地基基礎(chǔ)-課程考核要求

鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育《地基基礎(chǔ)》課程考核要求說(shuō)明：本課程考核形式為提交作業(yè)，完成后請(qǐng)保存為WORD格式的文檔，登陸學(xué)習(xí)平臺(tái)提交，并檢查和確認(rèn)提交成功。作業(yè)要求1.簡(jiǎn)答題部分：每模塊選作1題，共5題。2.計(jì)算題部分：模塊一~三，每模塊選作1題，模塊五選作2題，共5題。3.先寫(xiě)題目，再寫(xiě)答題內(nèi)容；簡(jiǎn)答語(yǔ)句要通順，不能僅有關(guān)鍵詞；計(jì)算題要有步驟，不能僅給出答案。4.請(qǐng)獨(dú)立自主按照要求完成作業(yè)內(nèi)容。作業(yè)內(nèi)容1.簡(jiǎn)答題（1）模塊一：土中的液態(tài)水分哪幾類？對(duì)土的性質(zhì)各有什么影響？答：強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水、自由水、重力水，三相體、碎散性、透水性、多孔性、自然變異性或不均勻性、易變性反映無(wú)粘性土密實(shí)度狀態(tài)的指標(biāo)有哪些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：孔隙比、孔隙率、干密度、相對(duì)密實(shí)度、動(dòng)力觸探錘擊數(shù)、等。簡(jiǎn)述達(dá)西定律及其適用范圍。實(shí)驗(yàn)室如何測(cè)定滲透系數(shù)k？答：v=ki；常水頭法和變水頭法。動(dòng)水力如何計(jì)算？滲透變形有幾種形式？各有什么特征？答：按照滲透水流所引起的局部破壞的特征，滲透變形可分為流土和管涌?jī)煞N基本形式。流土是指在滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒群同時(shí)起動(dòng)而流失的現(xiàn)象，它主要發(fā)生在地基或土壩下游滲流出處。管涌是指在滲流作用下土體中的細(xì)土粒在粗土粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動(dòng)并被帶出的現(xiàn)象，主要發(fā)生在砂礫土中。按國(guó)標(biāo)GB50007，建筑物的地基巖土可分為哪幾類？各類土的劃分依據(jù)是什么？答：巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和特殊土。（2）模塊二：土的自重應(yīng)力分布有何特點(diǎn)？地下水位的升降對(duì)自重應(yīng)力有何影響？答：自重應(yīng)力隨深度而增大，每層土內(nèi)線性分布，分層土折線分布，隔水層處突變；地下水位上升，自重應(yīng)力減小。剛性基礎(chǔ)的基底壓力分布有何特點(diǎn)？工程中如何簡(jiǎn)化計(jì)算基底壓力？答：剛性基礎(chǔ)的基底壓力非線性分布；工程中簡(jiǎn)化為線性分布目前計(jì)算地基中附加應(yīng)力的假定是什么？這些假定是否合理？答：把地基土視為均勻、各向同性的半無(wú)限空間彈性體；與實(shí)際有出入，當(dāng)基底壓力不大時(shí)，可滿足工程要求簡(jiǎn)述飽和土的有效應(yīng)力原理。在飽和土一維固結(jié)過(guò)程中，土的有效應(yīng)力和孔隙水壓力是如何變化的？答：總應(yīng)力等于有效應(yīng)力和孔隙水壓力；影響土變形和強(qiáng)度的是有效應(yīng)力土的壓縮性常用指標(biāo)有哪些？指標(biāo)間有什么關(guān)系？答：壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、等（3）模塊三：簡(jiǎn)述庫(kù)侖公式。對(duì)一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一定值？為什么？答：不是定值，因?yàn)樗图羟忻嫔系恼龖?yīng)力有關(guān)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？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？答：不是；45°+φ/2地基的剪切破壞有哪些形式？發(fā)生整體剪切破壞時(shí)p-s曲線的特征如何？答：整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖切破壞；發(fā)生整體剪切破壞時(shí)p-s曲線分為三段：線性變形段、曲線段、陡降段。試比較基礎(chǔ)寬度和埋深對(duì)臨塑荷載、界限荷載、地基極限承載力的影響。基本上通過(guò)樁身直接傳到樁端處土層上。而樁端處承壓面積很小，各樁端的壓力彼此互不影響或相互影響較小，因此可近似認(rèn)為端承型群樁基礎(chǔ)中的基樁與單樁相近；群樁的承載力等于各單樁的承載力之和，群樁效應(yīng)系數(shù)（群樁中各基樁平均極限承載力與單樁極限承載力的比值）η＝l。摩擦型樁：當(dāng)樁數(shù)少，樁中心距sa較大時(shí)，例如大于6d，樁端平面處各樁傳來(lái)的壓力互不重疊或重疊不多。此時(shí)群樁中基樁的工作性狀與單樁的一致，故群樁的承載力等于各單樁承載力之和；當(dāng)樁數(shù)較多，樁距較小時(shí)，例如3~4d，樁端處地基中各樁傳來(lái)的壓力將相互重疊。此時(shí)，樁端處壓力一般明顯大于單樁，樁端以下壓縮土層的厚度也比單樁要深，這樣群樁中基樁的工作狀態(tài)與單樁顯著不同，群樁承載力不等于各單樁承載力之和，群樁的沉降也明顯地超過(guò)單樁。若限制群樁的沉降量與單樁沉降量相同，則群樁中每一根樁的平均承載力就比單樁時(shí)要低，也就是說(shuō)群樁效應(yīng)系數(shù)η＜l。換土墊層法的原理是什么？如何確定墊層的厚度和寬度？為什么厚度太薄和太厚都不合適？答：換填墊層法是先將基礎(chǔ)底面下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖除，再換填其他無(wú)侵蝕性、低壓縮性和強(qiáng)度大的散體材料，經(jīng)過(guò)分層夯實(shí)，作為地基的持力層；墊層下臥層的承載力確定換填厚度；確定墊層寬度時(shí)，除應(yīng)滿足應(yīng)力擴(kuò)散條件外，還應(yīng)考慮墊層應(yīng)有足夠的寬度及側(cè)面土的強(qiáng)度條件，防止墊層材料向側(cè)邊擠出而增大墊層的豎向變形量；墊層的厚度通常不應(yīng)大于3m，否則工程量大、不經(jīng)濟(jì)、施工難；同樣墊層也不應(yīng)小于0.5m，否則作用不顯著、效果差。2.計(jì)算題：（1）模塊一：1）某土樣體積為1000cm3，質(zhì)量為1870g，烘干后測(cè)得其質(zhì)量為1677g，已知土粒比重ds=2.66。試求土的密度、含水量w、孔隙比e、飽和度Sr。某土樣體積為1000cm3，質(zhì)量為1870g，烘干后測(cè)得其質(zhì)量為1677g，已知土粒比重ds=2.66。試求土的密度、含水量w、孔隙比e、飽和度Sr。答：2）某干砂試樣密度=1.66g/cm3，土粒比重ds=2.69，置于雨中。若砂樣體積不變，飽和度增至40%時(shí)，此砂在雨中的含水量w為多少？答：由干砂密度==1.66g/cm3得孔隙比在雨中Sr=40%，含水量某原狀土樣，試驗(yàn)測(cè)得土的天然密度=1.67t/m3，含水量w=12.9%，土粒比重ds=2.67。試求土的孔隙比e、飽和度Sr、飽和重度、有效重度。答：（2）模塊二：1）某建筑場(chǎng)地的地層分布見(jiàn)圖示。其中第一層細(xì)砂厚h1=4.5m，重度=19kN/m3，飽和重度=19.4kN/m3，地下水位在地面下2m處；第二層粘土厚h3=4.5m，飽和重度=17.4kN/m3，以下為不透水的巖石層。試求各層交界面處的豎向自重應(yīng)力以及作用在基巖頂面的土自重應(yīng)力和靜水壓力之和，并繪出自重應(yīng)力沿深度的分布圖。答：2）某飽和粘土層的厚度為10m，地面作用大面積荷載p0=150kPa。已知該粘土的壓縮模量為，豎向固結(jié)系數(shù)Cv=12m2/a，求粘土層在雙面排水條件下加荷1年時(shí)的沉降量。已知當(dāng)應(yīng)力圖形為矩形時(shí)，單面排水條件下的平均固結(jié)度Ut與時(shí)間因數(shù)Tv之間的關(guān)系為。答：由干砂密度==1.66g/cm3得孔隙比在雨中Sr=40%，含水量3）在天然地面上大面積堆載，荷載強(qiáng)度。天然土層為兩層，第一層為粗砂，厚度4.0m，重度，飽和重度；第二層為粘土層，厚度5.0m，壓縮模量Es=5MPa，飽和重度；地下水位在地面下1.0m。不計(jì)第一層粗砂層的壓縮量，試計(jì)算由于地面堆載而引起的粘土層的最終壓縮量為多少？當(dāng)上述壓縮穩(wěn)定后，地下水位突然下降到粘土層頂面，試問(wèn)由此而產(chǎn)生的附加沉降是多少？答：（3）模塊三：1）一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，施加周圍壓力=196kPa，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差=274kPa，測(cè)得孔隙水壓力u=176kPa，已知該土樣的有效內(nèi)摩擦角為=26°，試求破壞面上的有效正應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試樣的有效粘聚力。答：由于已知該土樣的有效內(nèi)摩擦角為=26°，所以破裂面與水平面夾角成=58°由試驗(yàn)得，破裂面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為papa在破壞面上的有效正應(yīng)力為pa由于此時(shí)，所以2）對(duì)某砂土土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，當(dāng)法向壓力=100kPa時(shí)，測(cè)得抗剪強(qiáng)度。已知同種土制備的土樣承受大主應(yīng)力，問(wèn)小主應(yīng)力滿足什么條件土樣才不會(huì)發(fā)生剪切破壞？答：由于砂土的內(nèi)摩擦角c=0所以內(nèi)摩擦角在極限平衡狀態(tài)下且時(shí)，應(yīng)滿足所以當(dāng)<時(shí)，土樣不會(huì)發(fā)生剪切破壞。3）某條形荷載作用下，地基中某點(diǎn)的應(yīng)力經(jīng)計(jì)算得：=120kPa，=60kPa，=50kPa。若地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)分別為=18°，c=20kPa，試判斷該點(diǎn)是否被剪壞？答：該點(diǎn)已被剪壞4）如圖所示擋土墻，墻背豎直、光滑，墻后填土面水平，各填土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示。試計(jì)算作用在該擋土墻墻背上的主動(dòng)土壓力和水壓力合力，并繪出側(cè)壓力分布圖。答：計(jì)算第一層填土的土壓力強(qiáng)度設(shè)臨界深度為z0，則計(jì)算第二層填土的土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力合力為（4）模塊五：1）已知如圖所示柱基礎(chǔ)所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk=1100kN，Mk=140kNm，基礎(chǔ)底面尺寸l×b=3.6m×2.6m，基礎(chǔ)埋深d=2.0m，地層分布情況如圖所示。已知持力層承載力特征值fak=150kPa，承載力修正系數(shù)，，其壓力擴(kuò)散角為23°；下臥層為淤泥質(zhì)土，承載力特征值fak=85kPa，承載力修正系數(shù)，；地下水位在地面下1.2m。試對(duì)下臥層承載力進(jìn)行驗(yàn)算。答：基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度經(jīng)寬深修正后的持力層承載力特征值基礎(chǔ)及回填土重軟弱下臥層承載力驗(yàn)算基底處自重應(yīng)力軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力軟弱下臥層頂面以上土的加權(quán)平均重度軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力驗(yàn)算2）如圖所示，某建筑物采用矩形承臺(tái)下的樁基礎(chǔ)，已知室外設(shè)計(jì)地面的標(biāo)高為-0.30m，承臺(tái)地面位于室外設(shè)計(jì)地面下1.5m，作用在±0.00標(biāo)