0803303班土力學(xué)作業(yè)37章

1、0803303班土力學(xué)作業(yè)（37章）第三章思考題3.1土的自重應(yīng)力分布有何特點？地下水位的升降對自重應(yīng)力有何影響，如何計算？ （肖煜 07） 答：在均質(zhì)土層的自重應(yīng)力是三角分部，cz=r·z，在成土層中的自重應(yīng)力是折線分部的，cz=r1h1+r2h2+rihi， 地下水位升降對自重應(yīng)力的影響：地下水位以下的土層因為受到地下水浮力的影響，其自重應(yīng)力相應(yīng)減少，所以地下水位以下的部分應(yīng)扣除10KN/M3的浮力。 3.2在剛性基礎(chǔ)的基地壓力分部有何特征？工程中如何計算中心荷載及偏心荷載的基底的受壓？ （孫濤 08）答：在中心荷載下，基底壓力呈馬鞍分布，中間小邊緣達(dá) ，當(dāng)基礎(chǔ)上的荷載較大時基礎(chǔ)

2、邊緣由于壓力很大，使土 產(chǎn)生塑性變形，邊緣壓力不再增加，而使中央部分繼續(xù)增加，基底壓力重新分布呈拋物線形，荷載繼續(xù)增加，中部突出部分呈鐘狀。中心荷載，p=,F是基礎(chǔ)頂面的豎向力值，G是基礎(chǔ)及回填土重，A是基礎(chǔ)面積。偏心荷載P=,e是偏心距。3.4試以矩形面積上的均布荷載和條形荷載為例，說明地基中附加應(yīng)力的服不規(guī)律？ （張凱 07）答：均布矩形：1，附加應(yīng)力z自基底算起，隨深度成曲線衰減。 2，z具有一定的擴(kuò)散性。 3，基底下任意深度水平面上的z，軸線上最大，離中軸線越遠(yuǎn)越小。 條形基 1，其作用影響深度要比矩形基礎(chǔ)大得多。 2，基礎(chǔ)下地基的側(cè)向變形主要發(fā)生于淺層，基礎(chǔ)邊緣下的土容易發(fā)生剪切破壞

3、。3.6試簡述太沙基德有效應(yīng)力原理。 （李斌 05） 答：土顆粒間的接觸應(yīng)力再截面積上的平均應(yīng)力，稱為有效應(yīng)力，用表示，有效應(yīng)力作用，會引起土顆粒的移動，使空隙體積改變，土體發(fā)生壓縮變形，通過模型可建立平衡條件：A=SAS+SAu+aAa.。飽和土中a，Aa為零，As/A一般可以省略，這有=-，此式極為太沙基有效應(yīng)力。習(xí)題3.1（郭靜波）-3.2（劉永良）（備注：上次已交）3.3某條形基礎(chǔ)如圖3.33所示，作用在基礎(chǔ)上的荷載為250kn/m，基礎(chǔ)深度范圍內(nèi)土的重度r=17.5kn/m3，試計算03,47及55剖面的各點豎向附加應(yīng)力，并繪制曲線。（余曉航 03）解：P=(F+G)/A=250/A

4、+20=145KPa 基底附加應(yīng)力P0=P-r0d=145kpa-17.5kpa=127.5kpa計算結(jié)果如下表：點號Z（m）X(m)x/bz/bszz000001.00127.5120010.54869.87240020.30438.76360030.2126.784021000522110.1924.23642120.2025.50762130.1721.688210.510.4152.28 3.4試用最簡單方法計算圖3.33所示荷載下，m點下深度Z=2.0m處得附加應(yīng)力。（湯樂昌 02）解：1，基礎(chǔ)本身的影響：c=（2x0.175+2x0.120）=0.590 旁邊基礎(chǔ)的影響：c=2（0

5、.2015-0.175）=0.053 z=（c+c）x200=128.6kpa 2，m點出的z/b=4/3， l/b=2，利用內(nèi)插法得c=0.17 z=4x0.17x0.5x（200+400）=204kpa3.7 如圖3.35所示矩形面積（ABCD）上作用均布荷載p=100kap，試用角點法計算G點深度6m處得附加應(yīng)力值z。 （蔣藩 01） 解：=（AEGH）+（CFGI）-（EGIB）-（FGHD） 計算結(jié)果荷載作用面積l/b z/b AEGH 1.5 0.75 0.215 CFGI 1.5 3 0.064 EGIB 4 3 0.093 FGHD 4 2 0.135 故：=100*(0.21

6、5+0.064-0.093-0.135) =5.1 kPa第四章4.1壓縮系數(shù)a和壓縮指數(shù)Cc的物理意義是什么？a是否為一個定值？工程上為何用a1-2進(jìn)行土層壓縮性能的劃分？ （蔣藩 01）答：a和Cc都是用來確定土的壓縮性，Cc越大，土的壓縮性愈高，a1-2的劃分：a1-2<0.1時，為低壓縮性土；0.1 a1-2<0.5時，為中壓縮性土；a1-20.5時，為高壓縮性土。4.2壓縮模量Es與變形模量Eo有何異同？相互間有何關(guān)系？它們與材料力學(xué)中的楊氏模量有什么區(qū)別？ （湯樂昌 02）答：土的變形模量和壓縮模量，是判斷土的壓縮性和計算地基壓縮變形量的重要指標(biāo)。由于兩者在壓縮時所受的

7、側(cè)限條件不同，對同一種土在相同壓應(yīng)力作用下兩種模量的數(shù)值顯然相差很大。壓縮模量是在室內(nèi)有側(cè)限條件下的一維變形問題，變形模量則是在現(xiàn)場的三維空間問題。在土的壓密變形階段，假定土為彈性材料，則可根據(jù)材料力學(xué)理論，推導(dǎo)出變形模量E0和壓縮模量Es之間的關(guān)系。 令 1-22/(1-)則EoEs 當(dāng)00.5時，10，即Eo/Es的比值在01之間變化，即一般Eo小于Es。但很多情況下Eo/Es 都大于1。其原因為：一方面是土不是真正的彈性體，并具有結(jié)構(gòu)性；另一方面就是土的結(jié)構(gòu)影響；三是兩種試驗的要求不同。壓縮模量、變形模量中的應(yīng)變包括彈性可恢復(fù)應(yīng)變和塑性不可恢復(fù)應(yīng)變。而彈性模量中只包括彈性應(yīng)變。彈性模量和

8、楊氏模量很相似，彈性模量有拉伸和剪切的兩個方向，楊氏主要指的是拉伸的。4.3土的壓縮指標(biāo)有哪些？它們之間有何關(guān)系？ （余曉航 03）答：土的壓縮性指標(biāo)有哪些？他們之間有何關(guān)系？答1）壓縮系數(shù)，2）壓縮指數(shù)，3）壓縮模量 壓縮系數(shù)a=-de/dp atan=(e1-e2)/(p2-p1)a土的壓縮系數(shù)（kPa-1或MPa-1）； P1 一般指地基某深度處土中豎向自重應(yīng)力（kPa）； P2地基莫深度處自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和（kPa）； e1相應(yīng)與P1作用下壓縮穩(wěn)定后土的空隙比； e2相應(yīng)與P2作用下壓縮穩(wěn)定后土的空隙比。 壓縮指數(shù)采用e-lgp曲線，它的后段接近直線，其斜率Cc=(e1-e2)/（

9、lgp2/lgp1）=(e1-e2)/lg（p2/p1） 壓縮模量Es=(1+e1)/a4.4計算地基沉降的分層總和法與建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范方法有何異同？（試從計算原理、計算公式、分層厚度等加以比較）。 （劉永良 04）答：計算地基沉降的分層總和法與建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范方法有何異同？（試從計算原理、計算公式、分層厚度、Zn確定、修正系數(shù)等加以比較）答：分層總和法是先將地基土分為若干水平土層（見圖），若以基底中心下截面面積A.、高度Hi的第i層小土柱為例（見78頁圖），此時土柱上作用有自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。但這時的ei應(yīng)是自重應(yīng)力pi作用下相應(yīng)的孔隙比；ezi應(yīng)是壓力從pi1增大到pi2時，壓縮穩(wěn)

10、定后的孔隙比。按計算公式可得該土層的壓縮變形量s為：s=（ei1-ei2）*hi/（1+ei1)可求的各分土層的變形后，再累積起來得到最后的沉降量：s= s=s=（ei1-ei2）*hi/（1+ei1)分層：1.厚度h0.4b（b為基礎(chǔ)密度）;2.天然土層分界處；3.地下水位處確定沉降計算深度Zn。按“應(yīng)力比”法確定。即:一般土zn/czn軟土 zn/czn建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）提出的地基沉降計算方法，是一種簡化并經(jīng)修正了的分層總和法，其關(guān)鍵在于引入了平均附加應(yīng)力系數(shù)的概念，并在總結(jié)了大量的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，重新規(guī)定了地基沉降計算深度的標(biāo)準(zhǔn)及地基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)。計算原理

11、：設(shè)地基土層均勻、壓縮模量Es不隨深度的變化，根據(jù)式有： S=zi*hi/Esi上式中zi*h等于第i層土附加應(yīng)力曲線所包含的面積，用符號A3456表示，而且有：A3456=A1234-A1256 而應(yīng)力面積 A=zdz=p0dz為了方便計算，規(guī)范法按等面積化為同樣深度范圍內(nèi)矩形分布時應(yīng)力的大小，而引入平均附系數(shù)，即： A1234=p0*z 則，i=A234/ p0*z 再按上面公式代入規(guī)范引入了經(jīng)驗系數(shù)規(guī)范法通過“變形比”法計算確定的，而要求滿足：s0.025si4.5簡述有效應(yīng)力原理的基本概念,在地基土的最終沉降量計算中，土中附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力還是總應(yīng)力？ （李斌 05）答：土體的重力，

12、靜水壓力級外荷載產(chǎn)生的壓力稱為總壓力。，而由顆粒間的接觸而承擔(dān)的這部分，稱為有效應(yīng)力。地基土的最終沉降量計算中，土中附加應(yīng)力是指總應(yīng)力。4.6什么叫正常固結(jié)土、超固結(jié)土和欠固結(jié)土？土的應(yīng)力歷史對土的壓縮性有何影響？（郭靜波 06）答：正固結(jié)土指是土層在歷史上最大固結(jié)壓力作用下壓縮穩(wěn)定，但沉降后土層厚度無大變化，以后也沒有受過其他荷載的繼續(xù)作用。超固結(jié)土指天然土層在地質(zhì)歷史上受到過固結(jié)壓力Pc大于目前的上覆壓力P1,即OCR>1.欠固結(jié)土指土層逐漸沉降到現(xiàn)在地面，但沒達(dá)到固結(jié)穩(wěn)定狀態(tài)。同一土層，由于應(yīng)力歷史不同，則土的壓縮特性完全不同，因而在工程中務(wù)必考慮天然的土層應(yīng)力歷史對地基沉降的影響

13、。4.7在飽和土一維固結(jié)過程中，土的有效應(yīng)力和孔隙水壓力是如何變化的？（湯樂昌 02）答：外力z,有效應(yīng)力，孔隙水壓力u0與時間的關(guān)系是：a, t=0,u=z , ，=0 b, 0<t<+, u，=z c, t=+, u=0, ，=z4.8土的最終沉降量是由那幾部分組成？各部分意義如何？ （劉永良 04）答：土的最終沉降量由瞬時沉降，固結(jié)沉降，次固結(jié)沉降三部分組成。瞬時沉降是指加荷瞬間土孔隙中水來不及排出，孔隙體積尚未發(fā)生變化，地基土在荷載作用下僅發(fā)生剪切變形時的地基沉降。固結(jié)沉降是指在荷載作用下，隨著土孔隙水分的逐漸擠出，孔隙體積相應(yīng)的減少，土體逐漸壓密而產(chǎn)生的沉降，通常采用分層

14、總和法計算。次固結(jié)沉降是指土中孔隙水已經(jīng)消散，有效應(yīng)力增長基本不變之后仍隨時間而緩緩增長所引起的沉降。習(xí)題4.1 某孔土樣的壓縮試驗記錄如表4.10所示，試?yán)L制壓縮曲線和計算各土層的a1-2 及相應(yīng)的壓縮模量Es，并評定各土層的壓縮性。 （蔣藩 01）壓力（Kpa） 0 50 100 200 300 400孔隙比1#土樣 0.982 0.964 0.952 0.936 0.924 0.9192#土樣 1.190 1.065 0.995 0.905 0.850 0.810解：a1-2 =e1 e2 /p2 p1 =(0.952-0.936)/100=0.16MPa¯1 Es=1+e1

15、/=(1+0.952)/0.16=12.2Mpa 土樣一為中壓縮性土。同理，2# a1-2 =0.90Mpa¯1, Es=2.22Mpa,為高壓縮性土4.2 某方形基礎(chǔ)，其壓縮試驗結(jié)果如上題所示，試按分層總和法計算地基的最終沉降量。 （肖煜 07）解：點號深度分層厚度自重應(yīng)力應(yīng)力系數(shù)附加應(yīng)力平均自重應(yīng)力平均附加應(yīng)力 +孔隙比分層沉降量 00 0.60.626.70.892144.924.15153.65177.80.9730.93961.02 1.20.631.80.60898.729.25121.8151.050.9710.9440.8220.838.60.33654.635.27

16、6.65111.850.9690.9500.77 2.80.845.80.20032.4842.243.5485.741.0851.0401.733.60.8530.13221.449.426.9476.341.0671.0281.51 4.40.860.20.09214.956.618.1574.751.0561.0301.015.20.867.40.06811.063.812.9576.751.0461.0270.746.00.874.60.0528.6719.780.71.03561.0220.536.80.881.80.0396.478.27.485.61.0231.0150.32S=

17、(s1 +s2 +s9 )=8.45cm 4.3 、某矩形基礎(chǔ)及地質(zhì)資料，試用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范方法計算地基的沉降量。 （孫濤 08）解：1、求基底壓力和基底附加壓力P=(F+G)/A=150kpa基底附加壓力P0=P-cz=150-17.5x1.5=123.75kpa2、確定沉降量計算深度Zn=b（2.5-0.4Inb）=4.5m但是4m處有基巖，所以Zn=4m3沉降計算（如表）點號 Zi（m） i Zi*i（mm） Zi*i-Zi-1*i-1 0 0 1.01 3.0 0.1533x4 1839.60 1839.602 3.7 0.1341x4 1984.68 145.083 4.0 0

18、.1271x4 2033.60 48.92P0/Esi=0.15/Esi si si0.025 45.990.062 8.990.062 3.03 58.01基礎(chǔ)最終沉降量S=si=1.2x58.01=69.61mm4.4某柱基礎(chǔ)底面尺寸為2.0m3.0m，地基為均質(zhì)的粉質(zhì)粘土，試用建筑地基基礎(chǔ)審計規(guī)范方法計算地基的最終沉降量。 （郭靜波 06）解：（1）求基地壓力和基礎(chǔ)附加應(yīng)力基礎(chǔ)底面土的自重應(yīng)力（2）沉降計算表用規(guī)范法計算基礎(chǔ)最終沉降量點Zil/bz/b001.501014.21.54.20.49122063.042063.040.02449.5124.51.54.20.46732102.

19、8529.810.0240.7250.53則基礎(chǔ)最終沉降量4.5已知兩方形基礎(chǔ)及其地質(zhì)剖面如圖4.36所示，作用在每一基礎(chǔ)上上部結(jié)構(gòu)荷載為587.0kN，試用規(guī)范法計算基礎(chǔ)中心店的最終沉降量，并考慮基礎(chǔ)的影響。（余曉航 03）解：（1） 求基底壓力和基底附加壓力：P=（F+G）/A=（587+2*2*20*1.6）/（2*2）=178.75kPaP0=cz=178.75-18*1.6=149.95kPaP0=P0=P0=149.95kPa（2）沉降計算點位Ziz/bzizi-zi-1P0/Esi=0.1495/Esisi0001+0.0014=1.0014011.41.40.8172+0.00

20、141146.041146.040.04146.9923.83.80.4632+0.0098=0.4731797.4651.360.04126.71311.511.50.01804+0.0149=0.19532245.95448.550.03616.15411.811.80.1766+0.015=0.19162260.8814.930.0360.54點位（mm）0123490.390.0059計算值：=3.73Mpas值確定；假設(shè)P0=fak，內(nèi)插可得：s=1.318故基礎(chǔ)最終沉降量：S=s=1.318*90.39=119.1mm4.6設(shè)厚度為10m的黏土層的邊界條件如圖4.37所示，上下層面

21、處均為排水砂層，地面上作用著無限均布荷載p=196.2kPa。已知黏土層的初始孔隙比e0=0.9，滲透系數(shù)k=2.0cm/a=6.3*10-8cm/s，壓縮系數(shù)a=0.025*10-2kPa-1.試求：（1）荷載加上1a后，地基沉降量是多少厘米？（2）加荷后歷時多久，黏土層的固結(jié)度達(dá)到90% （張凱 09）解：（1）求t=1a時沉降量無限均布荷載，黏土層中附加應(yīng)力沿深度均布分布，即：黏土層最終沉降量：豎向固結(jié)系數(shù)：因上下層面處均為排水砂層，則為雙面排水。時間因數(shù)：由教材圖4.30中查的，1a的沉降量：（2）當(dāng)黏土層的固結(jié)度達(dá)到90%，由圖4.30仍按a=1查得，則在雙面排水條件下：4.7土層條

22、件及土性指標(biāo)同4.6題，但黏土層底面是不透水層。是問：加荷1 a后地基的沉降量多少？地基固結(jié)度達(dá)到90%時需要多少時間？并將計算結(jié)果與4.6題做比較。（何思翰 10）解：單面排水，Tv=Cv.t/H2=15.2/100=0.152（1）1 a后的沉降量：St=Vt×258=0.443×258=11.56cm (2) Vt=90% Tv=0.84 Tv= Cv.t/H2 t=5.51a第五章思考題5.1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。對一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一個定值？為什么？ （蔣藩 01）答: 土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極

23、限能力。土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是土力學(xué)有關(guān)穩(wěn)定性計算分析的工作中最重要的計算參數(shù)?？辜魪?qiáng)度來源是土之間的粘結(jié)力。土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)不是一個定值，土分砂土·壤土·黏土，由不同顆粒組成，抗剪強(qiáng)度當(dāng)然隨組成不同而不同。5.2何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？試用莫爾-庫侖強(qiáng)度理論推求土的極限平衡條件的表達(dá)式？ （湯樂昌 02）答：當(dāng)土體的某點任一平面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時，將該點即介于破壞的臨界狀態(tài)稱為“極限平衡狀態(tài)”表征該狀態(tài)下的各種應(yīng)力狀態(tài)下的各種應(yīng)力之間的關(guān)系稱之為“極限平衡條件”。 土的極限平衡條件的表達(dá)式Sin=（1-3）/(1+3+2COT)5.3土中首先發(fā)生剪切破壞

24、的平面是否為剪應(yīng)力最大的平面？為什么？在何種情況下，剪切破壞面和最大應(yīng)力面是一致的？在通常情況下，剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？ （湯樂昌 02）答：根據(jù)摩爾-庫侖理論：土體處于極限平衡狀態(tài)時，剪切面上的剪應(yīng)力應(yīng)等于該面上土的抗剪強(qiáng)度，該剪應(yīng)力不一定是這點的最大剪應(yīng)力，其剪應(yīng)力狀態(tài)可按大、小主應(yīng)力來確定。最大剪應(yīng)力時，土的內(nèi)摩擦角=45度。5.4分別簡述直剪試驗和三軸壓縮試驗的原理。比較二者之間的優(yōu)缺點和試用范圍。 （余曉航 03） 答：直剪試驗：一、由杠桿系統(tǒng)通過活塞對試樣施加垂直壓力，水平推力則由等速前進(jìn)的輪軸施加與下盒，使試樣在沿上、下盒水平接觸面產(chǎn)生剪切位移。剪應(yīng)力大小則根據(jù)

25、量力環(huán)上的測微表，由測定的量力環(huán)變形值經(jīng)換算確定?；钊系臏y微表用于測定試樣在法向應(yīng)力作用下的固結(jié)變形和剪切過程中試樣的體積變化。 三軸壓縮試驗：軸向加壓系統(tǒng)用以對試樣施加軸向附加壓力，并可以控制軸向應(yīng)變的速率；周圍壓力系統(tǒng)則通過液體對試樣施加周圍壓力；試樣為圓柱形，并用橡皮膜包裹起來，以使試樣中的空隙水與膜外液體完全隔開。試樣中的空隙水通過其底部的透水面與空隙水壓力測量系統(tǒng)連通，并由空隙水壓力閥門控制。 直剪試驗缺點：（1）剪切過程中試樣內(nèi)的剪應(yīng)變和剪應(yīng)力分布不均勻。 （2）剪切面人為地限制在上、下盒的接觸面上，而該平面并非是試樣抗剪最弱的剪切面。 （3）剪切過程中試樣面積逐減小，且垂直荷載

26、發(fā)生偏心，但計算抗剪強(qiáng)度時卻按受剪面積不變和剪應(yīng)力均勻分布計算。 （4）不能嚴(yán)格控制排水條件，因而不能測量試樣中的空隙水壓力。 （5）根據(jù)試樣破壞時的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力，雖可算出大、小主應(yīng)力1、2的數(shù)值，但主應(yīng)力2無法確定。三軸試驗的有點：（1）試驗中能嚴(yán)格控制試樣的排水條件，準(zhǔn)確測定試樣在剪切過程中空隙水壓力變化，從而可定量獲得土中有效應(yīng)力變化情況； （2）與直剪試樣對比起來，試樣中的應(yīng)力狀態(tài)相對地較為明確和均勻，不硬性指定破裂面位置： （3）除抗剪強(qiáng)度指標(biāo)外，還可測定如土的靈敏度、側(cè)壓力系數(shù)、空隙水壓力系數(shù)等力學(xué)指標(biāo)。5.7試說明在飽和粘性土的不固結(jié)不排水試驗結(jié)果中不管用總應(yīng)力還是有效應(yīng)力表

27、示其莫爾應(yīng)力園的半徑為何都不變？ （劉永良 04）答：不管是不固結(jié)不排水實驗中總應(yīng)力還是有效應(yīng)力表示，體積總是保持不變，所以莫爾應(yīng)力圓的半徑保持不變。習(xí)題5.1某砂土試樣在法向應(yīng)力=100kPa作用下進(jìn)行直剪試驗，測得其抗剪強(qiáng)度f=60kPa.求：（a）用作圖方法確定該土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)值；（b）如果試樣的法向應(yīng)力增至 =250kPa,則土樣的抗剪強(qiáng)度時多少？ （蔣藩 01）解：因為該土樣為砂土，所以c=0（1）= 60=100 =0.6 =31（2）= =250*0.6 =150 Kpa5.2 對飽和黏土試樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗，測得其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度=120k。求：（a）該土樣的不排水抗剪強(qiáng)度

28、；（b）與圓柱形試樣軸成交角面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力。 （余曉航 03）解：（a）Cu=qu/2=120/2=60kPa （b）= （qu/2）*°=52kPa =+*°=90kPa5.4對內(nèi)摩擦角的飽和砂土試樣進(jìn)行三軸壓縮試驗。首先施加=200 k 圍壓，然后使最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力同時增加，且使的增量始終為的增量的倍，試驗在排水條件下進(jìn)行。試求該土樣破壞時的值。（劉永良 04）解：由于內(nèi)摩擦角 ， sin=（1-3）/（3+1）=0.5 1的增量1始終為3的增量3的4倍 sin=（1-3+33）/（3+1+53）=0.5 3=400kpa 1=4*3+3=1800kpa

29、第六章思考題6.1土壓力有哪幾種？影響土壓力的各種因素中最主要的因素是什么？ （李斌 05）答:有3種，1主動土壓力2被動土壓力3靜止土壓力影響土壓力各種因數(shù)中的最主要因數(shù)是擋土墻的位移方向和位移量。 6.2試闡述主動土壓力、靜止土壓力、被動土壓力的定義和產(chǎn)生的條件，并比較三者的數(shù)值大小。 （郭靜波 06） 答：1、主動土壓力：當(dāng)擋土墻向離開土體方向偏移至墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時，作用在墻背上的土壓力稱主動土壓力，一般用表示。2、被動土壓力：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，作用在墻背上的土壓力稱被動土壓力，一般用表示。3、靜止土壓力：當(dāng)擋土墻靜止不動，墻后土

30、體處于彈性平衡狀態(tài)時，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力，用表示。在相同的墻高和填土條件下，主動土壓力小于靜止土壓力，而靜止土壓力又小于被動土壓力，即：6.3 試比較朗金土壓力理論和庫倫土壓力理論的基本假定及適用條件。（肖煜 07） 答：朗金土壓力理論假定擋土墻墻背豎直、光滑，填土面水平，可用于黏性填土和五黏性填土，在工程中應(yīng)用廣泛。 庫侖土壓力理論的假設(shè)為：墻后填土是理想的散粒體（黏聚力=0）；滑動破裂面為通過墻踵的平面，庫侖理論適用于砂土或碎石填料的擋土墻計算。6.8 地基的剪切破壞有哪些形式？發(fā)生整體剪切破壞時-曲線的特征如何？ （肖煜 07） 答：其破壞形式有整體剪切破壞、局部剪切破壞

31、和沖剪破壞三種。整體剪切破壞地基變形的發(fā)展可分為三哥階段：當(dāng)荷載較小時，基底壓力沉降基本成直線關(guān)系，屬線性變形階段，臨塑荷載以表示；當(dāng)荷載增加到某一數(shù)值時，基礎(chǔ)邊緣處土體開始發(fā)生剪切破壞，隨著荷載的增加，剪切破壞區(qū)逐漸擴(kuò)大，土體開始向周圍擠出，-曲線不再保持直線，屬彈塑性變形階段，極限荷載以表示；如果荷載繼續(xù)增加，剪切破壞區(qū)不斷擴(kuò)大，最終在地基中形成一連續(xù)的滑動面，基礎(chǔ)急劇下沉或向一側(cè)傾斜，同時土體被擠出，基礎(chǔ)四周底面隆起，地基發(fā)生整體剪切破壞，-曲線陡直下降，通常稱為完全破壞階段。6.9 什么是塑性變形區(qū)？地基的Pcr和P¼的物理概念是什么？在工程中有何意義（孫濤 08）答：局部剪

32、切破壞的介于整體破壞和沖剪破壞之間的一種破壞形式。隨著荷載的增加，剪切破壞區(qū)從基礎(chǔ)邊緣開始，發(fā)展到地基內(nèi)部某一區(qū)域，但滑動面并不延伸到地面，基礎(chǔ)四周地面雖有隆起跡象，但不會出現(xiàn)明顯的傾斜和倒塌。若zmax =0，則表示地基中將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)塑性變形區(qū)，其相應(yīng)的荷載即為臨塑荷載Pcr。一般認(rèn)為，在中心垂直荷載下，塑性區(qū)的最大發(fā)展深度zmax 可控制在基礎(chǔ)寬度的1/4，相應(yīng)的荷載用P¼表示。Pcr作為地基的承載力偏于保守，即使地基發(fā)生局部剪切破壞，只要塑性區(qū)范圍內(nèi)部超過一定范圍，就不影響建筑物的安全和正常使用，取P¼可以提高地基的承載能力。 6.10什么是地基土的極限荷載Pu

33、？其與那些因素有關(guān)？ （孫濤 08）答：地基的極限承載力Pu是地基承受基礎(chǔ)荷載的極限壓力。有關(guān)因素：土的內(nèi)摩擦角，基礎(chǔ)的埋置深度，基礎(chǔ)形狀，荷載的傾斜程度及大小有關(guān)。6.11 土坡穩(wěn)定有何實際意義？影響土坡穩(wěn)定的因素有哪些？如何防止土坡滑動 （張凱 09）答：山區(qū)的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整場地、開挖基坑而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影響，造成邊坡局部土體滑動而喪失穩(wěn)定性，邊坡的坍塌常造成嚴(yán)重的工程事故，并危及人身安全，因此，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)倪吰陆孛?，采取合理的施工方法，必要時還應(yīng)驗算邊坡的穩(wěn)定性以及采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?，以達(dá)到保證邊坡穩(wěn)定。減少填挖土方量、縮短工期和安全節(jié)約

34、的目的。影響邊坡穩(wěn)定的因素一般有一下幾個方面：  （1）土坡作用力發(fā)生變化。例如由于在坡頂堆放材料或建造建筑物使坡頂受荷，或由于打樁、車輛行駛、爆破、地震等引起的震動改變了原來的平衡狀態(tài)。  （2）土體抗剪的強(qiáng)度的降低。例如土體中含水量或孔隙水壓力的增加。  （3）靜水壓力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的豎向裂縫，對土坡產(chǎn)生側(cè)向壓力，從而促進(jìn)捅破的滑動。  （4）地下水在土壩或基坑等邊坡中的滲流常是邊坡失穩(wěn)的重要因素，這是因為滲流會引起動水力，同時土中的細(xì)小顆粒會穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流挾帶而去，使土體的密實度下降。  （5）因坡腳挖方而

35、導(dǎo)致土坡高度或坡腳增大。在土方開挖或高填方的工程施工中，經(jīng)常遇到邊坡滑動的現(xiàn)象，給正常的工程帶來很多困難，如果不及時采取有效的處理措施，將會造成施工難度增大，影響工程質(zhì)量和工期不能正常完成的后果。因此，必須及時解決好預(yù)防土坡滑動和阻止土坡繼續(xù)滑動的問題。     土坡的滑動是由于促使土坡運(yùn)動的滑動力與滑動面上的抗滑力相互之間發(fā)生變化的結(jié)果。土體的容重、土坡的地質(zhì)條件以及氣候溫度因素的變化都將直接影響土坡的穩(wěn)定狀態(tài)。所以，在工程施工中，我們應(yīng)根據(jù)影響土坡穩(wěn)定的原因采取相應(yīng)的措施，預(yù)防和阻止土坡的滑動，保證正常施工。筆者根據(jù)多年的施工實踐，總結(jié)出以下幾種比較

36、成功的方法，可供業(yè)內(nèi)同行參考。     1 延緩坡度，增加坡長     斜坡度越平緩，則土坡越穩(wěn)定：斜坡度越陡，則土坡越易滑動。通過延緩坡度可以減小土坡的下滑力，使土坡達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這是我們在施工中常采用的方法。但這種方法增加了工作量，適用于機(jī)械化施工作業(yè)，要求施工場地寬闊，多余的土方要隨時運(yùn)走或有地方堆積。     2 在坡腳處砌擋土墻或打混凝土預(yù)制樁，增大抗滑力     由于土坡的滑動都有一個滑動面，土坡滑動時沿

37、滑動面向外推動坡腳處的土，當(dāng)滑動面到地表面的距離較小時，可以砌擋土墻，使擋土墻的基礎(chǔ)超過滑動面。如果滑動面距地表面的距離較大，用人工砌擋土墻很難達(dá)到目的，采用打混凝土預(yù)制樁的辦法較好。     3 在土坡上用錨桿錨固將要滑動的土體當(dāng)土坡的土質(zhì)穩(wěn)定性較好，無地下水或滲透水量很少時，可將錨桿錨固在土層中，增加土體的整體性和土體的抗滑力，使土坡達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這種方法在滑動面很淺時，效果明顯。     4 在坡頂裂縫處換填滲透性較小的粘性土     當(dāng)土坡滑動開始

38、后，坡頂處通常有裂縫，當(dāng)有地表水或下雨時，水從裂縫處滲入，潤滑了滑動面，減小了抗滑力，使土坡滑動加快。根據(jù)這種情況，應(yīng)及時將裂縫處的原狀土挖除，換填滲透性較小的粘性土并碾壓夯實，阻止水的滲入；同時，在坡頂處挖排水溝，防止地面水沖刷土坡，使水從其他地方排下。     在工程施工中，應(yīng)根據(jù)實際情況決定采用何種辦法，或幾種辦法同時采用，以保證工程質(zhì)量和工程時間。6.12何謂無黏性土坡的自然休止角？無黏性土坡穩(wěn)定性與哪些因素有關(guān)? （何思翰 10）答：土坡穩(wěn)定的極限坡角等于砂土的內(nèi)摩擦角時，此坡角稱為自然休止角。 影響因素：土坡作用力發(fā)生變化土坡的抗剪強(qiáng)度降低水

39、壓力的作用。6.13土坡穩(wěn)定分析的條分發(fā)原理是什么？如何確定最危險圓弧滑動面？ （何思翰 10） 答：靜力平衡的原理 假定幾個可能的滑動面，分別計算相應(yīng)的值，其中所對應(yīng)的滑動面則為最危險滑動面。 習(xí)題6.1試計算6.47所示地下室外墻上的土壓力分布、合力大小及其作用的位置。 （李斌 05）解： 作用位置 故作用在墻底上1m的地方。6.2某擋土墻高5m，墻背豎直光滑，填土面水平，試計算：該擋土墻主動土壓力分布、合力大小及其作用點位置；若該擋土墻在外力作用下，朝填土方向產(chǎn)生較大位移時，作用在墻背的土壓力分布、合力大小及其作用位置又是多少？ （郭靜波 06） 解：墻背豎直光滑，填土面水平，滿足朗金條

40、件，故可以按下列公式計算沿墻高的土壓力強(qiáng)度則，又c=15kPa，為黏性土，且滿足朗金條件，故地面處，墻底處，因填土為黏性土，故須計算臨界深度總主動土壓力為：主動土壓力作用點距離墻底的距離為：c=15KPa，為黏性土，且條件滿足朗金條件，由題中條件計算被動土壓力。地面處應(yīng)力，墻底處應(yīng)力，總應(yīng)力，被動土壓力作用點距離墻底的距離為：6.6某重力式擋土墻如圖所示，砌體重度，基地摩擦系數(shù)，作用在墻背上的主動土壓力為51.60KN/m。試驗算該墻體的抗滑和抗傾覆穩(wěn)定性。 （張凱 09）解：土壓力計算 擋土墻自重 m傾覆穩(wěn)定性驗算 故抗傾覆性滿足要求滑動穩(wěn)定性驗算 故抗滑動性也滿足要求第七章思考題7.2 淺

41、基礎(chǔ)有哪些類型和特點？ （蔣藩 01） 答：類型：無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)，特點是抗壓性能較好，而抗拉、 抗剪性能較差的材料建造的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)需具有非常大的截面抗彎剛度，受荷后基礎(chǔ)不容許曲變形和開裂，所以，過去慣稱其為“剛性基礎(chǔ)”。擴(kuò)展基礎(chǔ)，特點是抗彎和抗剪性能好。柱下條形基礎(chǔ)，特點是縱橫兩向勻具有一定的剛度，當(dāng)?shù)鼗彳浨以趦蓚€方向的荷載和土質(zhì)不均勻時，交叉條形基礎(chǔ)具有良好的調(diào)整不均勻沉降的能力。7.4 確定基礎(chǔ)置深度要考慮哪些因素？ （湯樂昌 02）答：1.建筑結(jié)構(gòu)條件與場地環(huán)境條件。2.工程地質(zhì)條件。3.水文地質(zhì)條件。3.地基凍融條件.7.5 什么是地基承載力特征值？其內(nèi)涵是什么？ （余曉航 03）答：在發(fā)揮正常使用功能時所允許采用的抗力設(shè)計值稱為地基承載力特征值，內(nèi)涵是地基容許承載力。7.6確定地基承載力的方法有哪些？我國現(xiàn)行不同行業(yè)規(guī)范是否統(tǒng)一？答：地基承載力可以按三種不同的設(shè)計原則進(jìn)行，即總安全系數(shù)設(shè)計原則，容許承載力設(shè)計原則和概率極限狀態(tài)設(shè)計原則。不同的設(shè)計原則遵循各自的安全準(zhǔn)則，按不同的規(guī)則和不同的公式進(jìn)行設(shè)計。7.6確定地基承載力的方法有哪些？我國現(xiàn)行不同行業(yè)規(guī)范是否統(tǒng)一？ （劉永良 04）答：地基承載力可以按三種不同的設(shè)計原則進(jìn)行，即總安全系數(shù)設(shè)計原則，容許承載力設(shè)計原則和概率極限狀態(tài)設(shè)計原則。不同的設(shè)計原則遵循