土力学与地基基础复习题.pdf

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1、土力学与地基基础复习题土力学与地基基础复习题一、名词概念解释1.不均匀系数2.库仑定律3.土的抗剪强度4.浅基础与深基础5.地基的沉降量6.变形模量 Eo7.地基容许承载力8.桩基础9.土体中的附加应力10.平均固结度二、填空1按“建筑地基基础设计规范”分类法，若粒径d0.075mm 的含量10，则土的名称定为。2、在土的三相比例指标中，有关密度的指标共有 _ 个，其中用于控制填土施工质量的指标是 _ _。3土的级配是否良好，常用 _ _ _ 和两个指标综合确定。4粘性土处于应力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为_ _。5土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的_。6击实试验得到最大干密

2、度时，所对应的含水量为 _ 含水量，其饱和度大约为_ _。7 土力学是用力学的基本原理和土工测试技术，研究以及所受外力发生变化时、和等特性及其规律的一门学科。8.土的压缩性指标有等三个。9 根据超固结比，将土可分为三种固结状态。10 三轴剪切试验根据排水条件，可分为三种试验方法。11饱和粘性土在局部荷载作用下，其沉降可认为是由机理不同的三部分组成。12对浅基础地基而言，与塑性区的最大深度Zmax=0 所对应的荷载被称为 _ _荷载，P1/4 是指 Zmax时所对应的荷载。1三、三、回答下列问题回答下列问题1侧限渗压模型有效应力与孔隙水压力随时间的转换过程。2产生主动土压力和被动土压力的条件。3

3、粘性土坡稳定性分析中条分法的基本原理。4室内压缩试验的指标及其涵义，土的压缩量计算基本公式是什么？5、阐述土压力有哪几种型式，发生的条件是什么，它们之间的相互关系如何。6、基础埋置深度的确定应考虑那些因素？7.什么叫土的压缩性？引起土压缩的原因是什么？8.挡土墙的土压力有哪三种？在相同条件下，哪一种最大?9.简述桩的类型10.塑性指数的物理意义及其影响因素四、计算题四、计算题1，已知某土样的抗剪强度参数c=50kPa,=20,承受三向应力1=450kPa，3=200kPa的作用。（1）绘制应力园与抗剪强度曲线；（2）判断该土样是否产生破坏。2，某饱和粘土层厚 10m，在连续均匀荷载p0120k

4、Pa 作用下固结。土层的孔隙比e0-11.0，压缩系数a0.3MPa，压缩模量Es6.0MPa，渗透系数k0.018m/年，土层单层排水，分别计算：（1）加荷一年时的沉降量；（2）沉降量为 156mm 所需要的时间3、某挡土墙的墙背垂直、光滑，墙高7.0m，墙后两层填土，第一层厚度3.5 米，内摩檫角 32 度，粘聚力为零，天然容重16.5，第二层厚度 3.5 米，内摩檫角 30 度，粘聚力为零，饱和容重 19.25，地下水位在填土表面下3.5m 处与第二层填土面齐平。填土表面作用有 q=100kPa 的连续均布荷载。试求作用在墙上的主动土压力Ea 和水压力 Ew 的大小。4，某挡土墙的墙背垂

5、直、光滑，墙高7.0m，墙后两层填土，性质如图所示，地下水位在填土表面下 3.5m 处与第二层填土面齐平。填土表面作用有 q=100kPa 的连续均布荷载。试求作用在墙上的主动土压力Ea 和水压力 Ew 的大小，并作出土压力分布图。2参考答案参考答案一、名词概念解释1不均匀系数：用特征粒径间相互关系表示土的粒径级配均匀与否的系数，用下式表示Cu=d60/d102库仑定律：当土所受法向应力不很大时，土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示，这一表征土体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式：f c tan3、土的抗剪强度：土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。其数值等于剪切破坏时滑动

6、面上的剪切应力大小。4、浅基础与深基础浅基础是相对于深基础而言的，二者的差别主要在施工方法及设计原则上。通常把埋置深度不大（35m 以内），只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称作浅基础；深基础（包括桩、墩、沉井等）都要采用特殊的施工方法和施工机具建造，施工条件比较困难，工艺比较复杂的基础。5、地基的沉降量：地基的沉降量是指地基土在建筑荷载作用下达到压缩稳定时地基表面的沉降量。其常用的计算方法有分层总和法和建筑地基基础设计规范推荐的方法。6、变形模量 Eo：变形摸量 Eo 是指在无侧限条件下，应力与应变的比值。是现场载荷试验指标。7、地基容许承载力：地基稳定且有足够的安全度，且

7、地基的变形控制在建筑物容许范围内时承载力。8、桩基础：桩是设置于土中的竖直或者倾斜的柱型构造。在竖向荷载作用下，通过桩、土之间的摩檫力和桩端土的承载力来承受和传递上部结构的荷载，称之为桩。9、土体中的附加应力：在外荷载的作用下，土体中增加的应力部分，称之为土体中的附加应力。10、平均固结度：指某一时间，土层一平面所承受的有效应力与总应力的比值。二、二、填空填空1、粉土，粘性土。2、4，干密度。3、不均匀系数 Cu,曲率系数 Cc4、45/25、土的抗剪强度。6、最优含水量，80。7、土的特性，应力，变形，渗透，强度，稳定性。8、压缩系数、压缩模量、压缩指数。9、超固结土、正常固结土、欠固结土。

8、10、不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。11、瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降。12、临塑荷载，0.25B。三、回答下列问题回答下列问题1答：这一转换过程可分为三个阶段，加载后（1）t=0 时，排水孔不不及排水，土骨架（弹簧）受力为零，此时荷载全部由孔隙水来承担，即 u=，=0，测压管内水柱上升高度h为/w。3（2）t0 时，由于存在水头差，将发生渗流现象，水从排水孔流出，测压管水柱慢慢下降，即超静孔隙水压力逐渐消散。此时，弹簧上受力逐渐增大，即有效应力增加，但仍有=+u。（3）t=时，超静孔隙水压力消散为零，此时外荷载全部由弹簧（土骨架）承担，土的固结过程完结。2答：产生主动土压力的

9、条件为：挡土墙向前远离填土的方向移动或转动，由转动或移动量达到一定值，土体内潜在滑动面上的剪应力达到土的抗剪强度，则作用于挡土墙上的压应力最小，即为主动土压力Ea。产生被动土压力的条件：挡土墙受外力作用向着填土方向移动时，墙后一部分土体产生向上滑动趋势。当墙移动至一定位置时，土体内潜在滑动面上的剪应力也达到抗剪强度值。此时，土体作用于挡土墙上的压力达到最大值，即被动土压力Ep。3答：条分法的基本原理为：将滑动土体划分为一条条的小块体，分别以各小块体为研究对象，考虑它们自身重力，条块间作用力，反土体对条块的作用力等等，这些力必须使各条块同时处于极限平衡状态，根据力的大小和方向列出方程组求解未知量

10、，但要真正求出各未知量须作一定假设，对不同条分法有不同的假设。4、答：通常以侧限压缩试验，即室内压缩试验所得到的压缩曲线或者elogp 曲线来定义其指标，分别有压缩系数，压缩指数 CC和压缩模量 ES来表示。其涵义如下：压缩系数：定义为单位压力增量引起孔隙比的减小。压缩曲线愈陡，土的压缩性愈高，反之则曲线平缓，土的压缩性愈低。压缩指数 CC：压缩模量 ES：是指在完全侧限条件下，土的竖向附加应力与应变增量的比值。e e2土的压缩量的基本公式是S=1H，其中 e1为初始孔隙比，它与初始压力 p1相对应；1e1e2为加压力增量p 后压缩稳定的孔隙比，它与 p2=p1+p 相对应。将此基本公式用于计

11、算基础沉降时，则初始压力就是地基的自重应力，而压力增量就是地基的附加应力。5、答：挡土墙上的土压力按照墙的位移情况可分为静止、主动和被动三种。静止土压力是指挡土墙不发生任何方向的位移，墙后填土施于墙背上的土压力；主动土压力是指挡土墙在墙后填土作用下向前发生移动，致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背上的土压力；被动土压力是指挡土墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土，致使填土的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背上的土压力。这里应该注意的是三种土压力在量值上的关系为 PaP0Pp。但从极限平衡概念来说，Pa是主动极限平衡状态的最大值，而 Pp是被动极限平衡状态时的最小值。6、答：

12、应考虑的因素有：建筑结构条件与场地环境条件，工程地质条件，水文地质条件和地基的冻融条件。7、答：土在压力作用下体积缩小的性质称为土的压缩性。由于土是液体、固体和气体的三相混合体，土体的压缩主要是由以下几个方面引起的。(1)土孔隙中水和空气的压缩；(2)水和空气从孔隙中被挤出，孔隙本身的压缩，这是主要原因；(3)土颗粒本身的压缩变形。8、答：(1)分为三种，分别为：a.主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。b.被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力。c.静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于

13、弹性平衡状态，作用在墙上的土压力称为静止土压力。4(2)在相同条件下，被动土压力值最大。9、答：依据不同的条件，桩有不同的分类。按承载性能分为摩擦桩和端承桩；按桩身材料分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩和钢桩；按成桩方法分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩；按桩径大小分为小直径桩、中直径桩和大直径桩。10、答：塑性指数 IP是指液限和塑限的差值，也就是土处在可塑状态时含水量的变化范围。可见，塑性指数愈大，土处于可塑状态的含水量范围也愈大。换句话说，塑性指数的大小与土中结合水的可能含量有关，亦即与土的颗粒组成，土粒的矿物成分以及土中水的离子成分和浓度等因素有关。从土的颗粒来说，土粒越细、且细颗粒(粘粒

14、)的含量越高，则其比表面和可能的结合水含量愈高，因而 IP也随之增大。从矿物成分来说，粘土矿物可能具有的结合水量大(其中尤以蒙脱石类土为最大)，因而 IP也大。从土中水的离子成分和浓度来说，当水中高价阳离子的浓度增加时，土粒表面吸附的反离子层的厚度变薄，结合水含量相应减少，IP也小；反之随着反离子层中的低价阳离子的增加，IP变大。四、计算题四、计算题1.解：（1）绘图略（2）根据图形判断，莫尔圆远离抗剪强度曲线，则土体未产生破坏或根据下面式子也可知土体未破坏。13tan2(45/2)2ctan(45/2)2解：（1）st=78mm (2)4.42 年3解：(1)令 Vs=1,则 Vv=ed=m

15、s/V=Gw/(1+e)e=(Gw/d)1=2.711/1.571=0.726n=Vv/V=e/(1+e)=0.42Sr=Vw/Vv=G/e=0.1932.71/0.726=72%(2)Ip=Lp=28.316.7=11.6IL=(p)/Ip=(19.316.7)/11.6=0.224土名称为硬塑的粉质粘土。4、解：依本题所给条件，可按朗肯理论计算。(1)求二层土的主动土压力系数Ka1和 Ka232302)=0.307Ka2=tan(45)=0.333Kal=tan(45 222(2)求墙背 A、B、C 三点的土压力强度A 点：z=0，paA=qKa1=1000.307=30.7kPaB 点：

16、分界面以上，h1=3.5m，1=16.5kN/m3PaB=qKa1+1 h1 Ka1=30.7+16.53.50.307=30.7+17.7=48.4kPa5分界面以下：PaB=(q+1 h1)Ka2=(100+16.5 3.5)0.333=52.5kPaC 点：h2=3.5m，2=19.25-10=9.25kN/m3PaC=(q+1 h1+2 h2)Ka2=(100+16.5 3.5+9.25 3.5)0.333=63.3kPaA、B、C 三点土压力分布图（略）(3)求主动土压力 Ea：作用于挡土墙上的总土压力，即为土压力分布面积之和，故Ea=(4)求水压力 EwC 点的水压力强度为：pwc=wh2=103.5=35kPa水压力合力为：Ew=11(30.7+48.4)3.5+(52.5+63.3)3.5=341.1kN/m2211pwch2=35 3.5=61.3kN/m22水压力分布图见计算简图所示（略）。6