華南理工2017上學(xué)期土力學(xué)與基礎(chǔ)工程作業(yè)

1、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程作業(yè)2016 - 2017學(xué)年度第二學(xué)期第一題：選擇題（ 20 分）1. 判斷粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)是（ C ）A.塑性指數(shù)B.液限 C.液性指數(shù)D.塑限2. 土的滲透系數(shù)越大，達到某一固結(jié)度所需的時間 （ D ）A.固定不變B.不定 C.越長D.越短3. 土體壓縮變形的實質(zhì)是（ A ）A. 空隙體積的減小B. 土粒體積的壓縮C. 土中水的壓縮D. 土中氣的壓縮4. 在下列影響土的抗剪強度的因素中，最重要的因素是試驗時的（ A ）。A.排水條件B.剪切速率C.應(yīng)力狀態(tài)D.應(yīng)力歷史5. 某無黏性土坡坡角（3 =24；內(nèi)摩擦角 =36；貝卩穩(wěn)定安全系數(shù)為（ C ）A. K=1.46

2、B. K=1.50 C. K=1.63 D. K=1.706. 下列基礎(chǔ)中；不屬于深基礎(chǔ)的是（ C ）A. 沉井基礎(chǔ) B. 地下連續(xù)墻 C. 樁基礎(chǔ) D. 擴展基礎(chǔ)7. 持力層下有軟弱下臥層；為減小由上部結(jié)構(gòu)傳至軟弱下臥層表面 的豎向應(yīng)力；應(yīng)（ B ）A 加大基礎(chǔ)埋深；減小基礎(chǔ)底面積B 減小基礎(chǔ)埋深；加大基礎(chǔ)底面積C加大基礎(chǔ)埋深，加大基礎(chǔ)底面積D減小基礎(chǔ)埋深，減小基礎(chǔ)底面積8砂井預(yù)壓法處理地基中，砂井的作用是（B ）A .與土形成復(fù)合地基一起承載B .加快土層的排水固結(jié)C.擠密土體D .施工中使土振密9對于含水量較高的粘性土，堆載預(yù)壓法處理地基的主要作用之一是（C ）A .減小液化的可能性B

3、.減小凍脹C.提高地基承載力D .消除濕陷性10.在下列情況（B ）下，可認(rèn)為群樁承載力為單樁承載力之和。A.摩擦樁或s 6d的端承樁B.端承樁或s ： 6d的摩擦型樁C.端承樁或Sa 6d的摩擦型樁D.摩擦樁或Sa ：: 6d的端承樁第二題：簡答題（每題8分，共40分）1土是由哪幾個部分組成的？各相變化對土的性質(zhì)有什么影響？ 答：（1） 土是由固體礦物、液體水和氣體三部分組成的三相系。（2）固相物質(zhì)分無機礦物顆粒和有機質(zhì)，構(gòu)成土的骨架 ，骨架之 間貫穿著大量孔隙，孔隙中充填著液相的水和空氣。土的三相組成的 比例，不是固定的。它隨著環(huán)境的變化，將產(chǎn)生相應(yīng)的變化，對土的 力學(xué)性能有很大影響。由于

4、空氣易被壓縮，水能從土中流出或流進.當(dāng)土只是由土粒和空氣，或是土粒和水組成二相體系時，前者為干土, 后者為飽和土。2. 影響土的抗剪強度的因素有哪些？答：（ 1）土粒的礦物成分，形狀及其級配：土粒越大，形狀越不規(guī) 則，表面越是粗糙，則抗剪強度越大。一般顆粒越大，磨圓與磨光的 程度就越差，因此沙土的 值隨其級配中的粗粒成分的增加而提高。（2）原始密度：土的原始密度越大，粒間的咬合作用越強，摩阻 力就越大，土的密度越大，亦即土粒間的孔隙越小，顆粒接觸緊密， 因而粘聚力也就越大。 因此原始密度對抗剪強度有很大影響， 原始密 度大的土，抗剪強度亦大。（3）含水量：土的抗剪強度隨含水量增加而降低。因為水

5、分在較 大土粒表面起潤滑作用，使摩阻力降低。對細小的黏土顆粒而言，含 水量增加時，結(jié)合水膜變厚，使粘聚力降低。（4）土的結(jié)構(gòu)：土的結(jié)構(gòu)的破壞使土喪失一部分粘聚力，因此原 狀土的抗剪強度高于同樣密度和含水量的重塑土。（5）法向有效應(yīng)力：隨著法向有效應(yīng)力的增加，土的孔隙體積趨 越小，主骨架逐漸變形，部分土的結(jié)構(gòu)被破壞而密度增加，這樣使得 土的摩擦力和粘聚力均有所增加， 故隨法向有效應(yīng)力的增加， 土的抗 剪強度亦可以提高。（6）預(yù)加應(yīng)力：超壓密狀態(tài)的土，是歷史上受過比現(xiàn)今作用應(yīng)力 大的有效應(yīng)力的壓密， 因此具有較正常壓密土為高的抗剪強度； 反之， 欠壓密狀態(tài)的土，因壓密程度不足，抗剪強度比正常壓密土

6、低。7）振動荷載：1）對飽和沙土而言，會引起沙土液化，一般變化小，仍遵從庫 侖定律。2）對較高靈敏度的軟黏土影響較大，在一定條件下，可使土變 為流動狀態(tài)。3）振動使自由水以及土粒產(chǎn)生慣性力，而等效邊界產(chǎn)生新的應(yīng) 力，破壞土粒間的聯(lián)結(jié)與接觸關(guān)系，而改變土的原有結(jié)構(gòu)。因此土在 振動過程中，會出現(xiàn)壓縮量增大而強度減小的現(xiàn)象。3. 朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的各基本假設(shè)條件是什么？ 答：（ 1）朗肯土壓力理論的基本假設(shè)是墻背直立、光滑，墻后填土 面水平。（2）庫侖土壓力理論的基本假設(shè)是： 1）墻后填土為均勻砂性土；2）華東破裂面通過墻角的兩組平面； 3）滑動土體為楔形的剛性體4. 什么是地基？什么

7、是基礎(chǔ)？它們各自的作用是什么？答：（ 1）地基是指建筑物下面支承基礎(chǔ)的土體或巖體?；A(chǔ)下面承 受建筑物全部荷載的土體或巖體稱為地基。 地基不屬于建筑的組成部 分，但它對保證建筑物的堅固耐久具有非常重要的作用。（2）基礎(chǔ)是指建筑底部與地基接觸的承重構(gòu)件，它的作用是把 建筑上部的荷載傳給地基5工程中常用的地基處理方法可分幾類？概述各類地基處理方法的 特點、適用條件和優(yōu)缺點？答：（1）物理處理：置換、排水、擠密、加筋（2）化學(xué)處理：攪拌、灌漿（3）熱學(xué)處理：熱加固、凍結(jié)三.計算題（40分）1. 一粘土試樣，體積為29曲3，濕土重力0.5N, =40%, 2710- N /cm。求飽和度Sr。解：已知

8、 V=29cm3, W=0.5N，則土粒的重力 Ws=W/1-?=0.5/ (1-0.4) =0.357N水的重力Ww=W-Ws=0.5-0.357=0.143N水的體積Vw二Ww/y=0.143/9.81 13=14.6cm3土粒體積Vs二Ws/y=0.357/27 W-3=13.2cm3孔隙體積Vv=V-V s=29-13.2=15.8cm3則飽和度Sr=Vw/Vv=14.6/15.8=0.922. 地基中某一單元土體上的大主應(yīng)力為 430kPa,小主應(yīng)力為200kPa。試問：該單元土體處于何種狀態(tài)？解：設(shè)達到極限平衡狀態(tài)時所需最大主應(yīng)力為（T 1f ,有CT 1f=按照極限應(yīng)力圓半徑與實

9、際應(yīng)力圓半徑相比較的判別方法知。1,所以極限應(yīng)力圓半徑等于實際應(yīng)力圓半徑，所以該單元土體處 于極限平衡狀態(tài)3厚度3 =10m黏土層，上覆透水層，下臥不透水層，其壓縮應(yīng)力如下圖所示。黏土層的初始孔隙比 e1=0.8,壓縮系數(shù)a=0.00025kPa-1,滲透系數(shù)k=0.02m/年。試求： 加荷一年后的沉降量St 地基固結(jié)度達Ut=0.75時所需要的歷時t不透水層157kPa黏土 p 層解：當(dāng)t=1年的沉降量地基最終沉降量S=a/(1+e)?zH=273mm固結(jié)系數(shù)Cv=k(1+ei)/aY=14.4 m2 / 年時間因素Tv=cv/H2=0.1440=235/157=1.5查圖表得到Ut=0.4

10、5加荷一年沉降量St=UzS=123mm當(dāng)Uz=0.75所需的歷時t由 Uz=0.75, 0=1.5 查圖得到0.47t=TvH2/Cv=3.26 年4.某柱下方形底面基礎(chǔ)，底面邊長 2.8 m,基礎(chǔ)埋深1.8 m,柱作用在 基礎(chǔ)頂面的軸心荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值 Fk=1250KN,第一層土為粘土，厚度3.8 m，天然重度 =18 kN/m3;地基承載力特征值 fak=160 kPa深度修正系數(shù)n d=1.6;粘土層下為淤泥層，天然重度 =17kN/m3;地基 承載力特征值fak=80 kPa,深度修正系數(shù)n d=1.0,取地基壓力擴散角(=22。試分別驗算地基持力層及下臥層是否滿足承載力要求。打事耳am足解：( 1)驗算持力層承載力?a=?ak+ n Y(d-0.5)=160+1.6 18 (1.8-0.5) =197.4kpaPk= (Fk+Gk) /A= (1250+20X2.8 2.8 1.8) / 2.8 28=195.4kpa( 2)驗算軟弱下臥層承載力 軟弱下臥層頂面附加應(yīng)力：Pz=bl (Pk- Yd) / (b+2ztanB) (l+2ztan B)=2.8 X.8 (195.4-18 8) / (2.8+2 XXan22 ) 2=65.5k