2023年西交大秋季离线作业土力学及地基处理.docx

20 2 3年秋季离线作业 士力学及地基解决(1)一、名词解释(5 X2=10分)1 .触变性：粘性土的结构受到扰动，导致强度减少，但当扰动停止后，土的强度 又随时间逐渐增大,这种强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触 变性。2 .流砂:土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。3 .压缩指数：土在有侧限条件下受压时，压缩曲线eTgp在较大范围内为一 直线,土压缩指数即为该段的斜率。4 .临塑荷载:地基中即将出现塑性区但尚未出现塑性区时所相应的基底压力，即 相应于塑性区的最大深度等于零时所相应的基底压力。5 .倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。二、填空题(10 X2= 2 0分).若土体为二相体,则其饱和度等于1 或 0°1 .用于控制填土压实质量的指标是压实度。2 .地下水按其埋藏条件可分为潜水、上层滞水和 潜水 三类。3 .粘性土按塑性指数分为粘土和粉质粘土。4 .在同一均质土场地的地表面，作用有基底压应力相同、面积相同的圆形和矩形 均布柔性荷载，圆形、矩形荷载中心下同一深度处的附加应力为则%与 加的大小关系是?外o.某建筑地基土为硬土，其压缩模量大于1 5 Mkp,则相对于实测沉降量，传统 单向压缩分层总和法计算沉降量一偏大 ,5 .某饱和粘性土地基上的建筑物施工速度较快，设计时应选用三轴仪 不固结不 排水抗剪强度指标。6 .若墙后土体处在极限平衡状态，则挡土墙受到 积极土压力或被动土压力。7 .在填土压实时，若填土的含水量小于最优含水量,且两者之差已超过允许值但 差值不大，此时，除可采用对土加水措施外,还可采用的措施是一用压实功率较 大的机具压实 。8 .振冲法施工时，常通过观测上的变化,控制填料振密的质量。三、选择题（1 0 X2=2 0分）.某砂土的最大孔隙比emax=1. 0,最小孔隙比=0. 5 5,天然孔隙比e=0.8, 则该砂土的密实状态应属于BoA密实的；B中密的； C松散的；D无法判断。1 .三角形分布的矩形荷载角点下的竖向附加应力系数是/力，z/的函数，其中b 是_ B oA矩形荷载短边长度；B三角形荷载分布方向的边长；C矩形荷载长边长度；D三角形荷载最大值所相应的边长。2 .某饱和粘性土无侧限抗压强度实验得不排水抗剪强度60kp“，假如对同一土样 进行三轴不固结不排水实验,施加1 4 （U几的围压，则土样发生破坏时的轴向压 力等于_C。A 140攵z； B 20 0 kpa ; C 260攵乩；D 4 0 0 kpa.3 .某挡土墙墙后填土为粗砂，当墙后水位上升时,墙背受到的侧压力的变化是 AoA变大；B变小； C不变；D变为零.4 .某无粘性土坡的坡角为20、土的内摩擦角为300,该土坡的稳定安全系数等于_CoA 0. 67;B 1.5;C 1.59 ；D 0.63.5 .强夯法之所以可以加固地基,是由于_A。A强大的夯击能在地基中产生强烈的冲击波和动应力；B强大的夯击能在地基中产生强烈的面波和剪切波；C强大的夯击能在地基中产生强烈的面波；D强大的夯击能在地基中产生强烈的剪切波。6 .反映土结构性强弱的指标是A饱和度；B灵敏度； C重度； D相对密实度。7 .柔性基础的上部荷载为钟形分布时,基底接触压力分布呈现工;oA均匀分布；B马鞍形分布；C钟形分布； D梯形分布。8 .在同一均质土场地有埋深相同的两矩形基础，其基底压应力相同，长度比相 同，但基础尺寸大小不同，则两基础沉降量的关系是_C。A大基础和小基础的沉降量相同；B小基础的沉降量大于大基础的沉降量；C大基础的沉降量大于小基础的沉降量；D无法判断。9 .均布条形荷载作用下地基土最易发生塑性破坏的部位位于_B。A条形荷载中心下；B条形荷载边沿下；C距边沿1/4基础宽度下；D距边沿1/3基础宽度下。四、简答题（4X5 = 20分）.简述地下水位的变化对地基应力、沉降的影响。答：本地下水位下降时,地基中原水位以下土层的有效自重应力增长,有效自重应 力增长,有效自重应力增长必然使土层产生压缩,从而使地基产生沉降;特别当降 水井形成降水漏斗时，水位减少时不均匀的，导致周边场地出现不均匀沉降，从 而影响周边建筑物的安全，降水还可对周边建筑桩基产生负摩阻力。本地下水位 上升时，地基中现水位以下土层的有效自重应力减小，由此导致的地基回弹变形 微乎其微,不考虑其对地基沉降的影响，但地下水位上升使地基土的强度减少, 压缩性增大，导致地基产生显著的沉降量，特别对湿陷性黄土地基，地下水位上 升使地基产生十分显著的附加下沉。1 .简述采用总应力法和采用有效应力法拟定土抗剪强度的优缺陷。答:总应力法不需要量测孔隙水压力，直接根据总应力拟定抗剪强度,应用比较简 便;但在总应力相同条件下,若土体的排水条件或实验方法不同，得到的抗剪强度 是不同的，即总应力和抗剪强度没有一一相应关系，因此在实际工程条件和实验 条件不同时,难以根据总应力得到可靠的抗剪强度值。有效应力和抗剪强度存在 一一相应关系，不管采用什么实验方法，只要有效应力相同，得到的抗剪强度是 相同的；有效应力法概念明确，揭示了土体受力的本质，比较合理;但有效应力法 需要测试孔隙水压力，需要相关人力和物力资源，应用比较麻烦，在实际工程中 孔隙水压也经常不易拟定。2 .地基解决的目的何在？有哪些解决方法？答：地基解决的目的：改善地基土的工程性质，达成满足建筑物对地基稳定和变形 的规定，涉及改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度和抗液化能力， 消除其他不利影响。解决方法有：碾压及夯实法;换土垫层法;排水固结法；振密挤密法;置换及 拌入法；加筋法等。3 .反映土的三相比例关系的基本实验指标为土粒比重北、土的含水量。、土的 密度P，分析说明为什么在在、已知情况下，其他三相比例指标便可拟 定？答:取单位体积土体，其总体积V = l13,以此单位体积土体为对象进行分析。在 d,、。、p已知情况下，根据夕=% 可拟定土体质量m,根据0 = 兀./4 及mw + m,=，可拟定土体中的土粒质量叫和孔隙水质量mw ,根据 4 = ms /(Vspfe)可拟定土体中的土粒体积匕。进一步根据关系式 Vv =V-匕、 = mjpw、 = Vv-匕,可拟定土孔隙总体积Vv、孔隙水体 积匕,和孔隙气体体积匕。由此可见，若也、。、夕已知，则可得到土体三相 组成的体积和质量，由于土的所有三相比例指标均反映的是三相组成的体积、 质量间的比例关系，因此，在4、0已知情况下，其他三相比例指标便可 拟定。五、计算题(3 0分)1.某场地土的土粒比重4=2. 70,孔隙比e=0. 9,饱和度S/0. 35,若保持土体积不变，将其饱和度提高到0.85,每1尸的土应加多少水？答：由 邑二必得： e加水前土体含水量幼=以=0 % x 0.9 = H 7% ds 2.7加水后土体含水量3=孕=些*2 = 28.3%进一步根据+ W得: + e加水前土体密度 A=例以=2.70x(1 + 0.117)x1x103 =1 §9、loYg/s/1 + e1+0.9加水后土体密度 p- 4c = 2.70xa+0.283)x" =i82x Skg/W1 + e1 + 0.9加水前后土体密度变化即为加水量,则每1 /的土应加水量M“，为Mw =p2 -p) = 1.82 x IO3 -1.59 x 103 = 230kg2.某挡土墙高H=10m,墙背垂直、光滑，填土面水平，填土面上作用均布荷载 q=20rto墙后填土上层为中砂，厚度九二3m,重度为=18. 5kN/,内摩擦角 "=30°,内聚力q=0。下层为粗砂，重度% =19KN/加,内摩擦角%=35。，内聚 力c 2=0 °地下水位距离墙顶屋=6?，水下粗砂的饱和重度%, =2OZN/73。计算 作用于挡土墙上的总积极土压力和水压力。答：（1）求总积极土压力：上层土的积极土压力系数小火2（45。-争下层土的积极土压力系数心2 =次2（45。-争= 0.27墙顶面处积极土压力强度。川=”“i =20/3 = 6.67攵区上层土底面处积极土压力强度cr“2 =（4 + %九）丸1 =75.5 / 3 = 25.2%/5下层土顶面处积极土压力强度。“3 =（夕+ %九）32 =75.5x0.27 = 20.4攵4水位面处积极土压力强度%4 =g+ %（3九）勺2 = 132.5 X 0.27 = 35 .Skpa作用于挡土墙上的总积极土压力%+。2（公一4）+。的一九 X” 一心）及2 =172.5 x 0.27 = 46.62%（2）挡土墙受到总的水压力E0=（?| +（ra2 ）hj 2 +（c,3 + %”）（鼠一九）/ 2 + （a4 +）（H - /?,）/ 2=31.87 x 3 / 2 + 56.2 x 3 / 2 + 82.4 x 4 / 2 = 296.9ZN/？（2）挡土墙受到总的水压力Ew =异（"一%.）2 =1x10x42 =S0kN/m