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。O用叵8. 土粒比重是土粒的質(zhì)量與同質(zhì)量相同體積純蒸儲(chǔ)水在4C時(shí)的質(zhì)量之比重瓶方法測定。9. 土的密度

2、是質(zhì)量與單位體積之比。四、計(jì)算1.某粘土的含水量 w=%,液限wL=48%塑限wp=%要求:1) .計(jì)算該土的塑性指標(biāo)Ip；2) .確定該士的名稱；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：Ip WL Wp 48 25.4 22.617;為粘土p pIL W-P36.4 25.4 0.487;為可塑態(tài)I P22.6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, 基礎(chǔ)埋深為2m,底面尺寸為4mx 2nl試求基底平

3、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：p FGA680 3204125KPa680 1.31680 20 2 4 20.89Pmax2(F G)3ab20003(2 0.89) 2300.5KPa習(xí)題三、填空2 .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。3 .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4 .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)可測得壓縮系數(shù)、壓 縮模量和變形模量壓縮性指標(biāo)。5 .實(shí)驗(yàn)室中測定原狀土的壓縮性的方法是做壓縮罷任實(shí)驗(yàn)時(shí)，將取土環(huán)刀內(nèi)的 原狀土樣放置在一個(gè)厚壁鋼圈做成的容

4、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)。6 .計(jì)算基礎(chǔ)沉降時(shí)是以基底中，出下土中附加應(yīng)力為代表值7 .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。8 .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 一種簡化的分層總和法.n . . 一 ' '9 .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 Sn 0,025Si.i 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星力向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)移的過程。

5、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3 x 103mm在固結(jié)儀中做壓縮試驗(yàn)。土樣與環(huán)刀的總重為x 10-2N,環(huán)刀重x 10-2N。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)地由減小為。試驗(yàn)結(jié)束后烘干土樣，稱得干土重為X10-2N。試計(jì)算及回答：(1)與P及P2相對(duì)應(yīng)的孔隙比e1及e2；(2)該土的壓縮系數(shù) a"；(3)評(píng)價(jià)該土高、中還是低壓縮性。2解：mw 22.2 1033VW 3- 22.65cm ;Vs 60 22.65 37.35cm9.89,8 10 322.65Se0 0.606; e1e0 (1 e0) 0.5

6、51;同理 e20.50737.35H 012e1 -e20.44MPa 1;屬于中等壓縮性土P2 - P12,某工程矩形基礎(chǔ)長、寬,埋深d=。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，丫 =16KN/m3 ,e1=, a=。試用規(guī)范GBJ-89提出的方法計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)的最解：1、求基底壓力和基底附加壓力c F G 900 20 3.6 2.0 1.0P 145KPaA3.6 2.0P。Pd 145 16 1 129KPa2、確定沉降計(jì)算深度3、沉降計(jì)算求 一Zn b(2.5 0.4lnb) 2(2.5 0.5ln 2) 4.5m0.1229 (使用角點(diǎn)法，注意分塊，查表求得)E

7、s-'zS P0 E s乙的校核Sn1 -0.12294 1291 10.44 1294.5554.55 (4.557.07mm0.1229 4.20.1289) 1.2mm1.2/57.07 0.021 0.0254、確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)W s：Ws值的確定Es基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算1.2S sSi 1.2 57.0768.48mm習(xí)題四三.計(jì)算1.已知地基中某點(diǎn)受到大主應(yīng)力(T 1=500KPa,小主應(yīng)力(T 3=180KPa,其內(nèi)磨擦角為 36 ° ,求(1)該點(diǎn)的最大剪應(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)

8、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 平衡態(tài)，這時(shí)小主應(yīng)力應(yīng)為多少 ？解： 2( 13)sinmax 1( 13)160KPa1112( 13)2( 13)cos 1( 13) 340KPa3f 1 tan 2(45 -) 129.81KPa180KPa;故不平衡習(xí)題五、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 .朗金士壓力理論的假設(shè)是墻為剛體、墻背豎直、光滑和填土面水平.3 .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 . /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

9、達(dá)式tg2（45/2）被動(dòng)土壓力系數(shù) Kp的表達(dá)式是 tg2（4. / 2）5 .朗金士壓力理論是根據(jù)土的極限平衡條件得出的土壓力計(jì)算方法;庫侖土壓力理論是從楔體的靜力平衡條件彳#出的土壓力計(jì)算理論6 .擋土墻設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括墻型選擇、穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算、墻身材料強(qiáng)度 驗(yàn)算及本勾造要求和措施 .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.8 .在朗金士壓力理論中，當(dāng)提高墻后填土的質(zhì)量，使力、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A靜止土壓力

10、。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彳t.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(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4各 A 增大.A: 土的內(nèi)摩擦角。 B: 填土面的坡度角3C:墻背傾斜角a D:填土高度答：P92P93=4 .簡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

11、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(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=11KPa,內(nèi)摩擦角（）=22 ,重度丫 =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：KaPaEatg 2 (452 )z 2c Ka-26.1 52 20.4552c26.1 Kpa; Zo , Kah Zn41.63KN /m;031.81m1.06m2 .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,擋土墻卜方為堅(jiān)硬粘性土，摩擦系數(shù)科=。試對(duì)該擋土墻進(jìn)行抗滑動(dòng)和抗傾覆驗(yàn)算。解:G31

12、.9 0.4 16.72KN /m; fG 57.62KN /mM1 G1 (1.9 0.25) 83.49KN m; M2G2 (1.460.72KN mM 3 G3 1.9/2 15.88KN m;Mi 160.19KN mKt3.62 1.5; KsGE5 4.6.80.5 50.6KN /m;G2a 31.38 1.31.2 4.660.72KN /m3 .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 圖。解： Kai tg2(45/2) tg2(45 20/2) 0.49

13、;同理 Ka20.39P020 0.49 2 12 0.7 7KPaP1 下(q1h1)Ka12cx.，rKl7 19.46KPaP2 上(qihi)Ka2 2cjKZ 21.37KPa_ ' _ _ Pa3(q 1h12 )Ka2 2c Ka2 35.72KPa7 Z0 3 0.794m;3 z02.206m7 19.461Ea 2.206 19.46 2(21.37 35.72) 135.64KN /m2 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

14、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J .A:減輕墻體重力B :采用輕型結(jié)構(gòu)C:建筑體型力求簡單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)制樁在砂土中入土上 后,方可進(jìn)行t驗(yàn).A:7dB:15dC:25d D: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C 后,方可進(jìn)行試3i .A:7d B: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

15、性土一般不得少于B 后,方可進(jìn)行t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:60mmD:70mm7 .擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋直徑不應(yīng)小于A .A:10mmB:20mmC:30mmD:40mm8 .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: 10

16、0mmB: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=,埋深d=,地基土為粉土，重度=mi,摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值()k=22 , e=,Ck=,試確定地基承載力設(shè)計(jì)值。解：查表 7-9 可得：M b 0.61 : Md 3.44: Mc 6.04 所以 fvM b b Md 0d McCk121.5KPa2 .某中砂土的重度為丫 0=m3,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為 fk=280kPa,試設(shè)計(jì)一方形截面柱的基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載為F=,基礎(chǔ)埋深為，試確定方形基礎(chǔ)底面邊長。解：查表7-8可得：d 4.4f 280 4.4 18 0.5 319.6KPa;

17、Ab Va 1.87m 取 b 1.9mFf Gd1.05 103319.6 20 1 23.505m3 . 某磚墻厚240mm墻底標(biāo)高-0.20m ,該標(biāo)高處軸心荷載設(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) 埋深沒特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。試設(shè)計(jì) 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 1.1 fk 1.1 124136.4KPab F 150 1.33m 取 1.4mfGd136.4 20 1.2習(xí)題八、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)

18、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)底面的標(biāo)高_(dá)、_確定單樁承載力_、_估算樁數(shù)并確定其在平面上的布置二_樁基礎(chǔ)受力計(jì)算_ _樁身結(jié)本設(shè)計(jì) 二 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4 .建筑樁基的極限大態(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)生的位移是由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

19、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) 試3效.,對(duì)于飽和軟木土入土 _C_后,方可進(jìn)行A:7dB:15dC:25dD:10d2.用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí) 進(jìn)行t驗(yàn).地上林 _L.,M布任_L為乂 4、仔”方A:7dB:15dC:25dD:10d3.樁基承合的寬度/、應(yīng)小于一C_.A:300mm B:400mmC:500mmD:600mm4.樁基承自的厚度小應(yīng)小于A.A:300mm B:400mmC:500mmD:600mm5.樁頂入承自的長度小應(yīng)小于_C.A:30mm B:40mmC:50mmD:60mm6.樁基承臺(tái)底面的混凝土墊層厚度不應(yīng)小于 BB

20、后，方可A:70mmB:40mmC:50mm D:60mmi四、簡答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？(2)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。承受較大水平荷或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格

21、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）樁周存在軟弱土層，鄰近樁側(cè)地機(jī)承受局部較大原長期荷載，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l i=3n含水量 wi=% 塑1.某場區(qū)從天然地面起往下土層分布是：粉質(zhì)粘土，厚度限W=18%,液限wl=35%;粉土，厚度l2=6m,孔隙比e二;中密的中砂。試確定各土層 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）。解：I p WLW

22、P35%18%0.17WP03070180.75; qsik 50 KPa 0.8 40 KPa;0.17粉土： 0.210查表qsik0.08修正系數(shù)為0.8 0.080.88平均埴為0.84542KPa修正后 qsik 42 0.84 35.28KPa中砂查表取中間值:qsik64 KPa中砂端阻為：qpk pr5300KPa2.土層情況同上題,現(xiàn)采用截面邊長為350X350的預(yù)制樁，承臺(tái)底面在天然地面以下，樁端進(jìn)入中密中砂的深度為，試確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值。解：Quk Upq/iqpk4 0.25 (40 2 6 35.28 1 64) 0.352 5300 1147.2KNRQuk114

23、7.2sp1.65（查書上表格得）695.27KPa3.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： x2 4 (1.62 0.62) 11.681.2 G(1.050.3)Ax2F G M yXimaxnX23000328.32480 1.6480.29 KN811.683000328.32480 0.6440.7KN811.68391.38M yXimax1.2 20 12 3.8 3 328.32KN習(xí)題一二、填空1 .軟土的壓縮系數(shù) a1-2 一般在之間？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(qiáng)度低、滲透性 羞、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以上的非飽和斷性土的 雜填土及