土力學(xué)及基礎(chǔ)工程復(fù)習(xí)習(xí)題及參考答案5-08

1、中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案土力學(xué)及基礎(chǔ)工程一、選擇題：1.在樁的軸向荷載的作用下，樁身軸力隨深度的增大而 A.增大 B.不變 C.減小 2.管涌現(xiàn)象發(fā)生于 A.滲流出口處 B.土層內(nèi)部 和B3.有三個土樣，它們的重度和含水量相同，則下述說法中正確的是 A.它們的孔隙比必相同 B.它們的干重度必相同C.它們的飽和度必相同4.超固結(jié)土是指 A.czPc（前期固結(jié)壓力） B.czPc czPc5.評價土的壓實程度的物性指標是 A.土的重度 B.孔隙比 C.干重度 D.土粒比重6.進行剛性基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，確定其基礎(chǔ)高度的方法是 A.臺階允許寬高比 B.地基承載力檢算 C.基礎(chǔ)材料抗剪強

2、度檢算 D.基礎(chǔ)材料抗拉強度檢算7.下列哪種情況不是產(chǎn)生樁負摩阻力的條件 A.新填土地區(qū) B.地下水位很高的地區(qū)C.大量抽取地下水的地區(qū) D.樁基礎(chǔ)四周堆放大量土體8.高承臺樁基礎(chǔ)是指 A.承臺底面位于一般沖刷線以上的基礎(chǔ) B.承臺底面位于局部沖刷線以上的基礎(chǔ)C.承臺頂面位于一般沖刷線以上的基礎(chǔ) D.承臺頂面位于局部沖刷線以上的基礎(chǔ)9.判別土中粘粒含量多少的指標是 A.塑性指數(shù) B.液性指數(shù) C.塑限 D.液限10.某橋墩用于支承跨度為16m24m的不等跨曲線梁，相鄰墩臺的容許沉降差為 A.80mm B.40mm C.20mm D.40mm11.利用橋規(guī)進行樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算，水平抗力采用地基系

3、數(shù)隨深度按比例增加的方法計算，此種設(shè)計方法通常稱之為 A.常數(shù)法 法 法 法12.產(chǎn)生群樁效應(yīng)的條件是指樁中心點間距小于等于 的柱樁 的摩擦樁 的柱樁 的摩擦樁13.下列指標中，不以“%”表示的指標是 A.含水量 B.孔隙比 C.孔隙率 D.飽和度14.有效應(yīng)力是指 A.通過顆粒接觸點傳遞的那部分應(yīng)力 B.總應(yīng)力扣除孔隙水壓力以后的那部分應(yīng)力C.引起土的變形的應(yīng)力 D.影響土的強度的應(yīng)力15.能傳遞靜水壓力的土中水是 A.強結(jié)合水 B.弱結(jié)合水 C.自由水 D.以上都不對16.當土條搓條達到3mm的直徑時開始斷裂，此時土條的含水量稱為 A.裂限 B.縮限 C.液限 D.塑限17.甲、乙兩粘性土

4、的塑性指數(shù)不同，則可判定下列指標中，甲、乙兩土有差異的指標是 A.含水量 B.細粒土含量 C.土粒重量 D.孔隙率18.工程上控制填土的施工質(zhì)量和評價土的密實程度常用的指標是 A.有效重度 B.土粒相對密度 C.飽和重度 D.干重度19.側(cè)限壓縮試驗所得的壓縮曲線(e-p 曲線)愈平緩，表示該試樣土的壓縮性 A.愈大 B.愈小 C.愈均勻 D.愈不均勻20.在地基變形驗算時，對煙囪、水塔等高聳結(jié)構(gòu)，控制的變形特征主要是 A.沉降量 B.沉降差 C.局部傾斜 D.傾斜21.作用于矩形基礎(chǔ)的基底壓力相同，埋深相同，土質(zhì)相同的兩個基礎(chǔ)，若它們的長寬比相同，則基礎(chǔ)尺寸小的沉降（ ）基礎(chǔ)尺寸大的沉降。

5、A.大于 B.小于 C.等于 D.可能大于也可能小于22.朗金土壓力理論假定擋土墻墻背光滑無摩擦，造成主動土壓力計算值 A.偏大 B.偏小 C.無偏差 D.偏大或偏小均可能23.土體具有壓縮性的主要原因是 A.土顆粒壓縮 B.孔隙減少 C.水被壓縮 D.土體本身壓縮模量較小24.粘性土的抗剪強度由兩部分組成，一部分是顆粒間的粘結(jié)力，另一部分是 A.摩擦力 B.水壓力 C.有效應(yīng)力 D.荷載25.所謂補償性設(shè)計，是指 A.基礎(chǔ)的整體性好，剛度大，能調(diào)整和減小不均勻沉降B.基礎(chǔ)抵抗水平荷載的穩(wěn)定性增強C.施工時基坑開挖較深，可使挖土卸去的土重替換為建筑物的部分或全部重量D.基礎(chǔ)具有良好的抗震作用2

6、6.摩擦樁的傳力機理為 A.荷載全部通過樁身側(cè)面?zhèn)鞯綐吨芡翆?B.荷載全部傳到樁底端下的土層C.大部分荷載傳給樁周土層，小部分傳給樁端下的土層D.大部分荷載傳給樁端下的土層，小部分傳給樁周土層27.在設(shè)計樁基時，樁的長度L，樁的根數(shù)n，樁的直徑d三者之間是相互關(guān)聯(lián)的。通常，采取如下的次序擬定： A.先擬定d，再擬定L，最后試算n B.先擬定n，再擬定d，最后試算LC.先擬定L，再擬定n，最后試算d D.任何次序都可采取28.低承臺樁基礎(chǔ)是指：- A.承臺底面位于一般沖刷線以下的基礎(chǔ) B.承臺底面位于局部沖刷線以下的基礎(chǔ)C.承臺頂面位于一般沖刷線以下的基礎(chǔ) D.承臺頂面位于局部沖刷線以下的基礎(chǔ)二

7、、簡答題：1.土有哪些壓縮性指標各通過什么試驗測得寫出其表達式及指標間的換算關(guān)系式。2.單樁有哪幾種破壞模式各有何破壞特點3.確定地基容許承載力，有哪幾種方法4.朗金土壓力理論和庫侖土壓力理論的基本假定、計算原理與步驟各有何不同5.有哪些因素影響地基的極限承載力6.地下水位變動對地基中應(yīng)力、沉降有何影響地下水位上升對地基承載力有何影響7.計算基底壓力和基底附加壓力時，所取的基礎(chǔ)埋置深度是否相同該如何取8.直剪試驗存在哪些缺點9.什么是地基什么是基礎(chǔ)按埋深和施工方法分為哪幾類基礎(chǔ)10.有哪些施工措施防止和減輕基礎(chǔ)不均勻沉降11.附加應(yīng)力在地基中的傳播、擴散有什么規(guī)律目前根據(jù)什么假設(shè)條件計算地基土

8、的附加應(yīng)力12.什么叫最優(yōu)含水量壓實粘性土?xí)r為何要控制含水量三、計算題：1.某完全飽和土樣，經(jīng)試驗測得濕土質(zhì)量為185克，干土質(zhì)量為145克，體積為100cm3。若將土樣壓密，使干重度等于1.65g/cm3，問土樣孔隙比減小多少2.已知某土體的抗剪強度表達式tf=+stg20°，當該土體中某點的最大主應(yīng)力s1=300kPa，最小主應(yīng)力s3=100kPa。試問：該點所處的應(yīng)力狀態(tài) 最大剪應(yīng)力值及最大剪應(yīng)力作用面與最大主應(yīng)力作用面所成角度。3.某低承臺樁基礎(chǔ)，樁的平面布置如圖所示，各樁的尺寸相同，樁的直徑為1米，承臺底面形心處作用有軸力N=20000kN，M=4000kN·m，

9、H=400kN，試按簡化法確定各樁承受的軸力Ni。4.某飽和粘性土樣在三軸壓縮儀中進行固結(jié)不排水試驗。施加周圍壓力s3=200kPa，土樣破壞時主應(yīng)力差s1s3=280kPa。如果破壞面與豎直面夾角為33°，試求破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及土樣中的最大剪應(yīng)力值、最大剪應(yīng)力面的方向。5.擋土墻高6米，填土的物理力學(xué)性質(zhì)指標如下：=16º，C=15KPa，=19kN/m3，墻背直立、光滑，填土表面水平。試求擋土墻的主動土壓力大小并繪出土壓力強度分布圖。若墻背后不允許出現(xiàn)裂縫，則至少應(yīng)在填土表面施加多少超載q才能滿足要求6.某柱下獨立基礎(chǔ)，作用在設(shè)計地面處的柱荷載設(shè)計值、基礎(chǔ)尺

10、寸、埋深及地基條件如圖所示，地下水位與基底平齊。試驗算地基承載力是否滿足要求(應(yīng)力擴散角取23º，基礎(chǔ)及上覆土的重度c=20kN/m3)7.某單層廠房獨立柱基底面尺寸b×l=2.6m×5.2m，柱底荷載設(shè)計值：F1=2000kN，F(xiàn)2=200kN，M=1000kN·m，V=200kN（如圖）。柱基自重和覆土標準值G=，基礎(chǔ)埋深和工程地質(zhì)剖面見圖1。試驗算持力層和下臥層是否滿足承載力要求8.某橋墩基礎(chǔ)如圖所示，基底平面尺寸為A=7.8m，B=7.2m，每級臺階的厚度為1m，作用在基底形心處的荷載為N=，H=200kN，M=800kN·m，試檢算地

11、基強度。9.飽和粘土層厚10m，=m3，其下為砂土，厚4m，砂土層中承壓水，已知粘土層底A點的水頭高為5m。若在粘土層開挖基坑，試求基坑的允許開挖深度H。10.某飽和粘土層厚10米，受大面積連續(xù)均布荷載p=120kN/m2的作用，如圖所示。設(shè)該土層初始孔隙比e0=，壓縮系數(shù)a=×10-4m2/kN，土的滲透系數(shù)k=0.018m/a，求該土層在單面、雙面排水條件下：加荷1年的沉降量；沉降量達14.4cm所需的時間。11.某擋土墻墻高H=5m，墻背垂直光滑，墻后填土水平，填土為干砂，容重為19kN/m3，內(nèi)摩擦角為30°，墻后填土表面有超載15kN/m，試計算作用在擋墻上主動土

12、壓力Ea和被動土壓力Ep，并分別畫出墻后土壓力強度分布圖。12.某粘土試樣，在室內(nèi)測得其濕土和烘干后的質(zhì)量分別為210g和162g，并已知其土粒比重為，若該試樣是完全飽和的，其含水量，飽和重度，干重度和孔隙比各為多少若該試樣的飽和度為80%，則其飽和重度，干重度和孔隙比又各為多少7參考答案一、選擇題： 二、簡答題：1.答：土的壓縮性指標有:a、Es、Cc、E0。a、Es、Cc通過側(cè)限壓縮試驗測得, E0則通過載荷試驗、旁壓試驗（或現(xiàn)場原位測試）測得。其表達式及換算式有：a=（e1-e2）/（p1-p2），Es=（1+e1）/a，E0=Es。2.答：壓（屈）曲破壞：特點為樁材由于強度不夠而導(dǎo)致樁

13、體自身破壞。整體剪切破壞：特點為樁材自身強度足夠，傳到樁端的荷載使得樁端下的地基土產(chǎn)生整體剪切而破壞。沖剪破壞：特點為在軸向荷載的作用下，樁身貫入土中，樁端土發(fā)生破壞。3.答：理論公式法：用臨塑、臨界荷載或極限荷載賦予一定的安全系數(shù)計算。規(guī)范法：按表格查取?，F(xiàn)場原位測試。當?shù)亟ㄖ?jīng)驗。4.答：朗金土壓力理論適用于墻背垂直、光滑，墻后填土水平的情況，對所有土層均可采用，而庫侖土壓力理論適用于砂類土，但墻背及填土表面不受限制。朗金土壓力理論是根據(jù)極限平衡理論求出土壓力，而庫侖土壓力理論是根據(jù)處于極限平衡狀態(tài)時的滑動楔體的靜力平衡條件求解。朗金土壓力理論是先求出沿墻高的土壓力強度分布圖，進而求其面積

14、得出土壓力的大小，而庫侖土壓力理論是根據(jù)力的平衡條件先求出總的土壓力的大小，然后沿墻高求導(dǎo)得出沿墻高的土壓力強度分布圖。5.地基土的性質(zhì)：土的抗剪強度指標c、；地基土的重度?；A(chǔ)的尺寸：寬度B和基礎(chǔ)的埋深D。荷載作用的方向和時間。地基的破壞形式。6.答：地下水位下降會引起原地下水位以下土中的有效自重應(yīng)力增加，從而造成地表大面積附加下沉。地下水位上升，雖然不會增加自重應(yīng)力，但由于使原來地下水位和變動后地下水位之間那部分土壓縮性增大，也會產(chǎn)生附加沉降量。地下水位上升，由于水下部分的天然重度改為浮重度，地基承載力降低。7.答：計算基底壓力和基底附加壓力時，所取的基礎(chǔ)埋置深度不相同。計算基底壓力時，在

15、確定基礎(chǔ)及臺階上土的自重時，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)為設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離。計算基底附加應(yīng)力時，在確定基底自重應(yīng)力時，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)為從自然地面到基礎(chǔ)底面的距離。8.答：土樣在試驗中不能嚴格控制排水條件，無法量測孔隙水壓力。剪切面固定在剪切盒的上下盒之間，該處不一定是土樣的最薄弱面。試樣中應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，有應(yīng)力集中情況，仍按均勻分布計算。試樣發(fā)生剪切后，土樣在上下盒之間錯位，實際剪切面積減小，但仍按初始面積計算。9.答：地基是指由于承受建筑物全部荷載而產(chǎn)生應(yīng)力與應(yīng)變所不能忽略的那部分巖土。（或指在基礎(chǔ)底面下承受由基礎(chǔ)傳來的荷載的那部分巖土體）。有人工地基和天然地基之分?；A(chǔ)是指承受上部建筑物重量并把它

16、傳遞到下面的地基土中，在地下擴大的結(jié)構(gòu)部分，由磚石、素砼、鋼筋混凝土等材料人工砌置而成?；A(chǔ)按埋深和施工方法分為兩大類：淺基礎(chǔ)：埋深小于5米，可用一般方法和設(shè)備來施工的基礎(chǔ)；深基礎(chǔ)：埋深較大，要用特殊的方法和設(shè)備施工的基礎(chǔ)，通常包括樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)等。10.答：合理安排施工順序：先建重、高部分，后建輕、低部分，先施工主體建筑，后施工附屬建筑?；A(chǔ)四周不宜大量堆載：在已建成的輕型建筑物周圍，不宜堆放大量建筑材料和土方等重物，以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。保護基底土原有性質(zhì)，減少擾動：基坑開挖時，對基底軟弱土層應(yīng)注意保護，盡量避免或減少擾動，對于風化巖石地基，不應(yīng)暴露過久，及時覆蓋

17、防止進一步風化。防止雨水或地面水流入和浸泡基坑。防止施工不利影響：在現(xiàn)場開展打樁、強夯、井點降水、深基坑開挖、爆破作業(yè)等施工時，要加強必要的措施，防止和避免對鄰近建筑物造成危害。11.答：土中附加應(yīng)力的分布范圍相當大，它不僅分布在荷載面積之內(nèi)，而且還分布到荷載面積之外。在離基礎(chǔ)底面不同深度z處各個水平面上，以基底中心點下軸線處的應(yīng)力為最大，離開中心軸線愈遠的點附加應(yīng)力越小。在荷載分布范圍內(nèi)任意豎直線上的附加應(yīng)力值，隨著深度增大逐漸減小?？傊林袘?yīng)力向下和向四周傳播。目前計算土中附加應(yīng)力時，假定地基土為均勻、各向同性的半無限空間線彈性體。12.答:在一定的壓實功能作用下,土在某一含水量下可以擊實

18、到最大的密度,這個含水量稱為最優(yōu)含水量。粘性土料過干或過濕都不能獲得好的壓實效果；當含水量過低時，粘性土顆粒周圍的結(jié)合水膜薄，粒間引力強，顆粒相對移動的阻力大，不易擠緊；當含水量過大時，自由水較多，擊實時，水和氣體不易從土中排出，并吸收了大部分的擊實功能，阻礙了土粒的靠近。三、計算題：1.答：依題意有：W=185g，Ws=145g，V=100cm3，Sr=100% 則：Ww=W-Ws=185-145=40g，Vw=Ww/w=40cm3 由Sr=100%知Vv=Vw=40cm3，Vs=V-Vv=100-40=60cm3此時e=Vv/Vs=40/60=壓密后，d=Ws/V=1.65g/cm3因為壓

19、密前后Ws、Vs均不變，故V=Ws/d=145/=87.9cm3Vv=V-Vs=27.9cm3所以：e=Vv/Vs=60=土樣孔隙比減小了e-e=答：(1)由f=tg20°知=20°，c=,且1=300kPa,3=100kPa若3=100kPa，則使該點達到極限平衡狀態(tài)的大主應(yīng)力值為:1=3tg2(45°+/2)+2c·tg(45°+/2)=100tg2(45°+20°/2)+2××tg(45°+20°/2)=因為1=300kPa1=，因此該點處于破壞狀態(tài)。(2)最大剪應(yīng)力max=(1

20、-3)/2=(300-100)/2=100kPa最大剪應(yīng)力作用面與最大主應(yīng)力作用面成45°。3.答：設(shè)樁群截面重心O點離B點靠右x米，樁的橫截面積為S，則有：5S××=8S×x，解得x=0.375米將作用在承臺底面形心處的外力移到樁群截面重心O點處，有：N=20000kN，M=4000+20000×=11500kN·m，H=400kNXi2=3×+2+5×因此，最左邊三根樁各樁所承受的軸力為:Ni左=N/n+MXi/Xi2=20000/5+11500×+/=最右邊五根樁各樁所承受的軸力為:Ni右=N/n-

21、MXi/Xi2=20000/5-11500×答：由已知條件可得土樣破壞時剪切面上的主應(yīng)力為:s3200kPa，s1280+s3280+200480kPa破壞面與豎直面夾角為33°破壞面與大主應(yīng)力面成90°33°=57°則破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為：s(s1+s3)/2+(s1-s3)/2cos2(480+200)/2+(480-200)/2cos(2×57°)(s1-s3)/2sin2(480-200)/2sin(2×57°)最大剪應(yīng)力為:max(s1-s3)/2(480-200)/2140kPa最

22、大剪應(yīng)力面與大主應(yīng)力面成45°。5.答：(1)katg2(45°-)tg2(45°-)=tg(45°-)tg(45°-)p0-2c在墻背上會產(chǎn)生拉裂縫，設(shè)裂縫深度為Z0，則：Z0=2.1mPa1hka-2c19×6××15×則主動土壓力的大小為：Ea×/2m(2)若不允許出現(xiàn)裂縫，則令：qka-2c0可得q=即至少應(yīng)在填土表面施加的超載才能保證墻背不出現(xiàn)裂縫。土壓力強度分布圖如下：6.答：(1)持力層強度的檢算：G=CV=20××3×=483kNN=N+G=105+

23、483=588kNM=M+QD=105+67×=偏心距e=M/N=588=0.44mB/6=6=0.58m基底平均應(yīng)力p=N/F=N/(A×B)=588/×=56kPa基底應(yīng)力的最大值pmax=N/F(1+6e/B)=56(1+6×=基底應(yīng)力的最小值pmin=N/F(1-6e/B)=56(1-6×=0=(1h1+2h2)/D=19×+19×地基承載力設(shè)計值f=fak2+b(B-3)+d0=230+×19×+×19×因為p=56kPaf=，pmax=1.2f=，pmin0因此持力層強度滿

24、足要求。(2)軟弱下臥層強度的檢算：已知fak3=78kPa，D´=+=5.8m故0=(1h1+2h2+2´h3)/D´=19×+19×+19×/=19kN/m3軟弱下臥層的容許承載力f=fak3+d0(D´=78+×19×軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力為：cz=19×+19×+19×=軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力為：(以基底附加應(yīng)力按23°擴散至下臥層頂面處)z=(p-ihi)×A×B/(A+2Ztg23°)×(B+2Ztg23&

25、#176;)=56-(19×+19×××+2××tg23°)+2××tg23°)=故：cz+z=+=1.2f=因此下臥層強度滿足要求。7.答：(1)持力層承載力驗算：N=F1+F2+G=2000+200+=M=M+Vh+F2a=1000+200×+200×=1383kN·me=M/N=1384/=0.515mb/6=6=0.87mp=N/bl=×=m2pmax=N/bl·(1+6e/l)=×(1+6×=m2f=fk+b(b-3

26、)+d=230+×19×滿足)1.2f=×=m2pmax=m2(滿足)(2)軟弱下臥層承載力驗算：0=(19×+10×/+=m3f=fk+b(b-3)+d=85+××+自重壓力：cz=19×+10×=m2附加壓力：z=bl(p-D)/(b+2z·tg)(l+2z·tg)=×××/+2××tg23º)+2××tg23º)=m2cz+z=+=m2f=m2(滿足)8.答：(1)持力層強度的檢算：持力層的

27、容許承載力=0+k11(B-2)+k22(h-3)因為k1=0，h=2.7m3m，故=0=270kPa偏心距e=M/N=800/=0.189mB/6=6=1.2m基底平均應(yīng)力=N/F=N/(A×B)=×=270kPa基底應(yīng)力的最大值max=(N/F)(1+6e/B)=(1+6×=324kPa因此持力層強度滿足要求。(2)軟弱下臥層強度的檢算：已知0=90kPa，h=5.8m，故2=16×+×+×軟弱下臥層的容許承載力=0+k22(h-3)=90+××=軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力為：cz=16×+×

28、;+×軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力為：(以基底附加應(yīng)力按22°擴散至下臥層頂面處)z=(-ihi)×A×B/(A+2Ztg22°)×(B+2Ztg22°)=(16×+×××+2××tg22°)+2××tg22°)=故cz+z=+=(下臥層強度滿足要求)9.答：若A點豎向有效應(yīng)力0，則A點將隆起，基坑將失穩(wěn)。以A點的=0為基坑開挖的極限狀態(tài)。A點總應(yīng)力、孔隙水壓力分別為：=·(10-H)=×(10-H)u=1·5=×5=由=-u=0，得：×(10-H)=0H=7.40m10.答:(1)由于是大面積連續(xù)均布荷載,可以認為土中附加應(yīng)力沿深度均勻分布,即=1,且Zp=120kN/m2最終沉降量a·Z·H/(1+e0)×10-4×120×10(1+0.18m18cm固結(jié)系數(shù)為：CVk(1+e0)/(a·w)×(1+/×10-4×10)12m2/a單面排水時：時間因數(shù)TVCV·t/H212×1/