土力学与基础工程课后思考题答案复习过程.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。土力学与基础工程课后思考题答案-土力学与基础工程课后思考题答案第二章2.1土由哪几部分组成?土中水分为哪几类?其特征如何?对土的工程性质影响如何?土体一般由固相、液相和气相三部分组成(即土的三相)。土中水按存在形态分为:液态水、固态水和气态水(液态水分为自由水和结合水,结合水分为强结合水和弱结合水,自由水又分为重力水和毛细水)。特征:固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水,液态水是人们日常生活中不可缺少的物质,气态水是土中气的一部分。影响:土中水并非处于静止状态,而是运动着的。工程实
2、践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。2.2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么?如何从土的颗粒级配曲线形态上,Cu和Cc数值上评价土的工程性质。不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态,表示是否有某粒组缺失的情况。评价:(1)对于级配连续的土:Cu5,级配良好;Cu5和Cc=13,级配良好,反之则级配不良。2.3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系,比较同一种土各重度数值的大小。天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量,它们
3、反映了土在不同状态下质量的差异。饱和重度天然重度干重度浮重度2.4土的三相比例指标有哪些?哪些可以直接测定?哪些通过换算求得?为换算方便,什么情况下令V=1,什么情况下令Vs=1?三相比例指标有:天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。直测指标:密度、含水量、相对密度。换算指标:孔隙比、孔隙率、饱和度。当已知相对密度ds时令Vs=1,当已知天然密度时令V=1,如若两者都已知,设V=1或Vs=1都行2.5反映无黏性土密实度状态的指标有哪些?采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点?而工程上为何应用得并不广泛?指标:孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。优点:判断密
4、实度最简便的方法是用孔隙比e来描述,但e未能考虑级配的因素,故引入密实度。应用不广泛的原因:天然状态砂土的孔隙比e值难测定,此外按规程方法室内测定孔隙比最大值和孔隙比最小值时,人为误差也较大。2.6下列物理指标中,哪几项对黏性土有意义?哪几项对无黏性土有意义?塑性指数、液性指数对黏性土有意义。粒径级配、相对密实度对无黏土有意义。2.7简述渗透定理的意义,渗透系数K如何测定?动水如何计算?何谓流砂现象?这种现象对工程有何影响?渗透定理即达西定律V=ki,其反映土中水渗流快慢。室内测定渗透系数有常水头法和变水头法,也可在现场进行抽水实验测定。流砂现象:当动水为GD数值等于或大于土的浮重度时,土体发
5、生浮起而随水流动。影响:基础因流砂破坏,土粒随水流走,支撑滑落,支护结构移位,地面不均匀沉降,引起房屋产生裂缝及地下管线破坏,严重时将导致工程事故。2.8土发生冻胀的原因是什么?发生冻胀的条件是什么?原因:在气温降低以及浓度变化产生渗透压两种作用下,下卧未冻结区的水被吸引到冻结区参与冻结,使冰晶体不断扩大,在土层中形成冰夹层,土体随之发生隆起。发生冻胀条件:(1)土的因素:冻胀通常发生在细粒土中(2)水的因素:土层发生冻胀是由水分的迁移和积聚所致(3)温度因素:当气温骤降且冷却强度很大时,土的冻结面迅速向下推移,冻结速度很快。2.9毛细水上升的原因是什么?在哪些土中毛细现象最显著?原因:表面张
6、力的作用。粉细砂和粉土的毛细现象最为显著。2.10何谓最优含水量?影响填土压实效果的主要因素有哪些?在一定的压实功(能)下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水量称为土的最优含水量。影响因素:(1)含水量(2)击实功(3)土的性质2.11无黏性土和黏性土在矿物组成、土的结构、物理状态及分类方法诸方面有何重要区别?分类方法区别:无黏性土靠密实度划分,而黏性土靠液性指数划分。物理状态:无黏性土最主要物理状态指标为孔隙比e、相对密度和标准贯入试验击数。黏性土的物理状态指标为可塑性、灵敏度、触变性。矿物组成:2.12地基土分为几大类?各类土的划分依据是什么?为什么粒度成分和塑性指数可作为土分类的依
7、据?比较这两种分类的优缺点和适用条件。地基土分为:粗粒土和细粒土两大类。划分依据:颗粒度和粒间作用力。粗粒土的工程性质和大程度上取决于土的粒径级配,故按其粒径级配累积曲线再分成细类。细粒土分类基于长基实验结果统计分析所得结论,多用塑性指数或者液限加塑性指数作为分类指标。优点:塑性图划分细粒土能较好反映土粒与水相互作用的一些性质。缺点:却不能反映天然土工程的另一重要因素土的结构性。适用条件:2.13淤泥和淤泥质土的生成条件,物理性质和工程特性是什么?能否作为建筑物的地基?生成条件:在静水成缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成。物理性质和工程特性:孔隙比大(e1),天然含水量高(WWL)压缩
8、性高,强度低和具有灵敏性、结构性的土层,为不良地基,故不能作为建筑物的地基。第三章3.1土的自重应力分布有何特点?地下水位的升降对自重应力有何影响,如何计算?均质土的自重应力沿水平面均匀分布,且于深度Z成正比,即随深度呈线性增加地下水位升高则土的自重应力减小,反之则增加。计算即减去水的自重应力。3.2刚性基础的基底压力分布有何特征?工程中如何计算中心荷载及偏心荷载下的基底压力?刚性基础:刚度较大,基底压力分布随上部荷载的大小、基础的埋深及土的性质而异。中心、偏心荷载计算见P493.3如何计算基底附加压力?在计算中为什么要减去基底自重应力?基底附加压力计算见P50公式3.8土的自重应力一般不引起
9、地基变形,只有新增的建筑物荷载,即作用于地基表面的附加压力,才是使地基压缩变形的主要原因。3.4试以矩形面积上均布荷载和条形荷载为例,说明地基中附加应力的分布规律。分布规律:当距离地基中心距离相同时,附加应力随深度增加而逐渐减小。当深度相同时,附加应力自地基中心线向两边逐渐减小。3.5目前根据什么假设计算地基中的附加应力?这些假设是否合理可行?归纳总结各种荷载作用下地基附加应力的计算方法。假设地基均质和各向同性的线性变形体,然后按弹性力学解答计算附加应力,其实,地基土并非所假设的那样,应该考虑地基不均匀和各向异性对附加应力计算的影响。计算方法见课本3.6试简述太沙基的有效应力原理饱和土中的总应
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