鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育《地基基礎(chǔ)》

1、鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育地基基礎(chǔ)課程考核要求 說明：本課程考核形式為提交作業(yè)，完成后請(qǐng)保存為WORD 2003格式的文 檔，登陸學(xué)習(xí)平臺(tái)提交，并檢查和確認(rèn)提交成功（能夠下載，并且內(nèi)容無誤即 為提交成功）。 一. 作業(yè)要求 1. 簡答題部分：每模塊選作1題，共5題。 2. 計(jì)算題部分：模塊一 三，每模塊選作1題，模塊五選作2題，共4題。 3. 先寫題目，再寫答題內(nèi)容；簡答語句要通順，不能僅有關(guān)鍵詞；計(jì)算題要 有步驟，不能僅給出答案。 4. 請(qǐng)獨(dú)立自主按照要求完成作業(yè)內(nèi)容。 二. 作業(yè)內(nèi)容 1. 簡答題 （1）模塊一： 1）土中的液態(tài)水分哪幾類？對(duì)土的性質(zhì)各有什么影響？ 2）反映無粘性土密實(shí)度狀態(tài)的指

2、標(biāo)有哪些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 3）簡述達(dá)西定律及其適用范圍。實(shí)驗(yàn)室如何測定滲透系數(shù) k ？ 4）動(dòng)水力如何計(jì)算？滲透變形有幾種形式？各有什么特征？ 5）按國標(biāo)GB50007,建筑物的地基巖土可分為哪幾類？各類土的劃分依據(jù)是什 么？ （2）模塊二： 1）土的自重應(yīng)力分布有何特點(diǎn)？地下水位的升降對(duì)自重應(yīng)力有何影響？ 2）剛性基礎(chǔ)的基底壓力分布有何特點(diǎn)？工程中如何簡化計(jì)算基底壓力？ 3）目前計(jì)算地基中附加應(yīng)力的假定是什么？這些假定是否合理？ 4）簡述飽和土的有效應(yīng)力原理。在飽和土一維固結(jié)過程中，土的有效應(yīng)力和孔 隙水壓力是如何變化的? 5）土的壓縮性常用指標(biāo)有哪些？指標(biāo)間有什么關(guān)系？ （3）模塊三：

3、1）簡述庫侖公式。對(duì)一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一定值？為什么？ 2）土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應(yīng)力最大的平面？在通常情況 下，剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？ 3） 地基的剪切破壞有哪些形式？發(fā)生整體剪切破壞時(shí)p-s曲線的特征如何？ 4）試比較基礎(chǔ)寬度和埋深對(duì)臨塑荷載、界限荷載、地基極限承載力的影響。 5）土壓力有哪幾種？影響土壓力的最重要因素是什么？試論述朗肯土壓力理論 的基本假定。 （4）模塊四： 1）在詳細(xì)勘察階段，勘探孔的深度如何控制？ 2）常用的勘探方法有哪幾種？ 3）勘察報(bào)告中常用的圖表有哪些？ （5）模塊五： 1）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007規(guī)定，

4、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的荷載 效應(yīng)應(yīng)按哪些規(guī)定執(zhí)行？ 2）確定基礎(chǔ)埋深時(shí)要考慮哪些因素？ 3）什么是負(fù)摩阻力？簡述其產(chǎn)生的條件。 4）何謂承臺(tái)效應(yīng)？什么情況下不能考慮承臺(tái)效應(yīng)？ 5）簡述摩擦型群樁基礎(chǔ)和端承型群樁基礎(chǔ)工作特點(diǎn)的異同。 6）換土墊層法的原理是什么？如何確定墊層的厚度和寬度？為什么厚度太薄 和太厚都不合適？ 2. 計(jì)算題： （1）模塊一： 1）某土樣體積為1000 cm3,質(zhì)量為1870 g,烘干后測得其質(zhì)量為1677 g,已知 土粒比重ds = 2.66。試求土的密度 X 含水量w、孔隙比e、飽和度Sr。某土 樣體積為1000 cm3,質(zhì)量為1870 g,烘干后測得其質(zhì)量為167

5、7 g,已知土粒比 重ds = 2.66。試求土的密度t、含水量w、孔隙比e、飽和度Sr。 2） 某干砂試樣密度二1.66 g/cm3，土粒比重ds = 2.69,置于雨中。若砂樣體積 不變，飽和度增至40%時(shí)，此砂在雨中的含水量 w為多少？ 3）某原狀土樣，試驗(yàn)測得土的天然密度= 1.67 t/m3,含水量w = 12.9% , 土粒比重ds = 2.67。試求土的孔隙比e、飽和度S、飽和重度sat、有效重度 。 （2）模塊二： 1）某建筑場地的地層分布見圖示。其中第一層細(xì)砂厚h1 = 4.5 m，重度 =19 kN/m3，飽和重度sat= 19.4 kN/m3,地下水位在地面下2 m處；第

6、二層粘土厚 h3 = 4.5 m,飽和重度sat= 17.4 kN/m3,以下為不透水的巖石層。試求各層交 界面處的豎向自重應(yīng)力以及作用在基巖頂面的土自重應(yīng)力和靜水壓力之和， 并繪出自重應(yīng)力沿深度的分布圖。 3 =19 kN/m 細(xì)砂 2 -汽 斗3 Vat = 19.4 kN/m + = 17.4 kN/m3 粘土 sat m m 2 m 4 2）某飽和粘土層的厚度為10 m，地面作用大面積荷載p0 = 150 kPa。已知該粘 土的壓縮模量為Es =5MPa，豎向固結(jié)系數(shù)Cv = 12 m2/a,求粘土層在雙面排 水條件下加荷1年時(shí)的沉降量。已知當(dāng)應(yīng)力圖形為矩形時(shí)，單面排水條件下 8 叵

7、的平均固結(jié)度Ut與時(shí)間因數(shù)Tv之間的關(guān)系為Ut -弓e4 o 31 3) 在天然地面上大面積堆載，荷載強(qiáng)度 p =50kPa。天然土層為兩層，第一層為 粗砂，厚度4.0m,重度 =18kN/m3，飽和重度sat 8kN/m 3;第二層為粘 土層，厚度5.0m，壓縮模量Es = 5 MPa，飽和重度sat=20kN/m3 ；地下水位 在地面下1.0m o不計(jì)第一層粗砂層的壓縮量，試計(jì)算由于地面堆載而引起的 粘土層的最終壓縮量為多少？當(dāng)上述壓縮穩(wěn)定后，地下水位突然下降到粘土 層頂面，試問由此而產(chǎn)生的附加沉降是多少？ -粗砂 =sat=18kN/m3 3 粘土sat=20kN/m E =5MPa s

8、 (3) 模塊三: 1 ) 一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，施加周圍壓力二3 196 kPa，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差-二3= 274 kPa，測得孔隙水壓力u = 176 kPa，已知該土樣的有效內(nèi)摩擦角為-=26，試求破壞面上的有效正應(yīng)力和 剪應(yīng)力以及試樣的有效粘聚力C o 2)對(duì)某砂土土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，當(dāng)法向壓力 匚=100kPa時(shí)，測得抗剪強(qiáng)度 f =52kPa。已知同種土制備的土樣承受大主應(yīng)力 J =120kPa，問小主應(yīng)力 二3滿足什么條件土樣才不會(huì)發(fā)生剪切破壞? 3）某條形荷載作用下，地基中某點(diǎn)的應(yīng)力經(jīng)計(jì)算得：-x=120 kPa,二z=60 kPa, xz=50

9、kPa。若地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)分別為:=18, c = 20 kPa,試判斷 該點(diǎn)是否被剪壞？ 4）如圖所示擋土墻，墻背豎直、光滑，墻后填土面水平，各填土層物理力學(xué)性 質(zhì)指標(biāo)如圖所示。試計(jì)算作用在該擋土墻墻背上的主動(dòng)土壓力和水壓力合力, 并繪出側(cè)壓力分布圖。 J1 m x / t = 18 kN/m 2 =30 c1 = 0 X - / m 6 m 3 穢=17 kN/m 2 / %= 26 二= / m 7 爲(wèi)2 = 3 19 kN/m 2 =26 s, c2 = 0 L- L q = 10 kPa 0 （4）模塊五: 1）已知如圖所示柱基礎(chǔ)所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk = 1100 kN, Mk=

10、140 kN m,基礎(chǔ)底 面尺寸I x b = 3.6 mx 2.6 m,基礎(chǔ)埋深d = 2.0 m,地層分布情況如圖所示。已 知持力層承載力特征值fak = 150 kPa,承載力修正系數(shù) b=0.3 , d勺.6，其 壓力擴(kuò)散角為23 ;下臥層為淤泥質(zhì)土，承載力特征值 fak = 85 kPa,承載力 修正系數(shù)b =0. , d =1.0 ;地下水位在地面下1.2 m。試對(duì)下臥層承載力進(jìn) 行驗(yàn)算。 X 、Mk = 140 kN 劉 3 雜填土 Y=16.5kN/m 丨 xb=3.6mx2.6m 粘土 m Fk = 1100 kN ；Sat=19kN/m3 3.6 m fak=150 kPa

11、,b=.3,d=1.6，H 2 1 m 0 3 淤泥質(zhì)土 fak=85 kpa,b=.，d=1.0 2）如圖所示，某建筑物采用矩形承臺(tái)下的樁基礎(chǔ)，已知室外設(shè)計(jì)地面的標(biāo)高為 -0.30 m,承臺(tái)地面位于室外設(shè)計(jì)地面下 1.5 m，作用在土 0.00標(biāo)高處的豎向 荷載設(shè)計(jì)值F = 8668.8 kN，距承臺(tái)地面1.0m處的水平荷載設(shè)計(jì)值 H = 108 kN，彎矩設(shè)計(jì)值My = 800kN m,采用鋼筋混凝土預(yù)制方樁，樁數(shù) 6根，單 樁豎向承載力特征值Ra = 1150 kPa試驗(yàn)算樁基中各樁承載力。 004 005006 HD4 89- 答案 鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 基基礎(chǔ) 1. 簡答題 (1)

12、模塊一： 6) 土中的液態(tài)水分哪幾類？對(duì)土的性質(zhì)各有什么影響？ 答：土中的液態(tài)水分為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水、自由水、重力水，對(duì)土的性質(zhì)三相 體、碎散性、透水性、多孔性、自然變異性或不均勻性、易變性的影響。 (2) 模塊二： 2)剛性基礎(chǔ)的基底壓力分布有何特點(diǎn)？工程中如何簡化計(jì)算基底壓力？ 答：剛性基礎(chǔ)的基底壓力非線性分布；工程中簡化為線性分布 (3) 模塊三： 2) 土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應(yīng)力最大的平面？在通常情況下， 剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？ 答：不是；45 + /2 (4) 模塊四： 3) 勘察報(bào)告中常用的圖表有哪些？ 答：勘探點(diǎn)平面布置圖，工程地質(zhì)柱狀圖，工程

13、地質(zhì)剖面圖，綜合地質(zhì)柱狀圖， 土工試驗(yàn)成果匯總表 (4) 模塊五： 2)確定基礎(chǔ)埋深時(shí)要考慮哪些因素？ 答：建筑物的用途和基礎(chǔ)構(gòu)造；荷載大小和性質(zhì)；相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深；工程 地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件；地基土凍脹性。 2. 計(jì)算題: (1) 模塊一： 2)某干砂試樣密度二1.66 g/cm3，土粒比重ds = 2.69,置于雨中。若砂樣體積 不變，飽和度增至40%時(shí)，此砂在雨中的含水量 w為多少？ 答：砂密度=6=1.66 g/m3得孔隙比e二丄且-仁笆69 -仁0.62 Pd1.66 在雨中Sr=40%，含水量wrJ.4。血二彩% ds2.69 （2）模塊二： 1）某建筑場地的地層分布見圖示。

14、其中第一層細(xì)砂厚hi = 4.5 m，重度 =19 % m m 2 m 4 i 7 + = 17.4 kN/m3 粘土 sat kN/m3,飽和重度sat= 19.4 kN/m3,地下水位在地面下2 m處；第二層粘土厚 h3 = 4.5 m，飽和重度sat= 17.4 kN/m3，以下為不透水的巖石層。試求各層交 界面處的豎向自重應(yīng)力以及作用在基巖頂面的土自重應(yīng)力和靜水壓力之和， 并繪出自重應(yīng)力沿深度的分布圖。 3 =19 kN/m 細(xì)砂 2 3 + = 19.4 kN/m sat :表面處： -CZ1 二 0 土底處：- cz2 =譏=19 2 =38 kPa 粘土底處： 二cz3仏2h2

15、=38 (19.4-10) 2.5=61.5kPa 淤泥底處： 二 cz4 =：；cz33h3 =61.5 (17.4-10) 4.5=94.8kPa 基巖層面處：二乙4whw=94.8 10 7 =164.8 kPa i 3 卡 19 kN/m3 細(xì)砂 2 _ V_ _ 38kPa 了 = 19.4 kN/m 3 Sat 3 61 5kPa 3 7 = 17.4 kN/m 3 Sat 粘土 4 94.8kPd 164.8kPa (3) 模塊三： 4) 如圖所示擋土墻，墻背豎直、光滑，墻后填土面水平，各填土層物理力學(xué)性 質(zhì)指標(biāo)如圖所示。試計(jì)算作用在該擋土墻墻背上的主動(dòng)土壓力和水壓力合力, 并繪

16、出側(cè)壓力分布圖。 q = 10 kPa 3 “ =18 kN/m 1 :=30c1 = 0 1 1 3 / = 17 kN/m 鵜=26：c2 = 0 _ 2 - 2 _3 = 19 kN/m sat2 % = 26： c2 = 0 答：第一層土 A點(diǎn)： o PaA 二 qKa1 =10tan2(45。=3.3kPa 2 B點(diǎn)： 30 paB1 =(q1h1)Ka1 r(10 18 2)tan2(45) =15.3kPa 2 第二層土 B點(diǎn)： 26 PaB2 =(q1h1)Ka(10 18 2) tan2(45 - 6 ) =17.9kPa 2 26 C 點(diǎn)：Pac =(q42h2)Ka2 =

17、(10 18 2 17 2) tan2(45 -絲)=31.2kPa 2 D點(diǎn): PaD = (q 1hi *2 h23h3)Ka3 26o = (10 18 217 29 2) tan2(45o -2) = 38.2kPa 2 Pwd iwh3 =10 2=20kPa 側(cè)壓力分布如圖所示。 主動(dòng)土壓力和水壓力合力分別為： Ea =(3.3 15.3) 2/2(17.9 31.2) 2/2(31.238.2) 2/2 =137.1kN/m Ew =10 2/2 =20kN/m (4) 模塊五： 1)已知如圖所示柱基礎(chǔ)所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk = 1100 kN, Mk=140 kN m,基礎(chǔ)底 面

18、尺寸I x b = 3.6 mx 2.6 m,基礎(chǔ)埋深d = 2.0 m,地層分布情況如圖所示。已 知持力層承載力特征值fak = 150 kPa,承載力修正系數(shù) b = 0.3 , d = 1.6，其 壓力擴(kuò)散角為23 ;下臥層為淤泥質(zhì)土，承載力特征值fak = 85 kPa,承載力 修正系數(shù)b =0., d才.0 ;地下水位在地面下1.2 m。試對(duì)下臥層承載力進(jìn) 行驗(yàn)算。 雜填土 1=16.5kN/m l xb=3.6m x2.6m 3.6 m f J X7 fak=150 kPa,b=0.3,d=1.6，H 3 粘土 sat=19kN/m3 m2. mo3 淤泥質(zhì)土fak=85 kpa, b=0.，d.0 答：持力層地基承載力驗(yàn)算 01 16.5 1.2(19-10) 0.8 2.0 = 13.5kN/m 基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度 經(jīng)寬深修正后的持力層承載力特征值 fa =1500 1.6 13.5 (2 -0.5) =182.4kPa 基礎(chǔ)及回填土重 Gk =(20 1.2 10 0.8) 3.6 2.6 = 300kN Pk Fk Gk 1100 300 3.6 2.6 = 149.6kPa( ： fa, 滿足） Mk FkGk 0.1m(0