《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(lái)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 時(shí)的質(zhì)量之比。用比重瓶方法測(cè)定。9土的密度是質(zhì)量與單位體積之比。

2、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(chēng)；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： 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(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(yè)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(yàn)時(shí),土樣是在完全側(cè)限情況下受壓,通過(guò)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)的原狀土樣放置在一個(gè)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(guò)加荷板向試樣施加壓力，使土樣壓縮。有時(shí)稱(chēng)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.n8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(mǎn)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(guò)程。四、計(jì)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(yàn)。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(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(chēng)得干土重為94.8× 10-2N 。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： 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(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， =16KN/m3 ,e 1 =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FG900203.62.01.0145KPaPA3.62.0P0 Pd145161129KPa2、確定沉降計(jì)

7、算深度Z nb( 2.50.4ln b) 2(2.50.5 ln 2)4.5m3、沉降計(jì)算 求0.1229（使用角點(diǎn)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(yàn)系數(shù) s： s值的確定E s1.2基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算SsSi1.2 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 1=500KPa，小主應(yīng)力 3=180KPa，其內(nèi)磨擦角為 36&

8、#176;,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)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 ?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(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 的表達(dá)式2(45,被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp 的表2tg/ 2)(45. /2)達(dá)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(jì)算方法; 庫(kù)侖土壓力理論是從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計(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 .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(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。A: 大于; B:小于; C: 等于 ; D: 無(wú)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(lái)的兩倍，那么其主動(dòng)土壓力增大為原來(lái)的 _C_倍 .A: 一倍B: 二倍C:四倍D: 無(wú)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 ; 4庫(kù)倫公式只適用無(wú)粘性土C:等于 ;,在工程實(shí)際中D: 無(wú)法判斷, 對(duì)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(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(shuō)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(wú)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 =18kN/m 3，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 atg2 (452) 0.4552cPaz2cK a1.81m26.1Kpa; z0K aE

12、a126.15241.63 KN / m; h z01.06m232. 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) =0.45。試對(duì)該擋土墻進(jìn)行抗滑動(dòng)和抗傾覆驗(yàn)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(jiàn)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： 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_(kāi) 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,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(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(lèi) .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：減輕墻體重力：采用輕型結(jié)構(gòu)：建筑體型力求簡(jiǎn)單：增加建筑物的剛度和強(qiáng)度2. 用靜載荷試驗(yàn)確定

15、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 _C_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:60mmD:70mm7. 擴(kuò)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(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 =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(jì)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(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=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：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(jì)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(duì)基礎(chǔ)埋深沒(méi)特殊要求，且不必考慮土的凍脹問(wèn)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 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(dá)不到良好地層時(shí),樁基設(shè)計(jì)應(yīng)考慮_沉降 _問(wèn)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(lèi)型、截面尺寸，初步選擇事出有因臺(tái)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

19、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_(kāi)三 _個(gè)安全等級(jí) .4.建筑樁基的極限狀態(tài)分為兩類(lèi),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(lèi),可以分為兩大類(lèi)型,分別是磨擦型和端承型類(lèi)型。6.按設(shè)置效應(yīng)可將樁分為三大類(lèi),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 ,方可進(jìn)行試驗(yàn) .A:7dB:15dC:25dD:10d2.用靜載

20、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:10d3.樁基承臺(tái)的寬度不應(yīng)小于_C_.A:300mmB:400mmC:500mmD:600mm4.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_.D:600mmA:30mmB:40mmC:50mmD:60mm6.樁基承臺(tái)底面的混凝土墊層厚度不應(yīng)小于_B_.A:70mmB:40mmC:50mmD:60mm1 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)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算?答：（ 1）

21、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）樁周存在軟弱土

22、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 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(zhǎng)為 350× 350 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： Quku pqsik liq pk40.25( 402 6 35.28 1 64) 0.3525300 1147.2KNQuk1147.2Rsp1.65(查書(shū)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(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.