土力學(xué)與地基基礎(chǔ)練習(xí)冊(cè)習(xí)題一一、填空土的物理性質(zhì)是土的最基本的工程特性。土的結(jié)構(gòu)分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮凝結(jié)構(gòu)三種。土的構(gòu)造主要有層理構(gòu)造和裂隙構(gòu)造兩種。反映土單位體積質(zhì)量(重力)的導(dǎo)出指標(biāo)有浮密度、飽和密度和干密度。土的基本指標(biāo)包括土的密度、土粒相對(duì)密度和土的含水量，在試驗(yàn)室中分別用環(huán)刀法、比重瓶法和烘干法來測(cè)定。土的不均勻系數(shù)Ku越大，曲線越平緩，粒徑分布越不均勻。基底附加壓力求得后，可將其視為作用在地基表面的荷載，然后進(jìn)行地基中的附加應(yīng)力計(jì)算。土粒比重是土粒的質(zhì)量與同質(zhì)量相同體積純蒸餾水在4°C時(shí)的質(zhì)量之比。用比重瓶方法測(cè)定。土的密度是質(zhì)量與單位體積之比。四、計(jì)算某粘土的含水量w=%,液限wL=48%、塑限wp=%，要求：.計(jì)算該土的塑性指標(biāo)Ip;.確定該土的名稱；.計(jì)算該土的液性指標(biāo)IL；.按液性指標(biāo)數(shù)確定土的狀態(tài)。解:I=W-W=48-25?4=22?6?17;為粘土pLpW-W 36?4-25?4I=p= =0.487;為可塑態(tài)lI 22?6P習(xí)題二一、填空某點(diǎn)在地下水位以下，當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r(shí)該點(diǎn)自重應(yīng)力將增加；地下水位上升時(shí)該點(diǎn)自重應(yīng)力將減小。四、計(jì)算1?某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如下頁圖所示，在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高處作用有偏心荷載680KN,偏心距,基礎(chǔ)埋深為2m,底面尺寸為4mX2m。試求基底平均壓力P和邊緣最大壓力Pma,并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。解：P=解：P=680+3204=125KPap =p =2(F+G)=max 3ab20003(2一0?89)x2=300.5KPaM680x1?31e= =F+G=0.89680+20x2x4x2習(xí)題三三、填空總應(yīng)力不變的情況下，孔隙水壓力等于總應(yīng)力與有效應(yīng)力之差。地基的壓縮變形是附加應(yīng)力引起的；地下水位永久性下降,也能引起建筑物的沉隆。

室內(nèi)壓縮試驗(yàn)時(shí)，土樣是在完全側(cè)限情況下受壓，通過試驗(yàn)可測(cè)得壓縮系數(shù)、壓縮模量和變形模量壓縮性指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定原狀土的壓縮性的方法是做壓縮實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將取土環(huán)刀內(nèi)的原狀土樣放置在一個(gè)厚壁鋼圈做成的容器中，上下面加透水石■以便土樣中水的排出，然后通過加荷板向試樣施加壓力，使土樣壓縮。有時(shí)稱這種壓縮實(shí)驗(yàn)為側(cè)向壓縮實(shí)驗(yàn)。計(jì)算基礎(chǔ)沉降時(shí)是以基底中心點(diǎn)以下土中附加應(yīng)力為代表值在分層總和法中,地基壓縮層厚度的下限取地基的附加應(yīng)力等于或小于自重應(yīng)力的20%(軟土為10%)土層處。7．工業(yè)與民用建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范所推薦的地基最終沉降量值的計(jì)算方法是一種簡化的分層總和法.按規(guī)范法計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降時(shí),其壓縮層厚度Zn應(yīng)滿足陋'<0?025才AS，.nii=1地基的沉降是由附加應(yīng)力引起的固結(jié)度是指土層中孔隙水壓力向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)移的過程。四、計(jì)算1?一塊飽和粘性土樣的原始高度為20mm,試樣面積為3X103mm2,在固結(jié)儀中做壓縮試驗(yàn)。土樣與環(huán)刀的總重為X10-2N,環(huán)刀重X10-2N。當(dāng)壓力P=100kPa增加到P=200kPa12時(shí)，土樣變形穩(wěn)定后的高度相應(yīng)地由減小為。試驗(yàn)結(jié)束后烘干土樣，稱得干土重為X10-2N。試計(jì)算及回答：與P及P相對(duì)應(yīng)的孔隙比e及e;1212該土的壓縮系數(shù)a1-2；評(píng)價(jià)該土高、中還是低壓縮性。解：V=mw=22.2X102=22.65cm3；V=60-22?65=37?35cm3TOC\o"1-5"\h\zW9?8 9?8X10-3 s=0?507=0?507e= =0.606;e=e一丄(1+e)=0.551;同理e0 37?35 1 0H0 20a12=a12=0?44MPa-1;屬于中等壓縮性土某工程矩形基礎(chǔ)長、寬，埋深d二。上部結(jié)構(gòu)物的荷載F=900KN。地基土為均質(zhì)的粉質(zhì)粘土，丫二仏心/尬彳飛’二，a二。試用規(guī)范GBJ-89提出的方法計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)的最終沉降量。解：1、求基底壓力和基底附加壓力F+G 900+20x3?6x2.0x1.0P= = =145KPaA 3?6x2.0P=P—Yd=145一16x1=129KPa02、 確定沉降計(jì)算深度Z=b(2?5—0.4lnb)=2(2?5—0?5ln2)?4.5mn3、 沉降計(jì)算①求a=0.1229(使用角點(diǎn)法，注意分塊，查表求得)0.4E=也=1+1=50.4saTOC\o"1-5"\h\zz 4.5S?=ap匚=0.1229x4x129x=57.07mm4.50E 45 54.5②z的校核As'=4x129x x(4.5x0.1229一4.2x0.1289)=1.2mmn n 51.2/57.07=0.021<0.0254、確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)屮s①：屮s值的確定E=1.2③基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算S=屮刀As=1.2x57.07=68.48mmsi習(xí)題四三．計(jì)算1已知地基中某點(diǎn)受到大主應(yīng)力J=500KPa,小主應(yīng)力a3=180KPa,其內(nèi)磨擦角為36°,求該點(diǎn)的最大剪應(yīng)力是多少?最大剪應(yīng)力面上的法向應(yīng)力為多少?此點(diǎn)是否已達(dá)到極限平衡狀態(tài)?為什么?如果此點(diǎn)未達(dá)到極限平衡,令大主應(yīng)力不變,而改變小主應(yīng)力,使該點(diǎn)達(dá)到極限平衡狀態(tài),這時(shí)小主應(yīng)力應(yīng)為多少?11解：t=(CT—CT)sinam =(b—a)=160KPaTOC\o"1-5"\h\z2 1 3 max2 1 31 11CT=±(CT+CT)+(CT—CT)cosa=±(CT+ct)=340KPa21 3，21r 21 3，CT=CTtan2(45—)=129?81KPa>180KPa;故不平衡3f 1 2習(xí)題五一、填空1影響擋土墻土壓力大小的最主要因素是擋土墻位移量和位移方向朗金土壓力理論的假設(shè)是墻為剛體、墻背豎直、光滑和填土面水平.當(dāng)墻后填土處于主動(dòng)朗金狀態(tài)時(shí),破裂面與水平面的夾角是面45。+（P/2當(dāng)處于被動(dòng)朗金狀態(tài)時(shí)斜截面上的正應(yīng)力破裂面與水平面的角是45o-9/2朗金的主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka的表達(dá)式tg2（45。-申/2）,被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp的表達(dá)式是/&2（45。+平/2）朗金土壓力理論是根據(jù)土的極限平衡條件得出的土壓力計(jì)算方法；庫侖土壓力理論是從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計(jì)算理論.擋土墻設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括墻型選擇、穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算、墻身材料強(qiáng)度驗(yàn)算及構(gòu)造要求和措施.7?考慮墻背與土之間存在摩擦力時(shí)，計(jì)算將會(huì)使主動(dòng)土壓力減小被動(dòng)土壓力增增增大.8.在朗金土壓力理論中，當(dāng)提高墻后填土的質(zhì)量，使e、c增加時(shí)，將會(huì)使主動(dòng)土壓力減小被動(dòng)土壓力增加.二、選擇填空當(dāng)外界條件相同時(shí)主動(dòng)土壓力___B___被動(dòng)土壓力；主動(dòng)土壓力/B靜止土壓力;被動(dòng)土壓力_A_靜止土壓力。A:大于； B:小于； C:等于；D:無法判斷2．在墻型和墻后填土相同的情況下，如墻高增大為原來的兩倍，那么其主動(dòng)土壓力增大為原來的 C 倍.A:-倍 B:二倍C:四倍D:無法判斷砂土土坡的坡角最大最大只能/____內(nèi)摩擦角時(shí)，土坡才可以穩(wěn)定（處于極限平衡狀態(tài)）A:大于；B:小于；C:等于； D:無法判斷庫倫公式只適用無粘性土，在工程實(shí)際中，對(duì)干粘性土，常把粘聚力視為零而將 A 增大.A:土的內(nèi)摩擦角e B:填土面的坡度角BC:墻背傾斜角a D:填土高度答：P92~P93。

簡述擋土墻上的土壓力與擋土墻位移的關(guān)系?答：P90的圖5-2及必要的文字說明。什么是簡單土坡?答：指土坡的頂面和底面都是水平面，并伸至無窮遠(yuǎn)，土坡由均質(zhì)土組成四、計(jì)算某擋土墻高5m,墻背垂直光滑，墻后填土面水平，填土的粘聚力C=11KPa，內(nèi)摩擦角e二22°,重度Y=18kN/m3,試作出墻背主動(dòng)土壓力（強(qiáng)度）分布圖形和主動(dòng)土壓力的合力。解：=tg2的合力。解：=tg2（45一]2）=0.455P=lz一2^K=26?1Kpa;z=

a a 01E=—x26?1x52=41.63KN/m;a2"Kh-z=1.81mao=1.06m對(duì)上題的擋土墻，如取附圖所示的毛石砌體截面，砌體重度為22kN/m，擋土墻下方為堅(jiān)硬粘性土，摩擦系數(shù)|!二。試對(duì)該擋土墻進(jìn)行抗滑動(dòng)和抗傾覆驗(yàn)算。解：G=YX1?9X0.4=16.72KN/m;f=G=57.62KN/m1.2=Gx1.9/2=15.88KN?m;M=160.19KN1322M]=Gx（1.9一0.25）=83.49KN=Gx1.9/2=15.88KN?m;M=160.19KN1322工MirqM.2X4：3=60.72KN/irqM.2X4：3=60.72KN/ma2tGE=xx一680.5=50?6KN/m;G2a3 2擋土墻高7m,墻背直立、光滑，墻后填土面水平，填土面上有均布荷載q=20kPa,填土情況見附圖。試計(jì)算主動(dòng)土壓力合力的大小和作用點(diǎn)及作出墻背主動(dòng)土壓力分布圖。TOC\o"1-5"\h\z解：K=tg2(45-9/2)=tg2(45-20/2)=0?49;同理K=0.39

a1 a2P=20x0.49一2x12x0.7=-7KPa0 P=(q+Yh)K-2c、亍=19.46KPa1下 11al alP=(q+Yh)K一2c、亍=21.37KPa2上 1 a2 a2P=(q+Yh+Y，)K一2c =35?72KPaa3 11 2a2 'a2z= -x3=0.794m;3-z=2?206m0 7+19.46 0E=-x2.206x19.46+2(21.37+35?72)=135?64KN/ma2習(xí)題七一、填空根據(jù)建筑物因樁基損壞所造成的后果的嚴(yán)重性將建筑樁基分為三個(gè)安全等級(jí).2?柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)底板厚度是由柱短邊一側(cè)沖切破壞條件控制的對(duì)軟弱下臥層進(jìn)行驗(yàn)算的公式中fz為軟弱下臥頂面處經(jīng)_深度-修正后的地基承載力《地基規(guī)范》根據(jù)凍脹對(duì)建筑物的危害程度，將地基土的凍脹性分為不凍脹、弱凍脹、凍脹和強(qiáng)凍脹四類.二、選擇1.下列那一項(xiàng)屬于減輕非均勻沉降危害的措施中的建筑措施_C__.A：減輕墻體重力 B：采用輕型結(jié)構(gòu)C：建筑體型力求簡單 D：增加建筑物的剛度和強(qiáng)度用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí),對(duì)于預(yù)制樁在砂土中入土A后,方可進(jìn)行試驗(yàn).TOC\o"1-5"\h\zA:7d B:15d C:25d D:10d用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí),對(duì)于飽和軟粘土入土__C 后,方可進(jìn)行試驗(yàn).A:7d B:15d C:25d D:10d用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí)，對(duì)于粘性土一般不得少于___B___后,方可進(jìn)行試驗(yàn).A:7d B:15d C:25d D:10d當(dāng)設(shè)素混凝土墊層時(shí)，鋼筋保護(hù)層的厚度不應(yīng)小于__B____.A:30mm B:40mm C:50mm D:60mm擴(kuò)展基礎(chǔ)墊層厚度不應(yīng)小于____D____.A:40mmB:50mm C:60mm D:70mm擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋直徑不應(yīng)小于___^A____.A:10mm B:20mm C:30mm D:40mm三合土基礎(chǔ)是由石灰砂和骨料按____^A____配成的.A:1:2:4 B:1:2:3 C:1:2:2 D:1:2:1灰土基礎(chǔ)是由石灰和土料按 B_ 配成的.A:1:2 B:3:7 C:4:6 D:5:5擴(kuò)展基礎(chǔ)中錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于 B____.A:100mm B:200mm C:300mm D:400mm四、計(jì)算某承受中心荷載的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底寬b二，埋深d二，地基土為粉土，重度Y二m3，摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值e二22°,e二,C二,試確定地基承載力設(shè)計(jì)值。k k解：查表7-9可得：M=0.61:M=3.44:M=6.04bdc所以f=MYb+M1d+MC=121.5KPav b d0 ck某中砂土的重度為Y二m3，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為f=280kPa,試設(shè)計(jì)一方形截面0k柱的基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載為F二，基礎(chǔ)埋深為，試確定方形基礎(chǔ)底面邊長。解：查表7-8可得：n=4.4d F 1.05X103f=280+4?4X18X0.5=319?6KPa;A= - =一——0 =3.505加2f-Yd 319?6—20x1b=xA=1?87加取b=1.9m g某磚墻厚240mm，墻底標(biāo)高-0.20m，該標(biāo)高處軸心荷載設(shè)計(jì)值為F=150kN/m。該處土層情況如附圖所示，地下水位在淤泥質(zhì)土頂面處。建筑物對(duì)基礎(chǔ)埋深沒特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)，材料自選。提示：本題必須進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算）。解：取f=1?1f=1?1x124=136.4KPak136.4-20x1.2=九咖取1?伽習(xí)題八二、填空1?通常，當(dāng)軟弱土層很厚,樁端達(dá)不到良好地層時(shí),樁基設(shè)計(jì)應(yīng)考慮沉降問題.樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容有七項(xiàng),分別是：確定樁的類型、截面尺寸，初步選擇事出有因臺(tái)底面的標(biāo)咼、確定單樁承載力、估算樁數(shù)并確定其在平面上的布置、樁基礎(chǔ)受力計(jì)算、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、承臺(tái)設(shè)計(jì)、繪制樁基礎(chǔ)施工詳圖.根據(jù)建筑物因樁基損壞所造成的后果的嚴(yán)重性將建筑樁基分為三個(gè)安全等級(jí).建筑樁基的極限狀態(tài)分為兩類,分別是承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài).樁基按承載性狀分類，可以分為兩大類型,分別是磨擦型和端承型類型。按設(shè)置效應(yīng)可將樁分為三大類，分別是非擠土樁、小量擠土樁和擠土樁.樁頂受荷后產(chǎn)生的位移是由樁身彈性壓縮和樁底土層壓縮之和構(gòu)成的.單樁承載力主要取決于地基土對(duì)樁的支承力和樁身的材料強(qiáng)度。三、選擇填空用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí),對(duì)于飽和軟粘土入土 后，方可進(jìn)行試驗(yàn).TOC\o"1-5"\h\zA:7d B:15d C:25d D:10d用靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力時(shí)，對(duì)于粘性土一般不得少于_ ___后,方可進(jìn)行試驗(yàn).A:7d B:15d C:25d D:10d樁基承臺(tái)的寬度不應(yīng)小于 __.A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm樁基承臺(tái)的厚度不應(yīng)小于_A_ .A:300mm B:400mm C:500mm D:600mm樁頂入承臺(tái)的長度不應(yīng)小于___C .A:30mm B:40mm C:50mm D:60mm樁基承臺(tái)底面的混凝土墊層厚度不應(yīng)小于A:70mmB:40mm C:50mm D:60mm1．四、簡答在什么情況下宜采用樁基礎(chǔ)方案?答：P186。在什么情況下樁基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算?答：（1）樁基的豎向承載力和水平承載力計(jì)算，某些條件下尚應(yīng)考慮樁、土、承臺(tái)相互作用產(chǎn)生的承載力群樁效應(yīng)；（2）樁端平面以下軟弱下臥層承載力驗(yàn)算；（3）樁基抗震承載力驗(yàn)算；（4）承臺(tái)及樁身承載力計(jì)算。在什么情況下樁基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算?答：（1）樁端持力層為軟弱土的一、二級(jí)建筑物以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層的一級(jí)建筑物的沉降驗(yàn)算，并宜考慮上部結(jié)構(gòu)與樁基的相互作用。（2）承受較大水平荷或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁基的水平變位驗(yàn)算。在什么情況下應(yīng)考慮樁側(cè)的負(fù)摩阻力的作用?答：（1）樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土層進(jìn)入相對(duì)較硬土層時(shí)；（2）樁周存在軟弱土層，鄰近樁側(cè)地機(jī)承受局部較大原長期荷載，或地面大面積堆載時(shí)；（3）由于降低地下水位，使樁周土中有效應(yīng)務(wù)增大，并產(chǎn)生顯著壓縮沉降時(shí)。五、計(jì)算1某場區(qū)從天然地面起往下土層分布是：粉質(zhì)粘土，厚度l「3m，含水量wi=%，塑限W=18%，液限w=35%；粉土，厚度I2=6m，孔隙比e二；中密的中砂。試確定各土層pL的預(yù)制樁樁周土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)制樁樁端土（中密的中砂）承載力標(biāo)準(zhǔn)值（按樁入土深度10m考慮）。解：I=w-W=35%-18%=0.17pLPI=W_ =°?307-0.18=0.75;q=50KPax0.8=40KPa;L I 0.17 sik 'x7P-5—= ;x=0?08修正系數(shù)為0.8+0.08=0?88平均埴為0.84粉土：0?2 10-5查表q=42KPa修正后q=42x0.84=35.28KPasik sik中砂查表取中間值：qik=64KPa中砂端阻為：q=5300KPapk2?土層情況同上題，現(xiàn)采用截面邊長為350X350的預(yù)制樁，承臺(tái)底面在天然地面以下，樁端進(jìn)入中密中砂的深度為，試確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值。解：Q=u工ql+qukpsikipk=4x0.25x（40x2+6x35.28+1x64）+0.352x5300=1147.2KNR=紅= 11472 =695.27KPaY 1?砧（查書上表格得）3.根據(jù)在圖給出的資料，求A,B,C,D四根樁受的力是多大？

解：YX2=4解：YX2=4x(I.62+0.62)=11.68i0.3G=1.2yx(1.05+0.3)A=1.2x20x12x3?8x3=328.32KNG2F+G土MyX~~n YX2iF+G土MyXiMAx~~n Yx2iNADNCB3°0°+32&32土48^“KN350.2911.683°0"趣32土48^=440.7KN391.3811.68習(xí)題一二、填空1軟土的壓縮系數(shù)a1-—般在?之間？2?軟土具有的工稈特性是:含水量高，孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、滲透性差、具有明顯結(jié)構(gòu)性和流變性。

在處理軟弱土地基時(shí),機(jī)械碾壓法適用于大面積填土和雜填土的土質(zhì).在處理軟弱土地基時(shí),振動(dòng)壓實(shí)法適用于雜填土、濕陷性黃土、爐渣、松散砂土與碎石土的土質(zhì)。在處理軟弱土地基時(shí),重錘夯實(shí)法適用于地下水位距地表以上的非飽和