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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。 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； 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： ] 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1.31m，基礎(chǔ)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(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)。 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. 8．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. 9．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(jì)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(jié)儀中做壓縮試驗(yàn)。土樣與環(huán)刀的總重為175.610-2N,環(huán)刀重58.610-2N。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，稱得干土重為94.810-2N。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： 2. 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，γ=16KN/m3 ,e1=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 2、確定沉降計(jì)算深度 3、沉降計(jì)算①求 （使用角點(diǎn)法，注意分塊，查表求得） ②Zn的校核 4、確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Ψs ①：Ψs值的確定 ③基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算 習(xí) 題 四 三．計(jì)算 1.已知地基中某點(diǎn)受到大主應(yīng)力σ1=500KPa，小主應(yīng)力 σ3=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)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： 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)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 .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 4.朗金的主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka的表達(dá)式 ____________,被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp的表達(dá)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(jì)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(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)量, 使φ、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_____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(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將____A_____增大. A:土的內(nèi)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(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φ=22，重度γ=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： 2. 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)μ=0.45。試對(duì)該擋土墻進(jìn)行抗滑動(dòng)和抗傾覆驗(yàn)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(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： 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,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＿＿C＿＿． 　 Ａ：減輕墻體重力　　　　　?。拢翰捎幂p型結(jié)構(gòu) 　 Ｃ：建筑體型力求簡(jiǎn)單　　　?。模涸黾咏ㄖ锏膭偠群蛷?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__A___后,方可進(jìn)行試驗(yàn). A:7d B:15d C:25d D:10d 3.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:7d B:15d C:25d D:10d 4.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:7d B:15d C:25d D:10d 5.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:30mm B:40mm C:50mm D:60mm 6.擴(kuò)展基礎(chǔ)墊層厚度不應(yīng)小于____D____. A: 40mm B:50mm C:60mm D:70mm 7.擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋直徑不應(yīng)小于___A____. A:10mm B:20mm C:30mm D:40mm 8.三合土基礎(chǔ)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(chǔ)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(kuò)展基礎(chǔ)中錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于____B____. A: 100mm B:200mm C:300mm D: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γ=17.8kN/m3，摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值φk=22，e=1.1,Ck=1.2kPa,試確定地基承載力設(shè)計(jì)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(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=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： 3. 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 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_、_樁基礎(chǔ)受力計(jì)算_、_樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_、 _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)安全等級(jí). 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(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:7d B:15d C:25d D:10d 2.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:7d B:15d C:25d D:10d 3.樁基承臺(tái)的寬度不應(yīng)小于____C____. A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm 4.樁基承臺(tái)的厚度不應(yīng)小于____A____. A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm 5.樁頂入承臺(tái)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于___C_____. A:30mm B:40mm C:50mm D:60mm 6.樁基承臺(tái)底面的混凝土墊層厚度不應(yīng)小于____B____. A:70mm B:40mm C:50mm D: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）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(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： 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(zhǎng)為350350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： 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(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.在處理軟弱土地基時(shí),換土墊層法適用于淤泥、淤泥質(zhì)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(zhì)。 7.在處理軟弱土地基時(shí),重鍾夯實(shí)法的影響深度與錘重、錘底直徑、落距及土質(zhì)條件因素有關(guān). 8.在處理軟弱土地基時(shí),排水固結(jié)預(yù)壓法適用范圍是淤泥、淤泥土質(zhì)及其它飽和軟粘土. 三、計(jì)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(duì)密實(shí)度Dr=0.8,求砂樁的間距。 解：據(jù)題意Sr=1 習(xí) 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(dāng)濕陷系數(shù)__B__時(shí)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(jì)算 1．某建筑場(chǎng)地在初勘時(shí)4#探井的土工試驗(yàn)資料如附表10-1所示(β0取0.5;β值基底下5m深度內(nèi)取1.5;5m以下,在非自重濕陷性黃土可不計(jì)算,自重濕陷性黃土取β0)試定出該場(chǎng)地的濕陷等級(jí)。 附表10-1 解： 1、判定類別：自重濕陷量 2、等級(jí)判定：總濕陷量 查表得：中等或嚴(yán)重。 15