土力学地基基础复习与模拟题附答案 .doc

土力学基地及基础复习要点及模拟卷（附答案）地下水对工程的影响：基础埋深、施工排水、地下水位升降、地下室防水、地下水分类上层滞水：积聚在局部隔水层上的水称为上层滞水，这种水靠雨水补给，有季节性。潜水：埋藏在地表下的一个连续分布的稳定隔水层以上，具有自由水面的重力水称为潜水。承压水：埋藏在两个连续分布的隔水层之间完全充满的有压地下水称为承压水，通常存在于砂卵石层中。地下水位：（1）实测水位初见水位：工程勘察钻孔时，当钻头带上水时所测得的水位称为初见水位。稳定水位：钻孔完毕，将钻孔的孔口保护好，待24小时后再测钻孔的水位为稳定水位。（2）历年最高水位地下水高低除了季节不同外，各年间还有丰水年、枯水年之别，水位也不一样。动水力：土体中渗流的水对单位体积土体的骨架作用的力称为动水力。流沙：当动水压力等于或大于土的有效重度时，土粒处于悬浮状态，土粒随水流动，这种现象称为流沙。流土：地下水流动时，若水流的方向位由上向下，此时动水力的方向与重力方向一致，使土颗粒雅得更紧，对工程有利。反之，水流的方向位由下向上流动，此时动水力的方向与重力方向相反。当动水力足够大时，会将土体冲起，这种现象称为流土。管涌：当土体级配不连续时，水流可将土体粗粒孔隙中充填的细粒土带走，破坏土的结构，这种作用称为管涌。地下水质侵蚀：结晶性侵蚀、分解性侵蚀、结晶分解复合性侵蚀土的生成：物理风化、化学风化、生物风化。土的结构分类（1）单粒结构：凡粗颗粒土在沉积过程中，每一个颗粒在自重的作用下单独下沉并达到稳定状态。（2）蜂窝结构：当土颗粒较细，在水中单个下沉，碰到已沉积的土粒，因土粒之间的分子引力大于土粒自重，依次被一粒粒吸引，形成具有很大空隙的蜂窝状结构。（3）絮状结构：粒径极细的黏土颗粒在水中长期悬浮，这种土粒在水中运动，互相碰撞而吸引逐渐形成小链环状的土集粒，质量增大而下沉，不断形成大链环状，称为絮状结构。地质成因条件土的类型：土的三相组成：干土、湿土、饱和土。土的固体颗粒：残积土、坡积土、洪积土、冲积土。（1）原生矿物：由岩石经物理风化而成，其成分与母岩相同，包括单物质颗粒和多矿物颗粒（2）次生矿物：母岩经化学风化，改变原来的化学成分，主要是黏土矿物，一般分为蒙脱石、伊利石、高岭石。（3）腐殖质：如土中腐殖质含量多，使土的压缩性增大，不宜做填筑材料。土中水：结合水（强结合水、弱结合水）、自由水（重力水、毛细水）、气态水、固态水。土中气体：自由气体、封闭气泡。土粒相对密度：土中固体矿物的质量与同体积4时的纯水质量的比值。土的含水率：土中含水的数量，为土体中水的质量与固体矿物质量的比值。土的孔隙比：土的孔隙比为土中孔隙体积与固体颗粒的体积之比。土的空隙率：土的空隙率是用以表示孔隙体积含量的概念，为土中孔隙占总体积的百分比。土的饱和度：表示谁在空袭中充满的程度。土的有效重度：地下水位以下，土体单位体积所受重力再扣除浮力。岩石：颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体。碎石土：土的粒径d>2mm的颗粒超过全重的50%。砂土：粒径d>2mm的颗粒不超过全重的50%，且d>0.075的颗粒超过全重50%的土。粉土：塑性指数<10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%。黏性土：塑性指数>10。灵敏度：反映粘性土结构性的强弱，分为高灵敏土、中灵敏土、低灵敏土。风化程度的划分：未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化。正常固结土：指土层历史上经受的最大压力，等于现有覆盖土的自重压力。超固结土：指该土层历史上经受过大与现有覆盖土中的前期固结压力。欠固结土：指土层目前还没有达到完全固结，土层实际固结压力小于土层自重压力。地基变形特征沉降量：若沉降量过大，势必影响建筑物的正常使用，导致室内污水倒灌，雨水积聚，联结折断。倾斜：倾斜过大将会影响正常使用，遇台风或强烈地震使危及建筑物整体稳定甚至倾覆。局部倾斜：若建筑物局部倾斜过大，往往是砖石砌体承受弯矩而拉裂。减少沉降差的措施（1）设计中尽量使上部荷载中心受压，均匀分布。（2）遇高低层相差悬殊。（3）增加上部结构对地极不均匀沉降的调整作用。（4）妥善安排施工顺序。（5）人工补救措施。抗剪强度指标确定：直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验。地基的临塑荷载：指在外荷作用下，地基中刚开始产生塑性变形是基础地面单位面积上所承受的荷载。土压力的分类：根据挡土墙的位移情况与墙后土体的应力状态，土压力可分为主动土压力、被动土压力、静止土压力三种。其中主动土压力最小。确定基础的埋置深度（1）上部结构情况：包括建筑物用途、类型、规模、荷载大小与性质。如建筑物需要地下室做设施，基础埋深至少大于3m。如建筑物类型为高层建筑，为抗震稳定性要求基础埋深不小于1/101/15的建筑物地面以上高度。设计等级为丙级的建筑，则基础埋深较浅。若上部结构为超静定结构，对地基不均匀沉降很敏感，则基础需建立在坚实地基土层上。（2）工程、水文地质条件：工程地质条件：若地基表层土较好，下层土软弱，则基础尽量埋浅，利用表层好土作为地基持力层。反之，表层土软弱，下层土坚实，则需要区别对待。当软弱表层土较薄，应将软弱无挖除，将基础置于下层坚实土上，若较厚，可考虑扩大基地面积。水文地质条件：地下水的情况与基础埋深也有密切关系，通常基础尽量做在地下水位以上，便于施工，如不得已，基础需要建立在地下水位以下，则施工时必须进行排水。（3）当地冻结深度：温度过低时，地表土中自由水开始冻结，可使基础与墙体上台而破裂。（4）建筑场地的环境条件：邻近存在建筑物：新建工程的基础埋深不宜大于原有建筑基础，以免开挖基槽危及原有基础的安全稳定性。靠近土坡：若建筑场地靠近各种土坡，包括山坡、河岸、海滨、湖边等，则基础埋深应考虑临近土坡临空面的稳定性。库伦土压力产生的条件当墙背移离或移向填土，墙后土体达到极限平衡状态时，填后填土是以一个三角形滑动土楔体的形式，沿墙背和填土土体中某一滑裂平面通过墙踵同时向下发生滑动，产生土压力。浅基础的结构类型：独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏板基础、箱形基础。地基剪切破坏：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。地基肿胀性分类：不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀。无筋扩展基础的特点：由砖、毛石、素混凝土、毛石混凝土与灰土等材料建筑的基础称为无筋扩展基础，这种基础只能承受压力，不能承受弯矩或拉力，可用于6层和6层以下的民用建筑和墙承重的厂房。减轻不均匀沉降危害的原因措施通常地基产生一些均匀沉降，对建筑物安全影响不大，可以通过预留沉降标高来解决，但当地基不均匀沉降超过限度时，可能使建筑物发生倾斜于墙体开裂等事故，影响安全。建筑措施：设计建筑物的体型力求简单、设置沉降缝、调整建筑物的有关标高、控制相邻建筑物的间距。结构措施：减轻建筑物的自重、增强建筑物的刚度和强度、减小或调整基底的附加应力、采用对不均匀沉降不敏感的结构。施工措施：保持地基土的原状结构、合理安排施工顺序。桩基桩基础的分类按承载力分类：摩擦型桩（摩擦桩、端承载力）、端承型桩（端承桩、摩擦端承桩）。按功能分类：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩。按桩身材料分类：木桩、素混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、组合材料桩。施工方法分类：预制桩、灌注桩、扩底桩。按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。按桩径大小分类：小桩、中等直径桩、大直径桩。桩的负摩阻力：在固结稳定的土层中，桩受荷产生向下的位移，因此桩周土产生向上的摩阻力，称为摩阻力。与此相反，当桩周土层的沉降超过桩的沉降时，则桩周土产生向下的摩阻力，称为负摩阻力。产生负摩阻力的条件（1）桩穿越较厚的松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层，进入相对较硬土层时。（2）桩周存在软弱土层，邻近地面因经受长期荷载使桩周土层压缩沉降。（3）由于降低地下水位，导致有效应力增大，产生大面积土层压缩沉降。中性点：桩截面沉降量与桩周土层沉降量相等之点称为中性点，及负摩阻力于正摩阻力交界点无任何摩阻力。液性指数：液性指数是判断土的软硬状态的指数。沉降差：沉降差，不同基础或同一各点间的相对沉降量。相邻独立基础沉降量之差，s=s1-s2。框架结构和地基不均匀、有相邻荷载影响的高耸结构基础，变形由沉降量控制。膨胀土：膨胀土是一种富含亲水性粘土的矿物，并且随含水量增减，体积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。群桩效应：群桩效应在高层建筑基础设计时不能不考虑的就是群桩效应，群桩效应就是指群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和这一现象。基底压力：计算地基中附加应力，必须先知道基础底面处单位面积土体所受到的压力，即基底压力，又称接触压力，它是指上部结构荷载和基础自重通过基础传递，在基础底面处施加于地基上的单位面积压力。反向施加于基础底面上的压力称为基底反力。主动土压力：挡土墙向背离填土方向移动的适当距离，使墙后土中的应力状态达到主动极限平衡状态时，墙背所受到的土压力，称为主动土压力。被动土压力：施工中挡土墙:挡土墙在外力作用下向后移动或转动，挤压填土，使土体向后位移，当挡土墙向后达到一定位移时，墙后土体达到极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力叫被动土压力。静止土压力：当挡土墙在土压力作用下，不产生任何位移或转动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙背所受的土压力称为静止土压力。触变性：物体受到剪切时，稠度变小，停止剪切时，稠度又增加或受到剪切时，稠度变大，停止剪切时，稠度又变小的性质。即一触即变的性质。软土：一般指外观以灰色为主，天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土。残积土：岩石风化后残留在原地的碎屑堆积物形成的土。界限含水量：界限含水率，是指黏性土从一个稠度状态过渡到另外一个稠度状态时的分界含水率，也称稠度界限。土力学与地基基础模拟题（一）一、填空题（每小题1分，共10分）1、根据地质成因条件的不同，有以下几类土： 、 、 、 等等。2、土的抗剪强度室内试验方法通常有 、 、 三种。3、天然含水量大于 ，天然孔隙比大于或等于 的粘性土称为淤泥。4、颗粒分析试验对于粒径小于或等于60mm，大于0.075mm的土，可用 测定。5、当动水压力等于或大于土的有效重度时，土粒处于悬浮状态，土粒随水流动，这种现象称为 。6、单桩竖向承载力的确定，取决于两个方面，一是取决于桩本身的材料强度，二是取决于 。7、等高式大放脚是 皮砖一收，两边各收进 砖长。8、符合下列条件者为三级地基（简单地基）：（1）岩土种类单一，均匀，性质变化不大。（2） 。9、计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的 组合计算，且不应计入风荷载和地震作用。10、根据挡土墙的位移情况与墙后土体的应力状态，土压力可分为主动土压力、被动土压力、 三种。其中： 最小。二、选择题（单选，每小题3分，共18分）1、衡量土的颗粒级配是否良好，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2、中心荷载作用的条形基础底面下地基土中最易发生塑性破坏的部位是（ ）A、中间部位 B、边缘部位C、距边缘1/4基础宽度的部位 D、距边缘1/3基础宽度的部位3、对土骨架产生浮力作用的水是（ ）A、重力水 B、毛细水 C、强结合水 D弱结合水4、如果土的竖向自重应力记为cz，侧向自重应力记为cx，则二者关系为（ ）A、cz cx B、cz= cx C、cz=K0cx D、 cx=K0cz5、下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（ ）A、滑动圆弧的圆心位置 B、滑动圆弧的半径C、土坡的坡高 D、土坡的坡角6、钢筋砼柱下条形基础的肋梁高度不可太小，一般宜为柱距的（ ）A、1/101/8 B、1/81/4 C、1/41/3 D、1/31/2三、名词解释（每小题2分，共12分）1、液性指数 2、沉降差 3、管涌4、膨胀土 5、群桩效应 6、界限含水量四、简答题（每小题5分，共10分）1、何谓换土垫层法？砂石垫层的作用主要体现在哪些方面？2、何谓基底压力？其分布性状与哪些因素有关？五、计算题（第3题14分，其余各题每题12分，共计50分）1、某工程地基勘察中，由原状土试验测得，土的天然密度为=1.80g/cm3，土颗粒比重ds=2.70，天然含水量W=18.0%，求该土的e、n、Sr、各为多少。2、某场地的地质资料如图，地基土处于完全饱和状态，求：（1）1、2点的自重应力；（2）若地下水位降低2m，求1、2点的自重应力。 3.0m 饱和砾砂 =19.2kN/m3 1 3.5m 饱和粘土 =20kN/m3 2 3、某饱和粘土层，下部为不可压缩层，不透水层，上面作用有大面积连续均布荷载，P=120kN/m2，如图所示。已知软粘土层的天然重度=16kN/m3，自重应力作用下固结前的Es=1600kN/m2，固结后Es=4000kN/m2，CV=2×105cm2/y。计算：（1）软粘土在自重应力作用下，已经固结，经过0.5年，沉降量是多少？固结度是多少？（2）如果软粘土层在自重应力作用下尚未固结又施加荷载P。使U=0.7时，需多长时间，最终沉降量是多少？4、某挡土墙高H=5m，墙后填土分两层，第一层为砂土，=32°，=0，=17 kN/m3，厚度2m。其下为粘性土，=18°，=10 kN/m2，=19 kN/m2 ，若填土面水平，墙背垂直且光滑（见图）求作用在墙背上的主动土压力和分布。 =17 kN/m3 =32° 2m=0 =19 kN/m3 =18° 3m=10 kN/m2 模拟题（一）参考答案一、1、残积土、坡积土、洪积土、冲积土2、直剪试验、三轴试验、无侧限压缩试验 3、液限、1.5 4、筛析法5、流砂 6、地基土对桩的承载力 7、两 1/4 8、无特殊性岩土9、准永久 10、静止土压力 主动土压力二、A、B、A、D、D、B三、答案参考教材四、答案参考教材五、1、参考答案： e=0.77 n=43.5% =0.632 =1.525g/cm3 =14.945kN/m3=1.96g/cm3 =19.208kN/m3 =0.96 g/cm3 =9.41 KN/m32、参考答案：（1）1点：27.6kPa 2点：62.6kPa (2) 1点：47.6kPa 2点：82.3kPa3、（1）=0.15m=15cm查U-TV曲线得U=0.7（2）kN/m2 t=0.513(年)4、参考答案：=10.5kN/m2=3.5kN/m2=32.1kN/m2 总土压力为整个图形面积 kN/m2 合力作用点位置（距墙底高）Z=1.52m土力学与地基基础模拟题（二）一、填空题（每小题1分，共10分）1、塑性指数小于或等于10，粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土称为 。2、粘性土的土坡稳定安全系数是 与 之比。3、直剪试验按加荷速率的不同，分为快剪、 和慢剪三种。4、 是评价单桩承载力最为直观和可靠的方法。5、钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的 以上方可起吊，应达到设计强度的 方可运输。6、符合下列条件之一者为二级地基（中等复杂地基）：（1）岩土种类较多，不均匀，性质变化较大。（2） 。7、地基剪切破坏的形式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和 三种。8、砂土是按粒组含量来分类的。无粘性土一般指 和 、 。9、砖基础大放脚从垫层上开始砌筑，为保证其刚度的要求，应采用 和 两种形式。10、按滑坡体的受力情况可将滑坡分为推移式滑坡和 两种。二、选择题（每小题3分，共18分）1、砌体承重结构控制的变形特征值指标是（ ）A、沉降量 B、沉降差 C、倾斜 D、局部倾斜2、钢筋混凝土预制桩的优点在于（ ）A、桩身质量易于保证 B、直径大C、对周围环境影响小 D、适用所有土层3、已知某砂土测得e=0.98，emax=1.35，emin=0.85，则其相对密实度D为（ ）A、0.26 B、0.74 C、0.5 D、0.374、衡量土的颗粒级配是否良好，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5、土体具有压缩性的主要原因是（ ）A、由土颗粒的压缩引起的 B、由土中水被压缩引起的C、由孔隙体积减小引起的 C、土体本身压缩模量较小引起的6、某箱形基础，上部结构和基础自重传到基础底面的压力P=100kPa，地基土的天然重度=18.5kN/m3，若使基底附加压力基本为零，则基础的埋深应取（ ）A、3.24m B、4.25m C、5.40m D、6.32m三、名词解释（每小题2分，共12分）1、主动土压力 2、群桩效应 3、触变性4、软土 5、基底压力 6、残积土四、简答题（每小题4分，共8分）1、钢筋砼预制桩打设过程中，发生桩顶、桩身被打坏，其可能的原因有哪些？处理方法如何？2、挡土墙为何经常在暴雨期间破坏？五、计算题（第4题16分，其余每小题12分，共计52分）1、在天然状态下土的体积为200cm3，质量为334g，烘干后质量为290g，土的颗粒比重为2.66。试计算该土的、w、e、n、S。2、已知土中某点的最大主应力为=60kPa，最小主应力=20 kPa。绘制该点应力状态的摩尔应力圆，求最大剪应力值及其作用面的方向，并计算与大主应面成=15°的斜面上的正应力和剪应力。3、某住宅设计条形基础宽度b=1.5m，基础埋深=1.2m。地基为粉质粘土，土的天然重度=18kN/m3，内摩擦角=30°，粘聚力为=10kPa，地下水位深8m。计算此地基的极限荷载。4、某厂房柱基础，上部荷载作用在基础顶面轴向力=2400kN，弯矩M=750kN·m，剪力Q=60kN，基础埋深=2m，如图所示。土层为粘土，=18kN/m3，=210 kN/m2，=0.3，=1.5，试确定基础底面尺寸。模拟题（二）参考答案一、1、粉土 2、抗剪力、剪切力 3、固结快剪 4、现场静荷载试验 5、70% 100% 6、特殊性岩土 7、冲剪破坏 8、碎石土、砂土、粉土 9、等高式 间隔式 10、牵引式滑坡二、D A B A C C三、答案参考教材四、答案参考教材五、1、=1.67g/cm3 =15.17% =1.45g/cm3 e=0.834 =45.5% =48.5%2、=20kPa 当=15°时，=57.3kPa =10kPa 3、根据=30°查图表得 =19 =35 =18 =995.3kPa4、解：由题意：14.12m2 m2 所以，初定基础宽（短边），基础长（长边） =255.9kN/ m2 基础底面的抵抗矩m3 因此，基础边缘的压应力为： = kN/m2 kN/m2 所以，基础底面尺寸确定合适。