土力知識(shí)材料學(xué)習(xí)題集及其答案解析-第四章

1、算起。三選擇題1. 建筑物基礎(chǔ)作用于地基表面的壓力，稱為()。(A)基底壓力；(B)基底附加壓力；(C)基底凈反力；(D)附加應(yīng)力2. 在隔水層中計(jì)算土的自重應(yīng)力Oc時(shí)，存在如下關(guān)系()。q=靜水壓力q=總應(yīng)力，且靜水壓力為零q=總應(yīng)力，但靜水壓力大于零(A)(B)(C)Q2第4章土中應(yīng)力一簡(jiǎn)答題1何謂土中應(yīng)力？它有哪些分類和用途？2. 怎樣簡(jiǎn)化土中應(yīng)力計(jì)算模型？在工程中應(yīng)注意哪些問題？3. 地下水位的升降對(duì)土中自重應(yīng)力有何影響？在工程實(shí)踐中，有哪些問題應(yīng)充分考慮其影 響？4. 基底壓力分布的影響因素有哪些？簡(jiǎn)化直線分布的假設(shè)條件是什么？5. 如何計(jì)算基底壓力 P和基底附加壓力 “0 ?兩者概

2、念有何不同？6土中附加應(yīng)力的產(chǎn)生原因有哪些？在工程實(shí)用中應(yīng)如何考慮？7.在工程中，如何考慮土中應(yīng)力分布規(guī)律？ 二填空題1. 土中應(yīng)力按成因可分為2. 土中應(yīng)力按土骨架和土中孔隙的分擔(dān)作用可分為O(D)q=總應(yīng)力一靜水壓力，且靜水壓力大于零3 .當(dāng)各土層中僅存在潛水而不存在毛細(xì)水和承壓水時(shí)，在潛水位以下的土中自重應(yīng)力為 ()。(A) 靜水壓力(B) 總應(yīng)力(C) 有效應(yīng)力，但不等于總應(yīng)力(D) 有效應(yīng)力，但等于總應(yīng)力4. 地下水位長(zhǎng)時(shí)間下降，會(huì)使(A) 地基中原水位以下的自重應(yīng)力增加(B) 地基中原水位以上的自重應(yīng)力增加(C) 地基土的抗剪強(qiáng)度減小(D) 土中孔隙水壓力增大5. 通過土粒承受和傳

3、遞的應(yīng)力稱為(/ =18kN/m 3 4 5,其下為飽和重度 /sat=19 kN/m3經(jīng)計(jì)算地表以下2m處土的豎向自重應(yīng)力為(A)有效應(yīng)力;(B)總應(yīng)力;(C)附加應(yīng)力；_.(D)孔隙水壓力6. 某場(chǎng)地表層為4m厚的粉質(zhì)黏土，天然重度的很厚的黏土層，地下水位在地表下4m處，()o(D)38kPa(A)72kPa ；(B)36kPa ；(C)16kPa ；7.同上題，地表以下5m處土的豎向自重應(yīng)力為(A)91kPa ;(B)81kPa ;(C)72kPa ;(D)41kPa&某柱作用于基礎(chǔ)頂面的荷載為800kN，從室外地面算起的基礎(chǔ)深度為1.5m，室內(nèi)地面比室外地面高0.3m，基礎(chǔ)底面積為 4

4、m2,地基土的重度為17kN/m3，則基底壓力為(A)229.7kPa ;(B)230 kPa ;(C)233 kPa ;(D)236 kPa9. 由建筑物的荷載在地基內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力稱為()。(A)自重應(yīng)力；(B)附加應(yīng)力；(C)有效應(yīng)力；(D)附加壓力10. 已知地基中某點(diǎn)的豎向自重應(yīng)力為100 kPa,靜水壓力為20 kPa, 土的靜止側(cè)壓力系數(shù) 為0.25，則該點(diǎn)的側(cè)向自重應(yīng)力為()。)。)。(A)60 kPa ;(B)50 kPa ;(C)30 kPa ;(D)25 kPa11. 由于建筑物的建造而在基礎(chǔ)底面處產(chǎn)生的壓力增量稱為()。(A)基底壓力;(B)基底反力；(C)基底附加應(yīng)力;(

5、D)基底凈反力12計(jì)算基礎(chǔ)及上回填土的總重量時(shí)，其平均重度一般取()。(A)17 kN/m3 ;(B)18 kN/m3 ；(C)20 kN/m3 ;(D)22 kN/m313.在單向偏心荷載作用下，若基底反力呈梯形分布，則偏心距與矩形基礎(chǔ)長(zhǎng)度的關(guān)系為()。(A)X 於；(B) &/6；(C)心怡;(D)14設(shè)b為基礎(chǔ)底面寬度，則條形基礎(chǔ)的地基主要受力層深度為(A)3b ；(B)4b ；(C)5b；15設(shè)b為基礎(chǔ)底面寬度，則方形基礎(chǔ)的地基主要受力層深度為(A)1.5b;(B)2bE i/6)。(D)6b)。(D)3b ；16.已知兩矩形基礎(chǔ)，一寬為2m,長(zhǎng)為4m,另一寬為力相等，則兩基礎(chǔ)角點(diǎn)下附

6、加應(yīng)力之間的關(guān)系是(A) 兩基礎(chǔ)基底下z深度處應(yīng)力豎向應(yīng)力分布相同(B) 小尺寸基礎(chǔ)角點(diǎn)下z深度處應(yīng)力與大尺寸基礎(chǔ)角點(diǎn)下(C) 大尺寸基礎(chǔ)角殿下z深度處應(yīng)力與小尺寸基礎(chǔ)焦點(diǎn)下(C)2.5b4m長(zhǎng)為8m若兩基礎(chǔ)的基底附加壓 )。2z深度處應(yīng)力相等2z深度處應(yīng)力相等17當(dāng)?shù)叵滤煌蝗粡牡乇硐陆抵粱灼矫嫣?，?duì)基底附加應(yīng)力的影響是(A)沒有影響;(B)基底附加壓力增大;18當(dāng)?shù)鼗懈郊討?yīng)力曲線為矩形時(shí)，則地面荷載形式為(A)圓形均布荷載(B)(C)條形均布荷載(D)19計(jì)算土中自重應(yīng)力時(shí)，地下水位以下的土層應(yīng)采用(A)濕重度;(B)飽和重度 ;(C)浮重度;20.在基底附加壓力的計(jì)算公式Po=Py

7、md, d為()。(A) 基礎(chǔ)平均深度(B) 從室內(nèi)地面算起的深度(C) 從室外地面算起的深度(D) 從天然地面算起的埋深，對(duì)于新填土場(chǎng)地應(yīng)從老天然地面算起四、判斷改錯(cuò)題1.2.3.4.5.6.(C)基底附加壓力減小)。矩形均布荷載無窮均布荷載)。(D)天然重度在均質(zhì)地基中，豎向自重應(yīng)力隨深度線性增加，而側(cè)向自重應(yīng)力則呈非線性增加 由于土中自重應(yīng)力屬于有效應(yīng)力，因而與地下水位的升降無關(guān)若地表為一無限大的水平面，則土的重力在土中任一豎直面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力等于零 在基底附加壓力的計(jì)算公式中，對(duì)于新填土場(chǎng)地，基底處土的自重應(yīng)力應(yīng)從填土面算起 增大柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的埋深，可以減小基底的平均附加壓力 柱下獨(dú)立

8、基礎(chǔ)埋深的大小對(duì)基底附加應(yīng)力影響不大)。7. 由于土的自重應(yīng)力屬于有效應(yīng)力，因此在建筑物建造后，自重應(yīng)力仍會(huì)繼續(xù)使土體產(chǎn)生 變形& 土的靜止側(cè)壓力系數(shù) K0為土的側(cè)向與豎向自重應(yīng)力之比9. 在弱透水土層中，若地下水位短時(shí)間下降，則土的自重應(yīng)力不會(huì)明顯增大10. 基底附加壓力在數(shù)值上等于上部結(jié)構(gòu)荷載在基底所產(chǎn)生的壓力增量11. 豎向附加應(yīng)力的分布范圍相當(dāng)大，它不僅分布在荷載面積之下，而且還分布到荷載面積以外，這就是所謂的附加應(yīng)力集中現(xiàn)象1.5m, y=17KN/朋；第二層粉質(zhì)黏土厚五計(jì)算題1. 某建筑場(chǎng)地的地層分布均勻，第一層雜填土厚所示，在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高處作用有偏心荷載680KN,偏心距1.31

9、m,4mX2m。試求基底平均壓力 P和邊緣最大壓力幾K ,并繪出沿 （答案：Pwk=301K Pa）4m,y=19KN/朋，q=2.73,w =31%,地下水位在地面下 2m深處；第三層淤泥質(zhì)黏土厚 8m, y=18.2KN/怖，込=2.74,w=41%;第四層粉土厚 3m, 了 =19.2KN/然，込=2.72,w=27%;第五層 砂巖未鉆穿。試計(jì)算各層交界處的豎向自重應(yīng)力q，并繪出沿深度分布圖。（答案：第 四層底 =306.9KPa）基礎(chǔ)埋深為2m,底面尺寸為偏心方向的基底壓力分布圖。2. 某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖4-1圖4-13.某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4mX2.4m,設(shè)計(jì)地面下深埋為 1.2m（

10、高于天然地面0.2m）,設(shè)計(jì)地面以上的荷載為1200KN,基底標(biāo)高處原有土的加權(quán)平均重度為18KN/用。試求基底水平面1點(diǎn)及2點(diǎn)下各3.6m深度斷點(diǎn)及點(diǎn)處的地基附加應(yīng)力 q值（見圖4-2）。（答案：斷 點(diǎn)處 4 =28.3KPa）二-I ;.lbI=一 -.1I-I圖4-24. 某條形基礎(chǔ)的寬度為 2m,在梯形分布的條形荷載（基底附加應(yīng)力）下，邊緣（ Po）mxi = 200KPa,（P0）血=1OOKPa，試求基底寬度中點(diǎn)下和邊緣兩點(diǎn)下各3m及6m深度處值的 久 值。（答案：中點(diǎn)下 3m及6m處4分別為59.4及31.2KPa）（答案：中心點(diǎn)下 2m深值。5. 某路基的寬度為8m（頂）和16

11、m （底），高度H為2m （圖4-3）,填土重度丫為18KN/ , 試求路基底面中心點(diǎn)和邊緣點(diǎn)下深度位m處地基附加應(yīng)力 q處 =35.41KPa）flIIIlU-圖4-36. 按圖44中給出的資料，計(jì)算地基中各土層分界處的自重應(yīng)力。如地下水位因某種原 因驟然下降至 35.0高程，細(xì)砂層的重度為/ =18.2kN/m3,問此時(shí)地基中的自重應(yīng)力有何改變？*i, 11*11/ -1 IIIt1 HI- - 1 1i 111 iiIIIi - h -1 I-丨-也卜1 u ；rIl圖447. 某場(chǎng)地自上而下的土層分布為：雜填土，厚度 1m y =16kN/m3;粉質(zhì)黏土，厚度 5m, y=19kN/m

12、3, =10kN/m3,心=0.32;砂土。地下水位在地表以下 2m深處。試求地表下 4 m深處土的豎向和側(cè)向有效自重應(yīng)力，豎向和側(cè)向總應(yīng)力。& 某外墻下條形基礎(chǔ)底面寬度為 b=1.5m,基礎(chǔ)底面標(biāo)咼為-1.50m，室內(nèi)地面標(biāo)咼為 0.0 00,室外地面標(biāo)高為-0.60m ,墻體作用在基礎(chǔ)頂面的豎向荷載 F=230kN/m,試求基底壓力 P。9. 某場(chǎng)地地表 0.5m 為新填土， / =16kN/m 3，填土下為黏土，/ =18.5kN/m3, w=20 %,ds=2.71，地下水位在地表下 1m?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，已知基底面積 A=5m，埋深d=1.2m，上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的軸心荷載為F=

13、1000kN。試計(jì)算基底附加壓力P。10. 某柱下方形基礎(chǔ)邊長(zhǎng) 4m基底壓力為300kPa,基礎(chǔ)埋深為1.5，地基土重度為18kN/m3，試求基底中心點(diǎn)下 4m深處的豎向附加應(yīng)力。已知邊長(zhǎng)為2m的均布方形荷載角點(diǎn)和中心殿下4m深處的豎向附加應(yīng)力系數(shù)分別為0.084和0.108。11. 已知條形均布荷載 Fb=200kPa,荷載面寬度 b=2m試按均布矩形荷載下的附加應(yīng)力計(jì) 算公式計(jì)算條形荷載面中心殿下2m深處的豎向附加應(yīng)力。12. 有相鄰兩荷載面積 A和B，其尺寸，相應(yīng)位置及所受荷載如圖4 5所示。若考慮相 鄰荷載B的影響，試求 A荷載中心點(diǎn)以下深度 z=2m處的豎向附加應(yīng)力IhriI*圖4

14、513. 某地基地表至4.5m深度為砂土層，4.59.0m為黏土層，其下為不透水頁巖。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均孔隙比為0.52，平均飽和度為 37%，黏土的含水量為42%，砂土和黏土的相對(duì)密度均為2.65。試計(jì)算地表至黏土層底面范圍內(nèi)的豎向總應(yīng)力，有效應(yīng)力和孔隙水壓力，并繪制相應(yīng)的應(yīng)力分布圖。（?。簑=9.81 kN/m 3）14. 圖4 6中所示的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底面尺寸為5mx 2.5m，試根據(jù)圖中所給資料計(jì)算基底壓力p , p倔，卩血及基底中心點(diǎn)下2.7m深處的豎向附加應(yīng)力 4。卩 315. 已知一條形基礎(chǔ)底面尺寸為60mx 4m設(shè)基底壓力均勻分布，基底中心點(diǎn)下2m深度

15、處的豎向附加應(yīng)力為久，問基底角點(diǎn)下4m深度處豎向附加應(yīng)力為多少？16. 圖4 7所示為一座平面是 L形的建筑物的筏型基礎(chǔ)，試按角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力 的概念分析建筑物上各點(diǎn) AF中，哪一點(diǎn)的沉降最大？為什么？圖47第四章參考答案 一、簡(jiǎn)答題1.【答】般來說土中應(yīng)力是指土體在自重、建筑物荷載及其它因素的作用下均可產(chǎn)生土中應(yīng)力。自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。自重應(yīng)力是指土體在自身重力作用下產(chǎn)生的尚未完成的壓縮變形， 因而仍將產(chǎn)生土體或地基的變形。 附加應(yīng)力它是地基產(chǎn)生變形 的的主要原因，也是導(dǎo)致地基土的強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)的重要原因。土中應(yīng)力安土骨架和土中孔隙的分擔(dān)作

16、用可分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力兩種。土中有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。它是控制土的體積（變形）和強(qiáng)度兩者變化的土中應(yīng)力。 土中孔隙應(yīng)力是指土中水和土中氣所傳遞的應(yīng)力。2.【答】我們把天然土體簡(jiǎn)化為線性彈性體。即假設(shè)地基土是均勻、連續(xù)、各向同性的半無限空間彈性體而采用彈性理論來求解土中應(yīng)力。當(dāng)建筑物荷載應(yīng)力變化范圍比較大，如高層建筑倉(cāng)庫(kù)等筒體建筑就不能用割線代替曲線而 要考慮土體的非線性問題了。3.【答】地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效自重應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了 一個(gè)由于降水引起的應(yīng)力增量 “口！，它使土體的固結(jié)沉降加大，故引起地表大面積沉降。地下水位長(zhǎng)期上升（如筑壩蓄水）將減少

17、土中有效自重應(yīng)力。1、若地下水位上升至基礎(chǔ)底面以上，它對(duì)基礎(chǔ)形成浮力使地基土的承載力下降。地下水位上升，如遇到濕陷性黃土造成不良后果（塌陷） 地下水位上升，粘性土濕化抗剪強(qiáng)度降低。4.【答】基底壓力的大小和分布狀況與荷載的大小和分布、基礎(chǔ)的剛度、基礎(chǔ)的埋置深度以及 地基土的性質(zhì)等多種因素。假設(shè)條件：剛性基礎(chǔ)、基礎(chǔ)具有一定的埋深，依據(jù)彈性理論中的圣維南原理。5.【答】基地壓力P計(jì)算:pgA（中心荷載作用下）A y （偏心荷載作用下）基地壓力s計(jì)算:基地壓力P為接觸壓力。這里的“接觸”，是指基礎(chǔ)底面與地基土之間的接觸，這接 觸面上的壓力稱為基底壓力?；赘郊訅毫樽饔迷诨A(chǔ)底面的凈壓力。是基底壓力

18、與基底處建造前土中自重應(yīng) 力之差，是引起地基附加應(yīng)力和變形的主要原因。6.【答】由外荷載引起的發(fā)加壓力為主要原因。需要考慮實(shí)際引起的地基變形破壞、強(qiáng)度破壞、 穩(wěn)定性破壞。7.【答】由于附加應(yīng)力擴(kuò)散分布，他不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在荷載面積相當(dāng)大的 范圍之下。所以工程中:1、考慮相鄰建筑物時(shí)，新老建筑物要保持一定的凈距，其具體值依原有基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)而定，一般不宜小于該相鄰基礎(chǔ)底面咼差的1-2 倍;a.同樣道理，當(dāng)建筑物的基礎(chǔ)臨近邊坡即坡肩時(shí)，會(huì)使土坡的下滑力增加，要考慮和分析邊坡的穩(wěn)定性。要求基礎(chǔ)離開邊坡有一個(gè)最小的控制距離應(yīng)力和應(yīng)變時(shí)聯(lián)系在一起的，附加應(yīng)力大，地基變形也大；反之，地

19、基變形就小,甚至可以忽略不計(jì)。因此我們?cè)谟?jì)算地基最終沉降量時(shí)，“沉降計(jì)算深度二、填空題1.2.3.4.5.力比法確定。自重應(yīng)力、附加應(yīng)力 有效應(yīng)力、孔隙壓力 增加天然地面（老天然地面） 有效重度（浮重度）三、選擇題1 .A 2 .B 3 .C 4 .A 5 .A 6 .B 7 .B 8 .C 9 .B 10 .D 11 .C 12 .C 13. A 14. A 15 .A 16 .B 17 .A 18 .D 19 .C 20 .D 四、判斷改錯(cuò)題1. X,2. V3. V4. X,均呈線性增長(zhǎng)。應(yīng)從老天然地面算起。FPq = P= 20（af- 丫顯y從計(jì)算公式A可以看出，由于* 一般略小于滋

20、，故增大埋深d反而會(huì)使A5. X,略有增加。20時(shí)6. V7. X, 土的自重應(yīng)力引起的土體變形在建造房屋前已經(jīng)完成，只有新填土或地下水位下降 等才會(huì)引起變形。&X,應(yīng)為側(cè)向與豎向有效自重應(yīng)力之比。9. V，因?yàn)橛行?yīng)力的增長(zhǎng)在弱透水土層中需較長(zhǎng)的時(shí)間。10. X，還應(yīng)包括基礎(chǔ)及其上回填土的重量在基底所產(chǎn)生的壓力增量。11. X，改“集中”為“擴(kuò)散”。五、計(jì)算題1.解：第一層底：耳=Ml = 17x1.5 = 25,號(hào)Pa 幷込%-二竺竺空Lin藏第二層土：y八土= 2 73-1燦=9 2劇陽 1+日 1 + 0.882 q = 25J +郵;=255+19X 0% 35皿汕q = 35.0

21、+ 必;=35.5X 92 X 3.5 = 672 岀32/74x(1 + (141)x10，訟Q-I = 1.12 孑地下水位處:層底:第三層底:1918.2八 2.74-1 幻0 二 8 2則M1 + 1.123巧=6,72+ 人力3 二 6.7,2+82x3 = 132,8 出3第四層底:19.5XX10 二 9/7 汕%?1 + 0.771q =1328+小4 = 1?28+9.3 = 16L9 朋3第五層頂：6二1619+認(rèn)=161.9 +喚即+8+?）二306,9地（圖略）2.解：荷載因偏心而在基底引起的彎矩為：M = F*ej = 680x1.31 = 890.8kNm 基礎(chǔ)及回

22、填土自重：= 20x4x2x2二32（Wg二丄一二 *9二 0 891刖二一二 OG梆偏心距： f+G 680 + 32066因密A 6，說明基底與地基之間部分脫開，故應(yīng)從新分布計(jì)算Prn1 4 七=1-密=-0.891 = 109廉2 2P 二 2(F + G)二加辰3bfc廠如L = 150如2(圖略)門 F+G F+4 1200+20x2.4x4x12 “小P=二=14 冊(cè)(33.解：基底壓力： 蟲2.4x4基底附加壓力再二P人d = 149-18x1 = 131地旦12點(diǎn)M1：過1點(diǎn)將基底分成相等的兩塊，每塊尺寸為2.4用x2利故i2，r-T：杳表 4-5得皆叮08故有：6 = 2&島

23、= 2x0108x131 = 2802- = = 1.3 妨 22查表4-5得點(diǎn)：過2點(diǎn)做如下圖所示矩形，對(duì)矩形ac2d,占1-riM- = = 1.3查表4-5得41 = U143 ；對(duì)矩形bc21 S 2 龜= 129，故6 = 2鶴-亀)必=2 X (43 - 0.129) x 131 二 3JkPa4.解：圖表求解(查找相對(duì)應(yīng)的系數(shù)用表)Z(m)z/b均布荷載PD=1OOkPa三角形分布荷載P0 =100kPa總鉛直應(yīng)力q(kPa)x/b6( kPa)x/b% (kPa)中點(diǎn) 下31.500.39639.60.50.22059.66300.20820.80.50.10410.431.2荷載 取小 端31.50.50.33433.400.14514.547.9630.50.19819.800.0969.629.4荷載 最大 端31.50.50.33433.410.18518.551.9630.50.19819.810.10410.430.25.解：土壩最大自重應(yīng)力(&X = 18x2 = 36