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土力學與地基基礎練習冊 習 題 一 一、填空 1．土的物理性質是土的最基本的工程特性。 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．土的基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表面的荷載，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。 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。 四、計算 1.某構筑物基礎如下頁圖所示，在設計地面標高處作用有偏心荷載680KN，偏心距1.31m，基礎埋深為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 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。有時稱這種壓縮實驗為側向壓縮實驗。 5．計算基礎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)與民用建筑物地基基礎設計規(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. 8．按規(guī)范法計算基礎最終沉降時,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=100kPa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。試計算及回答： （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. 某工程矩形基礎長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，γ=16KN/m3 ,e1=1.0, a=0.4MPa-1 。試用規(guī)范GBJ-89提出的方法計算基礎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①求 （使用角點法，注意分塊，查表求得） ②Zn的校核 4、確定沉降經(jīng)驗系數(shù)Ψs ①：Ψs值的確定 ③基礎最終沉降量的計算 習 題 四 三．計算 1.已知地基中某點受到大主應力σ1=500KPa，小主應力 σ3=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,令大主應力不變,而改變小主應力,使該點達到極限平衡狀態(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(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φ、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φ B:填土面的坡度角β C:墻背傾斜角α D:填土高度 答：P92~P93。 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φ=22，重度γ=18kN/m3，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： 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)μ=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(jù)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__個安全等級. 2.柱下鋼筋混凝土單獨基礎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(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＿＿． 　 Ａ：減輕墻體重力　　　　　?。拢翰捎幂p型結構 　 Ｃ：建筑體型力求簡單　　　　Ｄ：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:10d 3.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:10d 4.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:7d B:15d C:25d D:10d 5.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:60mm 6.擴展基礎墊層厚度不應小于____D____. A: 40mm B:50mm C:60mm D:70mm 7.擴展基礎底板受力鋼筋直徑不應小于___A____. A:10mm B:20mm C:30mm D:40mm 8.三合土基礎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:1:2:1 9.灰土基礎是由石灰和土料按____B____配成的. A:1:2 B:3:7 C:4:6 D:5:5 10.擴展基礎中錐形基礎的邊緣高度不宜小于____B____. A: 100mm B:200mm C:300mm D:400mm 四、計算 1. 某承受中心荷載的柱下獨立基礎,基礎底寬b=1.5m，埋深d=1.6m，地基土為粉土,重度γ=17.8kN/m3，摩擦角標準值φk=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γ0=18.0kN/m3，地基承載力標準值為fk=280kPa，試設計一方形截面柱的基礎，作用在基礎頂面的軸心荷載為F=1.05MN，基礎埋深為1.0m，試確定方形基礎底面邊長。 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。建筑物對基礎 埋深沒特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。試設計 該基礎，材料自選。提示：本題必須進行軟弱下臥層 驗算）。 解：取 習 題 八 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.樁基礎的設計內容有七項,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_、_樁基礎受力計算_、_樁身結構設計_、 _承臺設計_、_繪制樁基礎施工詳圖_. 3.根據(jù)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(chǎn)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:10d 2.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:7d B:15d C:25d D:10d 3.樁基承臺的寬度不應小于____C____. A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm 4.樁基承臺的厚度不應小于____A____. A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm 5.樁頂入承臺的長度不應小于___C_____. A:30mm B:40mm C:50mm D:60mm 6.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基礎方案? 答：P186。 2.在什么情況下樁基礎應進行承載能力極限狀態(tài)計算? 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(chǎn)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.在什么情況下樁基礎應進行變形驗算? 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，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(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(jù)在圖給出的資料,求A,B,C,D四根樁受的力是多大？ 解： 習 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。 6.在處理軟弱土地基時,換土墊層法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、膨脹土、素填土、雜填土、季節(jié)性凍土及暗溝、暗塘等淺層處理的土質。 7.在處理軟弱土地基時,重鍾夯實法的影響深度與錘重、錘底直徑、落距及土質條件因素有關. 8.在處理軟弱土地基時,排水固結預壓法適用范圍是淤泥、淤泥土質及其它飽和軟粘土. 三、計算 1．某松砂地基,地下水位與地表面平,采用砂樁加固，砂樁直徑d=0.6m，該地基土的ds=2.7,γsat=19.0kN/m2,emax=0.95,emin=0.6,要求處理后的相對密實度Dr=0.8,求砂樁的間距。 解：據(jù)題意Sr=1 習 題 十 二、選擇填空 1.濕陷性黃土的壓縮系數(shù)一般位于__A__Mpa-1. A:0.1~1 B:0.1~0.6 C:0.1~2 D:0.1~1.5 2.當濕陷系數(shù)__B__時黃土為濕陷性黃土. A:大于0.015 B:大于等于0.015 C:小于0.015 D:小于等于0.015 3.膨脹率用__B__來表示. A:δef B:δep C:δs D:δes 五、計算 1．某建筑場地在初勘時4#探井的土工試驗資料如附表10-1所示(β0取0.5;β值基底下5m深度內取1.5;5m以下,在非自重濕陷性黃土可不計算,自重濕陷性黃土取β0)試定出該場地的濕陷等級。 附表10-1 解： 1、判定類別：自重濕陷量 2、等級判定：總濕陷量 查表得：中等或嚴重。 15