土力学第六章土压力计算
第六章挡土结构物上的土压力
第一节概述
第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。
一、挡土结构类型对土压力分布的影响
定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。
常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。
挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。
1．刚性挡土墙
指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。
由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。2．柔性挡土墙
当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。
3．临时支撑
边施工边支撑的临时性。
二、墙体位移与土压力类型
墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。
1.静止土压力（0E ）
墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力0E 。 2.主动土压力（a E ）
挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。 3.被动土压力（p E ）
挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力p E 。
同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系：
p E >0E > a E
在工程中需定量地确定这些土压力值。
Terzaghi （1934）曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验，后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。
实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土约0.001h ，（h 为墙高），对粘性土约0.004h 。
当墙体从静止位置被外力推向土体时，只有当位移量大到相当值后，才达到稳定的被动土压力值p E ，该位移量对砂土约需0.05h ，粘性土填土约需0.1h ，而这样大小的位移量实际上对工程常是不容许的。本章主要介绍曲线上的三个特定点的土压力计算，即0E 、a E 和
p E 。
图6-1
三、研究土压力的目的
研究土压力的目的主要用于：
1．设计挡土构筑物，如挡土墙，地下室侧墙，桥台和贮仓等； 2．地下构筑物和基础的施工、地基处理方面； 3．地基承载力的计算，岩石力学和埋管工程等领域。
第二节 静止土压力的计算
计算静止土压力时，墙后填土处于弹性平衡状态，由于墙静止不动，土体无侧向移动，可假定墙后填土内的应力状态为半无限弹性体的应力状态。这时，土体表面下任意深度Z 处，作用在水平面上的主应力为：z z ?=γσ （6-1）
在竖直面的主应力为： z k x ??=γσ0 （6-2） 式中：0K ——土的静止侧压力系数。
γ——土的容重
x σ即为作用在竖直墙背上的静止土压力，即：与深度Z 呈线性直线分布。
可见：静止土压力与Z 成正比，沿墙高呈三角形分布。 单位长度的挡土墙上的静压力合力0E 为：
0202
1
K H E ??=γ （6-3）
图6-2
可见：总的静止土压力为三角形分布图的面积。 式中，
H ------ 挡土墙的高度。
0E ------ 的作用点位于墙底面以上H/3处。
静止侧压力系数K 0的数值可通过室内的或原位的静止侧压力试验测定。其物理意义：在不允许有侧向变形的情况下，土样受到轴向压力增量△σ1将会引起侧向压力的相应增量△σ3，比值△σ3/△σ1称为土的侧压力系数§或静止土压力系数k 0。
ν
ν
σσξ-=??=
=1130K （6-4） 室内测定方法：
（1）、压缩仪法：在有侧限压缩仪中装有测量侧向压力的传感器。
（2）、三轴压缩仪法：在施加轴向压力时，同时增加侧向压力，使试样不产生侧向变形。 上述两种方法都可得出轴向压力与侧向压力的关系曲线，其平均斜率即为土的侧压力系数。
对于无粘性土及正常固结粘土也可用下式近似的计算：
'sin 10?-=K （6-5）
式中：'?——为填土的有效摩擦角。
对于超固结粘性土：m C N c o OCR K K )()()(00+=??
式中：c o K ?)(0——超固结土的0K 值
C N K ?)(0——正常固结土的0K 值
OCR ——超固结比
m ——经验系数，一般可用m ＝0.41。
第三节 朗金土压力理论
一、基本原理
朗金研究自重应力作用下，半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平很状态的条件，提出计算挡土墙土压力的理论。 （一）假设条件 1．挡土墙背垂直 2．墙后填土表面水平
3．挡墙背面光滑即不考虑墙与土之间的摩擦力。 （二）分析方法
由图6-3可知：
图6-3
1．当土体静止不动时，深度Z 处土单元体的应力为rz z =σ，rz k x 0=σ；
2．当代表土墙墙背的竖直光滑面AB 面向外平移时，右侧土体制的水平应力x σ逐渐减小，而z σ保持不变。当AB 位移至'
'
B A 时，应力园与土体的抗剪强度包线相交——土体达到主动极限平衡状态。此时，作用在墙上的土压力z σ达到最小值，即为主动土压力a P ； 3．当代表土墙墙背的竖直光滑面AB 面在外力作用下向填土方向移动，挤压土时，x σ将逐渐增大，直至剪应力增加到土的抗剪强度时，应力园又与强度包线相切，达到被动极限平衡状态。此时作用在'
'
B A 面上的土压力达到最大值，即为被动土压力p P 。
二、水平填土面的朗金土压力计算
（一）主动土压力
当墙后填土达主动极限平衡状态时，作用于任意Z 处土单元上的1σγσ==z z ，
3σσ==Pa x ，即x z σσ>。
图6-4
1、 无粘性土
对于无粘性土，粘结力0=c ，则有：
将rz z ==σσ1，a P =3σ代入无粘性土极限平衡条件：
a zK γ?
σσ=-=)2
45(tan 213 （6-6）
式中：)2
45(tan 2
?
-
=
a K ——朗金主动土压力系数
a P 的作用方向垂直于墙背，沿墙高呈三角形分布，当墙高为H （Z=H ），则作用于单位
墙高度上的总土压力a a K H E 2
2
γ=，a E 垂直于墙背，作用点在距墙底
3
H
处，如图6-4（b ） 2、粘性土
将a r P z ===31,σγσσ，代入粘性土极限平衡条件：
)2
45tan(2)2
45(tan 213?
?σσ---= c 得
a a a K c zK c P 2)2
45tan(2)245(tan 21-=---=γ?
?σ （6-7）
说明：粘性土得主动土压力由两部分组成，第一项：a zK γ为土重产生的，是正值，随
深度呈三角形分布；第二项为粘结力c 引起的土压力a K c 2，是负值，起减少土压力的作用，其值是常量。如图6-4（c ）所示。
总主动土压力a E 应为图6-4（c ）所示三角形面积，即：
r c K cH K H K r c H K c HK E a a a a a a 22
22212)(2(21+
-=???
?????-
-=γγ （6-8） a E 作用点则位于墙底以上)(3
1
0h H -处。
（二）被动土压力
如图6-5（a ）当墙后土体达到被动极限平衡状态时，z x σσ>，则p x P ==σσ1，
z z γσσ==3。
1、无粘性土
将p P =1σ，z γσ=3代入无粘性土极限平衡条件式中)2
45(tan 231?
σσ+
=
可得：p p zK z P γ?
γ=+=)2
45(tan 2
（6-9）
式中：)2
45(tan 2
?
+
=
p K ——称为朗金被动土压力系数
p P 沿墙高底分布及单位长度墙体上土压力合力p E 作用点的位置均与主动土压力相同。
如图6-5（b ）
p
p K H E 2
2
γ=
（6-10）
墙后土体破坏，滑动面与小主应力作用面之间的夹角2
45?
α-=
，两组破裂面之间的
夹角则为?+o
90。
2、粘性土
将31,σγσ==z P p 代入粘性土极限平衡条件)2
45tan(2)245(tan 231?
?
σσ+++
=
c 可得：
p p p K c zK c z P 2)2
45tan(2)245(tan 2+=+++=γφ
φγ
（6-11）
粘性填土的被动压力也由两部分组成，都是正值，墙背与填土之间不出现裂缝；叠加后，其压力强度p P 沿墙高呈梯形分布；总被动土压力为：
p p p K cH K H E 22
1
2+=γ （6-12）
p E 的作用方向垂直于墙背，作用点位于梯形面积重心上，如图6-5（c ）。
图6-5
例6-1 已知某混凝土挡土墙，墙高为H ＝6.0m ，墙背竖直，墙后填土表面水平，填土的重度γ=18.5kN/m 3,φ=200,c =19kPa 。试计算作用在此挡土墙上的静止土压力，主动土压力和被动土压力，并绘出土压力分布图。
解：（1）静止土压力，取K 0＝0.5，00zK P γ=
m kn K H E /5.1665.065.182
1
212020=???==γ
E 0作用点位于下m H
0.22
=处，如图a 所示。
（2）主动土压力
根据朗肯主压力公式：a a a K c zK P 2-=γ，)2
45tan(φ
-
=
a K
γ
γ22
2221c K cH K H E a a a +-=
＝0.5×18.5×62×tg 2（45o－20o/2）－2×19×6×tg(45o－20o/2)＋2×192/18.5
＝42.6kn/m 临界深度：m tg K c
Z a
93.2)2
20
45(5.1819220=-
??=
=
γ
Ea 作用点距墙底：
m Z H 02.1)93.20.6(3
1
)(310=-=-处，见图b 所示。 （3）被动土压力：
m
KN tg tg K cH K H E p p p /1005)2
2045(6192)22045(65.1821221222=+??++???=+=
γ 墙顶处土压力：KPa K c P p a 345421?==
墙底处土压力为：KPa K c HK P p p b 78.2802=+=γ
总被动土压力作用点位于梯形底重心，距墙底2.32m 处，见图c 所示。
E 0
2.32m
2m E a 1.02m
55.5KN/m 2
27.79KN/
m 2
280.78KN/ m 2
(a) (b) (c)
图6-6
讨论：
1、由此例可知，挡土墙底形成、尺寸和填土性质完全相同，但0E ＝166.5 KN/m ，
a E =42.6 KN/m ，即：0E ≈4a E ，或04
1
E E a =
。 因此，在挡土墙设计时，尽可能使填土产生主动土压力，以节省挡土墙的尺寸、材料、工程量与投资。
2、a p p a E E m KN E m KN E 23,/1005,/6.42>==。因产生被动土压力时挡土墙位移过大为工程所不许可，通常只利用被动土压力的一部分，其数值已很大。
第四节 库仑土压力理论
一. 基本原理：
（一）假设条件：
1. 墙背倾斜，具有倾角ε；
2. 墙后填土为砂土，表面倾角为β角；
3. 墙背粗糙有摩擦力，墙与土间的摩擦角为δ，且（φδ<<）
4. 平面滑裂面假设；
当墙面向前或向后移动，使墙后填土达到破坏时，填土將沿两个平面同时下滑或上滑；一个是墙背AB 面，另一个是土体内某一滑动面BC 。设BC 面与水平面成 角。 5. 刚体滑动假设：
將破坏土楔ABC 视为刚体，不考虑滑动楔体内部的应力和变性条件。 6. 楔体ABC 整体处于极限平衡条件。
图6-7
（二）取滑动楔体ABC 为隔离体进行受力分析
分析可知：作用于楔体ABC 上的力有（1）土体ABC 的重量G ，（2）下滑时受到墙面AB 给予的支撑反力Q （其反方向就是土压力）
。（3）BC 面上土体支撑反力R 。 1．根据楔体整体处于极限平衡状态的条件，可得知G 、R 的方向。（图6-8） 2．根据楔体应满足静力平衡力三角形闭合的条件，可知G 、R 的大小
3．求极值，找出真正滑裂面，从而得出作用在墙背上的总主动压力a E 和被动压力p E 。
图6-8
二 数解法
（一）无粘性土的主动压力
设挡土墙如图6-8所示，墙后为无粘性填土。
取土楔ABC 为隔离体，根据静力平衡条件，作用于隔离体ABC 上的力G 、Q 、R 组成力的闭合三角形。
根据几何关系可知：
G 与Q 之间的夹角αδ?--=0
90
G 与R 之间的交角为?α- 利用正弦定律可得：
()
[]
?αψ?α-+-=-0180sin )sin(G
Q
()()
?φθ?α+--=
sin sin Q G （6-13） （式中：()()()
βθααθ?αγγ-?-?-=??=sin cos cos 222con H ABC Q ）
由此式可知：（1）若改变θ角，即假定有不同的滑体面BC ，则有不同的Q ，G 值；即：
()θf Q =；（2）当αθ+=090时，即BC 与AB 重合，Q ＝0，G ＝0；当φθ=时，R 与
G 方向相反，P ＝0。因此，当θ在α+0
90和φ之间变化时，Q 將有一个极大值，令：
0=θ
d dQ
，
将求得的θ值代入()()
?ψα?α-+-=
Sin G Q sin 得： Ka H Q E a 2max 2
1
γ== （6-14）
其中：()
()()()()()2
2
2cos cos 1cos cos cos ?
?
?
???-?+-?+++?-=
βαδαβφδφδαααφSin Sin K a
a E —库仑主动土压力系数。
当：0=α，0=δ，0=β时；由：a a K H E 2
2
1γ=
得出： ??? ?
?
-=
245tan 21022φγH E a 可见：与朗金总主动土压力公式完全相同，说明当0=α，0=δ，0=β这种条件下，库仑与朗金理论得结果时一致得。
关于土压力强度沿墙高得分步形式，dz
dE P a
az =， 即：
a a a az K z K z dz d dz dE P ??=??
?
??==
γγ221 可见：az P 沿墙高成三角形分布，a E 作用点在距墙底1/3H 处。
但这种分步形式只表示土压力大小，并不代表实际作用墙背上的土压力方向。而沿墙背面的压强则为αγcos ???a K z 。 （二）无粘性土的被动土压力
用同样的方法可得出总被动土压力p E 值为：
p p K
H E 22
1
γ=
（6-15）
其中：()
()()()()()2
2
2cos cos sin sin 1cos cos cos ?
?
?
???-?-+?+--+=
βεδεβ?δ?δεεε?p K
p K ——库仑被动土压力系。
被动土压力强度pz P 沿墙也成三角形分布。
图6-9
第五节 朗肯理论与库伦理论的比较
朗金和库仑两种土压力理论都是研究压力问题的简化方法，两者存在着异同。 一 分析方法的异同
1.相同点：朗金与库仑土压力理论均属于极限状态，计算出的土压力都是墙后土体处于极限平衡状态下的主动与被动土压力a E 和p E 。
2.不同点：（1）研究出发点不同：朗金理论是从研究土中一点的极限平衡应力状态出发，首先求出的是a P 或p P 及其分布形式，然后计算a E 或p E — 极限应力法。
库仑理论则是根据墙背和滑裂面之间的土楔，整体处于极限平衡状态，用静力平衡条件，首先求出a E 或p E ,需要时再计算出a P 或p P 及其分布形式—滑动楔体法。 （2）研究途径不同
朗金理论再理论上比较严密，但应用不广，只能得到简单边界条件的解答。 库仑理论时一种简化理论，但能适用于较为复杂的各种实际边界条件应用广。 二 适用范围
（一）朗金理论的应用范围 1. 墙背与填土条件：
（1）墙背垂直，光滑，墙后填土面水平
即0=α，0=δ，0=β （2）墙背垂直，填土面为倾斜平面，
即0=α，0≠β，但φβ<且βδ> （3）坦墙，地面倾斜，墙背倾角 )2
45(?
α-?>
（4）还适应于“∠”形钢筋混凝土 2.地质条件
粘性土和无粘性土均可用。除情况（2）填土为粘性土外，均有公式直接求解。
（二）库仑理论的应用范围
1. 墙背与填土面条件
（1）可用于0≠α，0≠β，0≠δ或0===δβα的任何情况。 （2）坦墙，填土形式不限 2.地质条件
数解法一般只用于无粘性土；
图解法则对于无粘性土或粘性土均可方便应用。 三 计算误差 （一）朗金理论
朗金假定墙背与土无摩擦，0=δ，因此计算所得的主动压力系数a K 偏大，而被动土压力系数p K 偏小。 （二）库仑理论
库伦理论考虑了墙背与填土的摩擦作用，边界条件式正确的，但却把土体中的滑动面假定为平面，与实际情况和理论不符。一般来说计算的主动压力稍偏小；被动土压力偏高。
总之，对于计算主动土压力，各种理论的差别都不大。当δ和?较小时，在工程中均可应用；而当δ和?较大时，其误差增大。
第六节几种常见情况的主动土压力计算
由于工程上所遇到的土压力计算较复杂，有时不能用前述的理论求解，需用一些近似的简化方法。 一、成土层的压力
墙后填土由性质不同的土层组成时，土压力将受到不同天体性质的影响。现以双层无粘
性填土为例。
1．若21??=，21γγ<
在这种情况，由)2
45(tan 0
2
?
-=a K
可知 21a a K K = ；
按照a a zK P γ=可知：两层填土的土压力分布线將表现为在土层分界面处斜率发生变化的拆线分布。a E 的计算公式为
2221121121)2(2
1
21H K H K H K H E E E a a a a a a γγγ++=+=
2．若21γγ=，21??<
按照)2
45(tan 0
2
?
-
=a K 可知：21a a K K ≠，且21a a K K >。两层土的土压力分布斜
率不同，且在交接面处发生突变；在界面处上方，111a a K H P γ=上；在界面处下方，
211a a K H P γ=下。a E 的计算公式为
()[]2221211212
1
21H K H H K H K H E a a a a +++=γγγ
3．对于多层填土，当填土面水平时，且0≠c 可用Rankine(朗金)理论来分析主动土压力，任取深度z 处的单元土体，则∑=
i
i h γσ1，a P =3
σ
即：
a a i n
i i a K c K h P 21
-=∑=γ，??? ??
-=245tan 02?a K
式中的?，c 由所计算点决定，在性质不同的分层填土的界面上下可分别算得两个不同得a P 值（上
a P 和下
a P ）、a P 由上
a K 和下
a K （和上c 和下c ）来确定，在界面处得土压力强度发生突变；各层得i γ值不同，土压力强度分布图对各层也不一样。 二、墙后填土中有地下水位
当墙后填土中有地下水位时，计算a P 时，在地下水位以下的γ应用'γ。同时地下水对土压力产生影响，主要表现为：
（1）地下水位以下，填土重量將因受到水的浮力而减少；
（2）地下水对填土的强度指标c 的影响，一般认为对砂性土的影响可以忽略；但对粘
性填土，地下水使c ，?值减小，从而使土压力增大。 （3）地下水对墙背产生静水压力作用。 三、填土表面有荷载作用
（一）连续均匀荷载
1、当档土墙墙背垂直，在水平面上有连续均布荷载q 作用时
填土层下，Z 深度处，土单元所受应力为
z q γσ+=1
a a a K c K P 213-==σσ
① 当c =0时：为无粘性土公式
??? ?
?
-=245tan 2? a K ， a a a zK qK P γ+=
可见：作用在墙背面的土压力a P 由两部分组成：
一部分由均匀荷载q 引起，是常数；其分布与深度Z 无关；
另一部分由土重引起，与深度Z 成正比。总土压力a E 即为上图所述梯形的面积。
a a a K H qHK E 22
1
γ+=
② 当0≠c 时：为粘性土公式
()a a a a a a K c zK qK K c K z q P 22-+=-+=γγ
当Z=0时，a a a K c qK P 2-=——若小于0为负值时，出现拉力区。 当Z=H 时，a a a a K c HK qK P 2-+=γ 令a P =0，则020=-+a a a K c K z qK γ
r
q K r c rK
qK K c z a
a a
a -=
-=220
可见作用在墙背面的土压力a P 由三部分组成：
一是由均布荷载q 引起，为常数，与深度z 无关；二是由土重引起，与z 成正比； 三是由内聚力引起。
总土压力a E 即a P 的分布图形的面积。
()
()022
1
z H K c HK qK E a a a a --
+=
γ （二）局部荷载作用
填土表面有均布荷载q 作用时，图6-10所示，则q 对墙背产生的附加土压力强度值仍可用朗金土压力公式计算，即：a a a K c K q z P 2)(-+=γ。
若填土表面上为局部荷载q 作用时工程中常采用近似方法计算。从荷载的两点O 及O '点作两条辅助线OC 和D O '，它们都与水平面成)2
45(?
+
?角，认为C 点以上和D 点以下
的土压力不受地面荷载的影响，D C 、之间的土压力按均布荷载计算，AB 墙面上的土压力如图中阴影部分所示。如图6-11所示。
图6-10 图6-11
例6-2某挡土墙高5m ，墙后填土由两层组成。第一层土厚2m ，
土力学第六章 土压力计算
第六章挡土结构物上的土压力 第一节概述 第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。 一、挡土结构类型对土压力分布的影响 定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。 常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。 挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。 1．刚性挡土墙 指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。 由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。2．柔性挡土墙 当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。 3．临时支撑 边施工边支撑的临时性。 二、墙体位移与土压力类型 墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。 E） 1.静止土压力（ 墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没 E。 有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力 E） 2.主动土压力（ a
挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。 3.被动土压力（p E ） 挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力p E 。 同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系： p E >0E > a E 在工程中需定量地确定这些土压力值。 Terzaghi （1934）曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验，后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。 实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土约，（h 为墙高），对粘性土约。 当墙体从静止位置被外力推向土体时，只有当位移量大到相当值后，才达到稳定的被动土压力值p E ，该位移量对砂土约需，粘性土填土约需，而这样大小的位移量实际上对工程常是不容许的。本章主要介绍曲线上的三个特定点的土压力计算，即0E 、a E 和p E 。
土质学与土力学习题及答案
一、填空题 1、根据受颗粒表面静电引力作用的强弱，固体颗粒周围的水可以划分为三 种类型强结合水、弱结合水和自由水。 2、根据毛系水带的形成条件和分布状况，可以分为三种，即正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带。 3、通过测定的前期固结压力和土层自重应力状态的比较，将天然土层划分 为正常固结土、超固结土、欠固结土。 4、粘性土的抗剪强度由内摩阻力和粘聚力，其中内摩阻力包括表面摩擦力、土粒之间的咬合力，粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力、毛细粘聚力。 5、根据土样剪切前固结的排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验可分为 不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪三种试验方法。 6、压缩试验数据整理时，根据曲线可得到压缩系数、压缩模量两个指标，根据曲线可得到压缩指数。 二、单项选择题 1.当粘性土含水量减小，土体积不再减小，土样所处的状态是： （A）固体状态 （B）可塑状态 （C）流动状态 （D）半固体状态 您的选项（ A ） 2.判别粘性土软硬状态的指标是： （A）液限 （B）塑限 （C）塑性指数 （D）液性指数 您的选项（D ） 3亲水性最弱的粘土矿物是： （A）蒙脱石 （B）伊利石 （C）高岭石 （D）方解石 您的选项（ C ） 4.土的三相比例指标中需通过实验直接测定的指标为： （A）含水量、孔隙比、饱和度 （B）密度、含水量、孔隙率 （C）土粒比重、含水量、密度
（D）密度、含水量、孔隙比 您的选项（ C ） 5.下列指标中，哪一指标数值越大，密实度越小。 （A）孔隙比 （B）相对密实度 （C）轻便贯入锤击数 （D）标准贯入锤击数 您的选项（ A ） 6.土的含水量w是指： （A）土中水的质量与土的质量之比 （B）土中水的质量与土粒质量之比 （C）土中水的体积与土粒体积之比 （D）土中水的体积与土的体积之比 您的选项（ B ） 7.土的饱和度S r 是指： （A）土中水的体积与土粒体积之比 （B）土中水的体积与土的体积之比 （C）土中水的体积与气体体积之比 （D）土中水的体积与孔隙体积之比 您的选项（ D ） 8.粘性土由半固态转入可塑状态的界限含水量被称为： （A）缩限 （B）塑限 （C）液限 （D）塑性指数 您的选项（B ） 9.某粘性土样的天然含水量w为20%，液限w L 为35%，塑限w P 为15%，其液性指 数I L 为： （A）0.25 （B）0.75 （C）4.0 （D）1.33 您的选项（ A） 10.根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（下列习题中简称为规范 GB50007）进 行土的工程分类，砂土为： （A）粒径大于2mm的颗粒含量＞全重的50％的土。 （B）粒径大于0.075mm的颗粒含量≤全重的50％的土。 （C）粒径大于2mm的颗粒含量≤全重的50％、粒径大于0.075mm的颗粒 含量＞全重的50％的土。 （D）粒径大于0.5mm的颗粒含量≤全重的50％、粒径大于0.075mm的颗 粒含量＞全重的50％的土。 您的选项（ C ） 11.根据规范GB50007进行土的工程分类，粘土是指：
土质学与土力学在线作业(较全)
吉大18春学期《土质学与土力学》在线作业一一、单选题共10题，40分 1土的三相比例指标中可直接测定的指标为（正确 答案： C） A含水量、孔隙比、饱和度B密度、含水量、孔隙比C土粒相对密度、含水量、密度D密度、含水量、干密度2下列哪些因素会引起xx失稳: (1)xx作用力发生变化 (2)土抗剪强度降低 (3)静水压力的作用 (4)地下水的渗流所引起的渗流力正确 答案： D A(1)(2) B (3)(4) C (2)(3) D (1)(2) (3)(4) 3若土的颗粒级配曲线很平缓，则表示（正确 答案： B）
A不均匀系数较小B粒径分布不均匀C粒径分布较均匀 D级配不好4最容易发生冻胀现象的土是（正确 答案： C） A碎石土B砂土C粉土D粘土 5土的强度是指（正确 答案： A） A抗剪强度B抗压强度C抗拉强度D抗弯强度 6在饱和土的排水固结过程中，随着有效应力的增加，（正确 答案： B） A孔隙水压力相应增加B孔隙水压力相应减少C总应力相应增加D总应力相应减少 7饱和粘性土的抗剪强度指标。（正确 答案： B） A与排水条件无关B与排水条件有关C与试验时的剪切速率无关D与土中孔隙水压力是否变化无关 8分析砂性土坡稳定时，假定滑动面为（正确 答案：
A） A斜平面B坡脚圆C坡面圆 D中点圆9土体压缩变形的实质是（正确 答案： A） A孔隙体积减小B土粒体积的压缩C土中水的压缩 D土中气的压缩10绝对柔性基础在均匀受压时，基底反力分布图形简化为（正确 答案： A） A矩形B抛物线形C钟形 D马鞍形 二、多选题共5题，20分 1下列不属于黏性土构造特点的是(正确 答案： BCD ) A构造可分为原生构造和次生构造B构造呈块状构造、假斑状构造C土的渗透性强，力学强度高D压缩性低 2淤泥类土的特点有(正确 答案： ABCD) A高孔隙比，饱水B透水性极弱C高压缩性D抗剪强度低
(完整版)土力学土压力计算
第六章 挡土结构物上的土压力 第一节 概述 第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。 一、挡土结构类型对土压力分布的影响 定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。 常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。 挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。 1．刚性挡土墙 指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。 由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。 2．柔性挡土墙 当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。 3．临时支撑 边施工边支撑的临时性。 二、墙体位移与土压力类型 墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。 1.静止土压力（0E ） 墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力0E 。 2.主动土压力（a E ） 挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。 3.被动土压力（p E ） 挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力p E 。 同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系： p E >0E > a E 在工程中需定量地确定这些土压力值。 Terzaghi （1934）曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验，后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。 实验表明：当墙体离开填土移动时，位移量很小，即发生主动土压力。该位移量对砂土
第八章挡土结构物上的土压力
第八章挡土结构物上的土压力 第一节概述 第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物 的刚度、高度及形状等有关。 一、挡土结构类型对土压力分布的影响 定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边 坡的稳定，人工完成的构筑物。 常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。 挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。 1. 刚性挡土墙 指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。 由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。 2. 柔性挡土墙 当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。 3. 临时支撑 边施工边支撑的临时性。 二、墙体位移与土压力类型 墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移的方向和位移量决定着所产生的 土压力性质和土压力大小。 1?静止土压力（E0） 墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有 破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力E o。 2?主动土压力（E A） 挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动 平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。 3?被动土压力（E P） 挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动
土质学与土力学试卷(A).doc
名姓 号学 级班
三 计算题：（共60分) 1. 已知某粉质粘土的土粒相对密度为 2.73，含水量为30%，土的密度为1.85g/cm 3，试求浸水饱和后体积不变情 况下该土的水下有效重度。（10分） 2. 相邻两座A 、B 楼，A 楼先建，B 楼后建。建B 楼将对A 楼产生影响，如图所示。试计算建B 楼后A 楼的附 加沉降量。（15分） 基岩 )4() 3. 某粘性土，已知其抗剪强度指标为c=20kPa ，?=20°。试问： （1）如果对该土的试样进行三轴压缩试验，施加大、小主应力分别为σ1=290kPa ，σ3=120kPa ，试问该试样处于何种状态？为什么？（5分）（2）如果该土样未达到极限平衡状态，令大主应力不变，改变小主应力，使土样达到极限平衡状态，此时小主应力应为多少？（5分） 4. 某挡土墙高5m ，墙背直立、光滑、墙后填土面水平，共分两层，各土层的物理力学性质指标如图所示，填土面上有均布荷载q ＝10kPa ，试用朗肯土压力理论计算主动土压力强度，并求出主动土压力合力及作用点位置（15分）。 5. 某均质砂土土坡高10m.，3/19m kN =γ，0=c ， 35=?，试计算土坡稳定安全系数3.1=K 时的坡角β（10分）。
南京工业大学 土质学与土力学 试题 （ A ）卷 试题标准答案 2010--2011学年第1学期 使用班级 土木0801-0806 浦土木0807-0808 一 选择题（30分） 二 填空题（10分） 1 密度，土粒相对密度，含水量 2 临界孔隙比，剪缩，剪胀 3 塑性指数，液性指数 4 抗滑力矩，滑动力矩 三 计算题(60分) 1解 9184.019184.185 .110 )3.01(73.21)1(=-=?+?= -+= ρ ρw s w G e （5分） 3'/02.9109184 .011 73.211m kN e G w s =?+-=+-= γγ （5分，不写或写错单位扣2分） 2 解 （1） 由于建B 楼后A 楼产生附加应力增量为： 基底处：0；(2)层土底处：kPa P 1060702=-=? (3)层土底处：kPa P 1040502=-=? （5分） （2） 附加沉降为： 33 3322111 h E P h E P h E P s s s s ?+?+?= （5分） mm 875.1110875.140004000 5 .0)1010(300080005.0)010(0=+=??++??++ =（5分，不写或写错 单位扣2分！） 3解 kPa c kPa 9.301428.120204.2120) 2/45tan(2)2/45(tan 290231=??+?=+++<=??σσοο （3分） 根据粘性土极限平衡条件可知，该土样处于弹性变形阶段。 （2分） kPa c 1.1147.020249.0290) 2/45tan(2)2/45(tan 213=???==－－－－??σσοο （5分） 令大主应力不变，减小小主应力114.1kPa 时，土体处于极限平衡状态。
土质学与土力学试卷及参考答案套
《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e 0≥1时，孔隙度n 。 a ）≥50% 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） 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10m 3 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。 w d += 1) 1(ρ ρ1 -=d w s G e ρρ (2)
土质学及土力学习题+答案
土质学与土力学习题 一、单项选择题： （ B ）1、土的三相比例指标中通过试验测定的指标是： A、孔隙比、含水量和饱和度； B、土的密度、含水量和土粒密度； C、孔隙率、土粒密度和土的密度； D、土粒密度、饱和度和土的密度。 （ A ）2、动水力（渗透力）的大小主要取决于； A、水头梯度； B、水头差； C、渗透系数； D、流速。 （ C ）3、引起建筑物基础沉降的根本原因是； A、基础自重压力 B、基底总压应力 C、基底附加应力 D、建筑物活荷载 （ A ）4、土的压缩系数越______、压缩模量越______，土的压缩性就越大。 A、高，低； B、低，高； C、高，高； D、低，低。 （ D ）5、现场载荷试验得到的地基模量是______。 A、压缩模量； B、弹性模量； C、初始模量； D、变形模量。 （ A ）6、新近沉积的粘性土一般为_______土。 A、欠固结； B、正常固结； C、超固结： D、完全固结。 （ C ）7、下面的几类土中________是由土的颗粒级配进行分类的。 A、杂填土； B、粉质粘土； C、碎石土； D、黄土。 （ C ）8、对粘性土进行分类的指标是： A、塑限； B、液限； C、塑性指数； D、液性指数。 （ B ）9、下列土层中，最容易出现流砂现象。 A、粗砂； B、粉土； C、粘土； D、粉质粘土。 （ A ）10、室内侧限压缩试验测得的e-P曲线愈陡，表明该土样的压缩性： A、愈高； B、愈低； C、愈均匀； D、愈不均匀。 （ B ）11、土体中被动土压力充分发挥所需位移量通常主动土压力发挥所需位移量。 A、小于； B、超过； C、等于；D．不一定 （ D ）12、有一10m厚的饱和软土层，双面排水，2年后固结度为80％，若该土层是单面排水，要达到同样固结度，则需要的时间为： A、0.5年； B、2年； C、4年； D、8年。 13.湿砂土具有一定程度的“水连接”，用锹能挖成团，这是由于（C ）在起作用。 A.水胶连接 B.土粒表面静电引力 C.毛细力 D.胶结连接力 14.流砂现象主要发生在（B ）。 A.粘性土土体内部 B.粘性土土体表面逸出区 C.砂性土土体内部 D. 砂性土土体表面逸出区 15.多年冻土区内，砂土和碎石土，按其冻结状态应是（ A ）冻土。 A.松散 B.坚硬 C.塑性 D.软弱 16.按简化计算方法，N作用于形心轴上且0 课程辅导 >>> 第七章、土压力 第七章土压力 一、内容简介 土压力是指土体作用在支挡结构上的侧向压力。土压力的大小与支挡结构位移的方向和大小有密切的关系，其中静止土压力、主动土压力和被动土压力是实际工程中最常用到的三种土压力。静止土压力的计算方法由弹性半无限体的计算公式演变而来，而主动土压力和被动土压力所对应的都是土体处于破坏（或极限平衡）状态时的土压力，因此其计算公式的建立与土的强度理论密切相关。主动和被动土压力的常用计算方法主要是 Rankine 土压理论和 Coulomb 土压理论计算，前者由土中一点的极限平衡条件即 Mohr-Coulomb 准则建立计算公式，后者则利用滑动土楔的静力平衡条件推得，其中土体滑面上法向和切向力之间的关系所反映的实际就是 Coulomb 定律。 二、基本内容和要求 1 ．基本内容 （ 1 ）土压力的概念； （ 2 ）土压力的分类及与挡土墙位移的关系； （ 3 ）静止土压力的计算； （ 4 ） Rankine 土压力理论及计算； （ 5 ） Coulomb 土压力理论及计算。 2 ．基本要求 ★ 概念及基本原理 【掌握】静止土压力；主动土压力；被动土压力；墙体位移与墙后土压分布的关系；静止土压理论基本假设； Rankine 土压理论基本假设； Coulomb 土压理论基本假设。 ★ 计算理论及计算方法 【掌握】静止土压计算公式及计算；墙背垂直、土面水平且作用有均匀满布荷载、墙后土由不同土层组成时 Rankine 土压计算公式及公式推导、计算；墙背及土面为平面时的 Coulomb 土压计算。 【理解】墙背及土面为平面时 Coulomb 土压力计算公式及推导过程。 《土力学》第八章习题集及详细解答 -第8章土压力 一、填空题 1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力 称。【同济大学土力学99年试题】 2. 朗肯土压力理论的假定 是、。 3. 人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此 时、 、三者全为零。 4. 库伦土压力理论的基本假定 为、、 。 5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角 为。 6. 静止土压力属于平衡状态，而主动土压力及被动土压力 属于平衡状态，它们三者大小顺序 为。 7. 地下室外墙所受到的土压力，通常可视为土压力，拱形桥桥台所受到的一般为土压力，而堤岸挡土墙所受的 是土压力。 8. 朗肯土压力理论的基本出发点是根据半无限土体中各点应力处 于状态，由平衡条件求解土压力。 9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移挡土墙达到被动土压力时所需的位移。 10. 在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量Δa与产生被动土压力所需的墙身位移量Δp的大小关系是________________。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、选择题 1．在影响挡土墙土压力的诸多因素中，( )是最主要的因素。 (A)挡土墙的高度(B)挡土墙的刚度 (C)挡土墙的位移方向及大小(D)挡土墙填土类型 2. 用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件之一是 ( )。 (A)墙后填土干燥(B)墙背粗糙(C)墙背直立 (D)墙背倾斜 3. 当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体(B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 4. 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 5. 设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 6．设计地下室外墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 7. 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是（）。 (A)墙后填土干燥(B)填土为无粘性土(C)墙背直立 (D)墙背光滑 8. 下列指标或系数中，哪一个与库伦主动土压力系数无关？（）。 (A)(B)(C)(D) 9．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称为（）。 (A)主动土压力 (B)被动土压力 (C)静止土压力 10. 当挡土墙向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称为（）。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 11. 当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为（）。 (A)主动土压力 (B)被动土压力(C)静止土压力 12．在相同条件下，三种土压力之间的大小关系是（）。 土力学第六章土压力 计算 第六章挡土结构物上的土压力 第一节概述 第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力，本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力，讨论土压力性质及土压力计算，包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点，而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关，亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。 一、挡土结构类型对土压力分布的影响 定义：挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物，它是为了防止边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物。 常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。 1刚性挡土墙 指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。 由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。 2.柔性挡土墙 当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。 3.临时支撑 边施工边支撑的临时性。 二、墙体位移与土压力类型 墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。 1?静止土压力（E0） 墙受侧向土压力后，墙身变形或位移很小，可认为墙不发生转动或位移，墙后土体没有破坏，处于弹性平衡状态，墙上承受土压力称为静止土压力E0。 2?主动土压力（E a） 挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力。 3?被动土压力（E p） 挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被 动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力 E p。 同样高度填土的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，有如下的关系： E p > E o > E a 土质学与土力学练习题A 一、单项选择题 1.饱和土的渗透固结实际上是：( ) (A)土中颗粒体积逐渐减小 (B)土中孔隙水体积逐渐减小 (C)土体孔隙体积逐渐减小 2.下列土性指标中哪一项对粘性土有意义：( ) (A)粒径级配 (B)相对密度 (C)塑性指数（D）饱和密度 3.在均匀地基中开挖基坑，地基土重度 =18.0kN/m3，基坑开挖深度2m,则基坑底面以下2m 处的自重应力为：( ) (A)36kPa (B)54kPa (C)72kPa (D)90Pa 4.从工程勘察报告中已知某土层的e0=0.856,E s1-2=6.3MPa,则该土层为：( ) (A)低压缩性土 (B)中压缩性土 (C)高压缩性土 (D)无法确定 5.土样内摩擦角为? ?，粘聚力为c=15kPa，土中大主应力和小主应力分别为 =20 =300kPa， =126kPa，则该土样达到的状态为：( ) (A)稳定平衡状态 (B)极限平衡状态 (C)破坏状态（D）无法确定 6.随着挡墙高度的增加，主动土压力强度将：( ) (A)增大 (B)不变 (C)减小 (D)或减小或增大 7.在雨季，山体容易出现滑坡的主要原因是：( ) (A)土的重度增大 (B)土的抗剪强度降低 (C)土的类型发生改变（D）土中水的浮力增加 8.采用应力面积法计算地基最终沉降计算时，采用的地基土压缩模量：( ) (A)与地基应力水平无关 (B)随地基应力水平增大 (C)随地基应力水平减小（D）不确定 二、简述题 1．土中常见的原生矿物有哪些？它们具有哪些特性。 2．试归纳红土的工程性质和形成条件。 3．简述成层土中水平向渗流情况下计算等效渗透系数的步骤。 4．在临塑荷载使用中需注意哪些问题？ 5．简述朗肯土压力的理论基础和基本假设。 6．工程上如何利用土的压缩模量来判别土的压缩性高低。 一、名词解释：（15分） 1、塑性指数（3分） 答：土处在塑性状态时含水量的变化范围可用来衡量土的可塑性大小，含水量变化范围愈大，说明土得可塑性愈好，这个范围称为土的塑性指数。 2、地基容许承载力（3分） 答：考虑一定安全储备后的地基承载力成为地基容许承载力。 3、被动土压力（3分） 答：若挡土结构在外力作用下，向填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐增大，一直到土体极限平衡，并出现连续滑动面，墙后土体向上挤出隆起，这时土压力增至最大值，称之为被动土压力。 4、液性指数 答：表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标。 5、达西定律 答：水在土中的渗透速度与水头梯度成正比，。 二、填空（31分） 1、土是由固相、液相、气相三相物质组成。（3分） 2、常用的粒度成分的表示方法有表格法、累计曲线法、三角坐标法。（3分） 3、根据受颗粒表面静电引力作用的强弱，固体颗粒周围的水可以划分为三种类型强结合水、弱结合水和自由水。（3分） 4、根据毛系水带的形成条件和分布状况，可以分为三种，即正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带。（3分） 5、通过测定的前期固结压力和土层自重应力状态的比较，将天然土层划分为正常固结土、超固结土、欠固结土。（3分） 6、粘性土的抗剪强度由内摩阻力和粘聚力，其中内摩阻力包括表面摩擦力、土粒之间的咬合力，粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力、毛细粘聚力。（5分） 7、根据土样剪切前固结的排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验可分为不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪三种试验方法。（3分） 8、引起土体压缩的应力是附加应力，它随深度增加逐渐减小。（2分） 9、地基的破坏模式包括：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入式剪切破坏。（3分） 10、压缩试验数据整理时，根据曲线可得到压缩系数、压缩模量两个指标，根据曲线可得到压缩指数。（3） 三、简答题（24分） 1、影响土的渗透性的因素（6分） 答：影响土的渗透性因素有： （1）土的粒度成分及矿物成分，其中土的颗粒大小、形状及级配对砂土渗透性影响较大，土的矿物成分对粘土的渗透性影响较大； （2）结合水膜厚度，结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。 （3）土的结构构造，由于土是各向异性的，所以渗透性方面也是如此。 （4）水的粘滞度，水在土中的渗流速度与水的的密度及粘滞度有关，而这两个数值又与温度有关。 （5）土中气体，当土孔隙中存在密闭气泡时，会阻塞水的渗流，从而降低土的渗透性。 2、简述分层总和法计算地基最终沉降步骤（6分） 第六章：挡土墙及土压力计算 挡土墙：为防止土体坍塌而修建的挡土结构。土压力：墙后土体对墙背的作用力称为土压力。 一、三种土压力——根据墙、土间可能的位移方向的不同，土压力可以分为三种类型： 1.主动土压力Ea ——在土压力作用下，挡土墙发生离开土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为主动土压力，记为Ea 。 2.被动土压力Ep ——在外力作用下，挡土墙发生挤向土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为被动土压力，记为Ep 。 3.静止土压力Eo ——墙土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力称为静止土压力，记为Eo 。 二、三种土压力在数量上的关系 墙、土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，与天然状态相同，此时的土压力为静止土压 力；在此基础上，墙发生离开土体方向的位移，墙、土间的接触作用减弱，墙、土间的接触压力减小，因此主动土压力在数值上将比静止土压力小；而被动土压力是在静止土压力的基础上墙挤向土体，随着墙、土间挤压位移量的增加，这种挤压作用越来越强，挤压应力越来 越大，因此被动土压力最大。即：Ea 土力学教程 （同济大学土木工程学院编制） 目录 土压力计算 学习指导 工程背景 土压力的分类与相互关系 静止土压力计算 朗肯土压力理论 库仑土压力理论 粘性土土坡的整体稳定分析 粘性土土坡稳定分析的条分法 本章小结 学习指导 学习目标 掌握土压力的基本概念与常用计算方法，初步具备将土压力理论应用于一般工程问题的能力。 学习要求 1．掌握静止土压力、主动土压力、被动土压力的形成条件； 2．掌握朗肯土压力理论； 3. 掌握库仑土压力理论； 4．了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算； 5. 了解土压力计算在实际工程中存在的问题。 主要基础知识 地基土的自重应力计算、土的强度理论 一、工程背景 土建工程中许多构筑物如挡土墙、隧道和基坑围护结构等挡土结构起着支撑土体，保持土体稳定，使之不致坍塌的作用，而另一些构筑物如桥台等则受到土体的支撑，土体起着提供反力的作用，如图6-1所示。在这些构筑物与土体的接触面处均存在侧向压力的作用，这种侧向压力就是土压力。 （a）边坡挡土墙（b）隧道 (c）基坑围护结构（d）桥台 图6-1 工程中的挡土墙 查看更多工程资料 二、土压力的分类与相互关系 1. 土压力的分类 作用在挡土结构上的土压力，按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种极限平衡状态，可分为三种：静止土压力、主动土压力和被动土压力。 （1）静止土压力 如果挡土结构在土压力的作用下，其本身不发生变形和任何位移（移动或转动），土体处于弹性平衡状态，则这时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力，如图6-2(a)所示。 （2）主动土压力 挡土结构在土压力作用下向离开土体的方向位移，随着这种位移的增大，作用在挡土结构上的土压力将从静止土压力逐渐减小。当土体达到主动极限平衡状态时，作用在挡土结构上的土压力称为主动土压力，如图6-2(b)所示。 （3）被动土压力 挡土结构在荷载作用下向土体方向位移，使土体达到被动极限平衡状态时的土压力称为被动土压力，如图6-2(c)所示。 2．三种土压力的相互关系 在实际工程中，大部分情况下的土压力值均介于上述三种极限状态下的土压力值之间。土压力的大小及分布与作用在挡土结构上的土体性质、挡土结构本身的材料及挡土结构的位移有关，其中挡土结构的位移情况是影响土压力性质的关键因素。图6-3表示了土压力与挡土结构位移之间的关系，由此可见产生被动土压力所需要的位移量大大超过产生主动土压力所需要的位移量。 (a)静止土压力(b)主动土压力 观看动画 (c)被动土压力 观看动画 图6-2 土压力分类 求有关土质学与土力学复习 最佳答案 ●土的工程性质:分散性易变性复杂性 ●饱和土：除了土颗粒外所有的空隙都由水填满的土。 ●结合水：当土与水相互作用时土粒会吸附一部分水分子在土粒表面形成一定厚度的水膜成为结合水。 ●结合水特点1受土粒表面引力控制不符合静水力学规律自由流动2气节冰点低于零度3密度粘滞度比正常水高 ●粒组界限值：巨粒组与粗粒组60mm 粗粒组与细粒组0.075mm 砾与砂2mm ●粒度：土的大小称为粒度。 ●土粒大小的分析法：筛分法（〉0.075mm）沉降分析法（〈0.075mm） ●粒组：在工程上常把大小相近的土合并为组。 ●粒度成分：土中各种不同粒组的相对含量。 ●粒度成分表示方法：表格法、累计曲线法、三角坐标法 ●土的塑性指标：液限WL：土从液态向塑性状态过渡的界限含水量塑限WP：土由可塑状态向脆性状态过渡的界限含水量。塑性指数IP=WL-WP粘性土的塑性大小，可用土处于塑性状态的含水率变化范围来衡量，该范围即液限与塑限之差值，称为塑性指数。液性指数IL= 一个能够表示天然含水率与界限含水率关系的指标，即液性指数→W= 土处于液限→W= 土处于塑限状态→可塑状态土的工程分类依据:1、土的颗粒组成特征。2、土的塑性指标（）3、土中有机质存在情况 ●毛细性：土能够产生毛细现象的性质称为毛细性。 ●毛细现象：土中水在表面张力作用下向土及其他方向移动的现象。 ●土层中的毛细水带的三个分类：1，正常毛细水带；2、毛细网状水带；3、毛细悬挂水带 ●流砂现象：若水的渗流方向自下而上，党向上的动力水与土的浮容重相等时，土颗粒间的压力为零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象成为流砂现象。 ●管涌：水在砂系土中渗透时，土中一些细小颗粒在动土力的作用下，可能通过粗颗粒的孔隙被水带走，称为管涌。 ●冻土：在冰冻季节因大气复温影响使土中水分冻结成冻土。 与土有关的典型工程案例 一、与土或土体有关的强度问题 1．加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓，由于地基强度破坏发生整体滑动， 是建筑物失稳的典型例子。 （1）概况 加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长59.44 m,宽23.47 m。高31.0m。容积36368 m3。谷仓为圆筒仓，每排13个圆筒仓，共5排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61cm，基础埋深3.66m。 谷仓于1911年开始施工，1913年 秋完工。谷仓自重20000t，相当于装 满谷物后满载总重量的42 5% 。1913 年9月起往谷仓装谷物，仔细地装载， 使谷物均匀分布、10月当谷仓装了 31822m3谷物时，发现1小时内垂直沉 降达30.5cm。结构物向西倾斜，并在 24小时间谷仓倾倒，倾斜度离垂线达26o53ˊ。谷仓西端下沉7.32m，东端上抬加拿大谷仓地基滑动而倾倒端下沉7 32m，东端上抬1.52m。 1913年10月18日谷仓倾倒后，上部钢筋混凝土筒仓艰如盘石，仅有极少的表面裂缝。 （2）事故原因 1913年春事故发生的预兆：当冬季大雪融化，附近由石碴组成高为9 14m 的铁路路堤面的粘土下沉1m左右迫 使路堤两边的地面成波浪形。处理这 事故，通过打几百根长为18.3m的木 桩，穿过石碴，形成一个台面，用以 铺设铁轨。谷仓的地基土事先未进行 调查研究。根据邻近结构物基槽开挖 试验结果，计算承载力为352kPa，应 用到这个仓库。谷仓的场地位于冰川 湖的盆地中，地基中存在冰河沉积的 粘土层，厚12.2m.粘土层上面是更近 代沉积层,厚3.0m。粘土层下面为固 结良好的冰川下冰碛层,厚3.0 m.。 《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） 1 -= d w s G e ρ ρ 《土力学》第八章习题集及详细解答 8章土压力-第一、填空题 1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力称。【同济大学土力学99年试题】 2. 朗肯土压力理论的假定是、。 3. 人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此时、 、三者全为零。 4. 库伦土压力理论的基本假定为、、 。 5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角为。 及被动土压力平衡状态，而主动土压力 6. 静止土压力属于 属于平衡状态，它们三者大小顺序 为。 7. 地下室外墙所受到的土压力，通常可视为土压力，拱形桥桥台所 受到的一般为土压力，而堤岸挡土墙所受的 是土压力。 8. 朗肯土压力理论的基本出发点是根据半无限土体中各点应力处于状态，由 平衡条件求解土压力。 9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移挡土墙达到被动土压力时所需的 位移。 10. 在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量Δa与产生被动土压力所需的墙身位移量Δp的大小关系是________________。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、选择题 1．在影响挡土墙土压力的诸多因素中，( )是最主要的因素。 挡土墙的刚度(B) 挡土墙的高度(A) (C)挡土墙的位移方向及大小 (D)挡土墙填土类型 2. 用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件之一是 ( )。 (A)墙后填土干燥 (B)墙背粗糙 (C)墙背直立 (D)墙背倾斜 3. 当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置 (D)受外力限制而处于原来的位置 4. 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置 (D)受外力限制而处于原来的位置 5. 设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力 (B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 6．设计地下室外墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力 (B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 7. 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是（）。 (A)墙后填土干燥 (B)填土为无粘性土 (C)墙背直立 (D)墙背光滑 8. 下列指标或系数中，哪一个与库伦主动土压力系数无关？（）。 (C) (A) (B) (D) 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称为． 9）。（静止土压 (C) 被动土压力主动土压力(A) (B) 力当挡土墙向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称为10. ）。（ 静止土压 (C) 被动土压力 (B) 主动土压力(A)力 11. 当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为（）。 静止土压主动土压力(A) (B) (C) 被动土压力力）。在相同条件下，三种土压力之间的大小关系是（．12． (B) (A) (D) (C) 13. 产生三种土压力所需的挡土墙位移值，最大的是（）。 (A)产生主动土压力所需的位移值 (B)产生静止土压力所需的位移值 (C)产生被动土压力所需的位移值 14. 按朗肯土压力理论计算挡土墙的主动土压力时，墙背是何种应力平面？（）。 (A)大主应力作用面 (B)小主应力作用面 (C)滑动面 (D)与大主应力作用045角面呈）。15. 对墙背粗糙的挡土墙，按朗肯理论计算的主动土压力将（ (C)基本相同 (A)偏大 (B)偏小）。当墙后填土处于主动朗肯状态时，滑动面与水平面的夹角为（ 16. (D) (C) (A) (B) ）。17. 在粘性土中挖土，最大直立高度为（ (B) (A)(C) 18. 库伦土压力理论通常适用于（）。 (A)粘性土 (B)无粘性土 (C)各类土 19. 按朗肯土压力理论计算挡土墙背面上的被动土压力时，墙背是何种应力平面？( )第六章 土压力
《土力学》第八章习题集及详细解答要点
土力学第六章土压力计算学习资料
土质学与土力学练习题A
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