石工程性质的因素；掌握岩 体和岩体结构特征的概念以及工程地质特征。 8、掌握第四纪沉积物的成因类型和特征及其在工程上应用的意义。 9、了解土的成因类型及其特点，土与土层的区分及其目的。 （二）本章重点、要点： 1、识记：反映矿物物理特征的概念，常见的几种主要造岩矿物及其特征；岩浆岩、 沉积岩和变质岩的主要种类、几种主要岩样的名称和特征；地质年代的划 分；岩层产状要素，褶皱、节理和断层的构造特征和类型，不整合构造特 征及类型；岩石的主要物理和力学性质的基本要领，主要岩石的基本性质 及特点，岩石和岩体的概念和岩体的工程性质；第四纪沉积物的成因类型 和特征； 2、领会：常见的几种造岩矿物的表观鉴定；岩浆岩、沉积岩和变质岩的结构构造特 征、分类原则和表观鉴定方法；地质年代及地层单位；不同构造特征在地 质图上的表示特征，能够阅读简单的地质图；地质构造特征对建筑工程的 1 影响与评价；结合岩体结构特征，理解岩体的工程性质；第四纪沉积物的 成因类型与土层构造的关系； （三）本章练习或思考题： 1、填空： 1）矿物的 是指矿物抵抗刻划研磨的能力。 2）矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质称为 。 3）根据冷凝环境的不同，岩浆岩可分为喷出岩和 岩。 4）地质年代包括太古代、元古代、 、中生代和新生代。 5）岩层构造特征包括岩层的层面、厚度和 。 6）岩层的产状三要素，包括走向、 和倾角。 7）通过核部大致平分褶曲两翼的面称为褶曲的 。 8）轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大小近于相等的褶皱，称为 。 9）在岩石形成后由于受到构造应力作用变形所产生的裂缝称为 节理。 10）断层面倾角介于25?～45?之间的 称为逆掩断层。 11）断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层称为 ，其倾角通常很陡。 12）岩石经物理和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称为 物。 13）雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由于本身的重力作用，堆积在平 缓的斜坡或坡脚处，成为 物。 2、单项选择： 1）（ ）矿物呈白色，晶面呈板状或片状，外形呈假六方形或菱形，集合体呈致密片状块 体，一组极完全节理。该矿物可定名为 A．绿泥石 B．白云石 C．白云母 D．石榴子石 2）（ ）下列岩石中，属于变质岩的是 A．石英砂岩 B．石英岩 C．石灰岩 D．闪长岩 3）（ ）下列岩石中，属于沉积岩的是 A．花岗岩 B．石灰岩 C．大理岩 D．石英岩 4）（ ）下列岩石构造，属于变质岩的构造是 A．层理构造 B．气孔与杏仁构造 C．波痕与泥裂 D．片麻状构造 5）（ ）某地质图上，标明一岩层的产状为330º/WS?30º，该岩层的倾向为 A．330º B．30º C．240º D．150º 6）（ ）隧道工程沿褶曲走向穿越时．较为有利的部位是 A．向斜核部 B．背斜核部 C．枢纽 D．翼部 7）（ ）一地区沉积了一套岩层后，受地壳运动影响而升出水面，沉积作用发生中断，遭 受剥蚀，然后再次下沉接受沉积。地层无倾斜或反转，则地层接触关系为 A．整合接触 B．假整合接触 C．不整合接触 D．侵入接触 3、名词解释： 向斜褶曲、背斜褶曲、正断层、逆断层、平行不整合、角度不整合 4、简述题： 1）简述在工程上岩石和岩体的区别。 1、填空： 1）硬度；2）解理；3）侵入；4）古生代；5）产状；6）倾向；7）轴面；8）直立褶皱；9） 2 构造节理；10）逆断层；11）平移断层；12）残积；13）坡积 2、单项选择： 1）C；2）B；3）B；4）D；5）C；6）D；7）B （一）本章学习目标： 1、理解风化作用的概念，识记风化作用的类型和岩石风化程度的分级。 2、理解河流地质作用对河床、河岸侵蚀和堆积的一般规律以及防护的一般方法。 3、掌握滑坡形成的条件，滑坡的分类，滑坡发育的过程及其影响因素；掌握滑坡的 治理原则。 4、掌握崩塌的概念、崩塌产生的条件，熟悉防止崩塌的一般措施。 5、掌握泥石流的概念、形成条件，理解其预防措施。 6、掌握岩溶和土洞的概念、形成条件；领会岩溶和土洞的工程地质问题及其地基的 防治。 7、理解地震形成的原因、特点，地震波的传播和地震震级及地震烈度的划分等基础 知识；掌握地震力效应、地震破裂效应、地震液化效应、震陷和地震激发的灾害 性效应及其对建筑的影响。 （二）本章重点、要点： 1、风化作用的类型和岩石风化程度的划分。 2、流水侵蚀作用的两种方式。 3、滑坡的发育过程和影响滑坡的因素。 4、崩塌和泥石流产生的条件及影响因素。 5、岩溶和土洞的形成条件及其工程地质问题。 6、震级、烈度的概念，地震效应。 （三）本章练习题： 1、填空题 1）按引起风化作用发生的因素的不同，风化作用可分为 、化学风化和生物风化作用。 2）滑坡的治理原则应以 ，及时治理，并根据工程重要性制订具体整治。 3）泥石流的形成必须具备 、陡峭的山坡和较大的沟谷以及大量集中水源的地形、 地质和水文气象。 4）若某一地震波的周期与地基土层的固有周期相近，由于发生共振，该地震波的振幅将被 放大，此周期称为 。 5）地震的破坏方式有 、驻波破坏、相位差动破坏和地震液化破坏四种。 2、单项选择题 1）（ ）按滑动的力学性质、滑坡可分为 A．顺层滑坡和切层滑坡 B．牵引式滑坡和推动式滑坡 C．张性滑坡和剪性滑坡 D．切层滑坡均质滑坡 2）（ ）下列关于震级和烈度的说法，哪一个是正确的？ A．震级是地震所释放出来能量大小的反映 B．震级是由地面建筑物的破坏程度决定的 C．每次地震的烈度只有一个 D．烈度是由地震释放出来的能量大小决定的 3、简述题 3 1）简述风化作用的基本类型。 2）简述滑坡发生的阶段。 3）简述影响滑坡的因素。 4）何谓潜蚀？潜蚀可分为那几种类型？ 5）试述岩溶的形成条件。 6）何谓地震烈度？主要受那些条件影响？ 7）何谓地震效应？主要包括那些方面？ 1、填空： 1）物理风化；2）以防为主；3）丰富的松散固体物质；4）卓越周期；5）共振破坏 2、单项选择： 1）B；2）A （一）本章学习目标： 1、正确理解水头、水头梯度、渗透速度的概念，掌握达西定律的适用范围、渗透系 数的测定方法。 2、理解由流线和等势线组成的流网的物理意义，能够应用流网确定渗流场中测管水 头、水力坡降和渗流量等。 3、掌握渗流力和和临界水头梯度的概念，能够正确计算渗流力和和临界水头梯度， 并根据临界水头梯度判断流土是否发生。 4、掌握渗透破坏的主要类型，领会流土、管涌发生的水力条件和防止措施。 5、掌握有效应力原理的物理意义，领会有效应力对土体变形和强度的作用与影响， 能够用有效应力原理分析计算有关承压水顶板厚度问题及其在土力学中的应 用。 6、理解孔隙水压力与有效应力的具体意义，掌握静水条件和渗流条件下孔隙水压力 与有效应力的地计算。 （二）本章重点、难点 重点： 1、达西定律，渗流力和流土现象。 2、用常水头和变水头法测定土的渗透系数。 3、根据临界水头梯度，计算判断流土现象的发生。 4、有效应力原理正确理解与应用，分析计算有关承压水顶板厚度问题。 难点： 1、 有效应力原理的应用。 2、 孔隙水压力与有效应力的理解，静水条件和渗流条件下孔隙水压力与有效应力 的地计算。 （三）本章练习题或思考题： 1、填空： 1）流经渗透路径单位长度所对应的水头损失，称为 。 2）由于土层的成层性，垂直渗透系数较水平渗透系数 。 4 2、单项选择： 1）（ ）反映土透水性质的指标是 A．不均匀系数 B．压缩系数 C．渗透系数 D．固结系数 2）（ ）下列描述正确的是 A．流网中网格越密处，其水力梯度越小 B．同一流网中，任意两相邻等势线间的总水头差相等 C．位于同一条等势线上的两点，其孔隙水压力总是相等的 D．渗透流速的方向为流线的法线方向 3）（ ）下列关于渗流力的描述，错误的是 A．渗流力数值与水力梯度成正比，方向与渗流方向一致 B．渗流力是一种体积力，量纲与重度的量纲相同 C．流网中等势线越密的区域，其渗流力就越大 D．渗流力的存在对土体稳定性总是不利的 4）（ ）地下水自下而上渗流时，土层中土的骨架的有效应力 A．升高 B．减小 C．不变 D．未知 3、名词解释： 渗流力、流土、管涌 4、计算题： 1）某一砂土试样，高15cm，直径5.5cm，进行常水头渗透试验，在测压管水头差为40cm下经历6.0s，流过的水量为400cm 3，试计算渗透系数。 22）设做变水头试验土样的横截面积为30cm，厚度为4cm，渗透仪玻璃管的直径为0.4cm，试验开始时候的水位差为145cm，经过7分25秒观察得水位差为100cm，试验时水温为20?，试求土样的渗透系数。 3）对某土样进行室内渗透试验，土样长度为25cm，试验水头差为40cm，土粒比重d=2.65，s 孔隙比。水自下而上渗流，试判断土样是否发生流土现象。 e,0.4 4）在厚度为9m的粘土层中开挖基坑，其下为砂层，砂层顶面为有7.5m高的层压水头。试求开挖深度为6m时，基坑中水深h至少要多深才能防止基坑底部不发生隆起？ 6mh=?9m7.5m 3, =20.4kN/m粘土sat 砂土 35）一粘土层位于两砂层中间，其中上面砂层的容重,,17.6kN/m，饱和容重 3,,19.6kN/m。地下水位保持在地表下1.5m处。下面的砂层中有承压水，若要使粘土sat 层产生流土，则下层砂中的承压水位至少高出地表多少米？ 5 h=? 地面 31.5m, =17.6kN/m地下水位面 3 =19.6kN/m,1.5msat砂土层 3, =20.6kN/m3.0m粘土层sat 1、填空： 1）水力梯度；2）小 2、单项选择： 1）C；2）B；3）D；4）B 4、计算题： QL400，15,h1），k,,,1.0523cm/s Q,Avt,Akit,Akt2A,htL,，5.5，40，6.04 22πd3.14，0.422）a,,,0.1256cm， dV,,a,dh44 hhaLdh ，， dV,Aki,dt,Ak,dtAk,dt,,a,dhdt,,,LLkAh thdaLh22 dt,,,， ,,th11kAh haL0.1256，4145,51k,ln,ln,1.4，10cm/s A(t,t)h30，(7，60，25)100212 e0.43）孔隙率 n,,,0.286 1，e1，0.4 临界水头梯度 i,(d,1)(1,n),(2.65,1)，(1,0.286),1.178 crs ,h40 实际水头梯度 i,ii,,,1.6， 由于，会发生流土现象。 crL25 4）粘土层底部总应力 ,,,h，,，3u,,，7.5，孔隙水压力 wsatw 有效应力 ,,h，,，3,，7.5-=0 ,,,,u,wsatw ,,7.5,33，20.4sawth,,7.5,,1.38m 10,w 6 5）粘土层底面总应力 ,,17.6，1.5，19.6，1.5，20.6，3,117.6kPa 孔隙水压力 u,,，(h，1.5，1.5，3),,，(h，6) ww 117.6 ,,,,,u,117.6,,，(h，6),0，h,,6,5.76m w,w （一）本章学习目标 1、掌握土的压缩性； 2、掌握建筑物基础沉降分析的原理与计算方法 3、掌握一维固结理论（太沙基一维固结理论）和推算沉降随时间的变化，应用于分 析与沉降和固结有关的工程问题。 （二）本章重点、要点 1、识记：侧限压缩试验结果的e-p曲线及e-logp曲线的形态特点；压缩系数、压缩 指数、压缩模量、先期固结压力等的物理概念；初始沉降、固结沉降和次 固结沉降的特点；初始沉降计算的基本原理；固结沉降计算的基本公式； 分层总和法计算的原理和步骤；次固结沉降计算的基本原理；建筑地基基 础#设计#推荐的沉降计算法的原理和方法；无粘性土地基沉降计算的薛 迈脱曼法的原理；固结和固结度的概念；固结理论解的结果与固结度的计 算；固结沉降与固结度的关系；用时间平方根配合法和时间对数法测定固 结系数的原理。 2、领会：在加卸荷后土的压缩不可完全恢复性质；在侧限条件下，土的压缩量与压 缩系数、压缩指数和压缩模量的关系；先期固结压力的工程实用意义；三 个沉降发展阶段的工程实用意义；初始沉降计算中弹性模量的确定方法； 用分层总和法计算基础沉降时，根据工程实际情况，选用符合实际的计算 公式和压缩参数，合理确定分层的厚度和计算的深度，同时注意到土层结 构性（应力历史），合理选用相应的方法；次固结沉降的计算；规范法中修 正系数 ,s的物理概念和工程实用价值；薛迈脱曼法中弹性模量的确定方 法；一维固结过程中孔隙水压力消散与有效应力增长在地基中的分布规律； 固结理论的基本假定与渗透固结微分方程；包括初始沉降和次固结沉降在 内的沉降过程与固结度的关系；固结系数测定时试样的代表性和施加荷载 增量比对试验结果的影响。 3、掌握工程中的沉降计算。 （三）本章练习题或思考题： 1、名词解释： 土的压缩性、压缩系数、压缩指数、压缩模量、体积压缩系数、先期固结压力、饱和粘性土 的渗透固结、固结度 2、填空： 1）设某可压缩土层符合太沙基一维固结理论的基本假定，已知该土层为单面排水时，固结 度达到80%需要4年的时间。如果该土层变为双面排水，要达到相同的固结度，则需要 _______年的时间。 7 2）按分层总和法计算软土地基固结沉降时，常用 作为确定地基沉降计算深度 的。 3）饱和土渗透固结的过程就是孔隙水压力逐渐消散和 相应增加的过程。 4）太沙基一维固结理论假定土中孔隙水的渗流服从 。 5）太沙基一维固结理论假定在渗透固结过程中，土的 和压缩模量保持不变。 6）地基的最终沉降量由瞬时沉降、固结沉降和 三部分组成。 7）土层在历史上最大固结压力作用下压缩已经稳定，此后土层厚度变化不大，也没有经受 过其他荷载的继续作用，该土层的固结状态为 状态。 3、单项选择题 1）（ ）土的压缩性越低，则土的 A．压缩模量越小 B．压缩系数越大 C．塑性指数越大 D．室内压缩曲线越缓 2）（ ）高压缩性土的压缩指数a 1-2-1-1-1-1A．0.5MPa B．<0.2MPa C．<0.1MPa D． 0.1~0.5MPa , 3）（ ）用分层总和法计算固结沉降时，不能采用的变形指标是 A．压缩指数 B．压缩模量 C．变形模量 D．体积压缩系数 4）（ ）A土层厚度为B土层厚度的2倍，则在其他条件相同的情况下，A、B土层达 到同一固结度所需要时间的关系是 A．t,0.5tt,tt,2tt,4t B． C． D． ABABABAB 5）（ ）太沙基一维固结理论分析饱和粘土的固结过程时，假定外荷载的施加方式是 A．连续 B．一次骤然 C．间歇 D．分级 6）（ ）在新冲填土上建造建筑物，引起建筑物沉降的原因是 A．冲填土的弹性变形及建筑物荷载 B．冲填土的次固结及建筑物荷载 C．冲填土的自重及建筑物荷载 D．冲填土的瞬时沉降及建筑物荷载 4、多项选择题： 1）（ ）下列有关按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002推荐的方法计算地基最终 沉降量的论述正确的是 A．该方法假定地基土压缩时不发生侧向变形 B．该方法按天然土层分层 C．该方法采用平均附加应力系数的概念 D．该方法引入了沉降计算经验系数 E．该 方法按附加应力与自重应力的比值小于等于0.2确定地基沉降计算深度 2）（ ）一般压力作用下，计算土体压缩量时可以忽略 A．孔隙水的压缩 B．孔隙水的排出 C．孔隙气体的压缩 D．孔隙气体的排出 E．土颗粒的压缩 5、简答题： 1）土的压缩性指标有哪些？它们之间有何关系？如何利用这些指标判断土的压缩性？ 2）简述分层总和法和规范法计算地基最终沉降量的异同。 3）土的应力历史对土的压缩性有何影响？ 4）在饱和土一维固结过程中，土的有效应力和孔隙水压力是如何变化的？ 5）土的最终沉降量由哪几部分组成？各部分意义如何？ 6、计算题： 1）某饱和粘土层的厚度为10 m，地面作用大面积荷载p = 150 kPa。已知该粘土的压缩模0 2量为E,5MPa，竖向固结系数C = 12 m/a，求粘土层在双面排水条件下加荷1年时的沉vs 降量。已知当应力图形为矩形时，单面排水条件下的平均固结度U与时间因数T之间的关tv 8 2,Tv,84U,1,e系为。 t2, 2）在天然地面上大面积堆载，荷载强度。天然土层为两层，第一层为粗砂，厚p,50kPa 33度4.0m，重度,18kN/m,,,18kN/m，饱和重度；第二层为粘土层，厚度5.0m，压sat 3缩模量E,,20kN/m= 5 MPa，饱和重度；地下水位在地面下1.0m。不计第一层粗砂s sat 层的压缩量，试计算由于地面堆载而引起的粘土层的最终压缩量为多少？当上述压缩稳定 后，地下水位突然下降到粘土层顶面，试问由此而产生的附加沉降是多少？ p 3粗砂,,,=18kN/msat4m5m 1m 3,=20kN/m粘土sat E=5MPas 33）某建筑场地的地质条件为：第一层为软粘土层，厚度H=4m，天然重度=17.5kN/m，, 平均压缩模量E=2.5MPa；其下为密实状态的粗砂层，很厚。今在地面上大面积填筑厚度为s 3h重度,=18kN/m的砂土层，如不计新填砂土层及密实粗砂层的变形，欲使粘土层顶面产1 生30mm的沉降，那么h应为多少？ 4）有一厚度为3.5m的正常固结土层，在天然状态下的平均孔隙比为0.880，在某一荷载作用下，该土层的平均孔隙比降低了0.120，试计算在该荷载作用下土层顶面的沉降量。 525）某饱和粘土层，厚度为10m，竖向固结系数C,1.2，10cm/年，在大面积荷载作用下v 最终固结沉降量为180mm，单面排水。试求：(1)加荷一年时的固结沉降量；（2）固结沉降量达到90mm所需要的时间。（提示：当平均固结度U小于60%时，U与时间因素T的关ttv ,2系为T,U） vt4 6）设某场地地层均匀，上层为淤泥，厚10 m，压缩模量Es = 4 MPa，下层为基岩。已知某荷载在地基中引起的附加应力如图所示，求地基平均固结度达到80%时，地面的沉降量是多少？ 9 ,zA100 kPa 10m 20kPaB z 2、填空： 1）1；2）,,0.1,；3）有效应力；4）达西定律；5）渗透系数；6）次固结沉降；7）zcz 正常固结 3、单项选择题： 1）D；2）A；3）C；4）D；5）B；6）C 4、多项选择题： 1）ABCD；2）AE 6、计算题 1）由于地面作用大面积均布荷载，所以粘土层中附加应力为均匀分布，即 ,,p,150kPa z0 ,h150，10z粘土层的最终（固结）沉降量s,,,300mm E5s Ct12，1v加荷1年时，时间因素 T,,,0.48v210h2()2 22T,,88，0.48v固结度 ,1,exp(,),1,exp(,),75%U t2244,, 故加荷1年时地面的沉降量为 ,s,s,U,300，0.75,225mm t2）由于大面积荷载，所以,,p,50kPa z 由于地面堆载而引起的粘土层最终压缩量为 ,50，5Hz,,,50mm s5Es 地下水位下降后，粘土层中自重应力增量为 10 ,,,,(,,,)h,(18,8)，3,30kPa cz 因此而引起的附加沉降为 ,,30，5Hcz,,,30mm s5Es ,,,2500，0.030EsHhHs1z3）由于,,,,,,1.042m，所以 sh4，18EEH,ss1 ,eh0.120，3.54） S,,,0.223mc1，e1，0.880 5Ct1.2，10，1v5）（1） T,,,0.12v22H(10，100) T4,2v 由于U,,0.39， 所以 T,Utvt,4 S,US,0.39，180,70mm cttc （2）U,S/S,90/180,0.5 tctc 22,TH0.196，(10，100)2v，所以年 T,U,0.196,,,1.63tvt54C1.2，10v6）淤泥层中附加应力图面积为 ,，,100，20zAzB A,h,，10,600kPa,m 22 600A地面的最终沉降量为 ,,,150mm S,4Es 当U = 80%时，地面的沉降量为 ,S,S,U,150，0.8,120mm , （一）本章学习目标 掌握土的抗剪强度的基本概念，基本试验方法，摩尔库仑抗剪强度理论，粘性土和 无粘性土的抗剪强度特性，影响强度变化的因素以及孔隙水压力系数和应力路径等， 并应用于分析土体或地基的稳定性与承载力。 （二）本章重点、要点 1、识记：抗剪强度的定义；摩尔库仑抗剪强度表达式的物理意义；直剪、三轴剪切 试验的原理和方法以及结果的整理；现场十字板剪切试验的试验装置和试 验方法的原理；孔隙水压力方程及系数A、B的意义；影响抗剪强度变化 11 的主要因素；三种不同排水条件下的抗剪强度特性及其指标的物理意义； 无粘性土内摩擦角的性质和临界孔隙比的概念，砂土液化的概念。 2、领会：地基或土体中剪应力和剪应变与抗剪强度和地基破坏的关系；强度包线、 强度指标的物理意义；摩尔应力圆与抗剪强度参数的几何关系和极限平衡 条件；剪切破坏时剪应力或主应力差的确定，强度包线的确定，试验条件 与试验结果，直剪和三轴剪切试验的差异与优缺点；现场十字板剪切试验 测定结果的物理意义；孔隙水压力与有效应力的关系；在剪切过程中，土 的矿物成分与结构性、排水条件、剪切速率和应力路径对抗剪强度及其指 标的影响；三种不同排水条件下抗剪强度及指标的物理意义，应力历史对 强度的影响；无粘性土前切过程中孔隙比变化的影响。 3、应用：根据工程荷载的具体情况，选用强度参数，计算土体中抗剪强度，判断其 破坏条件。 （三）本章练习题或思考题： 1、名词解释： 土的抗剪强度、砂土液化 2、填空： 1）如果地基中某点的莫尔应力圆与抗剪强度线相离，则该点处于___________状态。 2）当施工速度很快、压缩土层很厚且排水条件不良时，可采用三轴仪 试验得到的抗剪强度指标。 3）已知某点的大小主应力分别为300kPa和140kPa，则该点摩尔应力圆的圆心为 。 4）对孔隙比大于临界孔隙比的砂土样进行剪切时，其体积将 。 5）不同试验方法下的有效应力强度存在着 关系的特征。 6）天然土层中同一深度处竖直面上的抗剪强度在数值上要 水平面上的抗剪强度。 7）粘性土的含水量越大，则其抗剪强度越 。 8）在不排水剪切过程中，饱和试样的孔隙压力系数B_______1。 3、单项选择题： 1）（ ）某饱和粘土试样的无侧限抗压强度 q,100kPac，其不排水强度为 uu A．200 B．100 C．50 D．25 kPakPakPakPa 2）（ ）已知土的内摩擦角>0，当其中某点处于极限平衡状态时，通过该点的剪切破, 坏面与大主应力作用面的夹角为 ,,,,A．45，,/245,,/245，, B． C． D． 45 3）（ ）对饱和粘性土进行下列剪切试验时，在剪切过程中，孔隙水压始终为零的是 A．不固结不排水剪 B．固结不排水剪 C．固结排水剪 D．快剪 4）（ ）饱和软粘土进行三轴压缩试验，在不固结不排水条件下，当所加围压为100kPa 时，其孔隙水压力u的值为 A．100kPa B．50kPa C．90kPa D．110kPa 5）现场十字板剪切试验得到土的抗剪强度为,，则可认为是 （ ） f A．土的不排水强度cc B．固结不排水剪土的抗剪强度指标 ucu C．固结排水剪土的抗剪强度指标,c D．土的有效强度指标 cd 12 6）正常固结饱和粘性土固结排水剪切试验（CD），下列说法正确的是 （ ） A．有效应力圆在总应力圆的左侧 B．有效应力圆在总应力圆的右侧 C．有效应力圆与总应力圆是同一应力圆 D．无法确定有效应力圆 4、简答题： 1）试说明抗剪强度的来源。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？ 2）何谓土的极限平衡状态和极限平衡条件？试用摩尔-库仑强度理论推求土体极限平衡条件 的表达式。 3）土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？为什么？在何种情况下， 剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角 是多少？ 4）简述直剪试验和三轴试验的优缺点。 5）试比较粘性土在不同固结和排水条件下的三轴试验中，其应力条件和孔隙水压力变化有 何特点？并说明所得的抗剪强度指标各自的适用范围。 6）试说明在饱和粘性土的不固结不排水试验过程中不管用总应力还是有效应力表示，其摩 尔应力圆的半径为何都不变？ 5、计算题： 1）一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加周围压力 ,= 196 kPa，试3 样破坏时的主应力差,,,= 274 kPa，测得孔隙水压力u = 176 kPa，已知该土样的有效内13 摩擦角为,,,= 26?，试求破坏面上的有效正应力和剪应力以及试样的有效粘聚力。 c 2）已知某粘性土地基的抗剪强度指标分别为 = 26?，c = 20 kPa，地基中某点的大小主, 应力分别为,,= 300 kPa，= 123.75 kPa，试问该点处于什么状态？ 31 3）对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力,,,52kPa=100kPa时，测得抗剪强度。已f 知同种土制备的土样承受大主应力,,,120kPa，问小主应力满足什么条件土样才不会31 发生剪切破坏？ 4）条形荷载作用下地基中某点的应力经计算得：,,,=120 kPa，=60 kPa，=50 kPa。xxzz 若地基土的抗剪强度指标分别为 = 18?，c = 20 kPa，那么该点是否已被被剪坏？ , 5）某饱和软粘土用十字板作剪切试验，已知十字板宽度（直径）D=70mm，十字板高度H=100mm，十字板转动时，地面上给杆轴施加的力偶矩M=0.015kN?m。假设所有点竖直面和水平面上的抗剪强度均相等，试计算测点土的抗剪强度,。 f 6）有一饱和粘性土，已知其有效粘聚力c’=0，有效内摩擦角,,=20º，取该土试样在围压,=100kPa下固结，然后在不排水的条件下增加竖向压力至破坏，测得破坏时的孔隙水压3 力为35kPa，试求孔隙水压力系数A。 13 2、填空： 1）弹性平衡；2）不固结不排水剪；3）（0，220）；4）减小；5）唯一；6）小于；7）低；8） 等于 3、单项选择题： 1）C；2）A；3）C；4）A；5）A；6）C 5、计算题： 1）由于已知该土样的有效内摩擦角为,= 26?，所以 , 0破裂面与水平面夹角成,,,45，,/2=58? 由试验得,,196kPa,,274，196,470kPa, 31 破裂面上的正应力,,和剪应力分别为 11110kPa ,,,(，,)，,(,,)cos,2,(470，196)，(470,196)cos116,27313132222 110kPa ,,,(,,)sin2,,(470,196)sin116,1231322 在破坏面上的有效正应力为,kPa ,,,,u,273,176,97 由于此时,,,,,,,,c，,tan,，所以， c,75.8kPaf 2）当土体处于极限平衡状态时,= 300 kPa所对应的小主应力应满足 1 ,,200,,,tan(45,),2ctan(45,)3p122 002626200,300tan(45,),2，20tan(45,),90kPa22 而,,,,= 123.75 kPa<= 300 kPa，所以该点处于弹性平衡状态。 3p31 3）由于砂土的内摩擦角c = 0 ,52of所以内摩擦角,,arctan,arctan,27.47 ,100 在极限平衡状态下且,,,120kPa时， 应满足 31 o,27.472o2o,,,tan(45,),120tan(45,),44.24kPa 3p122 所以当,,,46kPa,,<时，土样不会发生剪切破坏。 3p31 2148.3,,,,，,,2,,xzxz4）,,kPa ,,，,,,,xz1,331.722,,, 200 ，，，，,,,tan45，,/2，2ctan45，,/2,115.1kPa13f 14 ,,,由于，所以该点已被剪坏。 1f1 M22，0.0155）,,,,15.81kPa f22,DHD,(，/3)，0.07，(0.1，0.07/3) 6）,,,,,u,100,35,65kPa 33f 202 ,,,，，,,,tan45，,/2,65tan(45，20/2),132.6kPa 13 ,,,,，u,132.6，35,167.6kPa 11f ,u35,,,0.52A ,,,,,167.6,10013 （一）本章学习目标 1、掌握土压力的基本理论并应用于支挡结构的分析与计算； 2、掌握浅基础地基承载力的基本理论和测试方法，合理确定建筑地基的承载力，应 用于建筑物的基础设计与施工； 3、学会土坡及地基的稳定分析的基本方法，应用于分析土坡、堤坝边坡及地基的稳 定性，防止建筑物失稳和破坏。 （二）本章重点、要点 1、识记：静止土压力、主动土压力和被动土压力的基本概念；朗肯和库仑土压力理 论的基本原理和计算方法；地基破坏发展的三个阶段，临塑荷载、极限荷 载及地基承载力的概念；临塑荷载的实用意义和存在的问题；普朗德尔、 太沙基极限承载力理论的原理和计算公式；规范法确定地基承载力的基本 方法；常规荷载试验确定地基承载力的技术方法；条分法的极限平衡原理； 经典法和毕肖普法的分析原理和分析方法。 2、领会：土压力与位移的关系；几种常见情况的土压力计算；比较朗肯与库仑两种 土压力理论的应用条件和实用价值；地基破坏模式及其影响因素；普朗德 尔理论的价值；太沙基极限承载力的实用价值及应用意义；荷载试验的原 理和试验结果的局限性；最危险滑裂面位置的确定；土坡稳定分析时强度 参数的选用；容许安全系数；特定条件下的稳定分析方法。 3、应用：太沙基极限承载力公式在工程上的应用；条分法在土坡分析中的应用。 （三）本章练习题或思考题： 1、名词解释： 挡土墙上的土压力、主动土压力、被动土压力、静止土压力、整体剪切破坏、地基承载力、 临塑荷载、地基的极限承载力、天然休止角 2、填空： 1）均质砂土坡稳定的极限坡角，称为___________。 2）根据挡土墙可能的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可以分为 、 静止土压力和被动土压力三种。 15 3）用荷载试验确定地基承载力时，对同一土层，选择的试验点不宜少于 个。 4）库伦土压力理论的基本假定是墙后填土是均匀的无粘性土，滑动破坏面为通过墙踵 的 。 5）当作用于挡土墙上的土压力为静止土压力时，墙后填土处于 状态。 6）计算地基极限承载力的太沙基理论假定基础底面是 的。 3、选择题： 1）（ ）粘性土坡的稳定安全系数定义为 A．抗滑力矩与滑动力矩之比 B．滑动力矩与抗滑力矩之比 C．坡角与内摩擦角之比 D．内聚力与滑动力之比 2）（ ）下列因素中，与挡土墙上的土压力大小无关的是 A．墙体的位移方向 B．墙体的高度 C．墙底面的粗糙程度 D．墙体的位移大小 3）（ ）费里纽斯法分析粘性土的土坡稳定性时，土条两侧条间力之间的关系假定为 A．大小相等、方向相同、作用线重合 B．大小不等、方向相反、作用线重合 C．大小相等、方向相反、作用线距土条底部三分之一土条高度 D．大小相等、方向相反、作用线重合 4）（ ）对于浅基础，一般发生整体剪切破坏的地基是 A．硬粘性土地基 B．中等密实的砂土地基 C．松砂地基 D．软土地基 5）（ ）当地基土的内摩擦角大于零时，增大基础宽度，下列承载力值不发生变化的是 A．p B．p C．p D．p cr1/41/3u 6）（ ） 当p-s曲线上具有明显的拐点时，地基可能发生的破坏型式是 A．冲剪破坏 B．整体剪切破坏 C．局部剪切破坏 D．刺入破坏 7）（ ）干燥的均质无粘性土简单边坡的稳定性与之无关的指标是 A．坡高 B．坡角 C．内摩擦角 D．自然休止角 8）（ ）某场地三个地基载荷试验测得的比例界限荷载p分别为160kPa，180kPa，200kPa，1 则该场地的地基承载力特征值f最接近下列哪个数值？ ak A．160kPa B．180kPa C．200kPa D．90kPa 9）（ ）地下室的外墙受到的土压力可视为 A．主动土压力 B．被动土压力 C．静止土压力 D．静止水压力 10）（ ）用条分法对粘性土坡进行稳定性分析，有可能出现滑动的四个面的安全系数分 别为F,1.5F,2.0F,1.0F,0.8，，，，则最危险的滑动面可能为 1234 A．FFFF对应的面 B．对应的面 C．对应的面 D．对应的面 1234 11）（ ）下列因素中，与挡土墙上的土压力大小无关的因素是 A．土颗粒大小 B．土颗粒表面粗糙度 C．土粒比重 D．土的密实度 12）（ ）对于同样的土体，静止土压力EEE、主动土压力和被动土压力的关系为 p0a A．E