土力學及基礎工程復習題及參考答案

1、中南大學網(wǎng)絡教育課程考試復習題及參考答案土力學與基礎工程一、填空題：1.土的結(jié)構(gòu)一般有_、_、_和_四種，其中_結(jié)構(gòu)是以面邊接觸為主的。2.用三軸試驗測定土的抗剪強度指標，在其它條件都相同的情況下，測的抗剪強度指標值最大的是 試驗，最小的是 試驗。3.樁按受力性狀分為 、 和 三種。4.常水頭滲透試驗適用于_ _ 土，變水頭試驗適用于_ 土。5.按墻體的位移條件不同，土壓力分為_ 、_ 和 _三種類型。6.地基極限承載力隨土的內(nèi)摩擦角增大而 ，隨埋深增大而 。7.飽和土的滲透固結(jié)過程是土中孔隙水壓力逐漸 ，而有效應力相應 的過程。8.按樁的施工方法樁可分為_ _樁和_ 樁。9.滲透變形包括 和

2、 兩種基本形式。10.就與建筑物荷載關(guān)系而言，地基的作用是 荷載，基礎的作用是 荷載。11.通?？梢酝ㄟ^砂土的 密實度或標準貫入錘擊試驗的 判定無粘性土的密實程度。12.按剪切速率的不同，直接剪切試驗可分為 試驗、 試驗和 試驗三種方法。13.粘性土的界限含水量有 、 和 。14.地基的變形可分為三個階段：即 、 、 。15.與一般的連續(xù)材料相比，土具有 _、 _、 _和_。16.按設計施工情況可將地基分為_地基和_地基。17.粘性土抗剪強度的庫侖定律表達式為 ；土的含水量增加，土的粘聚力c ，強度降低。18.建筑物地基變形的特征可分為 、 、 和_四種。19.建筑地基基礎設計規(guī)范（gb500

3、7-2002）把粘性土根據(jù)液性指數(shù)的大小劃分為 、 、 、 和 五種軟硬狀態(tài)。20.按引起土中應力的荷載不同通常將土中應力分為 和 兩種類型。21.地基的最終沉降量的計算方法有 法和 法兩種。22.朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論都是計算_狀態(tài)下的土壓力。若用于計算擋土墻在外力作用下向填土方向產(chǎn)生移動后該種狀態(tài)的土壓力，則稱為_土壓力。23.基礎按本身剛度的不同可分為 基礎和 基礎兩種類型。24.土的級配是否良好，通常用_和_兩個指標綜合確定。25.無粘性土根據(jù)土的 進行工程分類，碎石類土是指粒徑 的顆粒超過總質(zhì)量 的土。26.粘性土在荷載作用下的沉降量，通常由_沉降量、_沉降量和_沉降量組成。

4、27.影響極限荷載的因素有地基土的_、地基土的 、基礎的_和 、荷載作用的 和時間。28.建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定，當基礎寬度b ，埋深d 時，需對地基承載力標準值進行修正。二、單項選擇題：1.甲、乙兩粘性土的塑性指數(shù)不同，則可判定甲、乙兩土有差異的指標是 a.含水量 b.細粒土含量 c.土粒重量 d.孔隙率2.烘干法測定土的含水量時，烘箱的溫度應控制在 a.105 b.90100 c.110以上3.工程上控制填土的施工質(zhì)量和評價土的密實程度常用的指標是 a.有效重度 b.土粒相對密度 c.飽和重度 d.干重度4.反映粘性土結(jié)構(gòu)性強弱的指標是 a.液限 b.液性指數(shù) c.無側(cè)限抗壓強度 d.靈

5、敏度5.由土粒傳遞的應力和由孔隙水傳遞的應力分別被稱為 a.中性應力，總應力 b.有效應力，中性應力 c.有效應力，孔隙水壓力6.單向偏心的矩形基礎,當偏心距e es b. e0= es c. e0 es33.地基沉降計算時沉降計算深度指的是 a.主要壓縮層厚度 b.主要受力層深度 c.受建筑物荷載影響的土層深度 d.持力層厚度34.臨塑荷載 pcr是指塑性區(qū)最大深度zmax為下列中的哪一個對應的荷載？ a.zmax=0 b.zmax=1/4 c.zmax=b/4 d.zmax=l/435.如在開挖臨時邊坡以后砌筑重力式擋土墻，合理的墻背形式是 a.直立 b.俯斜 c.仰斜36.計算飽和粘性土

6、地基的瞬時沉降常采用 a.分層總和法 b.彈性力學公式 c.規(guī)范法 d.以上都不對37.滲流的滲透力也稱動水力,其數(shù)值 a.與水力梯度成正比 b.與橫截面積成正比c.與流速成反比 d.與滲透系數(shù)成正比38.當土的含水量增大時,其液限的大小隨之 a.減小 b.增大 c.無關(guān)39.粘性土的抗剪強度由兩部分組成，一部分是顆粒間的粘結(jié)力，另一部分是 a.摩擦力 b.水壓力 c.有效應力 d.荷載40.朗金土壓力理論假定擋土墻墻背光滑無摩擦，造成主動土壓力計算值 a.偏大 b.偏小 c.無偏差 d.偏大或偏小均可能41.所謂補償性設計，是指 a.基礎的整體性好，剛度大，能調(diào)整和減小不均勻沉降b.基礎抵抗

7、水平荷載的穩(wěn)定性增強c.施工時基坑開挖較深，可使挖土卸去的土重替換為建筑物的部分或全部重量d.基礎具有良好的抗震作用42.剛性基礎臺階寬高比的允許值是按下述辦法確定的 a.根據(jù)經(jīng)驗 b.根據(jù)理論計算 c.無需進行內(nèi)力分析和截面強度計算d.在地基反力作用下，控制基礎內(nèi)的拉應力和剪應力使其不超過基礎材料的強度43.在地基變形驗算時，對煙囪、水塔等高聳結(jié)構(gòu)，控制的變形特征主要是 a.沉降量 b.沉降差 c.傾斜 d.局部傾斜44.土的含水量值可能變化的范圍為 a.0045.某水平分層的天然土體, 其豎向的滲透系數(shù)( )水平向滲透系數(shù)。 a.小于 b.等于 c.大于46.下列三相指標中，哪個指標不以“

8、%”表示？ a.含水量 b.孔隙比 c.孔隙率 d.飽和度47.作用于矩形基礎的基底壓力相同，埋深相同，土質(zhì)相同的兩個基礎，若它們的長寬比相同，則基礎尺寸小的沉降( )基礎尺寸大的沉降。 a.大于 b.小于 c.等于 d.可能大于也可能小于48.土的壓縮系數(shù)的單位為 a.無單位 b. mpa-1 c. mpa49.要減小作用在擋土墻上的主動土壓力，可采取下列哪項措施？ a.增大墻背外摩擦角 b.增大墻背傾角 c.增大填土表面坡角50.對負摩擦樁，軸力最大的截面位于 a.樁的頂端 b.樁的底端 c.中性點處 d.樁的豎向位移為零處三、判斷題：1.土中附加應力的大小只與計算點深度有關(guān)，而與基礎尺寸

9、無關(guān)。 2.完全飽和土體，含水量=100。 3.樁基礎的作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到較深的好土層上。 4.按太沙基一維固結(jié)理論，固結(jié)度與地表荷載大小無關(guān)。 5.在直剪試驗時，剪切破壞面上的剪應力并不是土樣所受的最大剪應力。 6.土的e越大，則土的透水能力越強。 7.粘性土的物理狀態(tài)可用含水量表示，現(xiàn)有甲、乙兩種粘性土，測得它們的含水率甲乙，則可以斷定甲土比乙土軟。 8.土的天然重度越大，則土的密實性越好。 9.庫侖土壓力理論的計算公式是根據(jù)滑動土體各點的應力均處于平衡狀態(tài)而導出的。 10.影響填土壓實效果的因素有含水量、擊實功和土的性質(zhì)。 11.飽和土的滲透固結(jié)是土中孔隙水壓力消散，逐漸轉(zhuǎn)移為

10、有效應力的過程。 12.擋土墻后的填土有地下水時，由于土壓力減小了，故對墻身穩(wěn)定是有利的。 13.樁基設計中，當樁側(cè)土有大面積的沉降，將在樁側(cè)產(chǎn)生負摩阻力，這部分摩阻力也能幫助樁基承載。 14.按土體強度理論公式確定地基承載力時，還應驗算地基的變形條件。 四、簡答題：1.為什么說在一般情況下,土的自重應力不會引起土的壓縮變形（或沉降），而當?shù)叵滤幌陆禃r，又會使土產(chǎn)生下沉呢？2.流土與管涌有什么不同？它們是怎樣發(fā)生的？3.基底應力和基底反力有何區(qū)別？4.樁承臺的作用是什么？5.土的壓縮性指標有哪些？各通過什么試驗測得？寫出其表達式及指標間的換算關(guān)系式。6.確定地基容許承載力的方法有哪幾種？7.

11、什么叫最優(yōu)含水量?壓實粘性土時為何要控制含水量?8.簡述淺基礎的設計程序。9.簡述分層總和法計算最終沉降量的主要步驟，并寫出計算公式。10.地基基礎設計時,地基與基礎主要應滿足哪幾個方面的要求?五、計算題：1.某土樣重180g，飽和度sr=90%，土粒比重為2.7，烘干后重135g。若將該土樣壓密，使其干密度達到1.5g/cm3。試求此時土樣的天然重度、含水量、孔隙比和飽和度。2.條形基礎下地基土中m點的應力為：x =100kpa，z =250kpa，xz =40kpa，已知土的c=0，= 30，試求：與大主應力面成60的傾斜面上的正應力和剪應力；m點處土是否達到極限平衡狀態(tài)？為什么？3.某飽

12、和軟粘土層，厚10 m，在外荷載作用下產(chǎn)生的附加應力沿土層深度分布簡化為梯形，下為不透水層。已知初始孔隙比e1=0.85，壓縮系數(shù)a=2.510- 4 kpa-1，滲透系數(shù)k=2.5，求土層沉降15.0 cm所需的時間t。透水面1=200 kpa，不透水面2100 kpa，當a2時：t0.40.50.60.70.8v0.090.160.240.350.53de0bf+g4.某建筑物條形基礎，受偏心荷載的作用（如圖所示）。圖中b=3.5m，埋深d=2.0m，若取1延米考慮，則（f+g）=480kn/m，偏心距e0=0.65m，問按照建筑地基基礎設計規(guī)范，地基承載力設計值至少為多少才能滿足要求。5

13、.某擋土墻墻高h=5m，墻背垂直光滑，墻后填土水平，填土為干砂，容重為19kn/m3,內(nèi)摩擦角為30，墻后填土表面有超載15kn/m2,試計算作用在擋墻上主動土壓力和被動土壓力的大小，并分別畫出墻后土壓力強度分布圖。 第4題圖示gf4m0.35m 2m6.某條形基礎，基礎寬度b=4m,埋深d=2m,地基土的重度g=18.5kn/m3,內(nèi)聚力c=15kpa，內(nèi)摩擦角j=20。試按太沙基公式確定地基的極限承載力。如果安全系數(shù)k=2.5，求地基承載力的設計值。7.如圖所示基礎基底尺寸為4m2m，試求基底平均壓力pmax和pmin，繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。（基礎及臺階上回填土平均重度為20kn

14、/m3）第7題圖示150150abc3001000200400mnh8.某低承臺樁基礎，樁的平面布置如圖所示，各樁的尺寸相同，樁的直徑為1米，承臺底面形心處作用有軸力n=20000kn，m=4000knm，h=400kn，試按簡化法確定各樁承受的軸力ni。 （圖示單位：)9.某構(gòu)筑物基礎如圖所示，在設計地面標高處作用有偏心荷載680kn，偏心距1.31m，基礎埋深為2m，底面尺寸為4m2m。試求基底平均壓力p和邊緣最大壓力pmax，并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖?；A及臺階上回填土平均重度為20kn/m310.某工業(yè)廠房柱基礎，基底尺寸46m，作用在基礎頂部的豎向荷載f=3000kn，彎矩m

15、=2100knm，地質(zhì)條件及基礎埋深如圖所示，地下水位于基礎底面處，試驗算該地基土承載力是否滿足要求。(w=10kn/m，g= 20kn/ m)11.用某種土填筑路堤，每層填土的厚度為0.5m。已測得土粒比重g=2.6，夯實前土的重度g=16kn/m3，含水量=15%；夯實后，要求土的干重度gd達到18.2 kn/m3，試計算剛好滿足該要求時，每層填土夯實后的厚度。（gw=10 kn/m3）12.擋土墻高6米，填土的物理力學性質(zhì)指標如下：= 16，c= 15 kpa ,= 19 kn/m3 ,墻背直立、光滑，填土表面水平。試求擋土墻的主動土壓力大小并繪出土壓力強度分布圖。若墻背后不允許出現(xiàn)裂縫

16、，則至少應在填土表面施加多少超載q才能滿足要求？ 第12頁共12頁參考答案一、填空題：1單粒結(jié)構(gòu) 蜂窩結(jié)構(gòu) 絮凝結(jié)構(gòu) 分散結(jié)構(gòu) 絮凝2固結(jié)排水剪切 不固結(jié)不排水剪切 3端承樁 摩擦樁 純摩擦樁4透水性強的無粘性（砂） 透水性差的粘性5靜止土壓力 主動土壓力 被動土壓力6增大 增大 7減?。ɑ蛳ⅲ?增大（或增加）8預制 灌注 9.流土 管涌10承擔 傳遞 11相對 錘擊數(shù) 12慢剪 固結(jié)快剪 快剪13縮限 塑限 液限 14壓密（線性）變形階段 塑性變形階段 破壞階段15碎散性 多相性（或三相體系） 復雜性 易變性 16天然 人工17t=stg+c 減小 18沉降量 沉降差 局部傾斜 傾斜19堅

17、硬 硬塑 可塑 軟塑 流塑 20自重應力 附加應力21. 分層總和 規(guī)范 22極限平衡 被動 23剛性 柔性24不均勻系數(shù) 曲率系數(shù) 25顆粒級配 大于2mm 5026瞬時 主固結(jié) 次固結(jié)27破壞模式 物理力學性質(zhì)（c、g） 寬度 埋置深度 方向28大于3m 大于0.5m 二、單項選擇題：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.a16.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.c31.b 32.c 33.a 3

18、4.a 35.c 36.b 37.a 38.c 39.a 40.a 41.c 42.d 43.c 44.c 45.a46.b 47.b 48.b 49.a 50.c三、判斷題：1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.四、簡答題：1.答：一般情況下，地基是經(jīng)過了若干萬年的沉積，在自重應力作用下已經(jīng)壓縮穩(wěn)定了。自重應力已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行α?，這種情況下，自重應力不會引起土體壓縮。但如土體是新近沉積，自重應力還未完全轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?，則自重應力將引起土的壓縮變形。當?shù)叵滤幌陆禃r，部分土層從水下變?yōu)樗?，該土層原來受到浮托力作用，現(xiàn)該浮托力因水位下降而

19、消失，相當于在該土層施加了一個向下的體積力，其大小等于浮托力。該力必然引起土體壓縮變形。2.答：流土是指在向上滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒同時起動而流失的現(xiàn)象。而管涌是滲透變形的另一種，是指在滲流作用下土體中的細土粒在粗土粒形成的孔隙孔道中發(fā)生移動而被帶出的現(xiàn)象。流土主要發(fā)生在地基或土壩下游滲流逸出處。而管涌主要發(fā)生在砂礫中。當土體在上下游水位差作用下產(chǎn)生的水力坡降大于等于該土的臨界水力坡降時，就會發(fā)生流土或管涌滲透破壞，或地基為成層土時，當有由下向上滲流，粘土層底面的有效應力為零時即發(fā)生流土破壞。3.答：基底應力和基底反力均是指基礎底面與地基之間的接觸應力。對地基來說，它是荷載作用于地

20、基表面的壓力，稱為基底應力；對基礎來說，它是地基反作用于基礎底面的反力，故稱之為基底反力。嚴格來說，二者大小相等，方向相反。但在具體應用中往往不加以區(qū)分，認為二者是一回事。合理的說法應為：針對地基時講基底應力，針對基礎時講基底反力。4.答：樁承臺的作用包括下列三項：把多根樁聯(lián)結(jié)成整體，共同承受上部荷載；把上部結(jié)構(gòu)荷載，通過樁承臺傳遞到各根樁的頂部；樁承臺為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，相當于一個淺基礎。因此，樁承臺本身具有類似于淺基礎的承載能力，即樁承臺效應。5.答：土的壓縮性指標有:a、es、cc、e0,其中a、es、cc是通過側(cè)限壓縮試驗測得, e0則通過載荷試驗、旁壓試驗（或現(xiàn)場原位測試）測得。其

21、表達式及換算式有：a=（e1-e2）/（p1-p2），es=（1+ e1）/a，e0=es6.答：方法有：（1）理論公式法：用臨塑、臨界荷載或極限荷載賦予一定的安全系數(shù)計算；（2）規(guī)范法：按表格查??；（3）現(xiàn)場原位測試；（4）當?shù)亟ㄖ?jīng)驗。7.答：在一定的壓實功能作用下，土在某一含水量下可以擊實達到最大的密度，這個含水量稱為最優(yōu)含水量。對應著擊實曲線上峰值時的含水量。粘性土料過干或過濕都不能獲得好的壓實效果；當含水量過低時，粘性土顆粒周圍的結(jié)合水膜薄，粒間引力強，顆粒相對移動的阻力大，不易擠緊；當含水量過大時，自由水較多，擊實時，水和氣體不易從土中排出，并吸收了大部分的擊實功能，阻礙了土粒的靠

22、近。故在壓實粘性土時要控制土的含水量。8.答：(1)選擇淺基礎的類型和建筑材料；(2)確定基礎的埋置深度；(3)確定地基土的容許承載力；(4)確定基礎的平面尺寸；(5)軟弱下臥層強度的檢算；(6)地基變形（沉降量、沉降差、偏心矩）檢算；(7)地基和基礎（傾覆、滑動）穩(wěn)定性檢算；(8)基礎結(jié)構(gòu)設計； (9)基礎的施工設計。9.答：分層總和法計算地基最終沉降量的主要步驟有：(1)地基土分層：分層厚度hi 0.4b，不同土層分界面和地下水面都應作為分層面；(2)計算地基土中的自重應力，并按比例畫在基礎中心線的左邊；(3)計算地基土中的附加應力，并按比例畫在基礎中心線的右邊；(4)確定地基壓縮層深度z

23、n（一般土取附加應力等于自重應力的20%，軟土取附加應力等于自重應力的10%的標高作為壓縮層的下限）；(5)計算各分層的沉降量： (6)求和得地基最終沉降量。10.答：(1)基底平均應力設計值p地基承載力設計值f,且pmax1.2f；（2）對承受水平荷載作用的構(gòu)筑物及建造在斜坡上的建筑物應滿足穩(wěn)定性要求；（3）地基沉降量應小于地基容許變形值；（4）基礎本身要有足夠的強度、剛度和耐久性。五、計算題：1.解：由已知條件可得原土樣的三相數(shù)值為：m=180g ms=135g mw=180135=45g vs=135/2.7=50cm3 vw=45 cm3 vv=vw/sr=45/0.9=50cm3 v

24、=5050=100 cm3土樣壓密后的三相數(shù)值為：v=135/1.5=90cm3 vv=9050=40 cm3 vw=40 cm3mw=40g m=13540=175g =175/9010=19.4 kn/m3w=40/135100%=29.6%e=40/50=0.8sr=40/40100%=100% 2.解： 1= (x+z) /2+(x-z)/22+x z2= (100+250) /2+(250100)/22+402 =260kpa 3= (x+z)/2(x-z)/22+x z2= (100+250) /2(250100)/22+402 =90kpa 與大主應力面成60的平面上的正應力為：

25、（=60）= (1+3)/2+ (13)/2cos2=(260+90)/2+(26090)/2cos(260 ) =132.5 kpa與大主應力面成60的平面上的剪應力為：= (13)/2sin2=(26090)/2sin(260 )=73.61kpa sinm a x = (13)/ (1+3)= (26090)/ (260+90)=0.486 m a x =29.1 b/6=3.5/6=0.583m，pmin0，基底應力發(fā)生重分布，按應力重分布公式計算最大基底應力pmax。pmax =2（f+g）/3（b/2-e0）=2480/3（3.5/2-0.65）=290.9kpa 按照“規(guī)范”要求

26、：p=（f+g）/bf且pmax1.2f即f（f+g）/b =480/3.5=137.14 kpa 且pmax=290.91.2f，得f290.9/1.2=242.42kpa 因此：取f242.42kpa，即地基承載力設計值至少為242.42kpa才能滿足要求。5.解：(1)ka=tg2(45-/2)=0.334.95kpa36.3kpapa0=kaq=0.3315=4.95kpapa1=ka(h+q)=0.33(195+15)=36.3kpa圖一ea=(pa0+pa1)/2h=(4.95+36.3)/25=103.1kn/m主動土壓力強度分布圖如圖一。(2)kp=tg2(45+/2)=3pp0=kpq=315=45kpapp1=kp(h+q)=3(195+15)=330kpaep=(p0+p1)/2h=(45+330)/25=937.5kn/m圖二被動土壓力強度分布圖如圖二。45kpa330kp