4.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,
F+G 则(F+G)=480KN/m,偏心距e0=0.65m,问按照建
e0 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。
5.某挡土墙墙高H=5m,墙背垂直光滑,墙后填土
3
水平,填土为干砂,容重为19kN/m,内摩擦角 B 2
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和被动土压力的大小,
并分别画出墙后土压力强度分布图。 第4题图示 D 6.某条形基础,基础宽度B=4m,埋深D=2m,地基土
的重度?=18.5kN/m3,内聚力c=15kpa,内摩擦
角?=20°。①试按太沙基公式确定地基的极限 承载力。②如果安全系数K=2.5,求地基承载 力的设计值。 7.如图所示基础基底尺寸为4m×2m,试求基底平均 压力pmax和pmin,绘出沿偏心方向的基底压力分布图。 (基础及台阶上回填土平均重度为20KN/m3
)
8.某低承台桩基础,桩的平面布置如图所示, 各桩的尺寸相同,桩的直径为1米,承台底
面形心处作用有轴力N=20000KN,M=4000KN·m, H=400KN,试按简化法确定各桩承受的轴力Ni。
(图示单位:㎝)
第5页共11页0.35m F 2G 4m 第7题图示
400 N 200 M H 1000 300 A
B C
150 150
9.某构筑物基础如图所示,在设计地面标高处作用有偏心荷载680kN,偏心距1.31m,基础埋深为2m,底面尺寸为4m×2m。试求基底平均压力p和边缘最大压力pmax,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。基础
3
及台阶上回填土平均重度为20KN/m
10.某工业厂房柱基础,基底尺寸B×L=4×6m2,作用在基础顶部的竖向荷载F=3000kN,弯矩M=2100kN·m,地质条件及基础埋深如图所示,地下水位于基础底面处,试验算该地基土承载力是否满足要求。(γw=10kN/m3,γG= 20kN/ m3)
11.用某种土填筑路堤,每层填土的厚度为0.5m。已测得土粒比重G=2.6,夯实前土的重度?=16KN/m,含
3
水量ω=15%;夯实后,要求土的干重度?d达到18.2 KN/m,试计算刚好满足该要求时,每层填土夯实后
3
的厚度。(?w=10 KN/m)
3
12.挡土墙高6米,填土的物理力学性质指标如下:φ= 16o,C= 15 KPa ,γ= 19 KN/m ,墙背直立、光滑,填土表面水平。试求①挡土墙的主动土压力大小并绘出土压力强度分布图。②若墙背后不允许出现裂缝,则至少应在填土表面施加多少超载q才能满足要求?
3
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《土力学与基础工程》课程复习资料参考答案
一、填空题:
1.单粒结构 蜂窝结构 絮凝结构 分散结构 絮凝
2.固结排水剪切 不固结不排水剪切 3.端承桩 摩擦桩 纯摩擦桩 4.透水性强的无粘性(砂) 透水性差的粘性 5.静止土压力 主动土压力 被动土压力
6.增大 增大 7.减小(或消散) 增大(或增加) 8.预制 灌注 9.流土 管涌
10.承担 传递 11.相对 锤击数 12.慢剪 固结快剪 快剪 13.缩限 塑限 液限 14.压密(线性)变形阶段 塑性变形阶段 破坏阶段 15.碎散性 多相性(或三相体系) 复杂性 易变性 16.天然 人工 17.?=?tgφ+c 减小 18.沉降量 沉降差 局部倾斜 倾斜 19.坚硬 硬塑 可塑 软塑 流塑 20.自重应力 附加应力
21. 分层总和 规范 22.极限平衡 被动 23.刚性 柔性 24.不均匀系数 曲率系数 25.颗粒级配 大于2mm 50% 26.瞬时 主固结 次固结
27.破坏模式 物理力学性质(C、φ、?) 宽度 埋置深度 方向 28.大于3m 大于0.5m 二、单项选择题:
1.B 2.A 3.D 4.D 5.C 6.B 7.C 8.C 9.B 10.D 11.A 12.B 13.D 14.C 15.A 16.B 17.B 18.B 19.D 20.B 21.A 22.C 23.B 24.D 25.A 26.D 27.A 28.B 29.B 30.C 31.B 32.C 33.A 34.A 35.C 36.B 37.A 38.C 39.A 40.A 41.C 42.D 43.C 44.C 45.A 46.B 47.B 48.B 49.A 50.C 三、判断题:
1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.× 7.× 8.× 9.× 10.√ 11.√ 12.× 13.× 14.√ 四、简答题:
1.答:一般情况下,地基是经过了若干万年的沉积,在自重应力作用下已经压缩稳定了。自重应力已经转变为有效应力了,这种情况下,自重应力不会引起土体压缩。但如土体是新近沉积,自重应力还未完全转变为有效应力,则自重应力将引起土的压缩变形。
当地下水位下降时,部分土层从水下变为水上,该土层原来受到浮托力作用,现该浮托力因水位下降而消失,相当于在该土层施加了一个向下的体积力,其大小等于浮托力。该力必然引起土体压缩变形。 2.答:流土是指在向上渗流作用下局部土体表面隆起,或土粒同时起动而流失的现象。而管涌是渗透变形的另一种,是指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙孔道中发生移动而被带出的现象。 流土主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处。而管涌主要发生在砂砾中。当土体在上下游水位差作用下产生的水力坡降大于等于该土的临界水力坡降时,就会发生流土或管涌渗透破坏,或地基为成层土时,当有由下向上渗流,粘土层底面的有效应力为零时即发生流土破坏。
3.答:基底应力和基底反力均是指基础底面与地基之间的接触应力。对地基来说,它是荷载作用于地基表面的压力,称为基底应力;对基础来说,它是地基反作用于基础底面的反力,故称之为基底反力。严格来说,二者大小相等,方向相反。但在具体应用中往往不加以区分,认为二者是一回事。合理的说法应为:针对地基时讲基底应力,针对基础时讲基底反力。 4.答:桩承台的作用包括下列三项:
①把多根桩联结成整体,共同承受上部荷载;
②把上部结构荷载,通过桩承台传递到各根桩的顶部;
③桩承台为现浇钢筋混凝土结构,相当于一个浅基础。因此,桩承台本身具有类似于浅基础的承载能力,即桩承台效应。
5.答:土的压缩性指标有:a、Es、Cc、E0,其中a、Es、Cc是通过侧限压缩试验测得, E0则通过载荷试验、旁压试验(或现场原位测试)测得。其表达式及换算式有: a=(e1-e2)/(p1-p2),Es=(1+ e1)/a,E0=βEs 6.答:方法有:(1)理论公式法:用临塑、临界荷载或极限荷载赋予一定的安全系数计算;(2)规范法:
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按表格查取;(3)现场原位测试;(4)当地建筑经验。
7.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。故在压实粘性土时要控制土的含水量。 8.答:(1)选择浅基础的类型和建筑材料;
(2)确定基础的埋置深度; (3)确定地基土的容许承载力; (4)确定基础的平面尺寸; (5)软弱下卧层强度的检算;
(6)地基变形(沉降量、沉降差、偏心矩)检算; (7)地基和基础(倾覆、滑动)稳定性检算; (8)基础结构设计; (9)基础的施工设计。
9.答:分层总和法计算地基最终沉降量的主要步骤有:
(1)地基土分层:分层厚度hi ≤ 0.4B,不同土层分界面和地下水面都应作为分层面; (2)计算地基土中的自重应力,并按比例画在基础中心线的左边; (3)计算地基土中的附加应力,并按比例画在基础中心线的右边; (4)确定地基压缩层深度Z(一般土取附加应力等于自重应力的20%,软土取附加应力等于自重应力的10%n的标高作为压缩层的下限); (5)计算各分层的沉降量:
(6)求和得地基最终沉降量。
10.答:(1)基底平均应力设计值p≤地基承载力设计值f,且pmax≤1.2f;
(2)对承受水平荷载作用的构筑物及建造在斜坡上的建筑物应满足稳定性要求; (3)地基沉降量应小于地基容许变形值;
(4)基础本身要有足够的强度、刚度和耐久性。
五、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=180-135=45g
Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=Vw/Sr=45/0.9=50cm3 V=50+50=100 cm3 土样压密后的三相数值为:V=135/1.5=90cm3 Vv=90-50=40 cm3 Vw=40 cm3 mw=40g m=135+40=175g γ=175/90×10=19.4 kN/m3 ?=40/135×100%=29.6% e=40/50=0.8 Sr=40/40×100%=100%
2.解:① σ1= (σx+σz) /2+√[(σx-σz)/2]2+τx z2 = (100+250) /2+√[(250-100)/2]2+402 =260Kpa
σ3= (σx+σz)/2-√[(σx-σz)/2]2+τx z2 = (100+250) /2-√[(250-100)/2]2+402 =90Kpa
与大主应力面成60o的平面上的正应力为:(α=60o) σ= (σ1+σ3)/2+[ (σ1-σ3)/2]·cos2α =(260+90)/2+[(260-90)/2]?cos(2×60 o) =132.5 Kpa 与大主应力面成60o的平面上的剪应力为: τ=[ (σ1-σ3)/2]·sin2α
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