《土力學(xué)》第九章習(xí)題集與詳細(xì)解答

1、土力學(xué)第九章習(xí)題集及詳細(xì)解答第9章地基承載力一、填空題1 .原位試驗法、理論公式法、規(guī)范表格法、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗法2 .太沙基、漢森、魏西克、斯凱普頓(答對任意兩個都行，英文人名也對)3 .整體剪切破壞、局部剪切破壞、沖切剪切破壞4 .地基容許承載力1 .確定地基承載力的方法一般有、等。2 .地基極限承載力的公式很多，一般講有和公式等。(給出任意兩個)3 . 一般來講，淺基礎(chǔ)的地基破壞模式有三種：、和。4 .是指地基穩(wěn)定具有足夠安全度的承載力，它相當(dāng)于地基極限承載力除以一個安全系數(shù)k,且要驗算地基變形不超過允許變形值。二、選擇題1 .下面有關(guān)Rr與R/4的說法中，正確的是()oA. Per與基礎(chǔ)寬度b

2、無關(guān)，R/4與基礎(chǔ)寬度b有關(guān)B. Pa與基礎(chǔ)寬度b有關(guān)，Pm與基礎(chǔ)寬度b無關(guān)C. Per與P/4都與基礎(chǔ)寬度b有關(guān)D. Per與P，4都與基礎(chǔ)寬度b無關(guān)32 .一條形基礎(chǔ)b=1.2m, d=2.0m,建在均質(zhì)的粘土地基上，粘土的Y=18KN/m, © =150, c=15KPa,則臨塑荷載Rr和界線荷載P“分別為()A. 155.26KPa,162.26KPaB.162.26KPa,155.26KPaC.155.26KPa,148.61 KPaD.163.7KPa,162.26Kpa3 .設(shè)基礎(chǔ)底面寬度為b,則臨塑荷載Rr是指基底下塑性變形區(qū)的深度Zma“ ()的基底壓力。A.b/3

3、B.>b/3O.b/4D.O,但塑性區(qū)即將出現(xiàn)4 .淺基礎(chǔ)的地基極限承載力是指()oA.地基中將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)塑性區(qū)時的荷載B.地基中的塑性區(qū)發(fā)展到一定范圍時的荷載C.使地基土體達(dá)到整體剪切破壞時的荷載D.使地基土中局部土體處于極限平衡狀態(tài)時的荷載5 .對于()，較易發(fā)生整體剪切破壞。A.高壓縮性土 B.中壓縮性土C.低壓縮性土 D.軟土6 .對于(),較易發(fā)生沖切剪切破壞。A.低壓縮性土 B.中壓縮性土C.密實砂土 D.軟土7 .地基臨塑荷載()oA.與基礎(chǔ)埋深無關(guān)B.與基礎(chǔ)寬度無關(guān)C.與地下水位無關(guān)D.與地基土軟硬無關(guān)8 .地基臨界荷載()oA.與基礎(chǔ)埋深無關(guān)B.與基礎(chǔ)寬度無關(guān)C.

4、與地下水位無關(guān)D.與地基水排水條件有關(guān)9 .在黏性土地基上有一條形剛性基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬度為b在上部荷載作用下，基底持力層內(nèi)最先出現(xiàn)塑性區(qū)的位置在()OA.條形基礎(chǔ)中心線下B.離中心線b/3處C.離中心線b/4處D.條形基礎(chǔ)邊緣處10 .黏性土地基上，有兩個寬度不同埋深相同的條形基礎(chǔ)，問哪個基礎(chǔ)的臨塑荷載大？()A.寬度大的臨塑荷載大B.寬度小的臨塑荷載大C.兩個基礎(chǔ)的臨塑荷載一樣大11 .在© =0的黏土地基上，有兩個埋深相同、寬度不同的條形基礎(chǔ)，問哪個基礎(chǔ)的極限荷載 大？()A.寬度達(dá)的極限荷載大B.寬度小的臨塑荷載大C.兩個基礎(chǔ)的臨塑荷載一樣大12 .地基的承載力公式是根據(jù)下列何種假

5、設(shè)推導(dǎo)得到的？()A.根據(jù)塑性區(qū)發(fā)展的大小得到的B.根據(jù)建筑物的變形要求推導(dǎo)得到的C.根據(jù)地基中滑動面的形狀推導(dǎo)得到的三、判斷改錯題1. INCLUDEPICTURE".c n/in clude/htmleditor/uploadfile/2010 0329201516001.gif"*MERGEFORMATINET|,有三種，再加上局部剪切破壞。2.,不能提高臨塑荷載。3.，臨塑荷載和極限承載力是兩個不同的概念。1.1, 僅不危險，反而偏于保守。5. , 土體的破壞通常都是剪切破壞。，地基承載力特征值與地基1o6.承載力的關(guān)系是，為安

6、全系數(shù)，其值大于7. V1.1, “光滑”為“粗糙”。9. V10. V11. V12. V13. V1 .地基破壞模式主要有整體剪切破壞和沖切剪切破壞兩種。2 .對均勻地基來說，增加淺基礎(chǔ)的底面寬度，可以提高地基的臨塑荷載和極限承載力。3 .地基臨塑荷載可以作為極限承載力使用。4 .地基的臨塑荷載Per作為地基承載力特征值，對于大多數(shù)地基來說，將是十分危險的。5 .由于土體幾乎沒有抗拉強度，故地基土的破壞模式除剪切破壞外，還有受拉破壞。6 .地基承載力特征值在數(shù)值上與地基極限承載力相差不大。7 .塑性區(qū)是指地基中已發(fā)生剪切破壞的區(qū)域。隨著荷載的增加，塑性區(qū)會逐漸發(fā)展擴(kuò)大。8 .太沙基極限承載

7、力公式適用于均勻地基上基底光滑的淺基礎(chǔ)。9 . 一般壓縮性小的地基土，若發(fā)生失穩(wěn)，多為整體剪切破壞模式。10 .地基土的強度破壞是剪切破壞，而不是受壓破壞。11 .地基的臨塑荷載大小與條形基礎(chǔ)的埋深有關(guān)，而與基礎(chǔ)寬度無關(guān)，因此只改變基礎(chǔ)寬度 不能改變地基 的臨塑荷載。12 .局部剪切破壞的特征是，隨著荷載的增加，基礎(chǔ)下的塑性區(qū)僅僅發(fā)生到某一范圍。13 .太沙基承載力公式適用于地基土是整體或局部剪切破壞的情況。四、簡答題1 .地基破壞模式有幾種？發(fā)生整體剪切破壞時P-S曲線的特征如何？2 .何為地基塑性變形區(qū)？3 .何為地基極限承載力（或稱地基極限荷載）？4 .何為臨塑荷載、臨界荷載Pi/4?5

8、 .地基破壞型（形）式有哪幾種？各有何特點。6 .試述地基極限承載力一般公式的含義。五、計算題1 . 一條形基礎(chǔ)，寬度b=10m埋置深度d=2m建于均質(zhì)粘土地基上，粘土的 Y=16.5 KN/m、©=15, c= 15 KPa 試求：（1）臨塑荷載Pr和R/4(2)按太沙基公式計算pu3(3)若地下水位在基礎(chǔ)底面處(丫 / =8.7KN/m, P和P”又各是多少？2 .一條形基礎(chǔ)，款1.5m,埋深1.0m。地基土層分布為：第一層素填土，厚0.8m,密度，含水量35%第 二層黏性土，厚6m,密度，含水量38% 土粒相對密度2.72, 土的黏聚力10k pa,內(nèi)摩擦角13。求該基 礎(chǔ)的臨

9、塑荷載，臨界荷載和。若地下水上升到基礎(chǔ)底面，假定土的抗剪強度指標(biāo)不變，其，相應(yīng)為多少？3 .某條形基礎(chǔ)寬1.5m,埋深1.2m,地基為黏性土，密度18.4,飽和密度1.88, 土的黏聚力8,內(nèi)摩擦角 15° o試按太沙基理論計算：(1)整體剪切破壞時地基極限承載力為多少？取安全系數(shù)為2.5,地基容許承載力為多少？(2)分別加大基礎(chǔ)埋深至1.6、2.0m,承載力有何變化？(3)若分別加大基礎(chǔ)寬度至1.8、2.1m,承載力有何變化？(4)若地基土的內(nèi)摩擦角為20° ,黏聚力為12Kpa,承載力有何變化？(5)比較以上計算成果，可得出那些規(guī)律？4 .試推導(dǎo)：對于中心荷載作用下無埋

10、深的條形基礎(chǔ)，當(dāng)土的內(nèi)摩擦角為 0°時，其地基極限承載力。5 .某方形基礎(chǔ)邊長為2.25m,埋深為1.5m。地基土為砂土，。試按太沙基公式求下列兩種情況下的地基極限承載力。假定砂土的重度為18。(1)地下水位與基底平齊；(2)地下水位與地面平齊。第9章參考答案一、填空題1 .原位試驗法、理論公式法、規(guī)范表格法、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗法2 .太沙基、漢森、魏西克、斯凱普頓(答對任意兩個都行，英文人名也對)3 .整體剪切破壞、局部剪切破壞、沖切剪切破壞4 .地基容許承載力二、選擇題1.A2.A3.D4.C5.C6.D7.B8.D9.D10.C11.C12.C三、判斷改錯題1.,有三種，再加上局部剪切破

11、壞。2.,不能提高臨塑荷載。3.，臨塑荷載和極限承載力是兩個不同的概念。4.,不僅不危險，反而偏于保守。6.5. , 土體的破壞通常都是剪切破壞。，地基承載力特征值與地基1o承載力的關(guān)系是，為安全系數(shù)，其值大于7. V1.1, “光滑”為“粗糙”。9. V10. V11. V12. V13. V四、簡答題1 .答在荷載作用下地基因承載力不足引起的破壞，一般都由地基土的剪切破壞引起。試驗表明， 淺基礎(chǔ)的地基破壞模式有三種：整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖切剪切破壞。地基整體剪切破壞的主要特征是能夠形成延伸至地面的連續(xù)滑動面。在形成連續(xù)滑動面的過程中，隨著 荷載（或基底壓力）的增加將出現(xiàn)三個變形階段

12、：即彈性變形階段、彈塑性變形階段以及破壞（或塑性 流動）階段。即地基在荷載作用下產(chǎn)生近似線彈性（p-s曲線首段呈線性）變形；當(dāng)荷載達(dá)到一定數(shù)值時，剪切破壞區(qū)（或稱塑性變形區(qū)）逐漸擴(kuò)大，p-s曲線由線性開始彎曲；當(dāng)剪切破壞區(qū)連成一片形成連續(xù)滑動面時，地基基礎(chǔ)失去了繼續(xù)承載能力，這時 p -S曲線具有明顯的轉(zhuǎn)折點。2 .答地基土中應(yīng)力狀態(tài)在剪切階段，又稱塑性變性階段。在這一階段，從基礎(chǔ)兩側(cè)底邊緣開始，局部區(qū)域土中剪應(yīng)力等于該處土的抗剪強度，土體處于塑性極限平衡狀態(tài)，宏觀上 P-S曲線 呈現(xiàn)非線性的變化，這個區(qū)域就稱為塑性變形區(qū)。隨著荷載增大，基礎(chǔ)下土的塑性變形區(qū)擴(kuò)大，但塑性 變形區(qū)并未在基礎(chǔ)中連成

13、一片。3 .答地基極限承載力是指地基剪切破壞發(fā)展即將失穩(wěn)時所能承受的極限荷載，亦稱地基極限荷 載。它相當(dāng)于地基土中應(yīng)力狀態(tài)從剪切破壞階段過渡到隆起階段時的界限荷載?；蛘哒f是指地基中將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)完全破壞時，地基所能承受的極限基底壓力（或地基從彈塑性變形階段轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐碾A段的臨界壓力），以Pu表示。4 .答地基中即將出現(xiàn)塑性區(qū)但還未出現(xiàn)塑性區(qū)時所對應(yīng)的基底壓力，即相應(yīng)于塑性區(qū)的最大開展深度劣a邙寸 所對應(yīng)的基底壓力為臨塑荷載，用Per表示。式中：d-基礎(chǔ)的埋置深度，mY。-地基以上土的加權(quán)平均重度，KN/m3C地基土的粘聚力，KPa© 地基土的內(nèi)摩擦角，在三角函數(shù)符號后用度表示，

14、單獨出現(xiàn)時以弧度表示。對于軸心荷載作用下的地基，可取塑性區(qū)最大開展深度Zmax等于基礎(chǔ)寬度的四分之一，即Zm= ?b,相應(yīng)的基底壓力用R表示，稱為地基的臨界荷載。式中：Y 地基土的重度，地下水以下用有效重度，3KN/m其他各符號同Rr表達(dá)式。5.答根據(jù)地基剪切破壞的特征，可將地基破壞分為整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪破壞三種 模式。（1）整體剪切破壞：基底壓力p超過臨塑荷載后，隨荷載的增加，剪切破壞區(qū)不斷擴(kuò)大，最后在地基 中形成連續(xù)的滑動面，基礎(chǔ)急劇下沉并可能向一側(cè)傾斜，基礎(chǔ)四周的地面明顯降 起。密實的砂土和硬粘 土較可能發(fā)生這種破壞形式。（2）局部剪切破壞：隨著荷載的增加，塑性區(qū)只發(fā)展到地

15、基內(nèi)某一范圍，滑動面不延伸到 地面而是終止 在地基內(nèi)某一深度處，基礎(chǔ)周圍地面稍有隆起，地基會發(fā)生較大變形，但房屋一般不會倒坍，中等密實 砂土，松砂和軟粘土都可能發(fā)生這種破壞形式。（3）沖男破壞：基礎(chǔ)下軟弱土發(fā)生垂直男切破壞，使基礎(chǔ)連續(xù)下沉。破壞時地基中無明顯滑動面，基礎(chǔ) 四周地面無隆起而是下陷，基礎(chǔ)無明顯傾斜，但發(fā)生較大沉降，對于壓縮性較大的松砂和軟土地基可能 發(fā)生這種破壞形式。6.答對于平面問題，若不考慮基礎(chǔ)形狀和荷載的作用方式，則地基極限承載力的一般計算公式為：R=qN+cZ + Y bNYo可見，地基極限承載力由三部分土體抗力組成：（1）滑裂土體自重所產(chǎn)生的摩擦抗力；（2）基礎(chǔ)兩側(cè)均布荷

16、載q所產(chǎn)生的抗力；（3）滑裂面上粘聚力c所產(chǎn)生的抗力。Y和內(nèi)摩擦角©以外，還決定于滑裂土體的體積。故而極限承載力隨基礎(chǔ)寬度B的增加而線性增加。第二、第三種抗上述三部分抗力中，第一種抗力的大小，除了決定于土的重度力的大小，首先決定于超載q和土的粘聚力c,其次決定于滑裂面的形狀和長度。由于滑裂 面的尺度大 體上與基礎(chǔ)寬度按相同的比例增加，因此，由粘聚力c所引起的極限承載力，不受基礎(chǔ)寬度的影響。另外還需要指出：（1）Ny、N和Nc隨©值的增加變化較大，特別是Ny值。當(dāng)© =0時，Ny=0,這時可不計土 體自重對承載力的貢獻(xiàn)。隨著©值的增加，N丫值增加較快，這時

17、土體自 重對承載力的貢獻(xiàn)增加。（2）對于無粘性土（c=0）,基礎(chǔ)的埋深對承載力起著重要作用。這時，基礎(chǔ)埋深 太淺，地基承載力會顯著下降。五、計算題1 .解：（1 ）求 Pr 及=201.7KPa(2)按太沙基公式計算由© =15查教材P249表9-9可得：Nc=10.98,Nq=3.94,N y=2.65故3),P和P的計算:(3)若地下水位在基礎(chǔ)底面處(Y，=8.7KN/m=148.3KPa=176.4KPa2 .解：Kpa當(dāng)?shù)叵滤簧仙交A(chǔ)底面時，持力層土的孔隙比和浮重度比分別為:臨塑荷載和臨界荷載為:=86.93 ,解:(2)基礎(chǔ)埋深為1.6m時:基礎(chǔ)埋深為2.0m時：(3)基礎(chǔ)寬度為1.8m時：基礎(chǔ)寬度為2.1m時：(4)內(nèi)摩擦角為20&