道橋巖土力學試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題2分，共20分）

1.巖土力學中，土的壓縮模量E0與土的密度ρ和孔隙比e之間的關系是：（）

A.E0與ρ成正比，與e成反比

B.E0與ρ成反比，與e成正比

C.E0與ρ和e無關

D.E0與ρ和e成正比

2.在地下工程中，通常將土體分為三個區域，其中，靠近圍巖的土體稱為：（）

A.穩定區

B.失穩區

C.滑移區

D.穩定區與失穩區之間

3.巖土力學中，土的粘聚力c與土的顆粒形狀、大小和土的礦物成分等因素有關，以下哪項不是影響土的粘聚力的因素？（）

A.顆粒形狀

B.顆粒大小

C.土的礦物成分

D.土的含水量

4.在土的剪切試驗中，土的剪切強度τ與土的抗剪內摩擦角φ之間的關系是：（）

A.τ與φ成正比

B.τ與φ成反比

C.τ與φ無關

D.τ與φ成正比或反比，取決于試驗條件

5.在地下工程中，圍巖的穩定性主要取決于以下哪個因素？（）

A.圍巖的強度

B.圍巖的剛度

C.圍巖的變形模量

D.圍巖的滲透性

6.巖土力學中，土的壓縮系數α與土的孔隙比e和土的壓縮模量E0之間的關系是：（）

A.α與e成正比，與E0成反比

B.α與e成反比，與E0成正比

C.α與e和E0無關

D.α與e和E0成正比或反比，取決于試驗條件

7.在土的剪切試驗中，土的剪切強度τ與土的剪切應力τs之間的關系是：（）

A.τ與τs成正比

B.τ與τs成反比

C.τ與τs無關

D.τ與τs成正比或反比，取決于試驗條件

8.在地下工程中，圍巖的變形模量E與圍巖的剪切模量G之間的關系是：（）

A.E與G成正比

B.E與G成反比

C.E與G無關

D.E與G成正比或反比，取決于試驗條件

9.巖土力學中，土的滲透系數k與土的孔隙比e和土的孔隙率n之間的關系是：（）

A.k與e和n成正比

B.k與e和n成反比

C.k與e和n無關

D.k與e和n成正比或反比，取決于試驗條件

10.在地下工程中，圍巖的強度主要取決于以下哪個因素？（）

A.圍巖的強度

B.圍巖的剛度

C.圍巖的變形模量

D.圍巖的滲透性

二、填空題（每空1分，共10分）

1.巖土力學中，土的壓縮模量E0表示土在單位應力作用下的（）。

2.在土的剪切試驗中，土的剪切強度τ表示土在單位面積上的（）。

3.巖土力學中，土的壓縮系數α表示土在單位應力作用下的（）。

4.在地下工程中，圍巖的穩定性主要取決于圍巖的（）。

5.巖土力學中，土的滲透系數k表示土在單位時間內通過單位面積的（）。

三、計算題（每題5分，共15分）

1.已知土的壓縮模量E0為1.5×10^6kPa，孔隙比e為0.8，求土的壓縮系數α。

2.已知土的剪切強度τ為100kPa，抗剪內摩擦角φ為30°，求土的粘聚力c。

3.已知土的滲透系數k為1×10^-4cm/s，孔隙比e為0.9，求土的滲透系數n。

四、簡答題（每題5分，共15分）

1.簡述巖土力學在道路和橋梁工程中的重要性。

2.解釋什么是土的剪切破壞和什么是土的壓縮破壞。

3.簡要說明地下工程中圍巖分類的依據及其意義。

五、論述題（10分）

論述在地下工程中，如何通過提高圍巖穩定性來保證工程安全。

六、綜合應用題（15分）

某道路工程中，土體的壓縮模量E0為2.0×10^6kPa，孔隙比e為0.75，土的剪切強度τ為150kPa，抗剪內摩擦角φ為35°。試計算該土體的粘聚力c和壓縮系數α。

試卷答案如下：

一、選擇題答案及解析思路：

1.A解析：土的壓縮模量E0與土的密度ρ成正比，與孔隙比e成反比。

2.A解析：穩定區是指靠近圍巖的土體，其穩定性較好。

3.D解析：土的含水量是影響土的工程性質的重要因素，但不是影響粘聚力的因素。

4.A解析：土的剪切強度τ與土的抗剪內摩擦角φ成正比。

5.A解析：圍巖的強度是保證地下工程安全的重要因素。

6.A解析：土的壓縮系數α與土的孔隙比e成正比，與壓縮模量E0成反比。

7.A解析：土的剪切強度τ與土的剪切應力τs成正比。

8.A解析：圍巖的變形模量E與圍巖的剪切模量G成正比。

9.A解析：土的滲透系數k與土的孔隙比e和孔隙率n成正比。

10.A解析：圍巖的強度是保證地下工程安全的重要因素。

二、填空題答案及解析思路：

1.體積變形

2.剪切應力

3.體積壓縮

4.強度

5.滲透水量

三、計算題答案及解析思路：

1.α=(1.5×10^6kPa)/(0.8×10^6kPa)=1.875kPa^-1

2.c=τ/tanφ=100kPa/tan30°≈57.7kPa

3.n=k/(e×10^6)=1×10^-4cm/s/(0.9×10^6)≈1.11×10^-10

四、簡答題答案及解析思路：

1.巖土力學在道路和橋梁工程中的重要性包括：評估土體的工程性質、預測土體的變形和穩定性、設計合理的地基處理措施、保證工程安全等。

2.土的剪切破壞是指土體在剪切應力作用下，達到抗剪強度時發生的破壞現象。土的壓縮破壞是指土體在壓縮應力作用下，達到壓縮模量時發生的破壞現象。

3.地下工程中圍巖分類的依據包括：圍巖的強度、剛度、變形模量、滲透性等。分類的意義在于根據圍巖的性質選擇合適的施工方法和支護措施，保證工程安全。

五、論述題答案及解析思路：

在地下工程中，提高圍巖穩定性可以通過以下方法：

1.優化工程設計，合理選擇施工方法，減少對圍巖的擾動。

2.采用先進的施工技術，如預應力錨桿、