土力學(xué)與地基基礎(chǔ)練習(xí)答案

1、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)練習(xí)冊(cè)一、填空1 土的物理性質(zhì)是土的最基本的工程特性。2土的結(jié)構(gòu)分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮凝結(jié)構(gòu)三種。3土的構(gòu)造主要有層理構(gòu)造和裂隙構(gòu)造兩種。4. 反映土單位體積質(zhì)量(重力)的導(dǎo)出指標(biāo)有浮密5土的基本指標(biāo)包括土的密度、土粒相對(duì)密度和土的含水量，在試驗(yàn)室中分別用 環(huán)刀法、比重瓶法和烘干法來(lái)測(cè)定。6土的不均勻系數(shù) Ku越大，曲線越平緩，粒徑分布越不均勻。7.基底附加壓力求得后, 可將其視為作用在地基表面的荷載，然后進(jìn)行地基中的附加應(yīng)力計(jì)算。8土粒比重是土粒的質(zhì)量與同質(zhì)量相同體積純蒸餾水在4 C時(shí)的質(zhì)量之比 。用比重瓶方法測(cè)定。9 土的密度是質(zhì)量與單位體積之比。四、計(jì)算1. 某粘土的

2、含水量 w=36.4%,液限wL=48%、塑限wp=25.4%，要求:1) .計(jì)算該土的塑性指標(biāo)Ip ;2) .確定該土的名稱；3) .計(jì)算該土的液性指標(biāo)IL;4) .按液性指標(biāo)數(shù)確定土的狀態(tài)。解：IpWl Wp 48 25.4 22.617;為粘土I L W Wp36.4 25.4 0.487;為可塑態(tài)Ip22.6習(xí)題二一、填空1. 某點(diǎn)在地下水位以下，當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r(shí)該點(diǎn)自重應(yīng)力將增力;地下水位上升時(shí)該點(diǎn)自重應(yīng)力將減小。四、計(jì)算1某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如下頁(yè)圖所示，在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高處作用有偏心荷載680KN，偏心距1.31m，基礎(chǔ)埋深為2m，底面尺寸為4m X2m。試求基底平均壓力 P和邊緣最大壓力

3、Pmax,并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。1.3 5 !設(shè)計(jì)地面V設(shè)計(jì)地而r解：p2(F3ab680、320 125KPa680 1.31680 20 2 帛220000.89基斜底面3(2 0.89) 2300.5KPa習(xí)題二、填空1總應(yīng)力不變的情況下，孔隙水壓力等于總應(yīng)力與有效應(yīng)力之差。2. 地基的壓縮變形是附加應(yīng)力引起的；地下水位永久性下降，也能引起建筑物的沉_降。3室內(nèi)壓縮試驗(yàn)時(shí),土樣是在完全側(cè)限情況下受壓 ，通過(guò)試驗(yàn)可測(cè)得壓縮系數(shù)、 壓縮 模量和變形模量壓縮性指標(biāo)。4.實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定原狀土的壓縮性的方法是做壓縮實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將取土環(huán)刀內(nèi)的原狀土樣放置在一個(gè)厚壁鋼圈做成的容器中，上下面

4、加透水石便土樣中水的排出然后通過(guò)加荷板向試樣施加壓力，使土樣壓縮。有時(shí)稱這種壓縮實(shí)驗(yàn)為側(cè)向壓縮實(shí)驗(yàn)。5計(jì)算基礎(chǔ)沉降時(shí)是以基底中丿心點(diǎn)以下土中附加應(yīng)力為代表值6在分層總和法中,地基壓縮層厚度的下限取地基的附加應(yīng)力等于或小于自重應(yīng)力的20% (軟土為10%土層處。7工業(yè)與民用建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范所推薦的地基最終沉降量值的計(jì)算方法是 一種簡(jiǎn)化的分層總和法.n&按規(guī)范法計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降時(shí)，其壓縮層厚度Zn應(yīng)滿足 Sn 0.025s.i 19地基的沉降是由附加應(yīng)力引起的.10.固結(jié)度是指土層中孔隙水壓力向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)移的過(guò)程。四、計(jì)算21一塊飽和粘性土樣的原始高度為20mm，試樣面積為3 xi03mm

5、,在固結(jié)儀中做壓縮試驗(yàn)。土樣與環(huán)刀的總重為175.6 X10-2N,環(huán)刀重58.6 X10-2N。當(dāng)壓力Pi=100kPa增加到P=200kPa時(shí)，土樣變形穩(wěn)定后的高度相應(yīng)地由19.31mm減小為18.76mm。試驗(yàn)結(jié)束后烘干土樣，稱得干土重為94.8X10-2N。試計(jì)算及回答：(1 )與P1及P2相對(duì)應(yīng)的孔隙比 e1及e2;(2) 該土的壓縮系數(shù) a1-2;(3) 評(píng)價(jià)該土高、中還是低壓縮性。解：mwVW9.822 2 10 2322.65 cm 3;Vs 60 22.65 37.35cm39.8 1022.65eo37.35 0-606;eieoH；(1。)0.551;同理 e20.507

6、12- e?P2 - Pl0.44 MPa 1；屬于中等壓縮性土2. 某工程矩形基礎(chǔ)長(zhǎng) 3.6m、寬2.0m ,埋深d=1.0m 。上部結(jié)構(gòu)物的荷載 F=900KN。 地基土為均質(zhì)的粉質(zhì)粘土，丫 =16KN/m3 ,e 1=1.0, a=0.4MPa-1 。試用規(guī)范 GBJ-89提出 的方法計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)的最終沉降量。解:1、求基底壓力和基底附加壓力900 20 3.6 2 145KPa3.6 2.0P。14516 1 129KPa2、確定沉降計(jì)算深度3、沉降計(jì)算求EsZn b(2.50.4ln b) 2(2.5 0.5ln 2)4.5m0.1229 (使用角點(diǎn)法，注意分塊，查表求得)1110

7、.4zP0s Zn的校核Sn0.12294 1294.51.2/57.074、確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)屮4 12950.0214 557.07 mm5(4.5 0.1229 4.2 0.1289)1.2mm0.0251.2SSi 1.2 57.0768.48mm：屮s值的確定 Es基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算習(xí)題四三計(jì)算1已知地基中某點(diǎn)受到大主應(yīng)力b 1=500KPa，小主應(yīng)力 o3=180KPa，其內(nèi)磨擦角為36。，求(1) 該點(diǎn)的最大剪應(yīng)力是多少 ？最大剪應(yīng)力面上的法向應(yīng)力為多少？(2) 此點(diǎn)是否已達(dá)到極限平衡狀態(tài)？為什么？(3)如果此點(diǎn)未達(dá)到極限平衡，令大主應(yīng)力不變，而改變小主應(yīng)力，使該點(diǎn)達(dá)到極限平 衡

8、狀態(tài)，這時(shí)小主應(yīng)力應(yīng)為多少？1 1解： 2( 13)sinmax 邪 13)160KPa1 1 12（ 13）2（ 13）cos 2（ 13） 340KPa3f1tan5. 朗金土壓力理論是根據(jù)土的極限平衡條件得出的土壓力計(jì)算方法；庫(kù)侖土壓力理 論是從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計(jì)算理論6. 擋土墻設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括墻型選擇、穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算、墻身材料強(qiáng)度驗(yàn)算及構(gòu)造要求和措施 .7. 考慮墻背與土之間存在摩擦力時(shí)，計(jì)算將會(huì)使主動(dòng)土壓力減小被動(dòng)土壓力增增 增大.8. 在朗金土壓力理論中，當(dāng)提高墻后填土的質(zhì)量，使$、C增加時(shí)，將會(huì)使主動(dòng)土壓力 減小被動(dòng)土壓力增加.二、選擇填空 當(dāng)外界條件相

9、同時(shí)主動(dòng)土壓力 被動(dòng)土壓力；主動(dòng)土壓力_B 靜止土壓力被動(dòng)土壓力 A 靜止土壓力。A:大于；B:小于；C:等于；D:無(wú)法判斷 在墻型和墻后填土相同的情況下，如墻高增大為原來(lái)的兩倍，那么其主動(dòng)土壓力增大為原來(lái)的C_ 倍.A:倍B:二倍C:四倍D:無(wú)法判斷3. 砂土土坡的坡角最大最大只能C 內(nèi)摩擦角時(shí)，土坡才可以穩(wěn)定（處于極限平衡狀態(tài)）（45 -） 129.81KPa 180KPa；故不平衡習(xí)題五一、填空1影響擋土墻土壓力大小的最主要因素是擋土墻位移量和位移方 .2朗金土壓力理論的假設(shè)是墻為剛體、墻背豎直、光滑和填土面水平.3當(dāng)墻后填土處于主動(dòng)朗金狀態(tài)時(shí)，破裂面與水平面的夾角是面45/ 2當(dāng)處于被

10、動(dòng)朗金狀態(tài)時(shí)斜截面上的正應(yīng)力破裂面與水平面的角是45/24. 朗金的主動(dòng)土壓力系數(shù) Ka的表達(dá)式 tg 2（45/2被動(dòng)土壓力系數(shù) Kp的表達(dá)式2是tg （45./2）A:大于；B:小于；C等于；D:無(wú)法判斷4. 庫(kù)倫公式只適用無(wú)粘性土，在工程實(shí)際中，對(duì)干粘性土，常把粘聚力視為零而將A 增大.A: 土的內(nèi)摩擦角$B:填土面的坡度角BC：墻背傾斜角aD：填土高度答：P92P93。4簡(jiǎn)述擋土墻上的土壓力與擋土墻位移的關(guān)系 答：P90的圖5-2及必要的文字說(shuō)明。5什么是簡(jiǎn)單土坡？答：指土坡的頂面和底面都是水平面，并伸至無(wú)窮遠(yuǎn)，土坡由均質(zhì)土組成。四、計(jì)算1. 某擋土墻高5m，墻背垂直光滑，墻后填土面水

11、平，填土的粘聚力 C=11KPa,內(nèi)摩3擦角0 =22 ，重度Yl8kN/m ，試作出墻背主動(dòng)土壓力（強(qiáng)度）分布圖形和主動(dòng)土壓力的合力。解：KaPatg2 (452 )0.455z 2c Ka-26.1 52226.1 Kpa; z02ch z41.63KN/m;專1.81m1.06m2. 對(duì)上題的擋土墻，如取附圖所示的毛石砌體截面，砌體重度為22kN/m，擋土墻F方為堅(jiān)硬粘性土，摩擦系數(shù)卩=0.45。試對(duì)該擋土墻進(jìn)行抗滑動(dòng)和抗傾覆驗(yàn)算。0.56 2 IT1 - r解：G14.60.5G31.90.450.6KN /m;G216.72KN /m; f1.2 4.6 60.72 KN /mG 5

12、7.62KN /mMi Gi (1.9 0.25)83.49 KN mMG2 (1.460.72 KN mM 3 G31.9/215.88KN m;M i 160.19KN mKtEa5 1.8133.621.5; KsEa1.381.33.擋土墻高7m,墻背直立、光滑，墻后填土面水平，填土面上有均布荷載 q=20kPa ,填土情況見(jiàn)附圖。試計(jì)算主動(dòng)土壓力合力的大小和作用點(diǎn)及作出墻背主動(dòng)土壓力分布圖。q=20k?a* * *-7. OkPa石- cn1)i=lSkK/jifGi=12kFaY7rsai=19. SklT/rfc?=6. QkPa19. 46kPa40. OkF/(_cSOS丄g

13、I.Imrrwf:!-:-:L:F=:*-U- Bar a- a E - a- as- =BE - a- -B* 一iEi-Bii-亙莒=冷Elfiiilii -s- aB- - a- a 3 - = aa- 1 -= s- =L13TkFa215.64Wn3解： Kai tg2(45/2) tg2(4520/2)0.49;同理 Ka2 0.39Po200.49212 0.77KPaP1下(q)Ka12C：jKa119.46 KPaP2上(q)Ka22C-：Ka221.37KPaPa3(q2 )Ka2 2c. Ka235.72KPaZo730.794m;3zo 2.206m719.461Ea

14、2.206 19.462(21.3735.72)135.64KN /m2習(xí)題七一、填空1根據(jù)建筑物因樁基損壞所造成的后果的嚴(yán)重性將建筑樁基分為三個(gè)安全等級(jí).2柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)底板厚度是由柱短邊一側(cè)沖切破壞條件控制的3對(duì)軟弱下臥層進(jìn)行驗(yàn)算的公式中,fz為軟弱下臥頂面處經(jīng) 深度修正后的地基承載力4.地基規(guī)范 根據(jù)凍脹對(duì)建筑物的危害程度，將地基土的凍脹性分為不凍脹、弱凍脹、凍脹和強(qiáng)凍脹四類.二、選擇1 下列那一項(xiàng)屬于減輕非均勻沉降危害的措施中的建筑措施C_ .A:減輕墻體重力E:采用輕型結(jié)構(gòu)C:建筑體型力求簡(jiǎn)單D:增加建筑物的剛度和強(qiáng)度2用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí)，對(duì)于預(yù)制樁在砂土中入土

15、A 后，方可進(jìn)行試驗(yàn).A:7dB:15dC:25dD:10d3用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí)，對(duì)于飽和軟粘土入土C 后，方可進(jìn)行試A:7dB:15dC:25dD:10d4用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí)，對(duì)于粘性土般不得少于B _ ，方可進(jìn)A:7dB:15dC:25dD:10d5.當(dāng)設(shè)素混凝土墊層時(shí)，鋼筋保護(hù)層的厚度不應(yīng)小于A:30mmB:40mmC:50mmD:60mm6.擴(kuò)展基礎(chǔ)墊層厚度不應(yīng)小于A: 40mmB:50mmC:60mmD:70mm7.擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋直徑不應(yīng)小于A:10mmB:20mmC:30mmD:40mm8.三合土基礎(chǔ)是由石灰砂和骨料按A配成的.A:1:2:4B:1

16、:2:3C:1:2:2D:1:2:19.灰土基礎(chǔ)是由石灰和土料按A:1:2B:3:7C:4:6D:5:510.擴(kuò)展基礎(chǔ)中錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于A: 100mmB:200mmC:300mmD:400mm四、計(jì)算，基礎(chǔ)底寬b=1.5m，埋深d=1.6m ，地基土為粉1.某承受中心荷載的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)3土，重度丫=17.8kN/m，摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值$ k=22 e=1.1,C k=1.2kPa,試確定地基承載力設(shè)計(jì)值。解：查表7-9可得：M b0.61 : M d 3.44 : M c 6.04所以 fv M b b Md 0dM cCk121.5 KPa30=18.0kN/m ，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為2

17、.某中砂土的重度為丫形截面柱的基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載為F=1.05MN ,fk=280kPa，試設(shè)計(jì)一方基礎(chǔ)埋深為1.0m，試確定方形基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)。解：查表7-8可得：d 4.4f 2804.4 180.5319.6KPa;Ab 、A 1.87m取b 1.9mGd1.05 10323.505m319.620 13. 某磚墻厚240mm，墻底標(biāo)高-0.20m，該標(biāo)高 處軸心荷載設(shè)計(jì)值為 F=150kN/m。該處土層情況如附 圖所示，地下水位在淤泥質(zhì)土頂面處。建筑物對(duì)基礎(chǔ) 埋深沒(méi)特殊要求，且不必考慮土的凍脹問(wèn)題。試設(shè)計(jì) 該基礎(chǔ)，材料自選。提示：本題必須進(jìn)行軟弱下臥層 驗(yàn)算）。FfGd解：取

18、 f 1.1 fk 1.1 124136.4KPa1.33m 取 1.4m136.420 1.2習(xí)題八二、填空1通常，當(dāng) 軟弱土層很厚，樁端達(dá)不到良好地層時(shí)，樁基設(shè)計(jì)應(yīng)考慮 沉降問(wèn)題.2. 樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容有七項(xiàng) ，分別是:確定樁的類型、截面尺寸，初步選擇事出有因 臺(tái)底面的標(biāo)高 、確定單樁承載力 、估算樁數(shù)并確定其在平面上的布置、樁基礎(chǔ)受力計(jì)算、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 承臺(tái)設(shè)計(jì)、繪制樁基礎(chǔ)施工詳圖 _.3根據(jù)建筑物因樁基損壞所造成的后果的嚴(yán)重性將建筑樁基分為三個(gè)安全等級(jí).4建筑樁基的極限狀態(tài)分為兩類，分別是承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài).5樁基按承載性狀分類，可以分為兩大類型，分別是磨擦型和端承型

19、類型。6.按設(shè)置效應(yīng)可將樁分為三大類，分別是非擠土樁、小量擠土樁和擠土樁.7樁頂受荷后產(chǎn)生的位移是由樁身彈性壓縮和樁底土層壓縮之和構(gòu)成的8.單樁承載力主要取決于地基土對(duì)樁的支承力和樁身的材料強(qiáng)度。三、選擇填空1用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí) 驗(yàn).A:7dB:15d2用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí)，對(duì)于飽和軟粘土入土 _C后，方可進(jìn)行試C:25dD:10d，對(duì)于粘性土一般不得少于 B_，后，方可進(jìn)A:7dB:15dC:25dD:10d3. 樁基承臺(tái)的寬度不應(yīng)小于_ _C_.D:600mmD:600mmD:60mmD:60mm1 .A:300mmB:400mmC:500mm4. 樁基承臺(tái)的厚度

20、不應(yīng)小于A .A:300mmB:400mmC:500mm5. 樁頂入承臺(tái)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于_C.A:30mmB:40mmC:50mm6. 樁基承臺(tái)底面的混凝土墊層厚度不應(yīng)小于 B_A:70mmB:40mmC:50mm四、簡(jiǎn)答1. 在什么情況下宜采用樁基礎(chǔ)方案答：P186。2. 在什么情況下樁基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算？答：（1 ）樁基的豎向承載力和水平承載力計(jì)算，某些條件下尚應(yīng)考慮樁、土、承臺(tái)相互作用產(chǎn)生的承載力群樁效應(yīng)；（2）樁端平面以下軟弱下臥層承載力驗(yàn)算；（3）樁基抗震承載力驗(yàn)算；（4）承臺(tái)及樁身承載力計(jì)算。3. 在什么情況下樁基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算？答：（1 ）樁端持力層為軟弱土的一、二級(jí)

21、建筑物以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層的一級(jí)建筑物的沉降驗(yàn)算，并宜考慮上部結(jié)構(gòu)與樁基的相互作用。（2）承受較大水平荷或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁基的水平變位驗(yàn)算。4. 在什么情況下應(yīng)考慮樁側(cè)的負(fù)摩阻力的作用？答：（1）樁穿越較厚松散填土、 自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土層進(jìn)入相對(duì)較硬土層時(shí)；（2）樁周存在軟弱土層，鄰近樁側(cè)地機(jī)承受局部較大原長(zhǎng)期荷載，或地面大面積 堆載時(shí)；（3）由于降低地下水位，使樁周土中有效應(yīng)務(wù)增大，并產(chǎn)生顯著壓縮沉降時(shí)。五、計(jì)算1. 某場(chǎng)區(qū)從天然地面起往下土層分布是：粉質(zhì)粘土，厚度h=3m ,含水量wi=30.7%,塑限 Wp=18%，液限wl=35% ;粉土，厚

22、度l2=6m，孔隙比e=0.9 ;中密的中砂。試確 定各土層的預(yù)制樁樁周土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)制樁樁端土（中密的中砂）承載力標(biāo)準(zhǔn)值（按樁入土深度10m考慮）。解：IpWLWP35%18%0.17WP0.3070.180.75; qsik 50 KPa 0.840 KPa;0.17粉土： 0.2查表100.08修正系數(shù)為 0.8 0.080.88平均埴為0.84qsikJ542KPa修正后 qsik 42 0.8435.28KPa中砂查表取中間值:qsik64 KPa中砂端阻為：qpk5300KPa2土層情況同上題,現(xiàn)采用截面邊長(zhǎng)為 350 X350的預(yù)制樁，承臺(tái)底面在天然地面以下1.0m，樁端進(jìn)入

23、中密中砂的深度為1.0m，試確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值。解: Quk Upq sik l i q pk4 0.25 (40 2 6 35.281 64)0.35R亞1147.2253001147.2KN695.27KPasp 1.65（查書上表格得）3.根據(jù)在圖給出的資料，求A,B,C,D四根樁受的力是多大?Xi24解:(1.62 0.62) 11.681.2 G0 3(1.05 )AM yX i max1.2 20 12 3.8 3328.32KN3000 328.32480 1.611.68481.79 KN350.29 13000 328.32480 0.6F GM yX i maxnC11.

24、6844.7 KN391.38 1習(xí)題一二、填空-11軟土的壓縮系數(shù) ai-2 一般在0.52.0 MPa之間？2軟土具有的工程特性是:含水量高，孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、滲透性差、 具有明顯結(jié)構(gòu)性和流變性。3. 在處理軟弱土地基時(shí)，機(jī)械碾壓法適用于大面積填土和雜填土的土質(zhì)4. 在處理軟弱土地基時(shí)，振動(dòng)壓實(shí)法適用于雜填土、濕陷性黃土、爐渣、松散砂土與 碎石土的土質(zhì)。5. 在處理軟弱土地基時(shí)，重錘夯實(shí)法適用于地下水位距地表0.8m以上的非飽和斷性 土的雜填土及濕陷性黃土的土質(zhì)。6. 在處理軟弱土地基時(shí)，換土墊層法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、膨脹土、 素填土、雜填土、季節(jié)性凍土及暗溝、暗塘等淺層處理的土質(zhì)。7. 在處理軟弱土地基時(shí)，重鍾夯實(shí)法的影響深度與錘重、錘底直徑、落距及土質(zhì)條件 因素有關(guān).8. 在處理軟弱土地基