土力學與地基基礎習題集與答案第8章.doc

《土力學與地基基礎習題集與答案第8章.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《土力學與地基基礎習題集與答案第8章.doc（19頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第8章土壓力 （答案在最底端） 一、簡答題 1. 靜止土壓力的墻背填土處于哪一種平衡狀態(tài)？它與主動、被動土壓力狀態(tài)有何不同？ 2. 擋土墻的位移及變形對土壓力有何影響？ 3. 分別指出下列變化對主動土壓力和被動土壓力各有什么影響？（1）內摩擦角變大；（2）外摩擦角變?。唬?）填土面傾角增大；（4）墻背傾斜（俯斜）角減小。 4. 為什么擋土墻墻后要做好排水設施？地下水對擋土墻的穩(wěn)定性有何影響？ 5. 土壓力有哪幾種？影響土壓力的各種因素中最主要的因素是什么？ 6. 試闡述主動、靜止、被動土壓力的定義和產生的條件，并比較三者的數值大小?！竞惫I(yè)大學2005年招收碩士學位研究生試題、長安大學2005、2006年碩士研究生入學考試試題（A卷）】 6. 【答】①主動土壓力是擋土墻在土壓力作用下向前轉動或移動，墻后土體向下滑動，達一定位移時，墻后土體處于（主動）極限平衡狀態(tài)，此時墻背上作用的土壓力，用表示。 ②靜止土壓力是當擋土墻在土壓力作用下無任何移動或轉動，土體處于靜止的彈性平衡狀態(tài)時，此時墻背所受的土壓力為靜止土壓力，用表示。 ③被動土壓力是擋土墻的在外部荷載作用下向填土方向移動或轉動時，墻擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，達到某一位移量時，墻后土體開始上隆，作用在擋土墻上的土壓力達最大值，此時作用在墻背的土壓力稱為被動土壓力。 ④ 7. 庫侖土壓力理論的基本假定是什么？【長安大學2005、2006、2007年碩士研究生入學考試試題（A卷）】 8. 比較朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的基本假定及適用條件。 9. 何為重力式擋土墻？ 10. 在哪些實際工程中，會出現主動、靜止或被動土壓力的計算？試舉例說明?！救A南理工大學2006年攻讀碩士學位研究生入學考試試卷】 二、填空題 1. 擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產生的側向壓力稱 。【同濟大學土力學99年試題】 2. 朗肯土壓力理論的假定是 、 。 3. 人們常說朗肯土壓力條件是庫侖土壓力條件的一個特殊情況，這是因為此時 、 、 三者全為零。 4. 庫倫土壓力理論的基本假定為 、 、 。 5. 當墻后填土達到主動朗肯狀態(tài)時，填土破裂面與水平面的夾角為 。 6. 靜止土壓力屬于 平衡狀態(tài)，而主動土壓力及被動土壓力屬于 平衡狀態(tài)，它們三者大小順序為 。 7. 地下室外墻所受到的土壓力，通?？梢暈?土壓力，拱形橋橋臺所受到的一般為 土壓力，而堤岸擋土墻所受的是 土壓力。 8. 朗肯土壓力理論的基本出發(fā)點是根據半無限土體中各點應力處于 狀態(tài)，由 平衡條件求解土壓力。 9. 擋土墻達到主動土壓力時所需的位移 擋土墻達到被動土壓力時所需的位移。 10. 在相同條件下，產生主動土壓力所需的墻身位移量Δa與產生被動土壓力所需的墻身位移量Δp的大小關系是________________?！救龒{大學2006年研究生入學考試試題】 三、選擇題 1．在影響擋土墻土壓力的諸多因素中，( )是最主要的因素。 (A)擋土墻的高度 (B)擋土墻的剛度 (C)擋土墻的位移方向及大小 (D)擋土墻填土類型 2. 用朗肯土壓力理論計算擋土墻土壓力時，適用條件之一是 ( )。 (A)墻后填土干燥 (B)墻背粗糙 (C)墻背直立 (D)墻背傾斜 3. 當擋土墻后的填土處于被動極限平衡狀態(tài)時，擋土墻( )。 (A)在外荷載作用下推擠墻背土體 (B)被土壓力推動而偏離墻背土體 (C)被土體限制而處于原來的位置 (D)受外力限制而處于原來的位置 4. 當擋土墻后的填土處于主動極限平衡狀態(tài)時，擋土墻( )。 (A)在外荷載作用下推擠墻背土體 (B)被土壓力推動而偏離墻背土體 (C)被土體限制而處于原來的位置 (D)受外力限制而處于原來的位置 5. 設計僅起擋土作用的重力式擋土墻時，土壓力一般按( )計算。 (A)主動土壓力 (B)被動土壓力 (C)靜止土壓力 (D)靜水壓力 6．設計地下室外墻時，土壓力一般按( )計算。 (A)主動土壓力 (B)被動土壓力 (C)靜止土壓力 (D)靜水壓力 7. 采用庫倫土壓力理論計算擋土墻土壓力時，基本假設之一是（ ）。 (A)墻后填土干燥 (B)填土為無粘性土 (C)墻背直立 (D)墻背光滑 8. 下列指標或系數中，哪一個與庫倫主動土壓力系數無關？（ ）。 (A) (B) (C) (D) 9． 當擋土墻向離開土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力稱為（ ）。 (A)主動土壓力 (B)被動土壓力 (C)靜止土壓力 10. 當擋土墻向土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力稱為（ ）。 (A)主動土壓力 (B)被動土壓力 (C)靜止土壓力 11. 當擋土墻靜止不動，土體處于彈性平衡狀態(tài)時，土對墻的壓力稱為（ ）。 (A)主動土壓力 (B)被動土壓力 (C)靜止土壓力 12． 在相同條件下，三種土壓力之間的大小關系是（ ）。 (A) (B) (C) (D) 13. 產生三種土壓力所需的擋土墻位移值，最大的是（ ）。 (A)產生主動土壓力所需的位移值 (B)產生靜止土壓力所需的位移值 (C)產生被動土壓力所需的位移值 14. 按朗肯土壓力理論計算擋土墻的主動土壓力時，墻背是何種應力平面？（ ）。 (A)大主應力作用面 (B)小主應力作用面 (C)滑動面 (D)與大主應力作用面呈450角 15. 對墻背粗糙的擋土墻，按朗肯理論計算的主動土壓力將（ ）。 (A)偏大 (B)偏小 (C)基本相同 16. 當墻后填土處于主動朗肯狀態(tài)時，滑動面與水平面的夾角為（ ）。 (A) (B) (C) (D) 17. 在粘性土中挖土，最大直立高度為（ ）。 (A) (B) (C) 18. 庫倫土壓力理論通常適用于（ ）。 (A)粘性土 (B)無粘性土 (C)各類土 19. 按朗肯土壓力理論計算擋土墻背面上的被動土壓力時，墻背是何種應力平面？( ) (A) 大主應力作用面 (B) 小主應力作用面 (C) 滑動面 20. 按庫侖理論計算作用在墻上的土壓力時，墻背面是粗糙的好還是光滑的好？( ) (A) 光滑的好 (B) 都一樣 (C) 粗糙的好 21. 符合朗金條件，擋土墻后填土發(fā)生主動破壞時，滑動面的方向如何？( ) (A)與水平面夾角呈45+ (B) 與水平面夾角呈45– (C)與水平面夾角呈45 22. 庫侖土壓力理論通常適于哪種土類？( ) (A)粘性土 (B)砂性土 (C)各類土 23.擋土墻墻后填土的內摩擦角j，對被動土壓力的大小有何影響？( ) (A)j越大，被動土壓力越大 (B)j越大，被動土壓力越小 (C)j的大小對被動土壓力無影響 24. 擋土墻后的填土應該密實些好，還是疏松些好?為什么?( ) (A)填土應該疏松些好，因為松土的重度小，土壓力就小 (B)填土應該密實些好，因為土的j大，土壓力就小 (C)填土的密實度與土壓力大小無關 25. 若擋土墻的墻背豎直且光滑，墻后填土面水平，粘聚力c=0，按庫侖土壓力理論，如何確定主動狀態(tài)的滑動土楔范圍？（ B ） 26. 擋土墻的墻背與填土的摩擦角對按庫侖主動土壓力計算的結果有何影響?( ) (A) d越大，土壓力越小 (B) d越大，土壓力越大 (C) 與土壓力大小無關，僅影響土壓力作用方向 27. 擋土墻墻后填土的內摩擦角j，對主動土壓力的大小有何影響？( ) (A)j越大，主動土壓力越大 (B)j越大，主動土壓力越小 (C)j的大小對土壓力無影響 28. 三種土壓力的相對大小為：被動土壓力>靜止土壓力>主動土壓力，是否這三種土壓力都是極限狀態(tài)的土壓力?如果不是，哪種土壓力是屬于彈性狀態(tài)的土壓力?( ) (A)都是極限狀態(tài) (B)主動土壓力是彈性狀態(tài) (C)靜止土壓力是彈性狀態(tài) 29. 若擋土墻的墻背豎直且光滑，墻后填土面水平，粘聚力c=0，采用朗肯解和庫侖解，得到的主動土壓力有何差異?( ) (A)朗肯解大 (B)庫侖解大 (C)相同 30. 如果在外力作用下，墻推擠土體，使土體達到極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻上的土壓力是何種土壓力？( ) (A)被動土壓力 (B)主動土壓力 (C)靜止土壓力 四、判斷改錯題 1. 當擋土墻向離開土體方向移動或轉動時，作用在墻背上的土壓力就是主動土壓力。 2. 作用在地下室外墻上的土壓力也可以按被動土壓力計算。 3. 按哪一種土壓力（主動、靜止或被動土壓力）計算完全取決于擋土墻的位移方向（向前、靜止不動或向后位移）。 4. 靜止土壓力強度等于土在自重作用下無側向變形時的水平向自重應力。 5. 朗肯土壓力理論的基本假設是：墻背直立、粗糙且墻后填土面水平。 6. 按朗肯土壓力理論計算主動土壓力時，墻后填土中破裂面與水平面的夾角為。 7. 墻后填土愈松散，其對擋土墻的主動土壓力愈小。 8. 墻背和填土之間存在的摩擦力將使主動土壓力減小、被動土壓力增大。 9. 庫倫土壓力理論假設墻后填土填土中的滑動破裂面是平面，且通過墻踵。 10. 庫倫土壓力理論可以計算墻后填土為成層土的情況。 11. 擋土墻墻背傾角愈大，主動土壓力愈小。 12. 墻后填土的固結程度越高，作用在墻上的總推力就越大。 13. 庫侖土壓力理論假定土體的滑裂面是平面，計算結果主動土壓力偏差較小而被動土壓力偏差較大。 14. 庫侖土壓力理論的計算公式是根據滑動土體各點的應力均處于極限平衡狀態(tài)而導出的。 15. 墻后填土的固結程度越高，作用在墻上的總推力就越大。 16. 朗肯土壓力理論是庫倫土壓力理論的一種特殊情況。 17. 朗肯土壓力理論假定墻面光滑，其結果偏于保守。 五、計算題 1. 試計算圖8-1所示地下室外墻上的土壓力分布圖、合力大小及其作用點位置。 圖8-1 2. 某擋土墻高5m，墻背豎直光滑，填土面水平，、、。試計算：①該擋土墻主動土壓力分布、合力大小及其作用點位置；②若該擋土墻在外力作用下，朝填土方向產生較大的位移時，作用在墻背的土壓力分布、合力大小及其作用點位置又為多少？ 3. 某擋土墻墻后填土為中密粗砂，；，，，，墻高4.5m，墻背與豎直線的夾角，試計算該擋土墻主動土壓力值。 4. 某擋土墻高6m，墻背豎直光滑，填土面水平，并作用有連續(xù)的均布荷載=15kPa，墻后填土分兩層，其物理力學性質指標如圖8-2所示，試計算墻背所受土壓力分布、合力及其作用點位置。 圖8-2 圖8-3 5. 某擋土墻高5m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，填土重度，，，試確定：（1）主動土壓力強度沿墻高的分布；（2）主動土壓力的大小和作用點位置。 6. 某擋土墻高4m，墻背傾斜角，填土面傾角，填土重度，，，填土與墻背的摩擦角，如圖8-3所示，試按庫侖理論求：（1）主動土壓力大小、作用點位置和方向；（2）主動土壓力強度沿墻高的分布。 7. 某擋土墻高6m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，填土分兩層，第一層為砂土，第二層為粘性土，各層土的物理力學性質指標如圖8-4所示，試求：主動土壓力強度，并繪出土壓力沿墻高分布圖。 圖8-4 圖8-5 8. 某擋土墻高6m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，填土重度，，，試確定：（1）墻后無地下水時的主動土壓力；（2）當地下水位離墻底2m時，作用在擋土墻上的總壓力（包括水壓力和土壓力），地下水位以下填土的飽和重度為19kN/m3。 9. 某擋土墻高5m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，作用有連續(xù)均布荷載，土的物理力學性質如圖8-5所示，試求主動土壓力。 10. 如圖8-6所示擋土墻，高4m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。試求總側壓力（主動土壓力與水壓力之和）的大小和作用位置。 圖8-6 11. 高度為H的擋土墻，墻背直立、墻后填土面水平。填土是重度為、內摩擦角、粘聚力為的粘土，墻與土之間的粘聚力為，外摩擦角。若忽略拉裂的可能性，試證明作用于墻背的主動土壓力為： 12. 某重力式擋土墻高6.1m，墻背垂直、光滑，墻后填土面水平。填土為中砂，其內摩擦角為300，重度為。試按楔體法求主動土壓力合力的大小。 13.高度為6m的擋土墻，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，其上作用有均布荷載。填土分為兩層，上層填土厚2.5m，，，，地下水位在填土表面下2.5m處與下層填土面齊平，下層填土，，。試作出墻背主動土壓力分布圖，并求作用在墻背上的總側壓力合力的大小和作用點位置。 14.高度為8m的擋土墻，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，填土面上有均布荷載。填土分為兩層，地表下3.5m范圍內土層，，；3.5～8m內土層，，，地下水位在土層分界處。試求： （1）為測量作用在墻背上的主動土壓力，土壓力盒的最小埋置深度應是多少？ （2）作用在墻背上的總側壓力及作用點位置。 習題參考答案 一、簡答題 1. 【答】靜止土壓力時墻背填土處于彈性平衡狀態(tài)，而主動土壓力和被動土壓力時墻背填土處于極限平衡狀態(tài)。 2. 【答】擋土墻在側向壓力作用下，產生離開土體的微小位移或轉動產生主動土壓力；當擋土墻的位移的移動或轉動擠向土體產生被動土壓力。 3. 【答】 序號 影響因素 主動土壓力 被動土壓力 1 內摩擦角變大 減小 增大 2 外摩擦角變小 增大 減小 3 填土面傾角增大 增大 減小 4 墻背傾斜（俯斜）角減小 減小 增大 4. 【答】如果擋土墻墻后沒有考慮排水設施或因排水不良，就將使墻后土的抗剪強度降低，導致土壓力的增加。此外，由于墻背積水，又增加了水壓力。這是造成擋土墻倒塌的主要原因。 5. 【答】（1）主動土壓力、靜止土壓力、被動土壓力；（2）擋土墻的位移方向及大小。 6. 【答】①主動土壓力是擋土墻在土壓力作用下向前轉動或移動，墻后土體向下滑動，達一定位移時，墻后土體處于（主動）極限平衡狀態(tài)，此時墻背上作用的土壓力，用表示。 ②靜止土壓力是當擋土墻在土壓力作用下無任何移動或轉動，土體處于靜止的彈性平衡狀態(tài)時，此時墻背所受的土壓力為靜止土壓力，用表示。 ③被動土壓力是擋土墻的在外部荷載作用下向填土方向移動或轉動時，墻擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，達到某一位移量時，墻后土體開始上隆，作用在擋土墻上的土壓力達最大值，此時作用在墻背的土壓力稱為被動土壓力。 ④ 7. 【答】庫倫土壓力理論的基本假定有：①墻后的填土是理想的散粒體（粘聚力）；②滑動破壞面為一平面；③滑動土楔體視為剛體。 8. 【答】朗肯理論假定擋土墻的墻背豎直、光滑，墻后填土表面水平且延伸到無限遠處，適用于粘性土和無粘性土。庫侖理論假定滑裂面為一通過墻踵的平面，滑動土楔體是由墻背和滑裂面兩個平面所夾的土體所組成，墻后填土為砂土。適用于各類工程形成的不同的擋土墻，應用面較廣，但只適用于填土為無粘性土的情況。 9. 【答】一般由塊石、毛石或混凝土材料砌筑，強身截面較大，依靠墻身自重抵抗土壓力引起的傾覆彎矩。 10. 【答】堤岸擋土墻所受的是主動土壓力；地下室外墻所受到的土壓力，通?？梢暈殪o止土壓力；拱形橋橋臺所受到的一般為被動土壓力， 二、填空題 1. 土壓力 2. 墻背光滑、直立、填土面水平 3. （墻背垂直） （墻背光滑） （填土面水平） 4. 墻后填土是理想的散粒體（粘聚力） 滑動破壞面為一平面 滑動土楔體視為剛體 5. 6. 彈性 極限 7. 靜止 被動 主動 8. 極限平衡 9. 小于 10. Δa<Δp 三、選擇題 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C A B A C B A A B C A C B A 題號 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 C A B A C A B A B B A B C C A 四、判斷改錯題 1. ，只有在位移量大到使墻后土體達到極限平衡狀態(tài)時，作用在墻背的才是主動土壓力。 2. ，地下室外墻受樓蓋和基礎底板的約束，位移很小，故一般按靜止土壓力計算。 3. ，不僅與位移方向有關，還與位移大?。ɑ驂笸馏w所處的應力狀態(tài)）有關。 4. √。 5. ，改“粗糙”為“光滑”。 6. ，夾角應為。 7. ，與密實填土相比，松散填土雖然重度會小一些，但抗剪強度指標減小更多，故總得來看會使主動土壓力增大。 8. √。 9. √。 10. ，庫侖土壓力理論在理論上只適用于均勻的無粘性填土。 11. ，愈大，愈大。 12. ，改“越大”為“越小”。 五、計算題 1.解：地下室外墻按靜止土壓力計算 （近似?。? 在墻底的靜止土壓力強度為： 靜止土壓力： 靜止土壓力作用在距墻底的距離為： 靜止土壓力分布如圖8-1所示。 2.解：①主動土壓力系數： 在墻底處的主動土壓力強度為： 臨界深度： 主動土壓力： 主動土壓力作用在距墻底的距離為： ②被動土壓力系數： 在墻底處的被動土壓力強度為： 被動土壓力： 被動土壓力距墻底距離為： 土壓力分布圖如圖8-2、8-3所示。 3.解： 主動土壓力系數： 主動土壓力： 4.解： 因墻背豎直、光滑，填土面水平，符合朗肯土壓力條件，故有： 填土表面土壓力強度為： 第一層底部土壓力強度為： 第二層頂部土壓力強度為： 第二層底部土壓力強度為： 臨界深度的計算： 由： 即： 解得： 墻后總側壓力為： 其作用點距墻踵的距離為： 5.解：在墻底處的主動土壓力強度按朗肯土壓力理論為 主動土壓力為 臨界深度 主動土壓力Ea作用在離墻底的距離為： 6.解：根據、、、， 查表得 ， 由 土壓力作用點在離墻底 處 土壓力強度沿墻高成三角形分布，墻底處 7.解：計算第一層填土的土壓力強度 第二層填土頂面和底面的土壓力強度分別為 8. 解：（1）墻后無地下水時 （2）當地下水位離墻底2m時 9.解：將地面均布荷載換算成填土的當量土層厚度為 在填土面處的土壓力強度為 臨界點距離地表面的深度 總土壓力 10.解： ， 在A點： 上層土在B點處： 下層土在B點處： 在C點處： 合力： 作用點距墻底的距離：。 11. 解： 設破壞滑動面為平面，過墻踵，與水平面的夾角為，則作用于滑動楔體上的力有： （1）土楔體的自重，，方向向下； （2）破壞面上的反力,其大小未知，作用方向為破壞面的法線方向； （3）破壞面上的粘聚力，其值為，作用方向為破壞面的切線方向； （4）墻背對土楔體的反力E，方向水平，其最大值即為主動土壓力； （5）墻背與土之間的粘聚力，其值為，方向向上。 由靜力平衡條件可得： 令，可導得，，代入上式，得 12. 解： 破壞滑動面與墻背的夾角為： 土楔體的重力為： 土楔體受到的作用力除重力外，還有墻背的反力（方向水平）和滑動面的反力（方向與滑動面法線方向呈300角）。由靜力平衡條件可得： 13. 解：， ， 臨界深度： 第一層底： 第二層頂： 第二層底： 合力： 作用點距墻底的距離：。 14. 解： （1）土壓力盒的最小埋置深度為： （2）第一層底： 第二層頂： 第二層底：