2023年中南大学现代远程教育课程考试复习试卷(最新版)及参考答土力学及基础工程.pdf

中南大学现代远程教育课程考试复习试题及参考答案 土力学及基础工程 一、单选题:1.甲、乙两粘性土的塑性指数不同，则可判定下列指标中，甲、乙两土有差异的指标是()A.含水量 B.细粒土含量 C.土粒重量 D.孔隙率 2.工程上控制填土的施工质量和评价土的密实程度常用的指标是()A.有效重度 B.土粒相对密度 C.饱和重度 D.干重度 3.侧限压缩试验所得的压缩曲线(e-p曲线)愈平缓，表示该试样土的压缩性()A.愈大 B.愈小 C.愈均匀 D.愈不均匀 4.土中某点处于极限平衡状态时，剪切破坏面与大主应力作用方向所成的角度是()A.45+/2 B.45-/2 C.45 D.45+5.在地基变形验算时，对烟囱、水塔等高耸结构，控制的变形特征主要是()A.沉降量 B.沉降差 C.局部倾斜 D.倾斜 6.渗流的渗透力也称动水力,其数值()A.与水头梯度成正比 B.与横截面积成正比 C.与流速成反比 D.与渗透系数成正比.7.土样的含水量试验的烘烤温度为()A.8090 度 B.9095 度 C.105 度 D.100 度左右 8.衡量土的粒径级配是否良好，常用（）指标判定。A.不均匀系数 B.含水量 C.标贯击数 D.内摩擦角 9.土的结构性强弱可用（）反映。A.饱和度 B.灵敏度 C.粘聚力 D.相对密实度 10.柔性基础的上部荷载为梯形分布时，基底接触压力分布呈现（）A.均匀分布 B.马鞍形分布 C.钟形分布 D.梯形分布 11.作用于矩形基础的基础的基底压力相同，埋深相同，土质相同的两个基础，若它们的长宽比相同，则基础尺寸小的沉降（）基础尺寸大的沉降。A.大于 B.小于 C.等于 D.可能大于也可能小于 12.朗金土压力理论假定挡土墙墙背光滑无摩擦，造成主动土压力计算值（）A.偏大 B.偏小 C.无偏差 D.偏大或偏小均可能 13.土中的水，()能够传递静水压力。A.强结合水 B.弱结合水 C.重力水 D.以上都不对 14.土体具有压缩性的主要原因是()A.主要是由土颗粒的压缩引起的 B.主要是由孔隙的减少引起的 C.主要是因为水被压缩引起的 D.土体本身压缩模量较小引起的 15.粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是颗粒间的粘结力，另一部分是()A.摩擦力 B.水压力 C.有效应力 D.荷载 16.在地基固结过程中，外荷载引起的孔隙水压力逐渐转化为有效应力，土的体积也()A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.与之无关 D.不变 17.碎石土和砂土定名时下列何项方法正确？（）A.按粒组划分 B.按粒组含量由大到小以最先符合者确定 C.按粒组含量由小到大以最先符合者确定 D.按有效粒径确定 18.在粉土中，当动力水（）土的浮重时，会发生流砂现象。A.大于等于 B.小于等于 C.小于 D.无法确定 19.高层建筑为了减小地基的变形，下列何种基础形式较为有效？()A.钢筋混凝土十字交叉 基础 B.箱形基础 C.筏形基础 D.扩展基础 20.下列确定地基承载力标准值的方法哪种方法不适用于粘性土地基？（）A.现场载荷试验 B.室内试验 C.轻便贯入试验 D.野外鉴别 21.地基发生整体滑动破坏时，作用在基底的压力一定大于（）。A.临塑荷载 B.临界荷载 C.极限荷载 D.地基承载力 22.所谓补偿性设计，是指()A.基础的整体性好，刚度大，能调整和减小不均匀沉降 B.基础抵抗水平荷载的稳定性增强 C.施工时基坑开挖较深，可使挖土卸去的土重替换为建筑物的部分或全部重量 D.基础具有良好的抗震作用 23.摩擦桩的传力机理为（）A.荷载全部通过桩身侧面传到桩周土层 B.荷载全部传到桩底端下的土层 C.大部分荷载传给桩周土层，小部分传给桩端下的土层 D.大部分荷载传给桩端下的土层，小部分传给桩周土层 24.在设计桩基时，桩的长度 L，桩的根数 n，桩的直径 d 三者之间是相互关联的。通常，采取如下的次序拟定（）A.先拟定 d，再拟定 L，最后试算 n B.先拟定 n，再拟定 d，最后试算 L C.先拟定 L，再拟定 n，最后试算 d D.任何次序都可采取 25.低承台桩基础是指（）的基础 的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯 A.承台底面位于一般冲刷线以下 B.承台底面位于局部冲刷线以下 C.承台顶面位于一般冲刷线以下 D.承台顶面位于局部冲刷线以下 26.最宜采用桩基础的地基土质情况为（）A.地基上部软弱而下部不太深处埋藏有坚实地层时 B.地基有过大沉降时 C.软弱地基 D.淤泥质土 27.刚性基础台阶宽高比的允许值是按下述办法确定的()A.根据经验 B.根据理论计算 C.无需进行内力分析和截面强度计算 D.在地基反力作用下，控制基础内的拉应力和剪应力使其不超过基础材料的强度 28.基础的持力层是指()A.基础底面以下的所有土层 B.与基础底面直接接触的那层土层 C.除与基础底面直接接触的那层土层以外的所有土层 29.某科学馆拟建于极厚的均质粘土层地基上。采用天然地基上的条形浅基础。在审查初步设计时，发现沉降量超过规范中容许值的 8%，建议在施工设计时作适当修改。修改的合理方向是（）A.加大基础宽度 B.加大基础埋深 C.改用桩基 D.改用沉井基础 30.单桩的水平容许承载力通常按下法确定()A.用单桩轴向容许承载力乘以折减系数 B.根据桩的抗弯能力决定 C.根据桩土相互作用性能经计算确定 D.通过水平静载试验确定 二、简答题：1.三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法?工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标?2.什么叫最优含水量?压实粘性土时为何要控制含水量?3.地下水位变动对地基中应力、沉降有何影响?地下水位上升对地基承载力有何影响?4.地基最终沉降量通常是由哪三部分组成？对于干净的粗砂，哪一部分沉降量可以认为是零。5.影响饱和土液化的主要因素有哪些?6.计算基底压力和基底附加压力时，所取的基础埋置深度是否相同？该如何取？7.直剪试验存在哪些缺点？8.土压力计算中，朗金理论和库仑理论的假设及适用条件有何不同？9.什么是单桩竖向承载力？确定单桩承载力的方法有哪几种？10.水平荷载作用下桩身变位有哪几种形式?各产生于什么情况?11.请问确定基础埋置深度应考虑哪些因素？的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯 12.浅基础的设计包括哪些内容?三、计算题:1.某土样重 180g，饱和度 Sr=90%，相对密度为 2.7，烘干后重 135g。若将该土样压密，使其干密度达到 1.5g/cm3。试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。2.饱和粘土层厚 10 m，=18.9kN/m3，其下为砂土，厚 4 m，砂土层中承压水，已知粘土层底 A 点的水头高为 5 m。若在粘土层开挖基坑，试求基坑的允许开挖深度 H。3.某饱和软粘土层，厚 10 m，在外荷载作用下产生的附加应力沿土层深度分布简化为梯形，下为不透水层。已知初始孔隙比 e1=0.85，压缩系数 a=2.510-4 m2/kN，渗透系数 k=2.5，求土层沉降 15.0 cm 所需的时间 t。透水面1=200 kPa，不透水面2100 kPa，当时：t 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.09 0.16 0.24 0.35 0.53 4.有一条形基础宽 B=2.5m，埋深 D=1.0m，粘土容重=18kN/m3，sat=20kN/m3，=26，C=10kN/m2，安全系数 k=2.5,试用太沙基公式分别计算下列条件下地基的极限荷载和承载 力。(NC=22.25,ND=11.85,N=12.54)，(1)地下水位较深；(2)地下水位在基底平面。5.某挡土墙墙高 H=5m，墙背垂直光滑，墙后填土水平，填土为干砂，容重为 19kN/m3,内摩擦角为 30，墙后填土表面有超载 15kN/m，试计算作用在挡墙上主动土压力 Ea和被动土压力 Ep，并分别画出墙后土压力强度分布图。6.某粘性土的抗剪强度指标分别为 C11.5kPa，28，问当某土样所受小主应力 344.3kPa，要保证土样不被剪坏，大主应力1应满足何种条件？7.某桥墩基础如图所示，基底平面尺寸为 A=7.8m，B=7.2m，每级台阶的厚度为 1m，作用在基底形心处的荷载为 N=4224.64KN，H=200KN，M=800KN m，试检算地基强度。图示尺寸单位为米。N 1=16KN/m3 0.8 H M 2=19.8KN/m3 1.9 7.2 e=0.7 IL=0.6 5.8 粘土 0=270 KN/m2 软地基 0=90 KN/m2 的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯 8.某建筑物条形基础，受偏心荷载的作用（如图所示）。图中 B=3.5m，埋深 D=2.0m，若取 1 延米考虑，则（F+G）=480KN/m，偏心距 e0=0.65m，问按照建筑地基基础设计规范，地基承载力设计值至少为多少才能满足要求。F+G e0 D B 9.某桩基础如下图所示，承台为刚性，各桩刚度相等，采用 0.30.3m2的方形预制桩共 12根。要求计算：（1）单桩承载力的容许值 Rk和设计值 R；（2）当桩基只承受中心荷载 N+G时，单桩承载力是否满足要求？（3）当桩基同时承受 N+G 及 M 时，单桩承载力是否满足要求？N=4400.4KN G 2m M=805KN m qs1=15KPa 8m qs2=20KPa 2m qp=1600KPa 1m 2.7 m 1m 1m 1m 1m 3.7 m 的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯参考答案:一、单选题:1.B 2.D 3.B 4.B 5.D 6.A 7.C 8.A 9.B 10.D 11.B 12.A 13.C 14.B 15.A 16.B 17.B 18.A 19.B 20.D 21.C 22.C 23.C 24.A 25.B 26.A 27.D 28.B 29.B 30.D 二、简答题：1.答：三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种试验方法。工程应用时，当地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时，可选用不固结不排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度 较慢时，可选用固结排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件及施工速度界于 两者之间时，可选用固结不排水剪切试验指标。2.答：在一定的压实功能作用下，土在某一含水量下可以击实达到最大的密度，这个含 水量称为最优含水量。对应着击实曲线上峰值时的含水量。粘性土料过干或过湿都不能获得好的压实效果；当含水量过低时，粘性土颗粒周围 的结合水膜薄，粒间引力强，颗粒相对移动的阻力大，不易挤紧；当含水量过大时，自 由水较多，击实时，水和气体不易从土中排出，并吸收了大部分的击实功能，阻碍了土 粒的靠近。3.答：地下水位下降会引起原地下水位以下土中的有效自重应力增加，从而造成地表大 面积附加下沉。地下水位上升，虽然不会增加自重应力，但由于使原来地下水位和变动 后地下水位之间那部分土压缩性增大，也会产生附加沉降量。地下水位上升，由于水下部分的天然重度改为浮重度，地基承载力降低。4.答：地基最终沉降量由瞬时沉降量、主固结沉降量和次固结沉降量三部分组成。对于干净的粗砂，可以认为次固结沉降量是零。5.答：影响饱和土液化的主要因素有：土的类别、排水条件、土的密实度、土的初始固结压力及振动作用强度和持续时间。6.答：不相同。计算基底压力时，在确定基础及台阶上土的自重时，基础埋置深度应为设计地面到基础底面的距离。计算基底附加应力时，在确定基底自重应力时，基础埋置深度应为从自然地面到基础底面的距离。7.答：（1）土样在试验中不能严格控制排水条件，无法量测孔隙水压力；（2）剪切面固定在剪切盒的上下盒之间，该处不一定是土样的最薄弱面；的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯（3）试样中应力状态复杂，有应力集中情况，仍按均匀分布计算；（4）试样发生剪切后，土样在上下盒之间错位，实际剪切面积减小，但仍按初始面积 计算。8.答：朗金理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性土的情况。9.答：单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。确定单桩竖向承载力的方法可分为计算确定和试验确定两大类。由桩身材料强度和土对桩的支承力综合确定，取二者的较小值。其中确定土对桩的支承力方法主要有：桩的静载荷试验和按静力学公式（经验公式）计算等。10.答：桩身在水平荷载作用下的变位通常有下列三种形式：（1）桩身如同刚体一样围绕桩轴线上的某点转动，这种形式发生在桩身较短，入土深度较浅以及地基刚度相对较弱时；（2）桩身仅在上部发生弯曲变形，而下部完全嵌固于地基之中，这种形式发生在桩的入土深度较大，地基的刚度也较大，而桩的刚度相对较弱时；（3）桩身上部在较大范围内变形如同直立的弹性地基梁那样呈 S 形，这种形式发生在桩的入土深度更大，地基与桩身的相对刚度比较小时。11.答：确定基础埋置深度应综合考虑以下因素：（1）上部结构情况：如建筑物的用途、结构类型及荷载的大小和性质；（2）工程地质和水文地质条件：如地基土的分布情况和物理力学性质；（3）当地冻结深度及河流的冲刷深度；（4）建筑场地的环境条件。12.答：浅基础的设计包括以下内容：（1）选择基础的类型和建筑材料；（2）确定基础的埋置深度；（3）确定地基土的承载力设计值；（4）确定基础底面的平面尺寸；（5）必要时进行地基变形和稳定性验算；（6）进行基础结构设计；（7）绘制基础施工图，提出施工说明。三、计算题:1.解：由已知条件可得原土样的三相数值为：m=180g ms=135g mw=180135=45g Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=45/0.9=50cm3 V=5050=100cm3 土样压密后的三相数值为：V=135/1.5=90cm3 Vv=9050=40cm3 Vw=40cm3 mw=40g m=13540=175g=175/9010=19.4 kN/m3 的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯=40/135100%=30%e=40/50=0.8 Sr=40/40100%=100%2.解：若 A 点竖向有效应力0，则 A 点将隆起，基坑将失稳。以 A 点的=0 为基坑开挖的极限状态。A 点总应力、孔隙水压力分别为：=（10H）=18.9（10H）u=15=9.815=49.05kPa 由=u=0，得：18.9（10H）49.05=0 H=7.40m 3.解：固结应力=（200100）/2=150 kPa 最终沉降量 s=Ha/(1e1)=15010002.510-4/(10.85)=20.27cm t=st/s=15.0/20.27=0.740 查表得：=0.422 固结系数 CV=k(1e1)/aw=2.5(10.85)/2.5 10-40.098=1.9105 cm2/年 t=H2/CV=0.422 10002/1.9 105=2.22 年 4.解：(1)极限荷载 Pu=CNc+DND+BN/2 =1022.25+18111.85+182.512.54/2=717.95kPa 承载力 f=Pu/k=717.95/2.5=287.18kPa (2)极限荷载 Pu=CNc+DND+(sat-10)BN/2 =1022.25+18111.85+（20-10）2.512.54/2=592.55kPa 承载力 f=Pu/k=592.55/2.5=237.02kPa 5.解：Ka=tg2(45/2)=0.33 4.95 pa0=Kaq=0.3315=4.95kPa pa1=Ka(h+q)=0.33(195+15)=36.3kPa Ea=(pa0+pa1)/2h=(4.95+36.3)/25=103.1kN/m 土压力强度分布图为：36.3(2)K p=tg2(45+/2)=3 p p0=Kpq=315=45kPa pp1=Kp(h+q)=3(195+15)=330kPa 的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯Ep=(pp0+pp1)/2h=(45+330)/25=937.5kN/m 45 330 6.解：若使土体达到极限平衡状态，根据极限平衡条件可得出1为：1=3tg2(45+/2)+2c tg(45+/2)=44.3 tg2(45+28/2)+211.5 tg(45+28/2)=160.98kpa 因此，要保证土样不被剪坏，大主应力1应小于1即：1160.98kpa。7.解：（1）持力层强度的检算：持力层的容许承载力=0+k11（B-2）+k22（h-3）因为 k1=0，h=2.7m3m，故=0=270kpa 偏心距 e=M/N=800/4224.64=0.189mB/6=7.2/6=1.2m 基底平均应力=N/F=N/(AB)=4224.64/(7.87.2)=75.23kpa=270kpa 基底应力的最大值max =(N/F)(1+6e/B)=75.23(1+60.189/7.2)=87.08kpa1.2=324kpa 因此持力层强度满足要求。（2）软弱下卧层强度的检算：已知0=90kpa，h=5.8m，故2=160.8+19.81.9+(19.8-10)(5.8-0.8-1.9)/5.8=13.93kpa 软弱下卧层的容许承载力=0+k22（h-3）=90+1.513.93(5.8-3)=148.51kpa 软弱下卧层顶面处的自重应力为：cz=160.8+19.81.9+(19.8-10)(5.8-0.8-1.9)=80.8kpa 软弱下卧层顶面处的附加应力为：(以基底附加应力按 22扩散至下卧层顶面处)z=(-i hi)AB/(A+2Ztg22)(B+2Ztg22)=75.23-(160.8+19.81.9)7.87.2/(7.8+23.1tg 22)(7.8+23.1tg 22)=13.93kpa 故:cz+z=80.8+13.93=94.73 kpaB/6=3.5/6=0.583m，pmin3 根，所以 R=1.2 R k=403.2kN (2)Qi=(N+G)/n=(4400.4+202.73.72)/12=400kN R=403.2kN 单桩承载力满足要求。（3）Q maxmin=(N+G)/n Mymax/yi2 =(4400.4+202.73.72)/128051.5/(60.52+61.52)=480.5kN0 单桩承载力满足要求。注意：用此公式计算时，一定要注意外力 N、M 是否是作用在桩群截面重心处（公式中的 N、M 并非作用在承台底面形心处），否则应先求出桩群截面重心的位置，再将力移至桩群截面重心处，然后再代入公式计算。的密实程度常用的指标是有效重度土粒相对密度饱和重度干重度侧限压在地基变形验时对烟囱水塔等高耸结构控制的变形特征主要是沉降量沉度左右衡量土的粒径级配是否良好常用指标判定不均匀系数含水量标贯