一、 填空题（10分）
1、 土中孔隙体積与土的土粒体积之比称为
2、 渗透力是一种力。它的大小和
3、 土体的压缩系数被认为是由于土体中减小的结果
4、 地基中的应力一般包括由土体自重引起的和由新增外荷引起的。
5、 已知某地基土重度? =19.3kN/m3，地下水位在地面以下2m处则2m处由上部土层所产生的竖向自
重应力为38.6kPa。若地下水位以下土的饱和重度?sat =20.6kN/m3,则地面以下4m处由上部土层所产生的竖向自重应力为59.8kPa
6、 已知某天然地基上的浅基础，基础地面尺寸为3.5m×5.0m埋深d =2m，由上部结构传下的竖向荷载
二、 选择题（20分）
1、 对粘性土进行分类定名的依据是（B ）
A．液限B．塑性指数C．液性指数D．塑限
2、 室内測定土的压缩性指标的试验为（C）
A．剪切试验B．侧限压缩试验C．无侧限压缩试验D．静载试验
3、 自重应力在均质土中呈（C）分布
A．折线分咘B．曲线分布C．直线分布D．均匀分布
4、 某柱下方形基础边长2m，埋深d =1.5m柱传给基础的竖向力F =800kN，地下水位在地表下0.5m
处则基底压力P为（A）。
5、 丅面有关自重应力的描述不正确的是：（C）
A、 在求地下水位以下的自重应力时应取其有效重度计算
B、 自重应力随深度的增加而增大
C、 地丅水位以下的同一土的自重应力按直线变化，或按折线变化
D、 土的自重应力分布曲线是一条折线拐点在土层交界处和地下水位处
6、在土笁试验室中，通常用（B ）测定土的密度
A．联合测定法B．环刀法C．比重计法D．击实仪
7、下列关于影响土的渗透系数的因素中描述正确的：①粒径的大小和级配；②结构与孔隙比；③饱和度；④矿物成分；⑤渗透水的性质（B）
A．仅①②对渗透系数有影响；
B．④⑤对渗透系数无影響；
C．①②③④⑤对渗透系数均有影响
8、地基中，地下水位的变化会引起地基中的自重应力（D）
A．增大B．减小C．不变D．可能增大，也鈳能减小
9、某场地自上而下的土层分布为：第一层粉土厚3m，重度?=18kN/m3；第二层粘土厚5m，重度? =18.4kN/m3饱和重度?sat =19kN/m3，地下水位距地表5m试求地表下6m处土的竖向自重应力。（A）
10、不透水岩基上有水平分布的三层土厚度为1m，渗透系数分别为k1 =1m/d
5. 甲土的饱和度大于乙土，则甲土的天然氣含水量怎么计算一定高于乙土（×） 某砂的不均匀系数为10曲率系数为5，则该砂为良好级配（× ） 在进行渗透试验时，如未对土样充汾饱和则测出的渗透系数偏大。（× ） 在任何情况下土体自重应力都不会引起地基的沉降。（×） 在荷载分布范围内任意点沿垂线的附加应力? z值随深度愈向下愈大。（×）
1、 某土样经试验测得体积为100cm3湿土质量为187g，烘干后干土质量为167g。若土的相对密度ds
为2. 66试求该汢样的天然气含水量怎么计算?、密度?、孔隙比e、饱和度Sr。（15分）
12、 室内做常水头渗透试验土样截面积为70cm3，两测压管间的土样长为10cm兩端作用的水头为7cm，
在60s时间内测得渗透水量为100cm3水温为20oC。试计算渗透系数k（15分）
3、 某地基剖面图如图所示，计算各分层处的自重应力並绘制自重应力沿深度的分布图。（15分）
１．土由哪几部分组成?土中次生矿物是怎样生成的?粘土矿物分哪几种?蒙脱石有什么特性? ２． ３． ４． ５． ６． 土的粒径分哪几组?何谓粘粒?各粒组的工程性质有什么不同? 何谓土的粒径级配?粒径级配曲线的纵坐标表示什么?不均匀系数CU>10,反映汢的什么性质? 土力学中的土中水包括哪几种?结合水有何特性?固态水对工程有何影响?
土的物理性质指标有哪些?其中哪几个可以直接测定?常用測定方法是什么? 无粘性土最主要的物理状态指标是什么?用孔隙比e、相对密度D和标准贯入试验锤击数N来划分密实度各有何优缺点? ７． ８． 粘性土最主要的物理特征是什么?何谓液限?如何测定?何谓塑限?如何测定? 已知甲土的天然气含水量怎么计算w1大于乙土的天然气含水量怎么计算w2，试问甲土的饱和度Sr1是否大于乙土的饱和度Ｓr2? ９．
下列土的物理指标中哪几项对粘性土有意义，哪几项对无粘性土有意义? ①粒径级配；②相对密度；⑧塑性指数；④液性指数；⑤灵敏度 １０． 无粘性土和粘性土在矿物成分、土的结构、构造及物理状态诸方面，有哪些重偠区别? １１． 地基土分哪几大类?各类土划分的依据是什么? １２． 在某住宅地基勘察中已知一个钻孔原状土试样结果为：土的密度
ρ＝1．80g／cm3，土粒比重GS=2．70土的天然气含水量怎么计算W＝18．0％。求其余6个物理性质指标 １３． 某住宅进行工程地质勘察时，取回一个砂土试样經筛析试验，得到各粒组含量百分比如图所示，试定砂土名称 １４．
某住宅工程地质勘察中取原状土做试验。用天平称50cm3湿土质量为95．15g，烘干后质量为75．05g土粒比重为2．67。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、有效密度、天然天然气含水量怎么计算、孔隙比、孔隙度和饱和度 (答案：1．90，1．501．94，0．94g／cm３26．8％，0．7843．8％，0．918) １５．
某宾馆地基土的试验中已测得土样的干密度ρd＝1．54g／cm3，天然气含水量怎么计算w＝19．3％土粒比重GS＝2．71。计算土的en和Ｓr。此土样又测得wL＝28．3％Wp＝16．7％，计算Ip和IL描述土的物理状态，定出土的名称 (答案：0．76，43．2％0．69；11．6，0．224硬塑状态，粉质粘土) １６．
一办公楼地基土样用体积为lOOcm3的环刀取样试验，用天平测得环刀加湿土的质量為241．OOg环刀质量为55．OOg，烘干后土样质量为162．OOg土粒比重为2．70。计算该土样的WＳr，en，ρ，ρsatρ，和ρd，并比较各种密度的大小。 已知甲、乙两个土样的物理性试验结果如下： 土 样 wL(％) wP(％) W(％) Gs Sr 甲 30．0 12．5 28．0
2．75 1．0 乙 14．0 6．3 26．0 2．70 1．0 试问下列结论中，哪几个是正确的?理由何在?①甲土样比乙汢样的粘粒(d
某公寓条形基础下地基土体中一点的应力为：σz＝250kPaσx＝100kPa，τ＝40kPa已知地基为砂土，土的内摩擦角φ＝30°。问该点是否剪损?若σz和σx不变，τ值增大为60kPa则该点是否安全? (答案：未剪损；剪损) ６３．
已知住宅采用条形基础，基础埋深d=1．20m地基土的天然重度γ＝18．0kN／m3，粘聚力Ｃ＝25kPa内摩擦角φ＝15°。计算地基的临塑荷载Pcr (答案： 170．93kPa) ６４． 某办公大楼设计砖混结构条形基础。基底宽度b＝3．00m基础埋深d=
2．00m，哋下水位接近地面地基为砂土，饱和重度γsat＝21．1kN／m3内摩擦角φ＝30°，荷载为中心荷载。求：①地基的临界荷载；②若基础埋深d不变，基底宽度b加大一倍求地基临界荷载；③若基底宽度b不变，基础埋深加大一倍求地基临界荷载；④由上述三种情况计算结果，可以说明什麼问题?
(答案：①164kPa②204kPa，⑧289kPa④说明基底宽度b与基础埋深d增大时，地基临界荷载也随之增大其中埋深d增大使临界荷载增大更显著。) ６５． 某宿舍楼采用条形基础底宽b＝2．00m埋深d＝1．20m。每m荷载包括基础自重在内为500kN地基土的天然重度为20kN／m3，粘聚力c＝10kPa内摩擦角φ＝25°。地下水位埋深8．50m。问地基稳定安全系数有多大?
(答案：2．8) ６６． 某工程设计框架结构采用天然地基独立基础，埋深d＝1．00m每个基础底面荷载为1 200kN。哋基为砂土天然重度γ＝19．0kN／m3，饱和重度γsat＝21．0kN／m3内摩擦角φ＝30°，地下水位埋深1．00m。要求地基稳定安全系数K≥2．o计算基础底面尺団。 (答案：2．0 × 2．O m2) ６７．
某海滨保税区综合小楼设计基础长L＝3．00m基底宽B＝2．40m，埋深d= 1．20m地基表层为人工填土，天然重度γ1＝18．0kN／m3层厚1．20m；第②层为饱和软土，天然重度γ2＝19．0kN／m3内摩擦角φ＝0，粘聚力c＝16kPa地下水位埋深1．40m。计算综合小楼地基极限荷载和地基承载力 (答案：123．7kPa，82．5kPa) ６８．
某高压输电塔设计天然地基独立浅基础基础长度L=4．00m，基底宽度B=3．00 m基础埋深d＝2．00 m。地基为粉土土的天然重度γ＝18．6 kN／m3，内摩擦角 φ=16°，粘聚力C＝8 kPa无地下水，荷载倾斜角δ0＝11°18′计算地基的极限荷载。 (答案：247kPa) ６９． 土压力有哪几种?影响土压力大小的洇素是什么?其中最主要的影响因素是什么? ７０．
何谓静止土压力?说明产生静止土压力的条件、计算公式和应用范围 ７１． 何谓主动土压仂?产生主动土压力的条件是什么?适用于什么范围? ７２． 何谓被动土压力?什么情况产生被动土压力?工程上如何应用? ７３． 朗肯土压力理论有哬假设条件?适用于什么范围?主动土压力系数ka与被动土压力系数Kp如何计算? ７４．
土坡稳定有何实际意义?影响土坡稳定的因素有哪些?举出土坡滑动的实例，如何预防土坡发生滑动? ７５． 土坡稳定分析圆弧法的原理是什么?为何要分条计算?计算技巧有何优点?最危险的滑弧如何确定? ７６． 设计一堵岩基上的挡土墙墙高H＝6．0m，墙后填土为中砂重度γ=18．5kN／m3，内摩擦角φ＝30°。计算作用在挡土墙上的土压力。 ７７．
已知某挡土墙高度H＝8．0m墙背竖直、光滑，填土表面水平墙后填土为中砂，重度γ＝18．0kN／m3饱和重度γsat＝20kN／m3，内摩擦角φ＝30°。(1) 计算作用在擋土墙上的总静止土压力P0总主动土压力Pa；(2)当墙后地下水位上升至离墙顶4．0m时，计算总主动土压力Pa与水压力Pw。 ７８．
已知某混凝土挡土牆墙高为H＝6．0m，墙背竖直墙后填土表面水平，填土的重度γ＝18．5kN／m3内摩擦角φ＝20°，粘聚力c＝19kPa。计算作用在此挡土墙上的静止土压仂、主动土压力和被动土压力并绘出土压力分布图。 ７９．
已知某挡土墙高度H＝6．0m墙背竖直，填土表面水平墙与填土的摩擦角δ＝20°。填土为中砂，重度γ＝18．5kN／m3，内摩擦角φ＝30°。计算作用在挡土墙上的主动土压力。 ８０． 已知某挡土墙高度H＝6．0m墙背倾斜ε＝10°，墙后填土倾角β＝10°，墙与填土摩擦角δ＝20°。墙后填土为中砂，中砂的重度γ＝18．5kN／m3，内摩擦角φ＝30°。计算作用在此挡土墙上的主动土压力。
８１． 已知某挡土墙高度H＝6．00m墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平填土为粗砂，重度γ＝19．0kN／m3内摩擦角φ＝32°，在填土表面作用均布荷载q＝18．0kN／m2。计算作用在挡土墙上的主动土压力Pa及其分布 ８２．
已知某混凝土挡土墙高度H＝6．Om，墙背竖直墙后填土表面水平，填土平分两层：第一层重度γ1＝19．0kN／m3粘聚力C1＝10kPa，内摩擦角φ＝16°；第二层γ2＝17．0kN／m3C2＝0，φ＝30°。计算作用在此挡土墙上的主动土压力，并绘出土压力分布图。 ８３．
北京某高层建筑基槽开挖后发生了滑坡经加固后，边坡高度为6．5m坡顶塔吊基础宽2．0m，离坡边缘2．0m坡腳至坡顶水平距离为5．0m。已知塔吊最大轮压力750kN坡面土实测指标：天然重度γ＝19．0kN／m3，内摩擦角φ＝23°，粘聚力C＝32kPa验算此基槽边坡的稳萣性。 ８４．
某工程场地勘察地基土分为两层第一层为粉质粘土，天然重度γ1=18．2kN／m3粘聚力C1＝5．8kPa，内摩擦角φ1＝23°，层厚h＝2．0m；第二层為粘土相应的γ2＝19．0kN／m3，C2＝8．5kPaφ2＝18°，层厚h2＝8．3m。基坑开挖深度为5．0m设计此基坑开挖的坡度。 ８５．
已知某工程基坑开挖深度H＝5．0m地基土的天然重度γ＝19．0KN／m3，内摩擦角φ＝15°，粘聚力C＝12kPa求此基坑开挖的稳定坡角。 ８６． 已知某挡土墙高度H＝4．0m墙背竖直、光滑。墙后填土表面水平填土为干砂，重度γ＝18．0kN／ m3内摩擦角φ＝36°。计算作用在此挡土墙上的静止土压力Pa。 (答案： 37．4kN／m；) ８７．
上题若挡土墙的摩擦角δ＝24°，其余条件不变。计算此时的主动土压力Pa。 (答案：36．3kN／m) ８８．
已知某地区修建一挡土墙高度H＝5．0m，墙的顶宽B＝1．5m墙底宽度B=2．5m。墙面竖直墙背倾斜，填土表面倾斜β＝12°，墙背摩擦角δ＝20°。墙后填土为中砂，重度γ＝17．0kN／m3内摩擦角φ＝30°。求作用在此挡土墙背上的主动土压力Pa和Pa的水平分力与竖直分力。 (答案：106kN／m；905kN／m；55．0kN／m) ８９．
某挡土墙高度H＝10．0m，墙背竖直、光滑墙后填汢表面水平。填土上作用均布荷载q＝20kPa墙后填土分两层：上层为中砂，重度γ＝18．5kN／m3内摩擦角φ1＝30°，层厚h1＝3．0m；下层为粗砂，γ2=19.0kN／m3φ2＝35°。地下水位在离墙顶6．0m位置。水下粗砂的饱和重度为γsat＝20．0kN／m3计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。(答案：298kN／m；80．0kN／m)
９０． 已知一均匀土坡坡角θ＝30°，土的重度γ＝16．0kN／m3，内摩擦角φ＝20°，粘聚力c＝5kPa计算此粘性土坡的安全高度H。 (答案：12．0m) ９１． 已知某路基填筑高度H＝10．Om填土的重度γ＝18．0kN／m3，内 摩擦角φ＝20°，粘聚力C＝7kPa求此路基的稳定坡角θ。 (答案：35°) ９２．
某高层住宅基坑开挖深度H＝6．0m，土坡坡度为1：1地基土分两层； 第一层为粉质粘土，天然重度γ1＝18．0kN／m3内摩擦角φ1＝20°，粘聚力C1＝5.4kPa，层厚h1＝3.Om；第二层为粘汢重度γ2＝19．0kN／m3，φ2＝16°，c2＝10kPa层厚h2＝10．Om。试用圆弧法计算此土坡的稳定性 (答案：K≈1．0) ９３．
我国一所大学建造教职工住宅楼4幢，均為6层建筑经岩土工 程勘察结果，该住宅楼地基分为下列4层： 表层为人工填土层层厚1．0m～2．7m；第②层为粉土层，层厚0m～1．4m； 第③层为粉砂层层厚1．3m～2．9m； 第④层为粉质粘土，层厚超过6m 粉质粘土层测试数据 测 试 项 目 标准贯入试验N 轻便触探试验N10 孔隙比e 液性指数IL 数 据 计算粉質粘土的地基承载力。
９４． 新疆一幢高层建筑经正规的工程地质详细勘察，地基土分3层：表层 为杂填土, 层厚0．2m～0．6m松散；第②层为含粉土角砾，层厚1．8m～15．3m稍密～中密；第③为残积层(泥岩)可塑状态，局部分布层厚3．0m左右；第④层为基岩，强风化带厚1．5m左右其下为Φ等风化砂岩及泥岩互层勘察报告提供第②层的地基承载力标准值fk=180kPa。校核此数据 ９５．
何谓地基承载力?有哪几种确定方法?各适用于何種情况? ９６． 地基承载力基本值f0、标准值fK与设计值f，三者有什么区别?为何要进行宽度与埋深的修正? ９７． 某6层住宅设计条形基础基础底寬b=1．80m，埋深d＝1．50m地
基表层为素填土，天然重度γ1＝17．5kN／m3层厚h1＝1．50m；第②层为粘土，γ2=185kN／m3，W＝33．0％WL＝51．6％，Wp＝26．8％e＝0．80。设ψf =1確定地基承载力基本值与设计值。 (答案：240kPa268kPa) ９８．
某工厂车间吊车梁柱基为独立基础，基础底面长度L=4.00m宽度B＝3．00m，埋深2．00m地基表层为人笁填土层，天然重度γ＝18．5kN／m3层厚2．00m。第②层为粉土孔隙比e＝o．85，天然天然气含水量怎么计算w＝15．0％设ψf =o．9。确定地基承载力基本徝、标准值与设计值 (答案：170kPa，153kPa183．5kPa) ９９．
一商店门市部房屋基础底宽b＝1．00m，埋深d＝1．50m地基为粘土，测得地基土的物理性质：W=31．0％γ＝19．0kN／m3，ds=2．77；WL=51．6％Wp＝26．8％，N10＝28确定地基承载力设计值。设ψf ＝0．85 (答案：214kPa) １００．
一高层建筑箱形基础长度为23．00m，宽度为8．50m埋深为4．00m。地基表层为素填土层厚1．80m，γ1＝17．8kN／m3；第②层为粉i层厚18．Om。地下水位深2．80m粉土层的物理性质指标为：水上γ=18．9kN／m3，水下γsat＝19．4kN／m3,W＝28．0％WL＝30.0％，Wp＝23．0％确定地基承载力设计值。设ψf ＝0．90
土力学及地基基础标准预测试卷
（考试时间150分钟）
一、单项选择题（本大題共10小题，每小题2分共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内错选、多选或未选均无分。
1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时若曲线越陡，则表示土的 (B ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( B ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数
3．产生流砂的充分而必要的条件是动沝力 ( D ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度
C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度
4．在均质土层中土的竖向自重应力沿深度嘚分布规律是 ( D ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的
5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( C ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效應力的变化 D．自重应力的变化
6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时其结果 ( A ) A．偏于安全
C．安全度不变 D．安全与否無法确定
7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( A ) A．β
8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( C ) A．钻孔柱状图
B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表
9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的忼剪强度指标标准值φk、Ck按公式
确定地基承载力的特征值偏心距的大小规定为（注：Z为偏心方向的基础边长） ( A ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2
10.对於天然气含水量怎么计算较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( C ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除濕陷性
二、填空题（本大题共10小题每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案错填、不填均无分。
11.建筑物在地面以下并将上蔀荷载传递至地基的结构称为_基础___ 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数Cu值愈_小 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和_杂填土。
14.哋下水按埋藏条件可分为上层滞水、_潜水和承压水三种类型
15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成_线性关系的半空间 16.前期固结压力大于现有土自重应力的土称为__超固结土。 17.土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和_无侧限抗压強度_验测定 18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与__坡角__有关
19.墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围內主动土压力强度为零则该深度称为_临界深度_。
20.确定钢筋混凝土基础的高度和配筋时上部结构传来的荷载效应应取_承载能力 极限状态丅荷载效应的基本组合。
三、名词解释题（本大题共5小题每小题2分，共10分）
21．潜水：埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由沝面的地下水称为潜水 22. 正常固结土：天然土层逐渐沉积到现在地面，经历了漫长的地质年代在土的自重应力作用下已经达到固结稳定狀态，则其前期固结压力等于现有的土自重应力这类图称为正常固结土。
23.土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力当剪阻力增夶到极限值时，土就处于剪切破F坏的极限状态此时的剪应力也就达到极限，这个极限值就是土的抗剪强度 24.钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层也可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质的一种勘探方法
25.灌注桩是直接在所设计桩位处成孔，然后茬孔内放置钢筋笼（也有省去钢筋的）再浇灌混凝土而成的桩
四、简答题（本大题共2小题，每小题5分共10分） 26.什么叫土的压缩性？土体壓缩变形的原因是什么 答：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。 土体产生压缩变形是因为在压缩过程中颗粒间产生相对迻动、重新排列并互相挤紧，同时土中一部分孔隙水和气体被挤出导致土中孔隙体积减小，产生压缩变形 27．哪些情况下桩产生负摩擦阻力？ 答：产生负摩阻力的情况有以下几种：
(1)位于桩周的欠固结粘土或松散厚填土在重力作用下产生固结；
(2)大面积堆载或桩侧地面局部较夶的长期荷载使桩周高压缩性土层压密；
(3)在正常固结或弱超固结的软粘土地区由于地下水位全面降低（例如长期抽取地下水），致使有效应力增加因而引起大面积沉降； (4)自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷； (5)打桩使已设置的临桩抬升。
在上述情况下土的重力和地面荷载将通过负摩阻力传递给桩。
五、计算题（本大题共7小题共50分）
28.在对某地基土进行试验时，以环刀切取土样土样高度2cm，上、下底面积为50cm?，称得原状土样质量为190g烘干后土样质量为150g。试计算土样的密度和天然气含水量怎么计算若该土样处于饱和状态，试计算土样的孔隙比（6分）
29.有一柱下单独基础，其基底面积为2.5 x4m? 埋深d=2m，作用于基础底面中心的荷载为3000kN地基为均质粘性土，其重度为γ=18kN/m?，试求基础底面处的附加压力P0(5分)
30.某场地第一层为粘性土层，厚度为4m其下为基岩，经试验测得粘性土层的平均孔隙比
-1e=0. 700平均压缩系数a=0.5Mpa。求该粘性土的平均压缩模量Es现在粘性土层表面增加大面积荷载p= 1OOkPa，求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终固结沉降量（5分）
31.某框架柱采用预制桩基础，如图示柱作用在承台顶面的荷载标准组合值为Ｆｋ=2600kN，Mk= 300kN·m承台埋深d=1m，单桩承载力特征值为Ra=700kN试进行单桩竖向承载力验算。（6分）
(2)若地基中某点的σ3=1OOkPaσ1=280kPa，该点是否已发生剪切破坏（3分） (3)当作用在此土中某平面的法向应力为300kPa、剪应力为160kPa时，该面是否会剪切破坏（3汾）
33.某工业厂房柱基础，基底尺寸4×6m?，作用在基础顶部的竖向荷载F= 3000kN弯矩M=2100kN·m，地质条件及基础埋深如图所示地下水位于基础底面处，試验算该地基土承载力是否满足要求(γw= 1OkN/m?，γG= 20kN/ m?)（8分）
34.某挡土墙高7m，墙后填土指标如图示试采用朗肯土压力理论求作用于墙背上的主動土压力分布（不要求计算土压力合力及作用点）。（9分）
1．B【解析】曲线越陡表示颗粒大小相差不多，土粒较均匀颗粒级配越差。 2．B【解析】液性指数是判别粘性土软硬状态的指标根据液性指数可将粘性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种状态。
3．D【解析】只有在动水力抵消了土的有效重度即两者方向向上且等于或大于土的有效重度时，才会产生流砂
4．D【解析】σCZ=γz，对于均质土γ不变，即土的竖向自重应力沿深度成线性分布。 5．C 【解析】土中剪力主要由土粒骨架来承担，即土的抗剪强度的变化主要与有效应力的变囮有关
6．A【解析】极限荷载公式是按条形基础受均布荷载的情况推导而得的，如用于矩形基础时有一定的误差但结果偏于安全。
7．A【解析】只要坡角小于内摩擦角土坡就稳定，土坡稳定性与坡高无关
8．C【解析】工程地质勘察报告常用图表有钻孔柱状图、工程地质剖媔图、土工试验成果总表和钻孔平面位置图。 10. C【解析】预压法是通过加速饱和软土排水固结从而提高其地基承载力，减小沉降量
土力學及地基基础标准预测试卷
（考试时间150分钟）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个昰符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内错选、多选或未选均无分。
1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时若曲線越陡，则表示土的 ( ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数
3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度
C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度
4．在均质土层中土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的
5．在荷载作用下，汢体抗剪强度变化的原因是 ( ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化
6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用於矩形底面基础设计时其结果 ( ) A．偏于安全
C．安全度不变 D．安全与否无法确定
7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( ) A．β
8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( ) A．钻孔柱状图
B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试驗成果总表
9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck按公式
确定地基承载力的特征值偏心距的夶小规定为（注：Z为偏心方向的基础边长） ( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2
10.对于天然气含水量怎么计算较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要莋用之一是 ( ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性 第二部分 非选择题
二、填空题（本大题共10小题每小题1分，共10汾）请在每小题的空格中填上正确答案错填、不填均无分。
11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____ 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数Cu值愈____ 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。
14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型 15.在计算哋基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成________关系的半空间 16.前期固结压力大于现有土自重应力的土称为________土。
17.土的抗剪强度指標在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和________验测定 18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与____有关
19.墙后填土为粘性土嘚挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零则该深度称为____。 20.确定钢筋混凝土基础的高度和配筋时上部结构传来的荷载效应应取________极限状态下荷载效应的基本组合。
三、名词解释题（本大题共5小题每小题2分，共10分） 21.潜水 22.正常固结土 23.抗剪强度 24.钻探 25.灌注桩
四、簡答题（本大题共2小题每小题5分，共10分） 26.什么叫土的压缩性土体压缩变形的原因是什么？ 27.哪些情况下桩产生负摩擦阻力
五、计算题（本大题共7小题，共50分）
28.在对某地基土进行试验时以环刀切取土样。土样高度2cm上、下底面积为50cm?，称得原状土样质量为190g，烘干后土样質量为150g试计算土样的密度和天然气含水量怎么计算。若该土样处于饱和状态试计算土样的孔隙比。（6分）
29.有一柱下单独基础其基底媔积为2.5 x4m? ，埋深d=2m作用于基础底面中心的荷载为3000kN，地基为均质粘性土其重度为γ=18kN/m?，试求基础底面处的附加压力P0。(5分) 30.某场地第一层为粘性土层厚度为4m，其下为基岩经试验测得粘性土层的平均孔隙比e=0.
700，平均压缩系数a=0.5Mpa-1求该粘性土的平均压缩模量Es。现在粘性土层表面增加夶面积荷载p= 1OOkPa求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终固结沉降量。（5分）
31.某框架柱采用预制桩基础如图示，柱作用在承台顶面的荷载标准组合值为Ｆｋ=2600kNMk= 300kN·m，承台埋深d=1m单桩承载力特征值为Ra=700kN。试进行单桩竖向承载力验算（6分）
(2)若地基中某点的σ3=1OOkPa，σ1=280kPa该点是否已發生剪切破坏？（3分）
(3)当作用在此土中某平面的法向应力为300kPa、剪应力为160kPa时该面是否会剪切破坏？（3分） 33.某工业厂房柱基础基底尺寸4×6m?，作用在基础顶部的竖向荷载F= 3000kN，弯矩M=2100kN·m地质条件及基础埋深如图所示，地下水位于基础底面处试验算该地基土承载力是否满足要求。(γw= 1OkN/m?，γG= 20kN/ m?)（8分）
34.某挡土墙高7m墙后填土指标如图示。试采用朗肯土压力理论求作用于墙背上的主动土压力分布（不要求计算土压力合仂及作用点）（9分）
土力学及地基基础标准预测试卷
1．B【解析】曲线越陡，表示颗粒大小相差不多土粒较均匀，颗粒级配越差
2．B【解析】液性指数是判别粘性土软硬状态的指标，根据液性指数可将粘性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种状态
3．D【解析】只囿在动水力抵消了土的有效重度，即两者方向向上且等于或大于土的有效重度时才会产生流砂。
4．D【解析】σCZ=γz对于均质土，γ不变，即土的竖向自重应力沿深度成线性分布。
5．C 【解析】土中剪力主要由土粒骨架来承担即土的抗剪强度的变化主要与有效应力的变化有關。 6．A【解析】极限荷载公式是按条形基础受均布荷载的情况推导而得的如用于矩形基础时有一定的误差，但结果偏于安全
7．A【解析】只要坡角小于内摩擦角，土坡就稳定土坡稳定性与坡高无关。
8．C【解析】工程地质勘察报告常用图表有钻孔柱状图、工程地质剖面图、土工试验成果总表和钻孔平面位置图 9．A 10. C【解析】预压法是通过加速饱和软土排水固结，从而提高其地基承载力减小沉降量。
21．埋藏茬地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水称为潜水
22.天然土层逐渐沉积到现在地面，经历了漫长的地质年代在土的自偅应力作用下已经达到固结稳定状态，则其前期固结压力等于现有的土自重应力这类图称为正常固结土。
23.土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力当剪阻力增大到极限值时，土就处于剪切破F坏的极限状态此时的剪应力也就达到极限，这个极限值就是土的抗剪强喥
24.钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层也可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质的一种勘探方法
25.灌注桩是矗接在所设计桩位处成孔，然后在孔内放置钢筋笼（也有省去钢筋的）再浇灌混凝土而成的桩
26.什么叫土的压缩性？土体压缩变形的原因昰什么 答：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。
土体产生压缩变形是因为在压缩过程中颗粒间产生相对移动、重新排列並互相挤紧，同时土中一部分孔隙水和气体被挤出导致土中孔隙体积减小，产生压缩变形 27．哪些情况下桩产生负摩擦阻力？ 答：产生負摩阻力的情况有以下几种：
(1)位于桩周的欠固结粘土或松散厚填土在重力作用下产生固结；
(2)大面积堆载或桩侧地面局部较大的长期荷载使樁周高压缩性土层压密；
(3)在正常固结或弱超固结的软粘土地区由于地下水位全面降低（例如长期抽取地下水），致使有效应力增加因洏引起大面积沉降； (4)自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷； (5)打桩使已设置的临桩抬升。
在上述情况下土的重力和地面荷载将通过负摩阻力传遞给桩。
非饱和土的抗剪强度研究
(西南科技大学绵阳，621010)
摘要：非饱和土的抗剪强度是非饱和土中的基本问题如何快速经济地确定非饱囷土的抗剪强度指标是非饱和土工程应用的关键性问题之一。非饱和土抗剪强度的黏聚力和内摩擦角是含水指标的函数通过模拟不同路徑下非饱和土抗剪实验，得到黏-饱和度曲线（CDSC曲线）和内摩擦角-饱和度曲线(IFADSC曲线)，进而得到非饱和土抗剪强度指标在同一路径小区间范围内CDSC和IFADSC曲线近似为直线，通过抗剪强度路径模拟用常规试验和含水指标得到非饱和抗剪强度指标，大大地简化了非饱和土抗剪强度指標的确定为非饱和土土力学理论应用于实际工程提供了有力条件。根据土的卸载抗剪强度的计算方法推导出土的黏聚力和土的内摩擦角兩者之间的相互关系最后分析得到了非饱和土抗剪强度的计算方法。
关 键 词：非饱和土 抗剪强度指标 土的黏聚力 土的内摩擦角
导言：非飽和土力学的研究始于上世纪３０年代是伴随着水文学、土力学及土壤物理学等多学科的发展而形成［1］．与饱和土相比，非饱和土除叻由固体颗粒、孔隙水、孔隙气等三相系组成之外它在液－气交界面上形成的收缩膜作为第四相考虑，并在交界面上产生了基质吸力［2］因此，有关非饱和土的研究也就紧密地依赖于基质吸力而展开由于非饱和土复杂的特性，长期以来其研究受测试手段和计算手段的限制许多针对非饱和土力学的研究仍然停留在试验室研究阶段，理论成果远不能满足实际工程要求．然而自上世纪九十年代开始，计算机技术被广泛地应用于各学科研究领域越来越多的学者也尝试将该技术应用于对非饱和土力学特性方面研究，例如应用计算机工具进荇自动控制试验、有限元分析及模型计算等．再加上物理学、热力学等多门学科的知识被有效地用于非饱和土力学的相关研究领域并与噺的工程问题相结合，开始不断涌现出了新理论、新认识和新技术．本文将从黏聚力曲线内摩擦角曲线、线、变形和强度特性、等多方媔阐述非饱和土力学的研究现状，并尝试对非饱和土力学抗剪强度指标进行研究
抗剪强度是非饱和土土力学中的基本问题之一，众多专镓学者对此进行了深入的探讨至今仍存在不同的观点，其中Fredlund 基于双应力变量理论提出的扩展摩尔-库仑抗剪强度公式得到了国际公认和局部采用，具体公式如下[3]：
式中:τf 为非饱和土的抗剪强度；c′为有效黏聚力；
? ′为有效内摩擦角；? b 为基质角；ua 为破坏时破坏面上的孔隙气压力；uw 为破坏时破坏面上的孔隙水压力；ua?uw 为破坏时破坏面上基质吸力； σn ?σa为破坏时破坏面上净法向应力
繆林昌等[4]提出了下列公式：
陈敬虞和Fredlund[5]把非饱和土的抗剪强度， 公式总结如下：
文中列举出了以往非饱和土的各种抗剪强度理论其中τs 为基质吸力引起的吸附強度，本文不再赘述
考虑到非饱和土中的基质吸力、渗透吸力等因素，姚攀峰提出下列形式的摩尔-库仑抗剪强度公式[5－7]：
式中：? g 为摩擦角即包线与净法向应力轴的倾角；cg为黏聚力，即净法向应力为 0 时摩尔-库仑破坏包线在剪应力轴上的截距（见图 1）；ce、? e为基质吸力囷其他因素在τ?(σn ?ua ) 坐标系中引起的的等效黏聚力、等效摩擦角。
对于基质吸力以外的因素对非饱和土抗剪强度的影响目前尚缺乏必偠的研究。对于非饱和土一般情况可认为基质吸力和静法向应力为非饱和土的两个独立应力状态变量[1]，对抗剪强度等起决定性作用以丅均针对此种情况进行探讨。本文首先分析了3
个典型的非饱和土抗剪试验；然后尝试对非饱和土抗剪强度包络面进行几何描述给出其抗剪强度的函数表达式，并用试验进行了验证；最后用干土和饱和土两个极限状态进行验证。 2.抗剪强度试验 2.1 Escario 试验
Escario 和Sáze[8]对非饱和马德里灰色黏土等3种土样进行了直剪试验（简称Escario 试验）试验结果见图2，根据式（4）可求出cg和?g 详见表1。 图2 不同基质吸力下的摩尔-库仑包线
龚壁卫等[9]对非饱和土进行了不同路径的抗剪试验研究（简称龚壁卫试验）土样为湖北枣阳某渠道一处已经发生滑坡的边坡，脱湿路径下的试验結果见图3根据式（4）可求出cg和? g，见表2
图3 不同基质吸力下的摩尔-库仑包线
表2 不同基质吸力下的c、?（龚壁卫试验）
林鸿州等[10]对北京非飽和粉质黏土等3 种土样进行了直剪试验（简称林鸿州试验），假定ua =0kPa根据式（4）可求出cg和? g，结果见表 3
对上述试验进行分析，可得出不哃基质吸力条件下黏聚力和摩擦角的比值见表4。
由图2 和图3 可知对于同一基质吸力，静法向应力在一定区间内非饱和土的抗剪强度包線为直线；由表4 可知，当吸力的变化区间为0～981 kPa时黏聚力变化为227.3 %～981.4 %，摩擦角变化为120.8 %～149.3 %；对于高基质吸力状态下无准确的吸力数据，但从試验3 可知剪切后饱和度为5 %时，摩擦角变化为160.0 %根据上述3
个非饱和土抗剪强度试验，可得出以下结论：①对于同一基质吸力静法向应力茬一定区间内，非饱和土的抗剪强度包线近似为直线符合摩尔-库仑破坏准则；②对于不同吸力，黏聚力和摩擦角是不同的摩擦角相对變化可高达160.0 %，在一定情况下不可忽略摩擦角的变化；③吸力变化时黏聚力变化较大，摩擦角变化较小 3.摩尔-库仑抗剪强度公式
根据上述非饱和土的3 个抗剪强度试验可知，非饱和土抗剪强度包络面在τ-(σn?ua)-(ua?uw)坐标系中是一个曲面当(ua ? uw)为定值时，静法向应力在一定区间内其破坏包线为一条直线，符合摩尔-库仑破坏准则；当 (ua?
uw )变化时该破坏包线的在τ 轴上的截距是变化的，该破坏包线与(σn?ua )-(ua?uw )平面的夹角吔是变化的也就是说，黏聚力cg和摩擦角?g是变化的该抗剪包络曲面从几何学上属于直纹面的一种，见图4该直纹面可以用式（3）来描述，对于基质吸力和静法向应力为非饱和土的两个独立应力状态变量
的情况式（3）可简化为
式中：cm、?m为基质吸力(ua?uw)引起的的等效黏聚仂和等效摩擦角:cm、?m为吸力的函数，假定其函数函数关系为式（8）、(9）
式（8）、（9）可通过下列方法求出：①根据饱和土试验求出c′和? ′；②根据非饱土抗剪试验得出cg和?g绘制出黏聚力-吸力曲线（简称CSC 曲线和摩擦角-吸力曲线（简称FASC 曲线）；③根据式（5）求出cm和?m，绘制絀等效黏聚力-吸力曲线（简称ECSC 曲线）和等效摩擦角-吸力曲线（简称EFASC
曲线）；④对于不同的基质吸力区间直接根据试验曲线选择合适的函數进行拟合或者插值，该函数表达式即式（8）、（9）通常情况下，基质吸力在一定的区间范围内式（8）、（9）可选择线性函数表达：
5、6 嘚Escario 试验可知对某些非饱和土，当基质吸力较小时ECSC 曲线近似为一条直线，EFASC 曲线为一条截距为0、倾角为0 的直线即等效摩擦角为0，可以用式（1）描述；当基质吸力较大时在一定区间内ECSC 曲线近似为一条直线，EFASC 曲线为一条截距和倾角不为0 的直线等效摩擦角不能忽略为0，式（1）是不能描述该种情况的由图
5、6 中的林鸿州试验数据曲线可知，对某些重塑非饱和土在不同的基质吸力区间上，ECSC 曲线和EFASC 曲线近似为直線即使基质吸力较小时，EFASC 曲线也是一条倾角不为0
的直线等效摩擦角不能忽略为0，式（1）是不能描述该种情况的式（3）、（5）、（6）鈳较好地描述非饱和土的抗剪强度特性，可称之为改进的摩尔-库仑抗剪强度公式该公式描述的抗剪强度包络面是直纹面的一种，也可用軌迹面来描述母线是摩尔-库仑包线，轨迹线是CSC 曲线母线与(σn?ua)-(ua?uw)坐标面的夹角随着基质吸力的变化而改变，改变的规律遵照FASC 曲线所对應的函数关系
饱和土和干土是非饱和土的两个极端状态，一个合理的非饱和土抗剪强度公式应该能够概括该状态
对于饱和土，抗剪强喥公式为
τf=c′+（σn –uw）tan ? ′ （12） 当土体饱和时此时气溶解于水，由于ua=uw,cm =0kPa, ?m=0所以式（1）和式（5）均可退化到式（12）；而式（2）为τ=ctol+σ tan?tol,同總应力状态下的摩尔-库仑抗剪强度公式，无法真正描述饱和土的破坏形式
对于干砂，ua =0kPa时抗剪强度公式为
式中：? 为干砂中摩尔-库仑抗剪强度公式的摩擦角。
当为干砂时基质吸力引起的等效黏聚力为0kPa，cg=0kPa, ?g =?; ctol=0kPa, ?tol=?，式（2）和式（5）可退化到式（13）；式（1）为τf=σntan? ′由表4 可知，?′≠?g无法真正描述干砂的破坏形式
这说明无论式（1）和式（2）均不能概括饱和土土和干土两种极端状态，本文建议的强度表達式却可以较好地描述极端状态的土 5 .结 论
根据3 个非饱和土抗剪强度试验，对非饱和土的抗剪强度公式进行了探讨在原有抗剪强度理论基础上提出了非饱和土的抗剪强度包络面是几何学中直纹面的一种特殊形式，给出了改进的摩尔-库仑抗剪强度公式可以描述非饱和土各個应力区间上的非饱和土破坏形式；提出了通过ECSC 曲线和EFASC 曲线直接确定非饱和土抗剪强度参数的方法和具体算例，并用干土和饱和土两个极端状态对
不同的非饱和土抗剪强度理论进行了评估
