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)習(xí)題一一、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)有浮密度、飽和密度和干密度。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

2、. 土的密度是質(zhì)量與單位體積之比。四、計(jì)算1.某粘土的含水量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：I=W-W=48-254=22617;為粘土pLp364-254226=0487;為可塑態(tài)W-WI=pLIP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)力將增加;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4mX2mo試

3、求基底平均壓力P和邊緣最大壓力PmaX并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。*8(JU*設(shè)計(jì)地而v1+£s(20解：p=680A680x1.31MeF+G680+20x2x4x2P2(F+G)2000300.5KPamax3ab3(2一0.89)x2習(xí)題三三、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

4、置在一個(gè)厚壁鋼圈做成的容器中，上下面加透水石，以便土樣中水的排出，然后通過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.8. 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)滿足島'<0.025AS'.nii=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)

5、移的過程。四、計(jì)算1. 一塊飽和粘性土樣的原始高度為20mm,試樣面積為3X103mm2，在固結(jié)儀中做壓縮試驗(yàn)。土樣與環(huán)刀的總重為175.6X10-2N,環(huán)刀重58.6X10-2N。當(dāng)壓力P1=100kPa增加到P2=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：*”m222x10-2:V=w=22.65cm3；V=602265=3735cm3W9898x10-3s=0.507

6、°0=裟=°606；3=°0-H(1+'0)=山；同理*20a12e-e12P2-P!=0.44MPa-i;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，Y=16KN/m3,e1=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F+G900+20x36x2.0x1.0P=145KPaA36x2.0P0=P-Yd=145-16x1=129KPa2、確定沉降計(jì)算深度Z=b(250.4lnb)=2(250.

7、5ln2)«4.5mn3、沉降計(jì)算求a=0.1229(使用角點(diǎn)法，注意分塊，查表求得)1+e1+1E=1=5sa0.4z4.5S=ap=0.1229x4x129x=57.07mm0E455z的校核AS'=4x129x(4.5x0.1229一4.2x0.1289)=1.2mmnn51.2/57.07=0.021<0.0254、確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)屮s：屮s值的確定E=1.2基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算S=屮YAS=1.2x57.07=68.48mmsi習(xí)題四三計(jì)算1.已知地基中某點(diǎn)受到大主應(yīng)力。=500KPa，小主應(yīng)力o3=180KPa，其內(nèi)磨擦角為36°,求(1) 該點(diǎn)的

8、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)到極限平衡狀態(tài),這時(shí)小主應(yīng)力應(yīng)為多少?11解：T=(aa)sinam=(aa)=160KPa213max213111b=_(q+ct)+(ct-a)cosa=-(a+ct)=340KPa213213213a=atan2(45一？)=12981KPa>180KPa;故不平衡3f12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向.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.

9、 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。+（P/2.當(dāng)處于被動(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tg2（45。-（P/2），被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp的表達(dá)式是/g2（45。+CP./2）5. 朗金土壓力理論是根據(jù)土的極限平衡條件得岀的土壓力計(jì)算方法：庫侖土壓力理論是從楔體的靜力平衡條件得岀的土壓力計(jì)算理論.6. 擋土墻設(shè)計(jì)的內(nèi)容包扌舌墻型選擇、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.&在朗金土壓力

10、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1. 當(dāng)外界條件相同時(shí)主動(dòng)土壓力B被動(dòng)土壓力:主動(dòng)土壓力B靜止土壓力:被動(dòng)土壓力丄靜止土壓力。A:大于：B:小于：C:等于：D:無法判斷2在墻型和墻后填土相同的情況下,如墻高增大為原來的兩倍，那么其主動(dòng)土壓力增大為原來的_C_倍.A:倍B:二倍C:四倍D:無法判斷3. 砂土土坡的坡角最大最大只能內(nèi)摩擦角時(shí)，土坡才可以穩(wěn)定（處于極限平衡狀態(tài)）A:大于；B:小于；C:等于；D:無法判斷4庫倫公式只適用無粘性土,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:

11、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，墻后填土面水平，填土的粘聚力C=llKPa,內(nèi)摩擦角©=22°，重度Y=18kN/m3，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：K=tg2（45?2）=0.455P=yz一2c、（K=261Kpa;z=2c=1.81ma'a0丫Ka1 h一zE=x261x52=41.63K

12、N/m;=1.06m2 32. 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，擋土墻下方為堅(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。1解：G=Yx4.6x0.5=506KN/m;G=一丫x1.2x46=60.72KN/m122G=Yx1.9x0.4=16.72KN/m;f=p乙G=57.62KN/m1.2M=Gx(1.9一0.25)=83.49KN-m;M=Gx(1.4一)=60.72KN-mM=Gx1.9/2=15.88KN-m;ZM=160.19KN-m33i刀Mfi=3.62>1.5;K=1.38>1.3sEa育kF且215.

13、0.794m19.46kPa圖。q=20kParsai=19.2kIT/jr3cs=6.ClkPa3.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)土壓力分布五二1弧附能4ji=20°!：!：!：:：:：:茂Id3訂40.OkPa解：K=tg2(45-9/2)=tg2(45-20/2)=049;同理K=0.39a1a2P=20x0.49一2x12x07=-7KPa0P=(q+yh)K-2ci亍=19.46KPa1下1ralalP=(q+yh)K2c=21.37KPa2上11a2a2P=(

14、q+Yh+Y，)K一2c、亍=3572KPaa3112a2、a27z0=7+19.46x3=0794m；3一r=2206mE=-x2.206x19.46+2(21.37+3572)=13564KN/ma2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

15、.A：減輕墻體重力B：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_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)于飽和軟粘土入土后,方可進(jìn)行試驗(yàn).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)于粘性土一般不得少于B后,方可進(jìn)行試驗(yàn).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B.A:30mmB:40mmC:50mmD:60mm6.擴(kuò)展基礎(chǔ)墊層厚度不應(yīng)小于_D.A:40mmB:50mmC:

16、60mmD:70mm7.擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋直徑不應(yīng)小于AA:10mmB:20mmC:30mmD:40mm&三合土基礎(chǔ)是由石灰砂和骨料按A配成的.A:1:2:4B:1:2:3C:1:2:2D:1:2:19. 灰土基礎(chǔ)是由石灰和土料按B配成的.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B.A:100mmB:200mmC:300mmD:400mm四、計(jì)算1. 某承受中心荷載的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底寬b=1.5m，埋深d=1.6m，地基土為粉土，重度Y=17.8kN/m3，摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值©=22°,e=l.l,C=1.2kPa,試確定

17、地基承載力設(shè)kk計(jì)值。解：查表7-9可得：M=0.61:M=3.44:M=6.04bdc所以f=Myb+M丫d+MC=1215KPavbd0ck2. 某中砂土的重度為Y=18.0kN/m3，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為f=280kPa,試設(shè)計(jì)一方0k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,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：n=4.4dF105X103f=280+44X18X0.5=3196KPa;A=-=一-=3.505加2fyd319620x1b=xA=187加取b=1.9mg士clao埋深沒特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。試設(shè)計(jì)3. 某磚墻厚240

18、mm，墻底標(biāo)咼-0.20m，該標(biāo)咼處軸心荷載設(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)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）。解:取f=11fk=11x124=136.4KPa136.420x12=1咖取工伽fE=124KPaEeL-2=8.QMPa1HQ1MDIH0981M01ndIHIHD1M01ndIHIM0IH0ImdID淤泥質(zhì)土：Esi-2=2.6MFa中觀中密習(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)

19、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)牛的位移是由一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),對(duì)于飽和軟粘土入土_C后，方可

20、進(jìn)行試驗(yàn).A:7dB:15dC:25dD:10d2用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí)，對(duì)于粘性土一般不得少于B后力可進(jìn)行試驗(yàn).A:7dB:15dC:25d3樁基承臺(tái)的寬度不應(yīng)小于C.A:300mmB:400mmC:500mm4.樁基承臺(tái)的厚度不應(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:50mmD:10dD:600mmD:600mmD:60mmA:70mmB:40mmC:50mmD:60mm16.樁基承臺(tái)底面的混凝土墊層厚度不應(yīng)小于B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

21、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)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

22、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l=3m,含水量W=30.7%,塑限W=18%，液限wl=35%；粉土，厚度12=6m，孔隙比e=0.9；中密的中砂。試確pL解：I=W-W=35%-18%=0.17pLPI=W_=0.307一0.18=0.75;q=50KPax0.8=40KPa;sik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）。0.17LIx7P-5=;x=008修正系

23、數(shù)為0.8+0.08=088平均埴為0.84粉土：0210-5查表q=42KPa修正后q=42x0.84=35.28KPasiksik中砂查表取中間值：qsik=64KPa中砂端阻為：q=5300KPapk1147.2200ml850nim300minTOOmmF+GMXNc=±-_F=2QOOKriM=90En-ni2土層情況同上題，現(xiàn)采用截面邊長(zhǎng)為350X350的預(yù)制樁，承臺(tái)底面在天然地面以下1.0m,樁端進(jìn)入中密中砂的深度為1.0m,試確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值。解：Q=u丫qI+qukpsikipk=4x0.25x(40x2+6x35.28+1x64)+0.352x5300=114

24、7.2KNR=紅=11472=695.27KPaY1砧(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？解：刀X2=4x(1.62+0.62)=11.68i0.3G=1.2yx(1.05+0.3)A=1.2x20x12x38x3=328.32KNG2F+GMX3000+328.32480x1.611.68NA=土p_imax=土=481.79KNDn乙X2811.68350.29i11.683000+32832土處坐=440.7K391.38習(xí)題一二、填空1.軟土的壓縮系數(shù)a1-2一般在_05_2.0_MPa-i之間？2軟土具有的工稈特性是: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. 在處理軟弱土地基時(shí).排水固結(jié)