2014年武汉科技大学考研试题821土力学(B卷)和标准答案

：
码
号

证
题
考
准
写

要

不


内

线

封


密



：
业
专
考
报







：
名
姓

2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题
科目名称：土力学（□A卷
√
B卷）科目代码：821
考试时间：3小时 满分 150 分
可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 □圆规
注意：所 有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无
效；考完后试题随答题纸交回。
一、名词解释题(共5小题，每小题5分，共25分)
1、饱和度
2、超固结土
3、土压力
4、 P
14
荷载
5、塑性指数
二、判断题（请判断下列说法是否正确？对的打“√”，错的打“×”，
共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分)
1、黏性土的物理状态是用含水率表示的，现有甲、乙两种土 ，测得它
们的含水率甲土大于乙土，则可以断定甲土比乙土软。（ ）
2、土的液性指 数I
L
会出现I
L
>1和I
L
<0的情况。（ ）
3、土的相对密实度D
r
会出现D
r
>1和D
r
< 0的情况。（ ）
4、在任何情况下，土体的自重应力都不会引起地基沉降。（ ）
5、地基土受压时间越长，地基变形则越大。（ ）
6、地下水位下降会增加土层的自重应力，从而引起地面沉降。（ ）
7、正常固结土 的不固结不排水试验的破坏应力圆的包线是一条水平线，
它说明土样的破坏面与最大剪应力面是一致的。 （ ）
8、土粒级配曲线越陡，说明土粒越不均匀，级配良好。（ ）
9、局部剪切破坏过程的特征是，随着的荷载的增加，基础下的塑性区
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仅仅发生到某一范围。（ ）
10、冲剪破坏的特征是，随 着荷载的增加，基础周围土体发生竖向剪切
破坏，且基础周围土体有明显的扰动和隆起。（ ）
二、简答题(共3小题，每小题10分，共30分)
1、试述用分层总和法计算地基最终沉降量的基本步骤。
2、简述莫尔- 库仑强度理论的要点。
3、若挡土墙不满足抗滑动稳定要求时，可采取哪些措施加以解决？
三、计算题(共75分)
1、（14分）已知某土样的体积为100cm
3
，烘干后质量为144.5g，土粒
比重
ds
=2.70，含水量
w
?
=20.0
%，
计算图1中括号内的数值。

图1
2 、（16分）某地基剖面图如图2所示，计算各分层处的自重应力，并绘
制自重应力沿深度的分布图（水 的重度取10kNm
3
）。

图2
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3、（15分）地基中某一单元土体上的大主应力
?

1
=420kPa，小主应力
?

3
=180 kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标为c=18kPa，
?
=20
0
。试问(1)土中最
大剪应力是多少？（2）该土处于何种状态？
4、（30分）高度为6m的挡土墙，墙背直立和光滑，墙后填土面水平，
填土面上有均布荷载 q =30kPa，填土情况见图3，试计算墙背主动土压力强度沿
墙高的分布图及其合力的大小。

图3














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2014年招收硕士研究生入学考试试题答案及评分标准
（821土力学B）
一、名词解释题(共 5小题，每小题 5分，共 25分)
1、饱和度:土中水的体积与孔隙体积之比称为饱和度，以百分率计。
2、超固结土:其先期固结压力大于目前的上覆压力的土体称为超固结土。
3、土压力:挡土墙墙后土体对墙背的侧向压力称为土压力。
4、P
14
荷 载:在中心荷载作用下，地基中塑性区的最大发展深度控制在基础宽度的14时
相应的中心荷载称P14
荷载。
5、塑性指数:土的液限与塑限之差值称为塑性指数，用不带“％”的百分数表示。
二、判断题（请判断下列说法是否正确？对的打“√”，错的打“×”，共 10 小
题，每小题 2 分，共 20 分)
1．× 2．√ 3．× 4．× 5．× 6.√ 7.√ 8.× 9.√ 10.×
二、简答题(共 3小题，每小题 10分，共30 分)
1、答：（1）分层。将基底以下土分为若干薄层，分层原则：①h
i
≤0.4b(b为基础宽度)；
②天然土层面及地下水位处都应作为薄层的分界面；（2分）
（2）计算基底中心点下各分层面上土的自重应力σ
czi
和附加应力σ
zi
，并绘制自重应力和
附加应力分布曲线；（2分）
（3）确定地基沉降计算深度z< br>n
，按σ
zn
σ
czn
≤0.2（对软土≤0.1）确定；（ 1分）
（4）计算各分层土的平均自重应力（σ
cz
（
i-1
）< br>＋σ
czi
）2和平均附加应力（σ
z
（
i-1
）< br>＋σ
zi
）
2；（1分）
（5）令P
1i
=（σ< br>cz
（
i-1
）
＋σ
czi
）2和P
2i< br>=（σ
cz
（
i-1
）
＋σ
czi
）2＋（ σ
z
（
i-1
）
＋σ
zi
）2，从该土
的 压缩曲线中由P
1i
及P
2i
查出相应的e
1i
和e
2i
；（2分）
（6）计算每一分层土的变形量Δs
i
=[(e
1i
-e
2i
)(1+e
1i
)]h
i
；（1分）
（7）计算地基最终沉降量
s?
?
?s
i?1
n
i
。（1分）
2、答：
（
1）引起土体的破坏是剪切破坏；（3分）
（2）当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，该点即为濒于破坏的临界状
态，亦称之 为“极限平衡状态”；（3分）
（3）其土的抗剪强度包线可用库仑公式表示，即对黏性土：τ
f
=c+σtan
?
；
对无黏性土：τ
f
=σtan
?
。（4分）
3、答：（1）增大挡土墙断面尺寸；（3分）
（2）墙基底面做成砂、石垫层；（3分）
（3）墙底做成逆坡；（2分）
（4）墙踵后加拖板。（2分）
三、计算题(共75分)
1、（14分）
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解：
m?173.4g

（2分）
m
a
?0

（2分）
m
w
?28.9g


（2分）
V
a
?17.6cm
3

（2分）
V
w
?28.9cm
3


（2分）
V
s
?53.5cm
3


（2分）
V
v
?46.5cm
3


（2分）
2、（16分）
解: σ
σ
σ
cz1
=γ
1
h
1
=17.0×1.50=25.50kPa
（
4分）
（4分）
(4分)
cz2
=γ
1
h
1
+γ
2
h
2
=25.50+1 8×2.00=61.50kPa
cz3
=γ
1
h
1
+γ
2
h
2
+γ

3
h
3
=61.50 +(20-10)×3.0=91.5kPa
画对其自重应力沿深度分布图 (
4分)

3、（15分）
解：
?
max
?
?
1
?
?
3
2
?
420?180
?120kPa
(5分)

2
??
(45
0
?)?418 .53kPa?
?
1
?420kPa

(5分)
< br>?
1f
?
?
3
tg
2
(45
o?)?2ctg
22
故该土体已破坏（5分）
4、（30分）
解：K
a1
=tan
2
(45
o
-
?
1

2)=0.490 , C
1
=5 kPa, q=30 kPa （2分）
?
a0
?qK
a1
?2C
1
K
a1
=7.7 (kPa) （4分）
?
a1
?(q?
?
1
h
1
)K
a1
?2C
1
K
a1
=（30+18.0×2.0）×0.49-2×5×0.7 0＝25.34(kPa)
（4分）
K
a2
=ta n
2
(45
o
-30
o
2)=0.333 （2分）
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?
a1?(q?
?
1
h
1
)K
a2
?2C
2
K
a2
=（30+18.0×2.0）×0.333-2×0×0.577=22(k Pa)
（
4
分）
?
a2
?(q?
?
1
h
1
?
?
2
h
2
) K
a2
?2C
2
K
a2
=(30+18.0×2.0+18 .0×4.0)×0.333-2×0×
0.577=46(kPa) （4分）
E
a
=(12)×(7.7+25.34)×2+(12)×4×(22+ 46)=33.04+136=169.04(kNm)（6分）
其分布如下图（4分）


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