土力學(xué)與地基基礎(chǔ)試題1

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)一、名詞解釋（5×3）體內(nèi)形成貫通的滲流管道，這種現(xiàn)象稱為管涌。變形模量：在無側(cè)限條件下，豎向附加應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。水壓力面積之比，稱為該時刻土的固結(jié)度。臨塑荷載：地基剛要出現(xiàn)而尚未出現(xiàn)塑性變形時的荷載。背上的土壓力?；A(chǔ)埋深：基礎(chǔ)底面至地面（這里指天然地坪面）的距離。土的抗剪強(qiáng)度：土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。前期固結(jié)壓力：土層在地質(zhì)歷史過程中受到過的最大固結(jié)壓力（包括自重和外荷。得出的土壓力計算方法。地基的極限荷載：地基在外荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力達(dá)到極限平衡時的荷載。地基附加應(yīng)力：地基在初始應(yīng)力基礎(chǔ)上增加的應(yīng)力。為沉降。正常使用所要求的地基承載力。基等。二、判斷題（15×1）庫侖定律說明，土體的抗剪強(qiáng)度任何時候都與正壓力成正比。 （）土的剪切破壞面通常發(fā)生在最大主應(yīng)力面上。 （）砂性土地基上建造建筑物，當(dāng)施工速度一般時應(yīng)選擇慢剪。 （）滲流作用下，土的有效應(yīng)力與孔隙水壓力均不會發(fā)生變化。 （）基底附加應(yīng)力是指基底壓力與基底處自重應(yīng)力的差值。 （）同一土層的自重應(yīng)力按直線分布。 （）墻后填土越松散，其對擋土墻的主動土壓力越小。 （）地下水下降會增加土層的自重應(yīng)力，引起地基沉降。 （）粘性土土坡的穩(wěn)定性與坡高無關(guān)。（）庫倫土壓力理論的計算公式是根據(jù)滑動土體各點(diǎn)的應(yīng)力均處于平衡狀態(tài)而導(dǎo)出的。（）11.地基的局部剪切破壞通常會形成延伸到地表的滑動面。（）12.粘性土液性指數(shù)越小土越硬。（）13.當(dāng)?shù)鼗虾奢d小于臨塑荷載時，地基土處于彈性狀態(tài)。（）14.在同樣的地基上，基底附加應(yīng)力相同的兩個建筑物，其沉降值也相同。（）飽和粘性土在不固結(jié)不排水情況下的抗剪強(qiáng)度可以通過無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定（土的強(qiáng)度是顆粒礦物本身的強(qiáng)度（×）土體剪切破壞時的破裂面發(fā)生在最大剪應(yīng)力τmax的作用面上即，即α＝45o（×）整個應(yīng)力莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度包線的剪強(qiáng)度，此時該點(diǎn)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，不會發(fā)生剪切破壞（√）偏心荷載的作用下，基底附加應(yīng)力為梯形或三角形分布荷載（√）土壓力有靜止土壓力、主動土壓力、被動土壓力（√）3m1m20kPa。(√)土的壓縮變形和強(qiáng)度的變化均只取決于有效應(yīng)力的變化（√）土的壓縮變形主要是土中孔隙內(nèi)的氣體和水被擠出而產(chǎn)生的。(√)樁基設(shè)計中,當(dāng)樁側(cè)土有大面積的沉降,將在樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力,這部分摩阻力也能幫助樁基承載。(×)流土現(xiàn)象是當(dāng)滲透力大于土的浮重度時發(fā)生。(√)在均質(zhì)地基中，豎向自重應(yīng)力隨深度線性增加而側(cè)向自重應(yīng)力則呈非線性增加（×）在飽和土的排水固結(jié)過程中擋土墻墻背傾角愈大，主動土壓力愈小（×）附加應(yīng)力具有一定的擴(kuò)散性（√）地下水位下降，附加應(yīng)力增加（√）滲透力是一種體積力（√）地基的不均勻沉降會引起基礎(chǔ)的沉降，嚴(yán)重者會導(dǎo)致上部建筑物破壞（√）土的壓縮模量越小，其壓縮性越大（√）根據(jù)有效應(yīng)力原理，土的變形不僅取決于有效應(yīng)力，還取決于孔隙水壓力（×）Zmax=b/3。（×）承載力包括極限承載力和容許承載力，我們通常所說的承載力指的是容許承載力（√）無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)材料抗拉強(qiáng)度很低，要求基礎(chǔ)臺階寬高比（剛性角）符合一定條件（√）若土層分布均為好土，在滿足其他要求的情況下地基盡量淺埋（√）一般是細(xì)顆粒土容易發(fā)生凍脹，如粉土較沙土更容易發(fā)生凍脹（√）基礎(chǔ)設(shè)計要求基底平均壓力pk不大于持力層承載力的特征值fpk小于等于f（√）沉降不滿足時，可以通過增大基礎(chǔ)尺寸，即減少p0（√）毛石基礎(chǔ)相較于磚基礎(chǔ)抗凍性更好（√）三、簡答題（40）簡述自重應(yīng)力曲線在地基中的分布特點(diǎn)（6）①自重應(yīng)力曲線為一折線，在土層層面與地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折，在各層中為直線。②自重應(yīng)力在水平方向是哪個一般變化不大。③自重應(yīng)力的大小隨深度的增加而增加。試比較庫侖土壓力理論與朗肯土壓力理論的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)（7）下，其計算結(jié)果一致。不同點(diǎn)：庫侖理論基于滑動楔體法，適用于填土表面為任意形狀且只限于無粘性土；而朗肯理論基于極限應(yīng)力法，適用于填土表面為水平面或傾斜的平面，對粘性土與無粘性土均適用。簡述太沙基一維滲流固結(jié)理論的基本假設(shè)（8）①土層是均質(zhì)的完全飽和的。②土粒和水是不可壓縮的。③水的滲出和土層的壓縮只沿一個方向（豎向）發(fā)生。④水的滲流遵從達(dá)西定律，且滲透系數(shù)k保持不變。⑤孔隙比的變化與有效應(yīng)力的變化成正比且壓縮系數(shù)保持不變。⑥外荷載一次瞬時施加。分分為三個階段：①線性變形階段（壓密階段基變形主要是由于土的孔隙體積減小而產(chǎn)生的壓密變形。②塑性變形階段（剪切階段的抗剪強(qiáng)度而處于極限平衡狀態(tài)，剪切破壞區(qū)為塑性區(qū)，并由基礎(chǔ)邊緣不斷擴(kuò)大。③基發(fā)生整體剪切破壞，基礎(chǔ)下沉，地面隆起。試簡述流砂現(xiàn)象和管涌現(xiàn)象的異同。不同點(diǎn):（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界水力梯度，而管涌發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下;（1分）內(nèi)部;（1）流砂發(fā)生在水流方向向上，而管涌沒有限制（1）流沙發(fā)生時瞬間的，管涌的發(fā)生時一個緩慢的過程（1）（1）（1）當(dāng)于地基從壓縮階段過渡到剪切階段時的界限荷載（1）礎(chǔ)寬度的n（n=1/31/4）時，作用于基礎(chǔ)底面的荷載，被稱為臨界荷載（1）極限荷載是指整個地基處于極限平衡狀態(tài)時所承受的荷載（2）簡述土的破壞形式，各是什么？分別發(fā)生在何種情況？地基土破壞形式有三種。即整體剪切破壞、局部剪切破壞和刺入破壞（3）（2）土坡發(fā)生滑動的滑動面有：圓弧、平面、復(fù)合滑動面（2）發(fā)生在土坡土質(zhì)很不均勻的土坡中（3）土的工程地質(zhì)分類原則性質(zhì)的主要因素作為分類依據(jù)（1）（2）同成因、不同年代的土，其工程性質(zhì)差異顯著（2）什么是有效應(yīng)力原理于總應(yīng)力減去孔隙水應(yīng)力（3）土的強(qiáng)度變化和變形只取決于有效應(yīng)力的變化（2）種自然環(huán)境中生成的沉積物（3分多相性、自然變異性（2）一類是原生礦物：母巖經(jīng)物理風(fēng)化而成，如石英、云母、長石2分）另一類是次生礦物：母巖經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成，土中次生礦物主要是粘上礦物，此外還有鋁（3）流土：減小i，增大[i],下游增加透水蓋重。管涌：改善幾何條件，滲流溢出部位設(shè)反濾層等改善水力條件：減小水力坡度。土壓力類型：(6靜止土壓力：擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時，作用在擋土墻背的土壓力。主動土壓力：在土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)時，作用在墻背的土壓力。在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力。太沙基一維滲流固結(jié)理論的基本假定（6）土層是均質(zhì)的、完全飽和的。土粒和水是不可壓縮的。水的滲出和土層的壓縮只沿一個方向（豎向）發(fā)生。水的滲流遵從達(dá)西定律，且滲透系數(shù)K孔隙比的變化與有效應(yīng)力的變化成正比，且壓縮系數(shù)α保持不變。外荷載一次瞬時施加（每條一分）地基基礎(chǔ)的設(shè)計和計算應(yīng)滿足的基本原則（8）對防止地基土體剪切破壞和喪失穩(wěn)定性方面，應(yīng)具有足夠的安全度（承載力；礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的損壞，或影響建筑物的使用功能和外觀；和變形要求外，還應(yīng)滿足對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和耐久性的要求。地基最終沉降量的計算的兩種方法，簡述分層總和法的計算步驟（8分兩種方法：分層總和法與應(yīng)力面積法分層總和法的計算步驟地基土分層：成層土的層面及地下水面是當(dāng)然的分層界面。0.4b（b。般應(yīng)取有效重度。計算各分層界面處基底中心下豎向附加應(yīng)力。深度后，附加應(yīng)力與自重應(yīng)力相比很小，引起的壓縮變形可忽略不計。一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的z

0.2）深度處作為沉降計算深度的限值。cz若在該深度以下為高壓縮性土，則應(yīng)取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的10%（）深度處作為沉降計算深度的限值。Si計算基礎(chǔ)的平均沉降量（最終沉降量。SnS

z cz（6選擇材料類型選擇持力層、確定埋深）確定基底尺寸

ii1首先按允許寬高比要求確定基礎(chǔ)理論要求的最小總高度按構(gòu)造要求由基底向上逐級縮小尺寸，確定每一級臺階的寬度與高度四、計算題（30）力分布并繪制壓力分布圖。7m力分布并繪制壓力分布圖。地層土的分布情況如圖所示，若地下水位從埋深1m3m，問：第Ⅰ層、第Ⅱ?qū)印⒌冖髮痈髯缘某两盗渴嵌嗌伲?m1mⅠγ=18KN/m312mⅡγ2sat=22KN/m3Es2=2.5MPaγ2=20KN/m33mⅢγ3=19KN/m3 Es3=3MPa透水層試用朗肯理論計算作用在墻背AB上的主動土壓力Pa和合力EaPw。沉降量為多少？（本題平均固結(jié)度為0.45）（1）該土層的平均附加應(yīng)力為（2）σz=(240+160)/2=200kPa（1分）則基礎(chǔ)的最終沉降量為S=av/(1+e1)×σzH=2.5×10-4×200×1000/(1+0.8)=27.8cm（2分）該土層的固結(jié)系數(shù)為Cv=k(1+e1)/avγw=2.0×(1+0.8)/0.00025×0.098=1.47×105cm2/a（2分）時間因子為Tv=Cvt/H2=1.47×105×1/10002=0.147（2分）3、設(shè)飽和粘土層的厚度為在土層中引起的附加應(yīng)力的大小和分布如下圖所示。若土層的初始孔隙比e1為0.8，壓縮av2.5×10-4kPa-1沉降量為多少？（本題平均固結(jié)度為0.45）（1）該土層的平均附加應(yīng)力為（2）σz=(240+160)/2=200kPa（1分）則基礎(chǔ)的最終沉降量為S=av/(1+e1)×σzH=2.5×10-4×200×1000/(1+0.8)=27.8cm（2分）該土層的固結(jié)系數(shù)為Cv=k(1+e1)/avγw=2.0×(1+0.8)/0.00025×0.098=1.47×105cm2/a（2分）時間因子為Tv=Cvt/H2=1.47×105×1/10002=0.147（2分）土層的附加應(yīng)力為梯形分布，其參數(shù)α＝σzˊ/σz〞＝240/160=1.5（2分）P=(F+G)÷A(2)=(1050+20*3*3.5*2.3)÷(3*3.5)=146KPa(4)W=Bl2÷6=3*3.52÷6=6.125(5)Pmax=P+（M+FQ*L）÷W(7)=146+(105+67*(1.5+0.8))P=(F+G)÷A(2)=(1050+20*3*3.5*2.3)÷(3*3.5)=146KPa(4)W=Bl2÷6=3*3.52÷6=6.125(5)Pmax=P+（M+FQ*L）÷W(7)=146+(105+67*(1.5+0.8))÷6.125=188.3KPa(8)2.某擋土墻高5m，墻背垂直光滑，填土表面作用有均布荷載q=2kN/m2，γ=18kN/m3，φ=30°，c1=0。采用MU30毛石M5混合砂漿砌筑，基底摩擦系數(shù)μ=0.5，砌體重度γ=22kN/m3。試設(shè)計墻頂?shù)讓挾炔⒂嬎闶欠穹显O(shè)計要求（15）①根據(jù)構(gòu)造要求擬定斷面尺寸（3分墻頂寬度：0.8m≥H/12(0.5m)墻底寬度：3.0m≈0.5H~0.7H②取1m墻長為計算單元計算自重2分G1=0.5×3.0×1.0×22=33kNG2=1/2×1.7×4.5×1.0×22=84.15kNG3=0.8×4.5×1.0×22=79.2kNG4=0.2×4.5×1.0×18=16.2kNG=G1+G2+G3+G4=212.55kN③取1m墻長為計算單元計算土壓力（3分）K ta