谁有中南大学土力学的考题~ ~ ~
一、名词解释(每题3分***18分)
1.塑限:粘性土从塑性状态到半固态的极限含水率，是塑性状态的下限含水率。
2.不均匀系数:定义为Cu= d60/ d10，d10，d60是粒径分布曲线上小于某一粒径的土壤颗粒含量，分别为10%和60%。
3.有效应力原理:外荷载在研究平面上引起的总法向应力为σ，因此必须由表面上的孔隙力u和颗粒间的接触面分担，即表面上的总法向力等于孔隙力和颗粒所受力之和，即σ = σ'+u。
4.被动土压力:当挡土墙沿填土方向旋转或移动时，土压力随着位移的增大而增大，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力增大到最大值。作用在墙上的土压力称为被动土压力。
5.替换法:替换法是在土坡稳定分析中，在浸润线以下和坡外水位以上的滑动中心上，重复使用相同体积水重的力矩来代替渗透力在圆心上的滑动力矩。
6.容许承载力:地基所能承受的最大基底压力称为极限承载力，记为fu。f除以安全系数fs得到的值称为地基容许承载力值fa，即FA = fu/fs。
二、问答问题(***35分)
1.什么是正常固结粘土和超固结粘土，它们的压缩特性和强度特性有什么区别？(12分)
答:土体在历史上所受到的最大有效应力称为前期固结应力，用pc表示；预固结应力与现有应力po '的比值称为超固结比OCR。对于天然土，OCR >:1处，土超固结；(3分)
当OCR = 1时，为正常固结土。(3分)
压缩特性的差异:当压力增量相同时，正常固结土的压缩量比超固结土大。(3分)
强度特性差异:超固结土比正常固结土强度高。(3分)
2.简述影响土壤密实度的因素？(8分)
答:土壤压实度的主要影响因素有含水量、压实作用、土壤类型及级配、粗粒含量等。(1)
对于粘性土，含水率的影响主要表现在:含水率较低时，相同击实函数下得到的干密度较低，随着含水率的增加，干密度会逐渐增大；当达到一定的含水量时，在相应的压实作用下会得到最大干密度，相应的含水量称为最优含水量；随着含水量的增加，最大干密度会减小。(2分)
压实作用的影响是:压实作用越大，土的干密度越大；最佳含水量随着压实函数的增大而减小。(2分)
土壤类型和级配的影响如下:粘性土通常比无粘性土更易压缩；高粘土含量和高压缩性；级配好，易压实，干密度高；(2分)
粗颗粒的含量对密实度有影响。当大于5mm的粗颗粒含量大于25%-30%时，轻型击实试验结果需要修正。(1)
3.试比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的异同和优缺点。(8分)
答:同一点:要求挡土墙移动，使墙后填土的剪力达到抗剪强度(极限状态下的土压力)。采用摩尔-库仑强度理论；(1)
区别:朗肯理论是根据土体中各点处于平衡状态的受力条件，直接计算墙背各点的土压力。它要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大。库仑理论根据墙背与滑动面之间的楔形体处于极限平衡的静力平衡条件计算总土压力。墙背可以倾斜，粗填土表面可以倾斜，计算结果满足要求，但被动压力误差较大。兰金理论考虑墙后的填土。库仑理论考虑滑动土体的刚体极限平衡；(3分)
朗肯土压力理论的优点:公式简单易用；缺点:不适用于墙体倾斜，墙后填充面倾斜的情况；(2分)
库仑土压力理论的优点:适用于墙体倾斜，墙后填土面倾斜的情况；缺点:不方便考虑粘性土的情况；(2分)
4.地基破坏的形式有哪些？它们会发生在什么样的土壤基础上？(7分)
答:有整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲击剪切破坏。(3分)
地基的破坏形式主要与地基土的性质有关，尤其是密实度。一般来说，它对固体或密实土具有低压缩性，通常表现为整体剪切破坏。对于软粘土或松散砂土地基，具有中高压缩性，常表现为局部剪切破坏或冲刷破坏。(4分)
三、计算题(***47分)
1.如图所示，砂土地基夹有一层正常固结的粘土。粘土孔隙比e0=1.0，压缩指数Cc=0.36。q:(1)q = 100 kn/m2大面积堆在地上，粘土层会产生多大的压缩？(计算不需要分层)；如果粘土的固结系数Cv=3*10-3cm2/s，那么当固结度达到80%时，粘土层的收缩量是多少？需要多少天？(当U=80%时，Tv=0.64)
(2)压缩后，如果地下水位下降2m，粘土层是否会产生新的压缩？如果有，压缩量是多少？(水位下降后砂的容重γ=20kN/m3)。(15分)
解决方案:
1(1)σs 1 = 20 * 1+(21-9.8)×2 = 42.4
σs2=42.4+(21-9.8)×2=62.8
粘土层的平均自重应力:
(σs1+σs2)/2=52.6 (2分)
s = H LG[(P0+δp)/P0]/(1+E0)
= 200×0.36×LG[(52.6+100)/52.6]/(1+1.0)
= 16.7厘米(3点)
当U=80%时，ST = U×s = 0.8×16.7 = 13.4cm(2分)。
电视=0.64
因此，t = TV H2/cv = 0.64×(200/2)2/0.003 = 2.13×106s(3分)。
(2)地下水位下降到2m时，会产生新的压缩:(2分)
σs 1 ' = 52.6+100 = 152.6 = P0 ' kPa
σS2 ' = 152.6+9.8×2 = 172.2 kpa
e0'=e0-cclg[(p0+p)/ p0]=0.833
所以s ' = h LG[(P0 '+δP)/(δP+P0)]/(1+E0 ')
= 200 * LG[172.2/152.6]/(1+0.833)= 5.73厘米(3点)
2.设地基中某点的大主应力为550kPa，小主应力为300kPa，孔隙水应力为100kPa。土的有效粘聚力c'=20kPa，用有效内摩擦角φ' = 24°来判断该点是否达到破坏状态。(7分)
解:σ1 ' =σ1-U = 50-100 = 450 kPa。
σ 3' = σ 3-U = 300-100 = 200千帕(2分)
设σ 1f' = σ 1' = 450 kPa。
σ3f'=tg2(45-？'/2)-2c×tg(45-？'2)
= 450×tg2(45-24/2)-2×20×TG(45-24/2)
= 450×0.422-40×0.649 = 163.9 kpa <σ3 '(4分)
因此，这个点达到了毁灭的状态。(1分)
3.正常固结饱和粘性土进行三轴固结不排水剪切试验，φ Cu = 20，CCU = 0，φ' = 30，c ' = 0；当小主应力σ3f=100kpa时，试件达到破坏时的大主应力σ1f应该是多少？此时的孔隙水压力uf是多少？这种土在200kPa固结应力下的不排水强度是多少？(13分)
解决方案:
σ1f=σ3ftg2(45+？/2)-2ctg(45+？/2)= 100 tg2(45+20/2)= 204 kpa(3点)
σ1f '-σ3f ' =σ1f-σ3f = 104 kpa
罪恶？=(σ1f '-σ3f ')/(σ1f '+σ3f ')
因此:σ1f '+σ3f ' =(σ1f '-σ3f ')/sin？= 208千帕
σ1f ' = 156千帕σ3f ' = 52千帕
uf =σ1f-σ1f ' = 204-156 = 48 kpa(6分)
σ3f =σc = 200 kpaσ1f =σ3 ftg 255 = 408 kpa
所以:Cu=(σ1f -σ3f)/2=204kPa (4分)。
4.计算土质边坡复合滑动面的稳定安全系数，如下所示。(12分)
答:假设复合滑动面的交点在坡肩和坡脚的下端，则:
ka=tg2(45-？/2) = 1/3 (2点)
kp= tg2(45+？/2) = 3 (2分)
pa = RH 12 ka/2 = 18×12×12/6 = 432 kN/m
PP = rH22 KP/2 = 18×5×5×3/2 = 675千牛/米
w = ra = 18×9×(5+12)= 1224 kn/m(4点)
T=cl+wtg？= 20×16+1224 tg5 = 427.1千牛/米
L=