土力學(xué)習(xí)題及答案--第九章

1、第9章 地基承載力 一、       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p1/4？5.     地基破壞型(形)式有哪幾種？各有何特點(diǎn)。6.  &#

2、160;  試述地基極限承載力一般公式的含義。 二、       填空題1.確定地基承載力的方法一般有          、          、          、       

3、0;  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：           、         

4、0;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。 三、       選擇題1.下面有關(guān)Pcr與P1/4的說法中，正確的是（  ）。  A. Pcr與基礎(chǔ)寬度b無關(guān)，P1/4與基礎(chǔ)寬度b有關(guān) 

5、B. Pcr與基礎(chǔ)寬度b有關(guān)，P1/4與基礎(chǔ)寬度b無關(guān)  C. Pcr與P1/4都與基礎(chǔ)寬度b有關(guān)  D. Pcr與P1/4都與基礎(chǔ)寬度b無關(guān)2.一條形基礎(chǔ)b=1.2m，d=2.0m，建在均質(zhì)的粘土地基上，粘土的=18KN/m3，=150，c=15KPa,則臨塑荷載Pcr和界線荷載P1/4分別為（   ）  A. 155.26KPa, 162.26KPa             B.162.26KPa, 155.26KPa&#

6、160; C. 155.26KPa, 148.61KPa             D.163.7KPa, 162.26Kpa3.設(shè)基礎(chǔ)底面寬度為b，則臨塑荷載Pcr是指基底下塑性變形區(qū)的深度zmax=（   ）的基底壓力。A.b/3                   B.>

7、; b/3C. b/4                  D.0，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（    ）。A.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

8、60;           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   &#

9、160;          D.軟土7.地基臨塑荷載（    ）。A.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（    ）。A.與基礎(chǔ)埋深無關(guān)        B.

10、與基礎(chǔ)寬度無關(guān)C.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（    ）。A.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

11、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)得到的一、  

12、;     判斷改錯題1.     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Pcr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(qiáng)度，故地

13、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(qiáng)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

14、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。 二、       計算題1.一條形基礎(chǔ)，寬度b=m，埋置深度d=m，建于均質(zhì)粘土地基上，粘土的=1.KN/m3，=，c=KPa，試求：（）臨塑荷載Pcr和P1/4（）按太沙基公式計算Pu（）若地下水位在基礎(chǔ)底面處（=KN/m3），Pcr和P1/4又各是多少？2. 一條形基礎(chǔ)，款1.

15、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10kpa，內(nèi)摩擦角13°。求該基礎(chǔ)的臨塑荷載，臨界荷載和。若地下水上升到基礎(chǔ)底面，假定土的抗剪強(qiáng)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°。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？   

16、 (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。

17、(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、       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：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

18、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(diǎn)。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(qiáng)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

19、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Zmax=0時所對應(yīng)的基底壓力為臨塑荷載，用Pcr表示。式中：d-基礎(chǔ)的埋置深度，m；     0-地基以上土的加權(quán)平均重度，KN/m3；      C地基土的粘聚力，KPa；     地基土的內(nèi)摩擦

20、角，在三角函數(shù)符號后用度表示，單獨(dú)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Zmax=¼b，相應(yīng)的基底壓力用P¼表示，稱為地基的臨界荷載。     式中：地基土的重度，地下水以下用有效重度，KN/m3其他各符號同Pcr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)

21、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）沖剪破壞：基礎(chǔ)下軟弱土發(fā)生垂直剪切破壞，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： pu=qNq+cN

22、c+bN ?？梢?，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。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) N、Nq 和 Nc 隨值的增加變化較大，特別是 N值。當(dāng)=0 時，

23、N=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值增加較快，這時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。 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

24、、沖切剪切破壞4.     地基容許承載力 二、       選擇題1.A  2.A  3.D  4.C  5.C  6.D  7.B  8.D  9.D  10.C  11.C  12.C 三、       判斷改錯題1. ，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

25、力是兩個不同的概念。4. ，不僅不危險，反而偏于保守。5. ，土體的破壞通常都是剪切破壞。6. ，地基承載力特征值與地基承載力的關(guān)系是，為安全系數(shù)，其值大于1。7. 8. ，改“光滑”為“粗糙”。9. 10. 11. 12. 13.  四、       計算題1. 解：（1）求Pcr及P¼                     

26、;       =148.3KPa                              =201.7KPa （2）按太沙基公式計算Pu     由=15查教材P249表9-9可得：   

27、;       Nc=10.98,Nq=3.94,N=2.65    故  （3）若地下水位在基礎(chǔ)底面處（´=8.7KN/m3），Pcr和P¼的計算：                            &#

28、160;                                                 &#

29、160;                                              =148.3KPa    &#

30、160;                     =176.4KPa2. 解：                             Kp

31、a                                                    &#

32、160;                                                 當(dāng)?shù)叵滤簧仙交A(chǔ)底面時，持力層土的孔隙比

33、和浮重度比分別為：                                                   

34、           臨塑荷載和臨界荷載為：                                                       =86.93. 解：(1) 由查表8-1，得代入式得：