土力學與地基基礎練習冊

1、土力學與地基根底練習冊習 題 一一、填空1土的物理性質是土的最根本的工程特性。2土的結構分為單粒結構、蜂窩結構和絮凝結構三種。3土的構造主要有層理構造和裂隙構造兩種。4反映土單位體積質量重力的導出指標有浮密度、飽和密度和干密度。5土的根本指標包括土的密度、土粒相對密度和土的含水量，在試驗室中分別用環(huán)刀法、比重瓶法和烘干法來測定。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外表的荷載，然后進行地基中的附加應力計算。8土粒比重是土粒的質量與同質量相同體積純蒸餾水在4時的質量之比 。用比重瓶方法測定。9土的密度是質量與單位體積之比。二、簡答1

2、. 何謂土粒粒組?土粒六大粒組劃分標準是什么?P42. 在土的三相比例指標中，哪些指標是直接測定的？其余指標如何導出？P9P123. 判斷砂土松密程度有哪些方法？P144. 粘土顆粒外表哪一層水膜土的工程性質影響最大,為什么?P7三、判斷題1土的不均勻系數(shù)越大，表示土粒越不均勻。 2工程上常用不均勻系數(shù)Ku和曲率系數(shù)Kc判斷土的級配情況。 3級配分布曲線縱坐標上60%、30%、10%對應的粒徑統(tǒng)稱為有效粒徑。 4.結合水沒有浮力作用但能傳遞靜水壓力。 ( )5.級配良好的土的顆粒應該是較均勻的。 ( )6.顆粒級配曲線越平緩,土的粒徑級配較好。 ( )7.相對密度越大,砂土越松散。 ( )四、

3、計算1. 某粘土的含水量w=36.4%, 液限wL=48%、塑限wp=25.4%，要求：1).計算該土的塑性指標Ip；2).確定該土的名稱；3).計算該土的液性指標IL；4).按液性指標數(shù)確定土的狀態(tài)。 解：習 題 二一、填空1某點在地下水位以下,當?shù)叵滤幌陆禃r該點自重應力將增加;地下水位上升時該點自重應力將減小。二、判斷題1基底附加壓力是基底壓力的一局部.( )2. 地基附加應力是引起地基變形與破壞的主要因素.( )三、簡答1何謂土的自重應力和附加應力？兩者沿深度的分布有什么特點？答：土的自重應力是指由土體本身的有效重力產生的應力； 附加應力：是指由新增外加荷載在地基中產生的應力。 特點：

4、自重應力隨深度的增加而逐漸加大；附加應力隨深度的增加面逐漸減小。2計算土中自重應力時為什么要從天然地面算起？答：土中自重應力是指由土體本身的有效重力產生的應力，研究土的自重應力的目的是為了確定土體的初始應力狀態(tài)；所以。3計算基底壓力有何實用意義？如何計算中心及偏心荷載作用下的基底壓力？答：基底壓力是作用于根底底面?zhèn)髦恋鼗膯挝幻娣e壓力?；讐毫κ怯嬎愀郊討σ约按_定根底結構的根底；附加應力是引起地基變形與破壞的主要因素，因此正確計算基底壓力有著重要的意義。中心及偏心荷載作用下的基底壓力見P27。4. 如何計算基底處土的自重應力和附加應力？答：自重應力見P24。 附加應力的計算與荷載的性質與作用

5、面積有直接的關系，因此分為空間問題和平面問題兩種，具體見P32P39。5. 在不規(guī)那么荷載作用下，如何計算土中的附加應力？答：使用應力疊加原理。四、計算1.某構筑物根底如下頁圖所示，在設計地面標高處作用有偏心荷載680KN，偏心距1.31m，根底埋深為2m，底面尺寸為4m2m。試求基底平均壓力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。 解： 習 題 三一、名詞解釋1有效應力：即粒間接觸應力，由土骨架所傳遞的壓力。2孔隙水壓力：土體中由孔隙水所傳遞的壓力。3有效應力原理：飽和土體的有效應力原理就是土體中的總應力在任一時刻有效應力和孔隙水壓力之和始終應等于飽和土體中的總應力。4土

6、的壓縮模量：又稱側限變形模量，土體在側限條件下豎向壓應力與豎向總應變之比。5固結度：指地基在固結過程中任一時刻的固結沉降量與其最終沉降量之比。二、簡答1有效應力與孔隙水壓力的物理概念是什么？在固結過程中兩者是怎樣變化的？答：概念見名詞解釋。 在滲透固結過程中，伴隨著孔隙水壓力的逐漸消散，有效應力在逐漸增長，土的體積也就逐漸減小，強度隨之提高。2什么是固結度？如何運用固結度確定固結時間？答：固結度：指地基在固結過程中任一時刻的固結沉降量與其最終沉降量之比。 運用固結度確定固結時間見P62。3計算沉降的分層總和法與標準法有何異同？試從根本假定，分層厚度，采用指標，計算深度和數(shù)值修正加以比擬。答：P

7、47P50。4壓縮系數(shù)a的物理意義是什么？怎樣用a1-2判別土的壓縮性質。答：P45P46。5壓縮模量Es和變形模量Eo的物理意義是什么？它們是如何確定的？答：P46。三、填空1總應力不變的情況下，孔隙水壓力等于總應力與有效應力之差。2地基的壓縮變形是附加應力引起的;地下水位永久性下降,也能引起建筑物的沉降。3室內壓縮試驗時,土樣是在完全側限情況下受壓,通過試驗可測得壓縮系數(shù)、壓縮模量和變形模量壓縮性指標。4實驗室中測定原狀土的壓縮性的方法是做壓縮實驗。實驗時，將取土環(huán)刀內的原狀土樣放置在一個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

8、時稱這種壓縮實驗為側向壓縮實驗。5計算根底沉降時是以基底中心點以下土中附加應力為代表值.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力等于或小于 自重應力的20%軟土為10%)土層處。7工業(yè)與民用建筑物地基根底設計標準所推薦的地基最終沉降量值的計算方法是一種簡化的分層總和法.8按標準法計算根底最終沉降時,其壓縮層厚度Zn應滿足.9地基的沉降是由附加應力引起的.10固結度是指土層中孔隙水壓力向有效應力轉移的過程。四、計算1.一塊飽和粘性土樣的原始高度為20mm，試樣面積為3103mm2,在固結儀中做壓縮試驗。土樣與環(huán)刀的總重為175.610-2N,環(huán)刀重58.610-2N。當壓力P1=1

9、00kPa增加到P2=200kPa時，土樣變形穩(wěn)定后的高度相應地由19.31mm減小為18.76mm。試驗結束后烘干土樣，稱得干土重為94.810-2N。試計算及答復：1與P1及P2相對應的孔隙比e1及e2;2該土的壓縮系數(shù)a1-2；3評價該土高、中還是低壓縮性。解：2. 某工程矩形根底長3.6m、寬2.0m，埋深d=1.0m。上部結構物的荷載F=900KN。地基土為均質的粉質粘土，=16KN/m3 ,e1=1.0, a=0.4MPa-1 。試用標準GBJ-89提出的方法計算根底中心點的最終沉降量。解：1、求基底壓力和基底附加壓力2、確定沉降計算深度3、沉降計算求 使用角點法，注意分塊，查表求

10、得Zn的校核4、確定沉降經驗系數(shù)s：s值確實定根底最終沉降量的計算習 題 四一、名詞解釋1地基承載力：指使地基發(fā)生剪切破壞失去整體穩(wěn)定時的基底壓力，是地基所能承受的基底壓力極限值。2土的抗剪強度：土體抵抗剪切破壞的極限能力。二、簡答：1三軸剪切試驗的三種試驗方法各適用于何種情況?對于一級建筑物地基應采用何種儀器?對飽和軟粘土應采用何種試驗方法? 答：P782根據剪切前固結程度,排水條件及加荷快慢將直剪試驗和三軸試驗分為哪幾種?各適用哪些情況?答：P77P78。3試述整體剪切破壞各階段土中應力、變形及P-S曲線的變化情況?答：P83。4何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件?答：當土中某點任一方向的

11、剪應力到達土的抗剪強度時，稱該點處于極限平衡狀態(tài)。土的極限平衡條件即是=f 時的應力間關系。5砂土與粘性土的抗剪強度表達式有何不同？同一土樣的抗剪強度是不是一個定值？為什么？答：砂土的抗剪強度表達式為： 粘性土的抗剪強度表達式為：對于無粘性土，其抗剪強度僅僅是粒間的磨擦力，而對于粘性土，其抗剪強度由粘聚力和磨擦力兩局部組成。同一土樣的抗剪強度不是一個定值，因為庫侖抗剪強度定律說明，土的抗剪強度是剪切面上的法向總應力的線性函數(shù)。6土中發(fā)生剪切破壞面是不是剪應力的最大面？在什么情況下，剪切破壞面與最大剪應力面是一致的？剪切破壞面與大主應力作用面呈什么角度？答：P71。對于飽和軟粘土，根據三軸不排水

12、剪試驗成果，其強度包線近似于一水平線，此時如果土體被剪壞將會出現(xiàn)破壞面與最大剪應力面一致的情況。三計算1.地基中某點受到大主應力1=500KPa，小主應力 3=180KPa，其內磨擦角為36,求1該點的最大剪應力是多少?最大剪應力面上的法向應力為多少?2此點是否已到達極限平衡狀態(tài)?為什么?3如果此點未到達極限平衡,令大主應力不變,而改變小主應力,使該點到達極限平衡狀態(tài),這時小主應力應為多少?解：習 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是墻為剛體、墻背豎直、光滑和填土面水平. 3.當墻后填土處于主動朗金狀態(tài)時,破裂面與水平面的夾角是

13、面 .當處于被動朗金 狀態(tài)時斜截面上的正應力破裂面與水平面的角是4.朗金的主動土壓力系數(shù)Ka的表達式 _,被動土壓力系數(shù)Kp的表達式是 _.5.朗金土壓力理論是根據土的極限平衡條件得出的土壓力計算方法;庫侖土壓力理論是從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計算理論.6.擋土墻設計的內容包括墻型選擇、穩(wěn)定性驗算、地基承載力驗算、墻身材料強度驗算及構造要求和措施.7.考慮墻背與土之間存在摩擦力時, 計算將會使主動土壓力減小被動土壓力增增增大.8.在朗金土壓力理論中,當提高墻后填土的質量, 使、C 增加時,將會使主動土壓力減小被動土壓力增加. 二、選擇填空1當外界條件相同時主動土壓力_B_被動土壓力;主動

14、土壓力_B_靜止土壓力;被動土壓力_A_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，那么其主動土壓力增大為原來的_C_倍. A:一倍 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_C_內摩擦角時,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,在工程實際中 , 對干粘性土 , 常把粘聚力視為零而將_A_增大. A:土的內摩擦角 B:填土面的坡度角 C:墻背傾斜角 D:填土高度三、簡答1土壓力有哪幾種？影響土壓力的各種因素中最主要的因素是什么

15、？答：靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力三種。最主要的因素是擋土墻的位移量和位移方向。2試闡述主動，靜止、被動土壓力的定義和產生的條件，并比擬三者的數(shù)值大小。答：P90。概念和產生條件以及圖5-2。 3朗肯土壓力理論的假定和適用條件是什么？利用朗肯理論如何計算主動、被動土壓力？答：P92P93。4.簡述擋土墻上的土壓力與擋土墻位移的關系?答：P90的圖5-2及必要的文字說明。5.什么是簡單土坡?答：指土坡的頂面和底面都是水平面，并伸至無窮遠，土坡由均質土組成。四、計算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=11KPa,內摩擦角=22，重度=18kN/m3，試作出墻背

16、主動土壓力強度分布圖形和主動土壓力的合力。解：2. 對上題的擋土墻，如取附圖所示的毛石砌體截面，砌體重度為22kN/m，擋土墻下方為堅硬粘性土，摩擦系數(shù)=0.45。試對該擋土墻進行抗滑動和抗傾覆驗算。解：3. 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。試計算主動土壓力合力的大小和作用點及作出墻背主動土壓力分布圖。 解：習 題 七一、填空1.根據建筑物因樁基損壞所造成的后果的嚴重性將建筑樁基分為_ 三_個平安等級.2.柱下鋼筋混凝土單獨根底底板厚度是由柱短邊一側沖切破壞條件控制的.3.對軟弱下臥層進行驗算的公式中,fz為軟弱下臥頂面處經_深度

17、_修正后的地基承載力4.? 地基標準? 根據凍脹對建筑物的危害程度, 將地基土的凍脹性分為不凍脹、弱凍脹、凍脹和強凍脹四類.二、選擇1以下那一項屬于減輕非均勻沉降危害的措施中的建筑措施C ：減輕墻體重力：采用輕型結構 ：建筑體型力求簡單：增加建筑物的剛度和強度2.用靜載荷試驗確定單樁豎向承載力時,對于預制樁在砂土中入土_A_后,方可進行試驗. A:7d B:15d C:25d D:10d3.用靜載荷試驗確定單樁豎向承載力時,對于飽和軟粘土入土_C_后,方可進行試驗. A:7d B:15d C:25d D:10d4.用靜載荷試驗確定單樁豎向承載力時,對于粘性土一般不得少于_B_后,方可進行試驗.

18、 A:7d B:15d C:25d D:10d5.當設素混凝土墊層時,鋼筋保護層的厚度不應小于_B_. A:30mm B:40mm C:50mm D:60mm6.擴展根底墊層厚度不應小于_D_. A: 40mm B:50mm C:60mm D:70mm7.擴展根底底板受力鋼筋直徑不應小于_A_. A:10mm B:20mm C:30mm D:40mm8.三合土根底是由石灰砂和骨料按_A_配成的. A:1:2:4 B:1:2:3 C:1:2:2 D:1:2:19.灰土根底是由石灰和土料按_B_配成的. A:1:2 B:3:7 C:4:6 D:5:510.擴展根底中錐形根底的邊緣高度不宜小于_B_

19、. A: 100mm B:200mm C:300mm D:400mm三、簡答1.減輕地基不均勻沉降的建筑措施和結構措施有哪些?答：P181P182。2.天然地基上淺根底的設計包括哪些內容?答：1充分掌握擬建場地的工程地質條件和地質勘察資料。2在研究地基勘察資料的根底上，結合上部結構的類型，荷載的性質、大小和分布，建筑布置和使用要求能及擬建根底對原有建筑設施或環(huán)境的影響；并充分了解當?shù)亟ㄖ涷?、施工條件、材料供給、先進技術的推廣應用等其它有關情況，綜合考慮選擇根底類型和平面布置方案。3確定地基持力層和根底埋置深度；4確定地基承載力設計值；5按地基承載力確定根底底面尺寸；6進行必要的地基穩(wěn)定性和徨

20、片變形驗算；使用權地基的穩(wěn)定性得到充分保證，并使地基的沉降不致引起結構損壞、建筑物傾斜與開裂，或影響其正常使用和外觀；7進行根底的結構設計；3.選擇根底埋深應考慮哪些因素?答：P139P140。4.確定地基承載力有哪些方法?答：P145P149四、計算1. 某承受中心荷載的柱下獨立根底,根底底寬b=1.5m，埋深d=1.6m，地基土為粉土,重度=17.8kN/m3，摩擦角標準值k=22，e=1.1,Ck=1.2kPa,試確定地基承載力設計值。解：查表7-9可得：所以 2. 某中砂土的重度為0=18.0kN/m3，地基承載力標準值為fk=280kPa，試設計一方形截面柱的根底，作用在根底頂面的軸

21、心荷載為F=1.05MN，根底埋深為1.0m，試確定方形根底底面邊長。解：查表7-8可得： 3. 某磚墻厚240mm，墻底標高-0.20m，該標高處軸心荷載設計值為F=150kN/m。該處土層情況如附圖所示，地下水位在淤泥質土頂面處。建筑物對根底埋深沒特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。試設計該根底，材料自選。提示：此題必須進行軟弱下臥層驗算。解：取習 題 八一、名詞解釋1摩擦型樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁側阻力來承受的樁。 2. 摩擦樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁側阻力來承受的樁。 3.端承摩擦樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁側阻力來承受的樁。 4.端承型樁：在極限承載力狀態(tài)

22、下，樁頂荷載由樁端阻力來承受的樁。5.端承樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力來承受的樁。 6.摩擦端承樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力來承受的樁。 7.負摩阻力：當由于某些原因，土體的沉降超過樁受荷產生的沉降時，土對樁的磨擦力便指向下方，這種起著加大樁身軸力作用的摩阻力即為負摩阻力。二、填空1.通常,當_軟弱_土層很厚,樁端達不到良好地層時,樁基設計應考慮_沉降_問題.2.樁根底的設計內容有七項,分別是:_確定樁的類型、截面尺寸，初步選擇事出有因臺底面的標高_、_確定單樁承載力_、_估算樁數(shù)并確定其在平面上的布置_、_樁根底受力計算_、_樁身結構設計_、 _承臺設計_、_繪制

23、樁根底施工詳圖_.3.根據建筑物因樁基損壞所造成的后果的嚴重性將建筑樁基分為_三_個平安等級.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.按設置效應可將樁分為三大類,分別是非擠土樁、小量擠土樁和擠土樁.7.樁頂受荷后產生的位移是由樁身彈性壓縮和樁底土層壓縮之和構成的.8.單樁承載力主要取決于地基土對樁的支承力和樁身的材料強度。三、選擇填空1.用靜載荷試驗確定單樁豎向承載力時,對于飽和軟粘土入土_C_后,方可進行試驗. A:7d B:15d C:25d D:10d2.用靜載荷試驗確定單樁豎向承載

24、力時,對于粘性土一般不得少于_B_后,方可進行試驗. A:7d B:15d C:25d D:10d3.樁基承臺的寬度不應小于_C_. A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm4.樁基承臺的厚度不應小于_A_. A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm5.樁頂入承臺的長度不應小于_C_. A:30mm B:40mm C:50mm D:60mm6.樁基承臺底面的混凝土墊層厚度不應小于_B_. A:70mm B:40mm C:50mm D:60mm1 四、簡答1.在什么情況下宜采用樁根底方案?答：P186。2.在什么情況下樁根底應進行承載能力極限狀態(tài)計算?

25、答：1樁基的豎向承載力和水平承載力計算，某些條件下尚應考慮樁、土、承臺相互作用產生的承載力群樁效應；2樁端平面以下軟弱下臥層承載力驗算；3樁基抗震承載力驗算；4承臺及樁身承載力計算。3.在什么情況下樁根底應進行變形驗算?答：1樁端持力層為軟弱土的一、二級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建筑物的沉降驗算，并宜考慮上部結構與樁基的相互作用。2承受較大水平荷或對水平變位要求嚴格的一級建筑樁基的水平變位驗算。 4.在什么情況下應考慮樁側的負摩阻力的作用?答：1樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結土層進入相對較硬土層時；2樁周存在軟弱土層，鄰近樁側地機承受局部較大原長期荷載

26、，或地面大面積堆載時；3由于降低地下水位，使樁周土中有效應務增大，并產生顯著壓縮沉降時。五、計算1.某場區(qū)從天然地面起往下土層分布是：粉質粘土，厚度l1=3m，含水量w1=30.7%，塑限Wp=18% ，液限wL=35% ；粉土，厚度l2=6m，孔隙比e=0.9；中密的中砂。試確定各土層的預制樁樁周土摩阻力標準值和預制樁樁端土中密的中砂承載力標準值按樁入土深度10m考慮。解： 粉土：中砂查表取中間值：中砂端阻為： 2.土層情況同上題，現(xiàn)采用截面邊長為350350的預制樁，承臺底面在天然地面以下1.0m，樁端進入中密中砂的深度為1.0m，試確定單樁承載力標準值。解：3. 根據在圖給出的資料,求A

27、,B,C,D四根樁受的力是多大？解： 習 題 九一、名詞解釋1.機械碾壓法：是一種用機械壓實松軟土的方法，常用的機械有平碾、羊足碾、壓路機等。這種方法常用于大面積填土和雜填土地基的壓實。2.振動壓實法：是一種在地基外表施加振動把淺層松散土振密的方法。主要的機具是振動壓實機。這種方法 主要用于處理雜填土、濕陷性黃土、爐渣、松散砂土與碎石土等類土。3.重錘夯實法：是利用起重機械將重錘提到一定高度后，讓其自由下落，通過不斷重復夯擊使地基淺層得到加固。這種0.8m以上的飽和斷性土或雜填土。4.強夯法：將重型錘提升到820m高度后令其下落，以很大的沖擊能對地層進行強力夯實加固的方法。二、填空1.軟土的壓縮系數(shù)a1-2一般在_0.5_2.0_MPa-1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、抗剪強度低、滲透性差、具有明顯結構性和流變性。3.在處理軟弱土地基時,機械碾壓法適用于大面積填土和雜填土的土質.4.在處理軟弱土地基時,振動壓實法適用于雜填土、濕陷性黃土、爐渣、松散砂土與碎石土的土質。5.在處理軟弱土地基時,重錘夯實法適用于地下水位