中南大学土力学与地基基础参考试题

院 级

中南大学课程考试试卷

课程名称： 土力学与地基基础 （闭卷）；试卷编号： A卷；考试时间：120分钟

学专

业班

一、填空题：（每空1分，共计15分）

1 成土矿物分为原生矿物和次生矿物两大类，其中次生矿物主要是粘土矿物。常见的粘土矿物有高岭石 、伊利石 和 蒙脱石三类。

2.粘性土所受的应力历史不同，其压缩特性也不同。根据粘性土所受的应力历史不同，可以将粘性土分为超固结土、正常固结土和欠固结土。

3.土体中的应力，隙应（压）力。4. 对A、B、C三种土样进行颗粒分析试验，其粒径分布曲线如图1-3所示，从图中看出级配良好的是 B 土样。

5.按照渗透水流所引起的局部破坏特征，土体的渗透变形可分为和管涌两种基本形式。 6．挡土墙的土压力按墙背位移情况可分为 三种。

7. 三轴试验根据试样的固结和排水条件不同，可分为 UU）（CU）和 固结排水剪（CD） 三种试验方法。

8 二、名词解释题（每题4分，共计20分）

土力学与地基基础

1

1. 塑性指数

答：液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）称为塑限指数，用Ip表示，取整数，即：Ip=wL－Wp。塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。

2、超固结比

答:把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以pc表示；而把前期固结应力与现有应力po＇之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结土，当OCR＝1时，则为正常固结土。

3、被动土压力

答:当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。

4. 流土

答：流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒同时启动而流失的现象。

5、最优含水率

答:在击数一定时，当含水率较低时，击实后的干密度随着含水率的增加而增大；而当含水率达到某一值时，干密度达到最大值，此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。干密度的这一最大值称为最大干密度，与它对应的含水率称为最优含水率。

三、简述题(共30分)

1. 简述用分层总和法规范修正公式求基础沉降的方法步骤。（8分） 答：

1 根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布； (1分) 2 将地基分层，计算每层土的压缩模量；(1分) 3 计算平均附加应力系数α；(1分) 4 计算每层土的压缩量Esi；(1分) 5 确定计算深度范围Zn；(1分) 6 确定沉降修正系数ψs；(1分) 7 计算地基最终变形量S。(1分)

2. 其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗？为什么？(10分) 答：

是的(2分)。因为和正常固结粘土相比，超固结粘土孔隙比比正常固结土小，如果现有有效应力相同，则在某荷载增量作用下，超固结土是沿再压缩曲线压缩，而正常固结土沿压缩曲线压缩。由于同一土质，再压缩曲线肯定比压缩曲线缓，即再压缩指数比压缩指数小，因此，超固结粘土沉降比正常固结土小。(6分) 3 .试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。(12 分)

答：相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度（极限状态下）土压力．都利用莫尔

土力学与地基基础

2

－库仑强度理论； （2分）

不同点：朗垦理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力．要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大．而库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力．墙背可以倾斜，粗糙填土表面可倾斜，计算结果主动压力满足要求，而被动压力误差较(4分) (2分) (2分)

大．朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏，达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡；

朗肯土压力理论优点：公式简单，易用；缺点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况不适用；

库伦土压力理论优点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况适用；缺点：不便考虑粘性土的情况；

1. 今有一土样，称重120克，体积60ｃｍ，烘干后土重90克，若该土的液限wL=30%，塑限wP=12%，比重Gs=2.7，求该土样的含水率w，孔隙比ｅ，塑性指数ＩP（12分）

解：

已知m120g,V=60cm3,ms90g,wL30%,wP12%

mw1209030gms

Vs33cm3

sGswVvVVs603327cm

3

ms

mwmms30w33%

msms90Vv

e0.82

Vs

IPwLwP18%

（4分）

（4分）

（4分）

2某条形基础宽b=5m，埋深2m，基底压力如图所示，地基土湿重度19kN/m，饱和重度20kN/m。求基础边点下M点的自重应力和附加应力。(11分)

土力学与地基基础

3

33

解：

自重＝4×19＋4×10＝116 kPa 基底净压力＝300－19×2＝262 kPa n=1.2

竖直m=0,1都对;

Ksz＝0.375

（3分） （3分） （2分） （1分）

附加应力＝262×0.375=98.25kPa （2分）

3 墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10

ｍ，两层填土的厚度与性质指标如图3所示，试求作用在墙背上总的主动土压力、方向（不求作用点位置)，并绘出压力分布图。(12分)

解：对第一层土，

ka1tan(4512)tan(45202)0.49(1分)

qz010.63m(2分)

1

22

3

3

ka2tan(4522)tan(45302)13(1分)

B点上界面处的主动土压力强度：

22

a1qka11H1ka12c49.7kpa (2分)

B点下界面处的主动土压力强度：

a2qka21H1ka22c43.3kpa (2分)

C点：

a3qka

2(1H12H2)ka22c76.6kpa (2分)

总的主动土压力Ea=（0.5×49.7×（5-0.63）

）＋0.5×（43.3＋76.6）×5=408.34kPa (2分）

土力学与地基基础 4

院 级

中南大学课程考试试卷

课程名称： 土力学与地基基础 （闭卷）；试卷编号： A卷；考试时间：120分钟

学专

业班

一、填空题：（每空1分，共计15分）

1 成土矿物分为原生矿物和次生矿物两大类，其中次生矿物主要是粘土矿物。常见的粘土矿物有高岭石 、伊利石 和 蒙脱石三类。

2.粘性土所受的应力历史不同，其压缩特性也不同。根据粘性土所受的应力历史不同，可以将粘性土分为超固结土、正常固结土和欠固结土。

3.土体中的应力，隙应（压）力。4. 对A、B、C三种土样进行颗粒分析试验，其粒径分布曲线如图1-3所示，从图中看出级配良好的是 B 土样。

5.按照渗透水流所引起的局部破坏特征，土体的渗透变形可分为和管涌两种基本形式。 6．挡土墙的土压力按墙背位移情况可分为 三种。

7. 三轴试验根据试样的固结和排水条件不同，可分为 UU）（CU）和 固结排水剪（CD） 三种试验方法。

8 二、名词解释题（每题4分，共计20分）

土力学与地基基础

1

1. 塑性指数

答：液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）称为塑限指数，用Ip表示，取整数，即：Ip=wL－Wp。塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。

2、超固结比

答:把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以pc表示；而把前期固结应力与现有应力po＇之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结土，当OCR＝1时，则为正常固结土。

3、被动土压力

答:当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。

4. 流土

答：流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒同时启动而流失的现象。

5、最优含水率

答:在击数一定时，当含水率较低时，击实后的干密度随着含水率的增加而增大；而当含水率达到某一值时，干密度达到最大值，此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。干密度的这一最大值称为最大干密度，与它对应的含水率称为最优含水率。

三、简述题(共30分)

1. 简述用分层总和法规范修正公式求基础沉降的方法步骤。（8分） 答：

1 根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布； (1分) 2 将地基分层，计算每层土的压缩模量；(1分) 3 计算平均附加应力系数α；(1分) 4 计算每层土的压缩量Esi；(1分) 5 确定计算深度范围Zn；(1分) 6 确定沉降修正系数ψs；(1分) 7 计算地基最终变形量S。(1分)

2. 其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗？为什么？(10分) 答：

是的(2分)。因为和正常固结粘土相比，超固结粘土孔隙比比正常固结土小，如果现有有效应力相同，则在某荷载增量作用下，超固结土是沿再压缩曲线压缩，而正常固结土沿压缩曲线压缩。由于同一土质，再压缩曲线肯定比压缩曲线缓，即再压缩指数比压缩指数小，因此，超固结粘土沉降比正常固结土小。(6分) 3 .试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。(12 分)

答：相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度（极限状态下）土压力．都利用莫尔

土力学与地基基础

2

－库仑强度理论； （2分）

不同点：朗垦理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力．要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大．而库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力．墙背可以倾斜，粗糙填土表面可倾斜，计算结果主动压力满足要求，而被动压力误差较(4分) (2分) (2分)

大．朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏，达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡；

朗肯土压力理论优点：公式简单，易用；缺点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况不适用；

库伦土压力理论优点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况适用；缺点：不便考虑粘性土的情况；

1. 今有一土样，称重120克，体积60ｃｍ，烘干后土重90克，若该土的液限wL=30%，塑限wP=12%，比重Gs=2.7，求该土样的含水率w，孔隙比ｅ，塑性指数ＩP（12分）

解：

已知m120g,V=60cm3,ms90g,wL30%,wP12%

mw1209030gms

Vs33cm3

sGswVvVVs603327cm

3

ms

mwmms30w33%

msms90Vv

e0.82

Vs

IPwLwP18%

（4分）

（4分）

（4分）

2某条形基础宽b=5m，埋深2m，基底压力如图所示，地基土湿重度19kN/m，饱和重度20kN/m。求基础边点下M点的自重应力和附加应力。(11分)

土力学与地基基础

3

33

解：

自重＝4×19＋4×10＝116 kPa 基底净压力＝300－19×2＝262 kPa n=1.2

竖直m=0,1都对;

Ksz＝0.375

（3分） （3分） （2分） （1分）

附加应力＝262×0.375=98.25kPa （2分）

3 墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10

ｍ，两层填土的厚度与性质指标如图3所示，试求作用在墙背上总的主动土压力、方向（不求作用点位置)，并绘出压力分布图。(12分)

解：对第一层土，

ka1tan(4512)tan(45202)0.49(1分)

qz010.63m(2分)

1

22

3

3

ka2tan(4522)tan(45302)13(1分)

B点上界面处的主动土压力强度：

22

a1qka11H1ka12c49.7kpa (2分)

B点下界面处的主动土压力强度：

a2qka21H1ka22c43.3kpa (2分)

C点：

a3qka

2(1H12H2)ka22c76.6kpa (2分)

总的主动土压力Ea=（0.5×49.7×（5-0.63）

）＋0.5×（43.3＋76.6）×5=408.34kPa (2分）

土力学与地基基础 4