《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表面的荷載， 然后進行地基中的附加應(yīng)力計算。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 時的質(zhì)量之比。用比重瓶方法測定。9土的密度是質(zhì)量與單位體積之比。

2、四、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(biāo)Ip；2).確定該土的名稱；3).計算該土的液性指標(biāo)IL ；4).按液性指標(biāo)數(shù)確定土的狀態(tài)。解： IIpW LW p4825.4 22.617;為粘土WWP36.425.4為可塑態(tài)LI P0.487;22.6習(xí) 題 二一、填空1某點在地下水位以下,當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r該點自重應(yīng)力將增加;地下水位上升時該點自重應(yīng)力將減小。四、計算1.某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如下頁圖所示，在設(shè)計地面標(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4m× 2m。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。FG680320解： PA4125KPaM6801.310.89eG680202 4F22(FG )2000300.5KPaPmax3ab3( 20.89)2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)壓縮試驗時,土樣是在完全側(cè)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(biāo)。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(nèi)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

4、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。有時稱這種壓縮實驗為側(cè)向壓縮實驗。5計算基礎(chǔ)沉降時是以基底中心點以下土中附加應(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)計規(guī)范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.n8按規(guī)范法計算基礎(chǔ)最終沉降時 ,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壓力向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)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

5、面積為3×103mm 2,在固結(jié)儀中做壓縮試驗。土樣與環(huán)刀的總重為175.6× 10-2N, 環(huán)刀重 58.6× 10-2N 。當(dāng)壓力 P1=100kPa 增加到 P2=200kPa 時，土樣變形穩(wěn)定后的高度相應(yīng)地由19.31mm 減小為 18.76mm 。試驗結(jié)束后烘干土樣，稱得干土重為94.8× 10-2N 。試計算及回答：（ 1）與 P1 及 P2 相對應(yīng)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： VWmW22.2109.89.810222.65 cm3 ;V s 60 22.65 37 .3

6、5cm33e022.650.606; e1 e0S同理 e2 0.50737.35(1 e0 ) 0.551;H 012 e1 - e2 0.44 MPa 1 ; 屬于中等壓縮性土 p2 - p12. 某工程矩形基礎(chǔ)長 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， =16KN/m3 ,e 1 =1.0, a=0.4MPa-1 。試用規(guī)范 GBJ-89 提出的方法計算基礎(chǔ)中心點的最終沉降量。解： 1、求基底壓力和基底附加壓力FG900203.62.01.0145KPaPA3.62.0P0 Pd145161129KPa2、確定沉降計

7、算深度Z nb( 2.50.4ln b) 2(2.50.5 ln 2)4.5m3、沉降計算 求0.1229（使用角點法，注意分塊，查表求得）E s1e11150.4p0 z4.5S '0.1229412957.07mmE s '41294.550.1229 4.20.1289 )1.2mmZn 的校核Sn5(4.51.2 / 57.070.021 0.0254、確定沉降經(jīng)驗系數(shù) s： s值的確定E s1.2基礎(chǔ)最終沉降量的計算SsSi1.2 57.0768.48mm習(xí) 題 四三計算1.已知地基中某點受到大主應(yīng)力 1=500KPa，小主應(yīng)力 3=180KPa，其內(nèi)磨擦角為 36&

8、#176;,求（ 1）該點的最大剪應(yīng)力是多少 ?最大剪應(yīng)力面上的法向應(yīng)力為多少?（ 2）此點是否已達到極限平衡狀態(tài)?為什么 ?（ 3）如果此點未達到極限平衡 ,令大主應(yīng)力不變 ,而改變小主應(yīng)力 ,使該點達到極限平衡狀態(tài) ,這時小主應(yīng)力應(yīng)為多少 ?解：1 (1 3 ) sinmax1 (13 ) 160KPa221 (13)1 (13 ) cos1( 13 ) 340KPa2223 f1 tan2(45)129.81180;故不平 衡2KPaKPa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.當(dāng)

9、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面45./ 2當(dāng)處于被動朗金狀態(tài)時斜截面上的正應(yīng)力破裂面與水平面的角是45/ 24.朗金的主動土壓力系數(shù)Ka 的表達式2(45,被動土壓力系數(shù)Kp 的表2tg/ 2)(45. /2)達式是 tg5.朗金土壓力理論是根據(jù)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(shè)計的內(nèi)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(gòu)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(dāng)提高墻后填土的質(zhì)

10、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(dāng)外界條件相同時主動土壓力 _B_被動土壓力 ; 主動土壓力 _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(nèi)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 ; 4庫倫公式只適用無粘性土C:等于 ;,在工程實際中D: 無法判斷, 對干粘性土, 常把粘聚力視

11、為零而將_A_ 增大 .A: 土的內(nèi)摩擦角C:墻背傾斜角 B: 填土面的坡度角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(zhì)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(nèi)摩擦角 =22 °，重度 =18kN/m 3，試作出墻背主動土壓力（強度）分布圖形和主動土壓力的合力。解： K atg2 (452) 0.4552cPaz2cK a1.81m26.1Kpa; z0K aE

12、a126.15241.63 KN / m; h z01.06m232. 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： G14.60.550.6KN / m;G211.2 4.660.72 KN / m2G31.90.416.72KN / m; fG57.62KN / mM 1G1(1.90.25)83.49KNm; M 2G2(1.41.2) 60.72KN m3M 3G 31.9 / 2 15.88KN m;M i160.19 KNmK tM i3.62 1.5; K sf1.38

13、1.3E aE a5 1.8133. 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： K a 1tg 2 (45/ 2)tg2 ( 4520/ 2)0.49;同理 K a 2 0.39P0200.492120.77 KPaP1 下(q1 h1 )K a12cK a 119.46KPaP2 上(q1 h1 )K a22cK a221.37KPaPa 3(q1h12')K a22cK a 235.72KPaz0730.794m;3z0 2.206m719.46E a1

14、2.20619.462(21.37 35.72 ) 135 .64 KN / 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 _個安全等級 .2.柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)底板厚度是由柱短邊一側(cè)沖切破壞條件控制的.3.對軟弱下臥層進行驗算的公式中,f z 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下列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(jié)構(gòu)：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

15、單樁豎向承載力時 , 對于預(yù)制樁在砂土中入土 _A_后 , 方可進行試驗 .A:7dB:15dC:25dD: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:7dB:15dC:25dD: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 .A:7dB:15dC:25dD:10d5. 當(dāng)設(shè)素混凝土墊層時 , 鋼筋保護層的厚度不應(yīng)小于 _B_.A:30mmB:40mmC:50mmD:60mm6. 擴展基礎(chǔ)墊層厚度不應(yīng)小于_D_.A: 40mmB:50mmC:60mmD:70mm7. 擴展基礎(chǔ)底板受

16、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、計算1. 某承受中心荷載的柱下獨立基礎(chǔ), 基礎(chǔ)底寬 b=1.5m，埋深 d=1.6m，地基土為粉土 , 重度 =17.8kN/m3，摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 k=22°， e=1.1,Ck =1.2kPa,試確定地基承載

17、力設(shè)計值。解：查表7-9可得：M b0.61 : M d3.44 : Mc6.04所以f vM bbM d 0 dM cCk121.5KPa2.某中砂土的重度為 0=18.0kN/m 3，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為f k=280kPa，試設(shè)計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=1.05MN，基礎(chǔ)埋深為1.0m，試確定方形基礎(chǔ)底面邊長。解：查表7-8 可得：d4.4F1.0510 3f2804.4 180.5319.6KPa ; A3.505m2G d319.620bA1.87m取bf11.9m3. 某磚墻厚 240mm，墻底標(biāo)高 -0.20m ，該標(biāo)高處軸心荷載設(shè)計值為 F=150kN/

18、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)計該基礎(chǔ)，材料自選。提示：本題必須進行軟弱下臥層驗算）。解：取 f1.1 f k 1.1124 136.4KPaF1501.33m取 1.4mbGd136.420 1.2f習(xí) 題 八二、填空1.通常 ,當(dāng) _軟弱 _土層很厚 ,樁端達不到良好地層時,樁基設(shè)計應(yīng)考慮_沉降 _問題 .2.樁基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)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(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)受力計算 _、 _樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計 _、 _承

19、臺設(shè)計 _、 _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 _個安全等級 .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(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:7dB:15dC:25dD:10d2.用靜載

20、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.A:7dB:15dC:25dD:10d3.樁基承臺的寬度不應(yīng)小于_C_.A:300mmB:400mmC:500mmD:600mm4.樁基承臺的厚度不應(yīng)小于_A_.A:300mmB:400mmC:500mm5.樁頂入承臺的長度不應(yīng)小于_C_.D:600mmA:30mmB:40mmC:50mmD:60mm6.樁基承臺底面的混凝土墊層厚度不應(yīng)小于_B_.A:70mmB:40mmC:50mmD:60mm1 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)進行承載能力極限狀態(tài)計算?答：（ 1）

21、樁基的豎向承載力和水平承載力計算，某些條件下尚應(yīng)考慮樁、土、承臺相互作用產(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.在什么情況下樁基礎(chǔ)應(yīng)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(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)格的一級建筑樁基的水平變位驗算。4.在什么情況下應(yīng)考慮樁側(cè)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(jié)土層進入相對較硬土層時；（ 2）樁周存在軟弱土

22、層，鄰近樁側(cè)地機承受局部較大原長期荷載，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(yīng)務(wù)增大，并產(chǎn)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(zhì)粘土， 厚度 l 1=3m，含水量 w1=30.7% ，塑限 W p=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(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 pW LW P35%18%0.17I LWW P0.3070.180.75; qsik50 KPa 0.8 40 KPa ;I P0.1

23、7x75 ; x0.08修正系數(shù)為0.8 0.08 0.88 平均埴為 0.84粉土： 0.2 105查表 qsik42 KPa 修正后 qsik420.8435.28KPa中砂查表取中間值：qsik64KPa中砂端阻為： qpk5300KPa2.土層情況同上題， 現(xiàn)采用截面邊長為 350× 350 的預(yù)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(biāo)準(zhǔn)值。解： Quku pqsik liq pk40.25( 402 6 35.28 1 64) 0.3525300 1147.2KNQuk1147.2Rsp1.65(查書上表格得 ） 69

24、5.27 KPa3. 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：xi24(1.620.62 ) 11.68G1.2 G(1.050.3) A1.220 123.8 3328.32KN2AFGM y X i max3000328.324801.6481 .79KNN DnX i2811.68350 .29CFGM y X i max3000328.324800.6440 .7KNN BnX 2811.68391.38習(xí) 題一二、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(jié)構(gòu)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(zhì).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(zhì)。5.在處理軟弱土地基時,重錘夯實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.