基礎(chǔ)工程試卷-交通工程A卷標(biāo)答

1、基礎(chǔ)工程考試卷（開(kāi)卷）（A卷）-標(biāo)答20092010學(xué)年度第一學(xué)期一、通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明剛性角與哪些因素有關(guān)（8分）【解】以墻下條形基礎(chǔ)為例，如圖所示，危險(xiǎn)截面 a-a的彎矩為1 b2pj(-b0 )22最大應(yīng)力為 max M /W 3pj(b0)2 */h2 j 2令max ,則有匕n中杼tan max ( max 為剛性角。）所以剛性角與基底壓力及基礎(chǔ)的材料有關(guān)。、寫出用“ m法計(jì)算樁身截面內(nèi)力和位移時(shí)樁的撓曲微分方程，說(shuō)明該方程用級(jí)數(shù)求解的思路（包括待定常數(shù)的確定）“m值與哪些因素有關(guān)（8分）【解】樁的撓曲微分方程為:d4xz dz45ZXz 0（1）該方程的求解思路如下：設(shè)xzaizi ,代

2、入式（1）,整理得 i 1(2)(3)由于上式對(duì)任意的 z 都成立，因此有：Ai 0 （i 1,2, ,n ）（4）由此可以推得方程（ 1） 的級(jí)數(shù)解xzai zi 中 ai 只有四個(gè)待定系數(shù)是獨(dú)i1立的。該四個(gè)待定系數(shù)由四個(gè)邊界條件確定。與“m值有關(guān)的因素有：地基土的類別和狀態(tài)；樁的剛度；樁徑、樁長(zhǎng)；荷載情況等。三、在進(jìn)行底節(jié)沉井的豎向撓曲驗(yàn)算時(shí)，支承點(diǎn)如何選擇，為什么（ 8 分）【 解】當(dāng)沉井為排水下沉?xí)r，由于能比較清楚地觀察到井底的情況，因此可以很好地控制支點(diǎn)的位置，驗(yàn)算時(shí)將支點(diǎn)放在最有利的位置（使正負(fù)最大彎矩相等） ；當(dāng)沉井為不排水下沉?xí)r，則不能很好掌控井底的情況，因此驗(yàn)算時(shí)將質(zhì)點(diǎn)放在

3、最不利的位置（使最大彎矩達(dá)到最大值） 。四、基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容是什么，需要進(jìn)行哪些計(jì)算或驗(yàn)算（ 8 分）【解】基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基設(shè)計(jì)兩大部分。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)形式的選擇，基礎(chǔ)埋置深度及基礎(chǔ)底面積大小、基礎(chǔ)內(nèi)力和斷面計(jì)算等。如果地下部分是多層的結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)還包括地下結(jié)構(gòu)的計(jì)算。地基設(shè)計(jì)包括地基土的承載力確定、地基變形計(jì)算、地基穩(wěn)定性計(jì)算等。五、什么是負(fù)摩阻力， 什么是中性點(diǎn)試對(duì)教材中中性點(diǎn)及負(fù)摩阻力強(qiáng)度的確定方法作出評(píng)價(jià)。 （ 8 分）【解】當(dāng)樁周土體因某種原因發(fā)生下沉，其沉降速率大于樁的下沉?xí)r，則樁周土相對(duì)于樁作向下位移， 而使土對(duì)樁產(chǎn)生向下作用的摩阻力， 此即負(fù)摩阻力。正、

4、負(fù)摩阻力變換處的位置為中性點(diǎn)。中性點(diǎn)的確定方法一般有兩種，一種是試算法，第二種是經(jīng)驗(yàn)估算法。試算法是先假設(shè)中性點(diǎn)位置，計(jì)算出所產(chǎn)生的負(fù)摩阻力，然后將它加到樁上荷載中，計(jì)算樁的彈性壓縮，并以分層總和法分別計(jì)算樁周土層及樁底土層的壓縮變形，繪出樁側(cè)土層的下沉曲線和樁身的位移曲線，兩曲線交點(diǎn)即為計(jì)算中性點(diǎn)位置，并與假設(shè)的中性點(diǎn)位置比較是否一致。若不一致，則重新試算。試算法存在以下問(wèn)題： 1）需要用到負(fù)摩阻力強(qiáng)度，而負(fù)摩阻力強(qiáng)度是與樁土之間的相對(duì)位移等諸多因素有關(guān)，因而事先并不能確定，亦即負(fù)摩阻力與樁土間的相對(duì)位移存在耦合現(xiàn)象；2）樁周土層的壓縮變形的計(jì)算方法與實(shí)際情況存在較大差距。準(zhǔn)確的計(jì)算方法應(yīng)考

5、慮樁土間的共同作 用。經(jīng)驗(yàn)估算法則是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析給出的參考值。教材中負(fù)摩阻力強(qiáng)度基本上取的是處于極限狀態(tài)的土體抗剪強(qiáng)度。正如前面所述，負(fù)摩阻力強(qiáng)度是與樁土之間的相對(duì)位移等諸多因素有關(guān)的，教材 中的確定負(fù)摩阻力強(qiáng)度的方法應(yīng)該是一種偏于保守的方法。六、某剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)（碎 C2。3m （縱橋向）x 9m,頂面設(shè)在地面下0.1m,基礎(chǔ)埋深1.1m,作用于基礎(chǔ)頂面荷載（短期效應(yīng)組合）：軸心垂直力N=5500kN彎矩 M=200kNm,水平力H=90kN,地基土為流塑粘性土,I l= , e=,18.0kN/m 3 ,驗(yàn)算地基承載力。若地基承載力不夠需對(duì)地基進(jìn)行處理，處理后的地基承載力至少應(yīng)達(dá)到多少（

6、不要求提供地基處理方案）(1)基底壓力0maxNMGd247.0 kPaAW(2)未處理前地基的承載力查得。170 kPa< max,地基承載力不足。(3)基底合力偏心距eN0.048 m< W 0.5nn,可以A(4)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算Koyeo包231.52 1.1 ,可以0.048(5)抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算（R 0.25(N G)Ti16.93 1.2,可以(6)如地基進(jìn)行處理，處理后的地基承載力至少應(yīng)達(dá)到。(20 分)七、某橋梁墩底尺寸為 2m（縱橋向）X4m,采用打入樁。承臺(tái)底面在地面下2.0m,樁端面在地面下 22nl樁端面以上土平均容重m 18.0kN/m3,m 45 ,樁端

7、持力層為中密中砂，具容許承載力fao 400kPa,樁徑d=40cn）經(jīng)靜荷載試驗(yàn)確定單樁豎向容許承載力 R=400kN,考慮短期效應(yīng)組合時(shí)墩底豎向力為 N=3000kN,彎矩M=500kNm （橫橋向）。試求樁數(shù)、樁平面布置及承臺(tái)平面尺寸（不要求驗(yàn)算基礎(chǔ)的沉降、墩頂位移及承臺(tái)強(qiáng)度，只要求驗(yàn)算單樁豎向承載力,若有必要還需驗(yàn)算群樁豎向承載力；樁身強(qiáng)度足夠）(20 分)【解】（1）初步確定樁的根數(shù)Nmn 1.3 9.75,取 n P10(2)樁的平面布置如圖OQ(3)單樁承載力驗(yàn)算N 5.6 2.4 2 20102.4_2_ 2(4) (2.42 1.22)395.43kPa P400kPa2(h

8、4.02)18(22 3)滿足(4)樁端面地基承載力驗(yàn)算maxh BL( g )hAN(1 eA)A W其中318kN/m ,20kN/m3, l 20 m,2.4 m,L 5.6m,Lq 2l tan ,4Bq2l tan 一4Lq5.2日Bq2.0nl302W ab /6解得max 400q2.0Ki i(b 2) K218 (9.96 2)2054kPamax滿足（5）其余驗(yàn)算略八、直徑為7m的圓形沉井基礎(chǔ)，基底上作用豎直荷載為18000kN（已扣除浮力），水平力500kN,彎矩7000kNm （均為考慮作用短期效應(yīng)組合）1.0。沉井埋深10ml 土質(zhì)為中等密實(shí)的砂礫層，容重21 kN/m3,內(nèi)摩擦角35,c=0,試驗(yàn)算該沉井基礎(chǔ)的地基承載力及橫向抗力。(20 分)【解】7 m,4d2 238.48m,H 500kN,7000kN-m,M 14m, Hbi0.9(1 d) 7.2 mCh mhC010m01,33.67 m3, 324178.79m,3b1 h 18dWmax minN 3HdA0 K526.50, c kPa409.050400 kPa,(0 K11(d2) K2 2(h 3)1.25 1812.5 kPa>maxZ0,h2(4h)6dW2 b1h(3h)7.49m,h/3 3.33 m時(shí),Z