土中應(yīng)力計算習(xí)題與答案

1、第三章土中應(yīng)力計算一、填空題1 .由土筑成的梯形斷面路堤，因自重引起的基底壓力分布圖形是梯 形,橋梁墩臺等剛性基礎(chǔ)在中心荷載作用下，基底的沉降是相同 的。2 .地基中附加應(yīng)力分布隨深度增加呈曲線 減小，同一深度處,在基底 中心 點下，附加應(yīng)力最大。3 .單向偏心荷載作用下的矩形基礎(chǔ)，當(dāng)偏心距e > l /6時，基底與地基局部脫開 ，產(chǎn)生應(yīng)力重分部 。4 .在地基中，矩形荷載所引起的附加應(yīng)力，其影響深度比相同寬度的條形基礎(chǔ)淺 ，比相同寬度的方形基礎(chǔ)深 。5 .上層堅硬、下層軟弱的雙層地基，在荷載作用下，將發(fā)生應(yīng)力擴散 現(xiàn)象,反之，將發(fā)生應(yīng)力集中 現(xiàn)象。6 .土中應(yīng)力按成因可分為自重應(yīng)力 和

2、附力口應(yīng)力。7 .計算土的自 重應(yīng)力時，地 下水位以 下的重度應(yīng)取 有效重度 （浮重 度） 。8 .長期抽取地下水位，導(dǎo)致地下水位大幅度下降，從而使原水位以下土的有效自重應(yīng)力 埴加,而造成地基沉降的嚴重后果。9 .飽和土體所受到的總應(yīng)力為有效應(yīng)力與孔隙水壓力之和。二、名詞解釋1 .基底附加應(yīng)力：基底壓應(yīng)力與基底標(biāo)高處原土層自重應(yīng)力之差。2 .自重應(yīng)力：由土層自身重力引起的土中應(yīng)力。3 .基底壓力：建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳給地基，在基礎(chǔ)底面與地基之間的接觸應(yīng)力。三、選擇題1 .成層土中豎向自重應(yīng)力沿深度的增大而發(fā)生的變化為：（B ）（A）折線減?。˙）折線增大（C）斜線減小（D）斜線增大2 .寬度均

3、為b,基底附加應(yīng)力均為 R的基礎(chǔ)，同一深度處，附加應(yīng)力數(shù)值最大的是：（C ）（A）方形基礎(chǔ)（B）矩形基礎(chǔ)（C）條形基礎(chǔ)（D）圓形基礎(chǔ)（b為直徑）3 .可按平面問題求解地基中附加應(yīng)力的基礎(chǔ)是：（B ）（A）柱下獨立基礎(chǔ)（B）墻下條形基礎(chǔ)（C）片筏基礎(chǔ)（D）箱形基礎(chǔ)4 .基底附加應(yīng)力 Po作用下，地基中附加應(yīng)力隨深度 Z增大而減小，Z的起算點為：（A） （A）基礎(chǔ)底面（B）天然地面（C）室內(nèi)設(shè)計地面（D）室外設(shè)計地面5 .土中自重應(yīng)力起算點位置為：（B ）（A）基礎(chǔ)底面（B）天然地面（C）室內(nèi)設(shè)計地面（D）室外設(shè)計地面6 .地下水位下降，土中有效自重應(yīng)力發(fā)生的變化是：（A ）（A）原水位以上不變，

4、原水位以下增大（B）原水位以上不變，原水位以下減小（C）變動后水位以上不變，變動后水位以下減?。―）變動后水位以上不變，變動后水位以下增大7 .深度相同時，隨著離基礎(chǔ)中心點距離的增大，地基中豎向附加應(yīng)力：（D ）（A）斜線增大（B）斜線減?。–）曲線增大（D）曲線減小8 .單向偏心的矩形基礎(chǔ)，當(dāng)偏心距e < l/6 （l為偏心一側(cè)基底邊長）時，基底壓應(yīng)力分布圖簡化為：（B ）（A）矩形（B）梯形（C）三角形（D）拋物線形9 .寬度為3m的條形基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)底面的豎向荷載N= 1000kN/m ,偏心距e=,基底最大壓應(yīng)力為：(C )(A) 800 kPa(B) 417 kPa(C) 8

5、33 kPa( D) 400 kPa10 .矩形面積上作用三角形分布荷載時，地基中豎向附加應(yīng)力系數(shù)Kt是l/b、z/b的函數(shù)，b指的是：(D )(A)矩形的長邊(B)矩形的短邊(C)矩形的短邊與長邊的平均值(D)三角形分布荷載方向基礎(chǔ)底面的邊長11 .某砂土地基，天然重度=18 kN/m3,飽和重度sat =20 kN/m：地下水位距地表 2m,地表下深度為4m處的豎向自重應(yīng)力為：(A )(A) 56kPa(B) 76kPa(C) 72kPa(D) 80kPa12 .均布矩形荷載角點下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)當(dāng)l/b=1、Z/b =1時，&=;當(dāng)l/b=1、Z/b=2時，Kc= o若基底附加

6、應(yīng)力pc= 100kPa,基底邊長l =b=2m,基底中心點下 Z=2m處的豎向附加應(yīng)力為：(C )(A)(B)(C)(D)13 .某中心受壓條形基礎(chǔ)，寬2m埋深1m室內(nèi)外高差0.6m,埋深范圍內(nèi)土的重度=17 kN/m3,若上部結(jié)構(gòu)傳來荷載F= 400kN/m,基底附加應(yīng)力 Po為：(C)(A)(B)(C) 209kPa(D) 215kPa14 .某場地表層為4m厚的粉質(zhì)黏土，天然重度 =18kN/m3,其下為飽和重度 sat=19 kN/m3的很 厚的黏土層，地下水位在地表下 4m處，經(jīng)計算地表以下2m處土的豎向自重應(yīng)力為 (B )。(A) 72kPa(B) 36kPa15.同上題，地表以

7、下 5m處土的豎向自重應(yīng)力為(A) 91kPa(B)81kPa(C) 16kPaB )。(D) 72kPa(E) 38kPa16.某柱作用于基礎(chǔ)頂面的荷載為室外地面高0.3m ,基礎(chǔ)底面積為800kN,從室外地面算起的基礎(chǔ)深度為(D) 41kPa1.5m,室內(nèi)地面比4n2,地基土的重度為 17kN/m3,則基底壓力為(C )。(A)(B) 230 kPa17.由建筑物的荷載在地基內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力稱為(C) 233 kPaB )。(D) 236 kPa(A)自重應(yīng)力(B)附加應(yīng)力(C)有效應(yīng)力(D)附加壓力18.已知地基中某點的豎向自重應(yīng)力為100 kPa ,靜水壓力為20 kPa, 土的靜止側(cè)壓力

8、系數(shù)為，則該點的側(cè)向自重應(yīng)力為( D )。(A) 60 kPa(B) 50 kPa(C) 30 kPa(D) 25 kPa19 .由于建筑物的建造而在基礎(chǔ)底面處產(chǎn)生的壓力增量稱為( C )。(A)基底壓力(B)基底反力(C)基底附加應(yīng)力(D)基底凈反力20 .計算基礎(chǔ)及上回填土的總重量時，其平均重度一般取( C )。(A) 17 kN/m3(B) 18 kN/m3(C) 20 kN/m3( D) 22 kN/m321 .在單向偏心荷載作用下，若基底反力呈梯形分布，則偏心距與矩形基礎(chǔ)長度的關(guān)系為(A )。(A)(B)(C)(D)22 .已知兩矩形基礎(chǔ)，一寬為 2m,長為4m,另一寬為4m,長為8

9、m,若兩基礎(chǔ)的基底附加壓力相等，則兩基礎(chǔ)角點下附加應(yīng)力之間的關(guān)系是( B )。(A)兩基礎(chǔ)基底下Z深度處應(yīng)力豎向應(yīng)力分布相同(B)小尺寸基石角點下 Z深度處應(yīng)力與大尺寸基礎(chǔ)角點下2Z深度處應(yīng)力相等(C)大尺寸基石角殿下 Z深度處應(yīng)力與小尺寸基礎(chǔ)焦點下2Z深度處應(yīng)力相等23 .當(dāng)?shù)叵滤煌蝗粡牡乇硐陆抵粱灼矫嫣?，對基底附加?yīng)力的影響是( A )。(A)沒有影響(B)基底附加壓力增大(C)基底附加壓力減小24 . 計算土中自重應(yīng)力時，地下水位以下的土層應(yīng)采用（C ） 。（A）濕重度（B）飽和重度（C）浮重度（D）天然重度25 . 在基底附加壓力的計算公式P0=P md， d 為（ D ） 。（A

10、）基礎(chǔ)平均深度（B）從室內(nèi)地面算起的深度（C）從室外地面算起的深度（D）從天然地面算起的埋深，對于新填土場地應(yīng)從老天然地面算起26 . 只有（ B ）才能引起地基的附加應(yīng)力和變形。（A）基底壓力（B）基底附加壓力（C）有效應(yīng)力（D）有效自重應(yīng)力27 .一矩形基礎(chǔ)，短邊 b=3m,長邊l =4m,在長邊方向作用一偏心荷載F十G=1200 KNN試問當(dāng)Pmin=0時，最大壓力應(yīng)為多少？ （ C ）。（ A） 120kN/m2（ B） 150KN/m2（ C） 200kN/m228 .有一基礎(chǔ)，寬度4m,長度8m基底附加壓力 90 kN/m；中心線下6m處豎向附加應(yīng)力為 m2,試問另一基礎(chǔ)寬度為 2

11、mi,長度為4mi,基底附加壓力為100 kN/m：角點下6m處的附加應(yīng)力為多少?（A ）（ A） m2（ B） m2（ C） m229 .已知一個寬b=2m,長l = 4m和另一個寬b=4m,長l = 8m的矩形基礎(chǔ)底的附加應(yīng)力相等，則兩基礎(chǔ)角點下豎向附加應(yīng)力之間有何關(guān)系?（ B ）（A）兩基礎(chǔ)角點下Z深度處豎向應(yīng)力分布相同（B）小基礎(chǔ)角點下Z深度處的應(yīng)力與大基礎(chǔ)角點下2Z深度處的應(yīng)力相等（C）大基礎(chǔ)角點下Z深度處的應(yīng)力與小基礎(chǔ)角點下2Z深度處的應(yīng)力相等30 . 當(dāng)?shù)鼗懈郊討?yīng)力曲線為矩形時，則地面荷載的形式為：（ C ） 。（A）條形均布荷載（B）矩形均布荷載（C）無窮均布荷載31 .有一

12、個寬度為3m的條形基礎(chǔ)，在基底平面上作出用著中心荷載F=240kN/m及力矩 W100kN- m/m）試問壓力較小一側(cè)基礎(chǔ)邊的底面與地基之間會不會脫開？（ A ）（A） Pmin > 0（B） Pmin=0（ C）脫開32 . 有一獨立基礎(chǔ)，在允許荷載作用下，基底各點的沉降都相等，則作用在基底的反力分布應(yīng)該是： （ B ） 。（A）各點應(yīng)力相等的矩形分布（B）中間小、邊緣大的馬鞍形分布（C）中間大、邊緣小的鐘形分布33 . 當(dāng)?shù)叵滤韵孪蛏蠞B流時，土層中骨架應(yīng)力有何影響？（C ）（A）不變（B）減?。–）增大34 .有一基礎(chǔ)埋置深度 d =,建筑物荷載及基礎(chǔ)和臺階土重傳至基底總壓力為10

13、0kN/m2,若基底以上土的重度為18kN/m2， 基底以下土的重度為17kN/m2， 地下水位在地表處，則基底豎向附加應(yīng)力為多少？（C ）（ A） 85kN/m2（ B） 73kN/m2（ C） 88kN/m235 .一矩形基礎(chǔ)，短邊 b=3m,長邊l =4m,在長邊方向作用一偏心荷載貫F+矢1200kN。偏心距為多少時，基底不會出現(xiàn)拉應(yīng)力？（C ）（ A）（ B）（ C）四、判斷題1. 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。（X ）2. 由于土中自重應(yīng)力屬于有效應(yīng)力，因而與地下水位的升降無關(guān)（V ）3. 在基底附加壓力的計算公式中，對于新填土場地，基底處土

14、的自重應(yīng)力應(yīng)從填土面算起（X ）4. 增大柱下獨立基礎(chǔ)的埋深，可以減小基底的平均附加壓力（X ）5. 柱下獨立基礎(chǔ)埋深的大小對基底附加應(yīng)力影響不大（V ）6. 由于土的自重應(yīng)力屬于有效應(yīng)力，因此在建筑物建造后，自重應(yīng)力仍會繼續(xù)使土體產(chǎn)生變形（X）7. 土的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0為土的側(cè)向與豎向自重應(yīng)力之比（X ）8. 在弱透水土層中，若地下水位短時間下降，則土的自重應(yīng)力不會明顯增大（ V ）9. 基底附加壓力在數(shù)值上等于上部結(jié)構(gòu)荷載在基底所產(chǎn)生的壓力增量（X ）10. 豎向附加應(yīng)力的分布范圍相當(dāng)大，它不僅分布在荷載面積之下，而且還分布到荷載面積以外，這就是所謂的附加應(yīng)力集中現(xiàn)象（X ）11. 矩形

15、均勻荷載作用下基礎(chǔ)角點下某深度處的附加應(yīng)力ZA與基礎(chǔ)中心點下同一深度處附加壓力 ZO的關(guān)系是： ZAV1/4 ZO。（ x ） 五、簡答題1. 地基附加應(yīng)力分布規(guī)律有哪些？答： （ 1 ）附加應(yīng)力不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在荷載面積以外相當(dāng)大的范圍之下，這就是地基附加應(yīng)力的擴散分布；（2）在離基底不同深度 z處各個水平面上，以基底中心點下軸線處的bz值最大，隨離中軸線距離增大曲線減??；（3）在荷載分布范圍之下任意點沿鉛垂線的值，隨深度最大曲線減小；（4）條形荷載比相同寬度的方形荷載廣的影響深度大，在相同深度處，條形荷載在地基中的 一比相同寬度的方形荷載大得多。2. 何謂土中應(yīng)力？它有哪些

16、分類和用途？答： 土體在自重、建筑物荷載及其它因素的作用下均可產(chǎn)生土中應(yīng)力。一般來說土中應(yīng)力是指自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。自重應(yīng)力是指土體在自身重力作用下產(chǎn)生的尚未完成的壓縮變形，因而仍將產(chǎn)生土體或地基的變形。附加應(yīng)力它是地基產(chǎn)生變形的的主要原因，也是導(dǎo)致地基土的強度破壞和失穩(wěn)的重要原因。土中應(yīng)力安土骨架和土中孔隙的分擔(dān)作用可分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力兩種。土中有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。它是控制土的體積（變形） 和強度兩者變化的土中應(yīng)力。土中孔隙應(yīng)力是指土中水和土中氣所傳遞的應(yīng)力。3. 地下水位的升降對土中自重應(yīng)力有何影響？答： 地下水下降，降水使地

17、基中原水位以下的有效自重應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了一個由于降水引起的應(yīng)力增量，它使土體的固結(jié)沉降加大，故引起地表大面積沉降。地下水位長期上升（如筑壩蓄水）將減少土中有效自重應(yīng)力。（ 1 ）若地下水位上升至基礎(chǔ)底面以上，它對基礎(chǔ)形成浮力使地基土的承載力下降。（ 2）地下水位上升，如遇到濕陷性黃土造成不良后果（塌陷）（ 3）地下水位上升，粘性土濕化抗剪強度降低。4. 如何計算基底壓力和基底附加壓力？兩者概念有何不同？答：基地壓力P 計算：（中心荷載作用下）（偏心荷載作用下）基地壓力計算：基地壓力P 為接觸壓力。這里的“接觸”，是指基礎(chǔ)底面與地基土之間的接觸，這接觸面上的壓力稱為基底壓力?；赘?/p>

18、加壓力為作用在基礎(chǔ)底面的凈壓力。是基底壓力與基底處建造前土中自重應(yīng)力之差，是引起地基附加應(yīng)力和變形的主要原因。六、計算題1 .某建筑場地的地層分布均勻，第一層雜填土厚1.5m, =17KN/;第二層粉質(zhì)黏土厚 4m,=19KN/, =, w =31% 地下水位在地面下 2m深處；第三層淤泥質(zhì)黏土厚 8m, =, =, w=41% 第四層粉土厚3m, = =, w=27%第五層砂巖未鉆穿。試計算各層交界處的豎向自重應(yīng)力，并繪出沿深度分布圖。解：第一層底：第二層土：地下水位處： 層底： 第三層底：第四層底：第五層頂：（圖略）2 .某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖 3-1所示，在設(shè)計地面標(biāo)高處作用有偏心荷載680K

19、N,偏心距，基礎(chǔ)埋深為2m,底面尺寸為4m2m試求基底平均壓力和邊緣最大壓力，并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。圖 3 1解：荷載因偏心而在基底引起的彎矩為：基礎(chǔ)及回填土自重：偏心距：因，說明基底與地基之間部分脫開，故應(yīng)從新分布計算（圖略）3 . 某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為，設(shè)計地面下深埋為（高于天然地面） ，設(shè)計地面以上的荷載為1200KN， 基底標(biāo)高處原有土的加權(quán)平均重度為18KN/。 試求基底水平面1 點及 2 點下各 3.6m深度點及點處的地基附加應(yīng)力值（見圖3 2） 。圖 3 2解：基底壓力：基底附加壓力:點 : 過 1 點將基底分成相等的兩塊，每塊尺寸為故，查表得故有：點：過2 點做如

20、下圖所示矩形，對矩形 ac2d ，查表得；對矩形bc21，查表得，故4 . 按圖3 3 中給出的資料，計算地基中各土層分界處的自重應(yīng)力。如地下水位因某種原因驟然下降至高程，細砂層的重度為=m3,問此時地基中的自重應(yīng)力有何改變？3 3解：地下水位處：黏土層底：粉質(zhì)黏土層底：細砂層底：地下水位驟然下降至高程時：黏土和粉質(zhì)黏土層因滲透性小，土體還來不及排水固結(jié)，孔隙水壓力沒有明顯下降，含水量不變，故自重應(yīng)力沒什么變化。細砂層滲透性大，排水固結(jié)塊，因水位下降而產(chǎn)生的應(yīng)力增量很快就轉(zhuǎn)化為有效自量應(yīng)力，故細砂層底的自重應(yīng)力為：335 . 某場地自上而下的土層分布為：雜填土， 厚度1m， =16kN/m ； 粉質(zhì)黏土，厚度5m， =19kN/m ，/=10kN/m3, K0=；砂土。地下水位在地表以下2m深處。試求地表下 4m深處土的豎向和側(cè)向有效自重應(yīng)力，豎向和側(cè)向總應(yīng)力。解：土的自重應(yīng)力：靜水壓力： 豎向總應(yīng)力： 側(cè)向總應(yīng)力：6 .某外墻下條形基礎(chǔ)底面寬度為b=1.5m,基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-1.50m ,室內(nèi)地面標(biāo)高為土，室外地面標(biāo)高為-0.60m ,墻體作用在基礎(chǔ)頂面的豎向荷載F=230kN/m,試求基底壓力 P。解：7 .某場地地表0.5m為新填土， =16kN/m3,填土下為黏土， =n3, w=20%, ds=