土力學(xué)解答題

1、1、簡述地基、基礎(chǔ)的概念？答：地基：受建筑物荷載作用后，建筑物以下一定土層范圍內(nèi)原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，使土層產(chǎn)生附加應(yīng)力和應(yīng)變，把不可忽略附加應(yīng)力和應(yīng)變的那部分土層稱為地基?；A(chǔ)：埋入土層一定深度的下部結(jié)構(gòu)，起著支撐上部結(jié)構(gòu)病吧上部結(jié)構(gòu)荷載傳給地基的作用，稱為基礎(chǔ)。2、土由哪幾部分組成？土中水包括哪幾種？其特征如何？答：一般情況下，土是由固體顆粒、水和氣體三相組成。土中水有結(jié)合水和自由水兩種。結(jié)合水有強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水。自由水有重力水和毛細(xì)水。強(qiáng)結(jié)合水不能傳遞靜水壓力、沒有溶解鹽類的能力，但是有極大的黏滯度、彈性和抗剪強(qiáng)度；弱結(jié)合水是一種黏滯性膜，不能傳遞靜水壓力，但較厚的弱結(jié)合水膜能向鄰近

2、較薄的水膜慢慢移動(dòng)。自由水能夠傳遞靜水壓力，冰點(diǎn)為0 攝氏度，有溶解能力，性質(zhì)和普通水一樣。3、土的物理性質(zhì)指標(biāo)有哪些？其中那幾個(gè)可以直接測定？常用的測定方法有哪些？答：無粘性土有砂土的密實(shí)度、包括孔隙比、一般密度、比重、含水率、重度、孔隙比、孔隙率、飽和度、干密度、干重度、包和密度、飽和重度、浮密度、浮重度。其中密度、重度、土粒比重、含水率可以直接測定。密度用“環(huán)刀法”測定，土粒比重用“比重瓶法”測定，含水率用烘干法測定。4、簡述粘土的塑性指數(shù)及液性指數(shù)的含義。液性指數(shù)和塑性指數(shù)是否與土的天然含水率有關(guān)？答：塑性指數(shù)是指液限與塑限的差值。液性指數(shù)是指粘土的天然含水率與塑限的差值與塑性指數(shù)之比

3、。塑性指數(shù)與含水率無關(guān)。液性指數(shù)與含水率有關(guān)，當(dāng)W<Wp,Il<0;當(dāng) W>Wl,Il>1;當(dāng) Wp<W<Wl,0<Il<t5、土的壓縮指標(biāo)有哪些？壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)有什么區(qū)別？答：土地壓縮性指標(biāo)有壓縮系數(shù) a、壓縮性指數(shù)Cc、壓縮模量Es、變形模量Eo。壓縮指數(shù)是一個(gè)無量綱系數(shù)，同壓縮系數(shù)一樣，壓縮指數(shù)值越大，圖的壓縮性越高，雖然壓縮性系數(shù)和壓縮指數(shù)都反映土的壓縮性指標(biāo)，但兩者有所不同，壓縮系數(shù)隨所取的初始?jí)毫皦毫υ隽看笮《兓鴫嚎s指數(shù)在較高壓力范圍內(nèi)是一個(gè)常量，不隨壓力而定。6、同一種土的壓縮系數(shù)是否為常數(shù)？它隨什么因素變化？答：不是。

4、它的大小及變化與所取的P1、P2的大小有關(guān)。同一種土的壓縮系數(shù)隨著不用的荷載等級(jí)變化的，與所取的 P1、P2的大小有關(guān)，均以壓力由原來的自重應(yīng)力P1增加到外荷載作用下的土中應(yīng)力 P2時(shí)土體顯示的壓縮性為代表。7、簡要說明地基的四種變形特征。答：沉降量：基礎(chǔ)中心的沉降量。沉降差：相鄰兩個(gè)單獨(dú)基礎(chǔ)的沉降量之差。傾斜：單獨(dú)基礎(chǔ)在傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與水平距離之比。局部傾斜：砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向610m內(nèi)，基礎(chǔ)兩點(diǎn)的下沉值與此兩點(diǎn)水平距離之比。8、基礎(chǔ)埋置深度需要考慮的主要因素有哪些？答：1、建筑物的用途，基礎(chǔ)形式和構(gòu)造。2、作用在第幾上的和在性質(zhì)和大小。3、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件。4、相鄰建筑物的基

5、礎(chǔ)埋深。5、地基土的凍脹和融陷情況。9、減少建筑物不均勻沉降的主要措施有哪些？答：建筑措施1 、建筑物體型力求簡單。2、在建筑物適當(dāng)位置設(shè)置沉降縫。3、相鄰建筑物基礎(chǔ)保持一定距離。4、適當(dāng)控制建筑物標(biāo)高。結(jié)構(gòu)措施1 、減輕建筑物的結(jié)構(gòu)自重。2、減小或者調(diào)整基底附加壓力。3、適當(dāng)增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度。4、加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度。施工措施對(duì)于淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土地及以及高靈敏的粘土，施工時(shí)不要擾動(dòng)其原狀結(jié)構(gòu)，基坑時(shí)盡量不要一次挖到基地標(biāo)高，如果基地被擾動(dòng)，應(yīng)將被繞的那個(gè)部分挖去，用砂、碎石回填夯實(shí)。當(dāng)建筑物各部分存在荷載差異時(shí)，要注意施工順序，在已建成的輕型建筑物周圍，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物。10

6、、什么是土的自重力？答：土的自重力是指土體本身有效的重量產(chǎn)生的應(yīng)力，在建筑物建造之前就存在于土中，使土體壓密并有一定的強(qiáng)度和剛度。11、什么是土的抗剪強(qiáng)度？什么是土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？試說明土的抗剪強(qiáng)度來源。對(duì)一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一個(gè)定值?為什么？答：什么是土的抗剪強(qiáng)度是指土體抗剪破壞的極限能力。土的黏聚力和土的內(nèi)摩擦角是土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。對(duì)于無性土而言，土的抗剪強(qiáng)度主要是由砂土的內(nèi)摩擦力來抵抗外荷載，對(duì)黏性土而言，抗剪強(qiáng)度主要是由土體的黏聚力與內(nèi)摩擦力抵抗外荷載。對(duì)一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)不是一個(gè)定值，因?yàn)橥恋酿ぞ哿Α?nèi)摩擦角均因試驗(yàn)方法和土樣試驗(yàn)條件等的不同而隨之變化。12、何謂

7、土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？答：當(dāng)土體中某點(diǎn)任一平面上的剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度時(shí)，即該點(diǎn)稱為極限平衡狀態(tài)。表征該狀態(tài)下各種應(yīng)力之間的關(guān)系稱為極限平衡條件。13、土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應(yīng)力最大的平面？為什么？何種情況下，剪切破壞與最大剪應(yīng)力面是一致的？在通常情況下，剪切破壞面與最大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？答：土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面不一定是剪應(yīng)力最大的平面。由極限平衡狀態(tài)時(shí)的莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線分析可得，當(dāng)首先剪切破壞時(shí)，剪應(yīng)力還不一定達(dá)到最大值。當(dāng)破壞面與最大剪應(yīng)力之間的夾角為90 度時(shí)，剪切破壞面與最大應(yīng)力面是一致的。通常情況下，剪切破壞面與最大主應(yīng)力之間的夾角af=

8、45 度 +fai/2 。14、地基的剪切破壞形式有哪些？發(fā)生剪切破壞時(shí)，P-S 曲線的特征如何？答：地基的剪切破壞形式有：整體剪切破壞、局部剪切破壞、沖剪破壞。發(fā)生整體剪切破壞時(shí)，1 、當(dāng)荷載較小時(shí)，P-S 曲線成直線關(guān)系屬線性變形階段；2、當(dāng)荷載增加到一定值時(shí)，基礎(chǔ)邊緣處土體開始發(fā)生剪切破壞，P-S曲線不再是直線，屬彈塑性變形階段；3、若何在再繼續(xù)增加，地基發(fā)生整體剪切破壞，P-S曲線陡直下降。三個(gè)階段表示 P-S曲線有明顯的拐點(diǎn)。15、什么是地基的極限荷載Pu?其余哪些因素有關(guān)？什么是臨塑荷載？答：當(dāng)荷載增加到某一值時(shí)，基礎(chǔ)邊緣處土體開始發(fā)生剪切破壞，隨荷載的增加，剪切破壞區(qū)域逐漸擴(kuò)大，

9、土體開始向周圍擠出，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的和在就是極限荷載Puo其余土體性質(zhì)與基礎(chǔ)埋深有關(guān)。臨塑荷載為基地壓力P與沉降S基本呈直線關(guān)系線性變形階段，變成塑性變形階段，兩者關(guān)系不再是線性關(guān)系時(shí)刻基地所承受的荷載。16、試闡述主動(dòng)、靜止、被動(dòng)土壓力的定義和產(chǎn)生的條件，并比較三者的數(shù)值大小。答：當(dāng)擋土墻離開土體方向偏移值墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力Ea。當(dāng)擋土墻在外力作用下，向土體方向偏移至墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背上的土壓力稱為被動(dòng)土壓力Epo當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力Eoo三種土壓力產(chǎn)生的條件:Ea是擋土墻

10、離開土體方向偏移值墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)；Ep是擋土墻在外力作用下，向土體方向偏移至墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)；Eo 擋土墻靜止不動(dòng)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。在相同的墻高和填土條件下，Ea<Eo<Ep。17、土壓力計(jì)算中，朗肯理論和庫侖理論的假設(shè)及適用條件有何不同？答：朗肯理論假定擋土墻的墻背豎直、光滑，墻后填土表面水平且延伸到無限遠(yuǎn)處，適用于粘性土和無粘性土。庫侖理論假定滑裂面為一通過墻踵的平面，滑動(dòng)土楔體是由墻背和滑裂面兩個(gè)平面所夾的土體所組成，墻后填土為砂土。適用于各類工程形成的不同的擋土墻，應(yīng)用面較廣，但只適用于填土為無粘性 土的情況。18、簡述變形模量與壓縮模量的關(guān)系。

11、答：試驗(yàn)條件不同：土的變形模量 E0是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比 值；而土的壓縮模量Es是土體在完全側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。二者同 為土的壓縮性指標(biāo)，在理論上是完全可以相互換算的。19、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足哪三個(gè)基本條件？答：地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足三個(gè)基本條件：作用于地基上的荷載效應(yīng)（基底壓應(yīng)力）不得超過地基容許承載力或地基承載力特征值，保證建筑物不因地基承載力不足造成整體破壞或影響正常使用，具有足夠防止整體破壞的安全儲(chǔ)備；基礎(chǔ)沉降不得超過地基變形容許值，保證建筑物不因地基變形而損壞或 影響其正常使用；擋土墻、邊坡以及地基基礎(chǔ)保證具有足夠防止失穩(wěn)破壞的 安全儲(chǔ)備。20、分層總和

12、法計(jì)算地基最終沉降量時(shí)進(jìn)行了哪些假設(shè)？答：計(jì)算土中應(yīng)力時(shí)，地基土是均質(zhì)、各向同性的半無限體；地基土在壓 縮變形時(shí)不允許側(cè)向膨脹，計(jì)算時(shí)采用完全側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)；采用 基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力計(jì)算地基的變形量。21、地基處理的對(duì)象和目的是什么？有哪些基本方法？答：地基處理的對(duì)象是軟弱地基和不良地基兩個(gè)方面。地基處理的目的是針對(duì)地基可能出現(xiàn)的地基剪切破壞、承載力不足、澄江或者差異沉降特大、大范圍地基沉降、地基液化、地基滲漏、管涌等問題采取相應(yīng)措施改善地基壓縮特性、剪切特性、動(dòng)力特性、透水特性、特殊土的不良特性以保證建筑物的安全和正常使用。地基處理的方法有換土墊層（包括砂石、素土、灰土、礦渣墊層

13、）、振密擠實(shí)（包括振沖擠密法、灰土擠密法、砂樁擠密法、石灰樁擠密法、爆破擠密法）、碾壓及夯實(shí)（包括重錘夯實(shí)、機(jī)械碾壓、振動(dòng)壓實(shí)、強(qiáng)夯）、排水固結(jié)（包括天然地基預(yù)壓、砂井預(yù)壓、塑料排水帶預(yù)壓、真空預(yù)壓、降水預(yù)壓）、置換及拌入（包括振沖置換、深層攪拌、高壓噴射注漿、石灰樁等）和加筋（包括土工聚合物加筋、錨固技術(shù)、樹根樁、加筋土）。22、地基處理方法選用原則.答： 1. 上部結(jié)構(gòu)的要求、2. 材料來源、3. 機(jī)械設(shè)備狀況、4. 地基土的類型、5.處理后土的加固深度、6. 周圍環(huán)境因素和鄰近建筑物的安全、7. 對(duì)施工工期的要求、 8. 施工隊(duì)伍的技術(shù)素質(zhì)、9. 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。23、換土墊層的作用和適用范圍

14、是什么？簡述其施工要點(diǎn)。答：作用：提高地基的承載力、減少地基沉降量、防止凍脹、加速軟弱土層的排水固結(jié)、消除地基濕陷性和脹縮性。適用范圍：適用于素雜土、雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土地基以及暗溝暗塘等淺層處理。施工要點(diǎn)：施工機(jī)械應(yīng)根據(jù)不同的換填材料進(jìn)行選擇；施工方法、分層厚度、每次壓實(shí)遍數(shù)等應(yīng)通過試驗(yàn)確定；墊層所用材料必須具有良好的壓實(shí)性；砂和砂石墊層地面應(yīng)鋪設(shè)在同一標(biāo)高處，若深度不同，基坑底面應(yīng)挖成階梯或斜坡搭接，并按先深后淺的順序進(jìn)行墊層施工，搭接處應(yīng)夯壓密實(shí)；人工級(jí)配的砂石地基，應(yīng)將砂石拌合均勻后，再進(jìn)行鋪設(shè)搗實(shí)；在地下水位以下進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)采用排水或者降低地下水位的措施，使基坑保持無

15、積水狀態(tài)。24、什么是托換法？基礎(chǔ)托換可以采用哪些方法？答：當(dāng)出現(xiàn)原有建筑物的地基需要處理和基礎(chǔ)需要加固或改建，或需要在原有建筑物基礎(chǔ)下修建地下工程以及鄰近建造新工程而影響到原有建筑物的安全問題時(shí)，結(jié)局這些問題的技術(shù)統(tǒng)稱為托換法?；A(chǔ)托換何以采用樁式托換、灌漿托換和基礎(chǔ)加固三種方法。其中樁式托換包括頂承式靜壓樁托換、灌注樁托換、錨桿靜壓樁托換和樹根樁托換；灌漿托換包括水泥灌漿法、堿液法和硅化法；基礎(chǔ)加固法包括1. 當(dāng)基礎(chǔ)由于不均勻沉降、機(jī)械損傷和凍脹等原因引起的開裂或損壞時(shí)，采用灌漿法加固基礎(chǔ)，選用水泥漿或環(huán)氧樹脂等作為漿液，2.當(dāng)一件城建筑物極處開裂或基地面積不足時(shí)，采用混凝土或者鋼筋混凝土

16、套加大基礎(chǔ)，3. 當(dāng)已建成建筑物需要增層或幾處需要加固，而地基不能滿足變形和強(qiáng)度要求時(shí)，可采用坑式托換法增大基礎(chǔ)埋置深度，是基礎(chǔ)支撐在較好的土層上， 4. 當(dāng)對(duì)基礎(chǔ)或地基進(jìn)行局部或單獨(dú)加固不能滿足時(shí)，可將原單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)改造成整體式的筏板基礎(chǔ)，或?qū)⒃ぐ寤A(chǔ)改成具有較大剛度的箱形基礎(chǔ)，也可以設(shè)置結(jié)構(gòu)連接體，以增加結(jié)構(gòu)剛度。25、簡述軟土的工程特性答：高壓縮性、抗剪強(qiáng)度低、天然含水率高、孔隙比大、透水性小、觸變性、 流變性。26、紅黏土地基有哪些工程措施？答： 1. 設(shè)計(jì)措施應(yīng)充分利用紅黏土上硬下軟的分布特征，基礎(chǔ)盡量淺埋。對(duì)于三級(jí)建筑物，當(dāng)滿足持力層承載力時(shí)，即可認(rèn)為已滿足下臥層承載力的要

17、求。對(duì)基巖面起伏大、巖質(zhì)堅(jiān)硬的地基，可采用大直徑嵌巖樁或墩樁。2. 地基處理由于紅黏土的厚度隨下臥基巖面起伏而變化，常引起不均勻沉降，對(duì)于不均勻地基應(yīng)進(jìn)行地基處理?？刹捎迷黾踊鶎挕⒄{(diào)整相鄰地段基地壓力、增減基礎(chǔ)埋深等措施，使基底下可壓縮土層厚度相對(duì)均勻。對(duì)外露石芽，用可壓縮材料做褥墊進(jìn)行處理，對(duì)土層厚度、狀態(tài)不均勻的地段可用地壓縮材料做置換處理?；娱_挖時(shí)應(yīng)采取保溫保濕措施，防止失水干縮。27、簡述對(duì)建筑場地和地基范圍內(nèi)存在的土洞和塌陷應(yīng)采取的處理措施。答： 1. 處理地表水和地下水2. 墊層處理3. 灌砂處理4. 挖填處理5. 梁板跨越6.樁基礎(chǔ)或者沉井處理28、簡述地震震害。答： 1. 震

18、陷 - 在強(qiáng)震作用下，地面引起的下沉或者不均勻沉降。2. 滑坡 - 土質(zhì)邊坡在強(qiáng)烈振動(dòng)下，使土體下滑力增加，抗滑的內(nèi)摩擦力降低，導(dǎo)致土體失穩(wěn)，從而發(fā)生滑坡。3. 地裂 - 地震發(fā)生后地表出現(xiàn)的大量裂縫。4. 液化 -在地下水位以下，飽和的松砂和粉土在地震作用下，土粒之間有變密的趨勢，由于孔隙水來不及排出，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)。29、簡述樁的分類及樁基礎(chǔ)的適用條件。答：樁按按承載特性分為摩擦型樁（分摩擦樁和端承摩擦樁）、端承型樁（分端承樁和摩擦端承樁）。按使用功能分豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁、復(fù)合受荷樁。按成樁方法分非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁。按樁直徑大小分小直徑樁，d<=250

19、mm中等直徑樁，250mm<d<800mmt直徑裝d>=800mm按樁身材料分混凝土樁、鋼樁、組合材料裝、木樁。樁基礎(chǔ)的適用條件：1. 上部土層軟弱不能滿足承載力和變形要求，而下部存在較好的土層時(shí)，用樁穿越軟弱土層，直接將荷載傳給深部硬層。2. 一定深度范圍類不存在較理想的持力層，用樁使荷載沿著樁桿依靠樁側(cè)摩擦阻力漸漸傳遞。3. 基礎(chǔ)承受較大荷載和拉（拔）力。4. 用豎樁或斜樁組成的樁群，構(gòu)成一個(gè)機(jī)構(gòu)體系，共同承擔(dān)豎向荷載和側(cè)向力。5. 淺基礎(chǔ)存在較好土層，但考慮其他原因，仍采用樁基礎(chǔ)。6. 考慮建筑物受相鄰建筑物、地面荷載以及施工開挖、打樁等影響，采用淺基礎(chǔ)將會(huì)產(chǎn)生過量傾斜或者沉降時(shí)，用樁基礎(chǔ)。7. 建筑物下存在液化土、濕陷性黃土、季節(jié)性凍土、膨脹土等，可用樁基礎(chǔ)將荷載傳遞至深部密實(shí)穩(wěn)定土層。8. 經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，采用天然地基或者地基加固不合理。30、郎肯理論假定？庫倫理論基本假定？答：朗：墻是剛性的，墻背鉛直。墻背填土表面是水平的。墻背光滑與填土之間沒有摩擦力。庫：擋土墻受土推力前移，使三角形土楔 ABCS著墻背AB和滑動(dòng)面BC下滑 滑動(dòng)面BC是一個(gè)平面。土楔ABC整個(gè)處于極限平衡狀態(tài)。31. 分層總和