土力學(xué)與地基基礎(chǔ)簡答題

1、1.飽和土體的有效應(yīng)力原理：作用于飽和土體內(nèi)某截面上總的正應(yīng)力S由兩部分組成：一部分為孔隙水壓力U，它沿著各個方向均勻作用于土顆粒上，其中由孔隙水自重引起的稱為靜水壓力，由附加應(yīng)力引起的稱為超靜孔隙水壓力（孔隙水壓力）；另一部分為有效應(yīng)力S，它作用于土的骨架（土顆粒）上，其中由土粒自重引起的即為土的自重應(yīng)力，由附加應(yīng)力引起的稱為附加有效應(yīng)力。飽和土中總應(yīng)力與孔隙水壓力、有效應(yīng)力之間存在如下：（1）任一平面上受到的總應(yīng)力等于有效應(yīng)力加孔隙水壓力之和；（2）土的強度的變化和變形只取決于土中有效應(yīng)力的變化。2 . 試比較朗肯土壓力理論與庫倫土壓力理論的異同點與優(yōu)缺點。答：相同點：都要求擋土墻的移動是

2、以使墻后填土的剪力達到抗剪強度（極限狀態(tài)下）土壓力都利用莫爾庫侖強度理論；不同點：朗墾理論是根據(jù)土體中各點處于平衡狀態(tài)的應(yīng)力條件直接求墻背上各點的土壓力要求墻背光滑，填土表面水平，計算結(jié)果偏大而庫侖理論是根據(jù)墻背與滑動面間的楔塊型處于極限平衡狀態(tài)的靜力平衡條件求總土壓力墻背可以傾斜，粗糙填土表面可傾斜，計算結(jié)果主動壓力滿足要求，而被動壓力誤差較大朗肯理論是考慮墻后填土每點破壞，達極限狀態(tài)；庫侖理論則考慮滑動土體的剛體的極限平衡； (朗肯土壓力理論優(yōu)點：公式簡單，易用；缺點：對墻壁傾斜、墻后填土面傾斜情況不適用； 庫倫土壓力理論優(yōu)點：對墻壁傾斜、墻后填土面傾斜情況適用；缺點：不便考慮粘性土的情況

3、； 3. 何謂主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力？在哪些實際工程中可能遷涉到上述不同的土壓力？答： 當(dāng)擋土墻為剛性不動時，土體處于靜止?fàn)顟B(tài)不產(chǎn)生位移和變形，此時作用在擋土墻上的土壓力，稱為靜止土壓力。 如果擋土墻背離填土方向轉(zhuǎn)動或移動時，隨著位移量的逐漸增加，墻后土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后填土達到極限平衡狀態(tài)時土壓力降為最小值，這時作用在擋土墻上的土壓力稱為主動土壓力。若墻體向著填土方向轉(zhuǎn)動或者移動時，隨著位移量的逐漸增加，墻后土體受到擠壓而引起土壓力逐漸增加，當(dāng)墻后填土達到極限平衡狀態(tài)時增大到最大值，此時作用在擋土墻上的土壓力稱為被動土壓。 主動土壓力靜止土壓力被動土壓力4、試述：飽和粘土地基沉

4、降的3個階段及其特點。答：飽和粘性土地基最終的沉降量從機理上分析，由三個部分組成的，即：S=Sd+Sc+Ss.其中Sd為瞬時沉降；Sc為固結(jié)沉降；Ss為次固結(jié)沉降。瞬時沉降是在施加荷載后瞬時發(fā)生的，可以用彈性理論公式來分析計算瞬時沉降；固結(jié)沉降是在荷載作用下，孔隙水被逐漸擠出，孔隙體積逐漸減小而引起的沉降，是粘性土地基沉降最主要的組成部分，可采用分層總和法等計算固結(jié)沉降；次固結(jié)沉降是指超靜孔隙水壓力消散為零，在有效應(yīng)力基本上不變的情況下，隨時間繼續(xù)發(fā)生的沉降量。5.何謂正常固結(jié)粘土和超固結(jié)粘土，兩者的壓縮特性和強度特性有何區(qū)別？答：把土在歷史上曾經(jīng)受到的最大有效應(yīng)力稱為前期固結(jié)應(yīng)力，以pc表示

5、；而把前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有應(yīng)力po之比稱為超固結(jié)比OCR，對天然土，OCR>1時，該土是超固結(jié)； 當(dāng)OCR1時，則為正常固結(jié).壓縮特性區(qū)別：當(dāng)壓力增量相同時，正常固結(jié)土壓縮量比超固結(jié)土大。強度特性區(qū)別：超固結(jié)土較正常固結(jié)土強度高。 5淺基礎(chǔ)地基破壞的三種模式和地基變形的三個階段？答：整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪。地基破壞形式主要與地基土的性質(zhì)尤其是壓實性有關(guān)。整體剪切破壞：p-s曲線開始近直線，屬彈性變形階段；隨后在基礎(chǔ)底兩端出現(xiàn)塑性區(qū)后緩慢發(fā)展，p-s線為曲線，塑性變形階段；當(dāng)壓力大于極限承載力后，沉降陡增，塑性區(qū)連成一片，兩側(cè)土體隆起，形成連續(xù)滑動面破壞。局部剪切破壞：p-s線沒有

6、直線段，也無陡降，破壞從基礎(chǔ)下邊緣開始，破壞時兩側(cè)微微隆起，剪切破壞區(qū)被限制在一定范圍內(nèi)。沖剪破壞：隨荷載增加，基礎(chǔ)出現(xiàn)持續(xù)下沉的刺入破壞，地基不出現(xiàn)連續(xù)的滑動破壞面，基礎(chǔ)側(cè)邊地面也不隆起，多發(fā)生在軟土中。6.選擇基礎(chǔ)埋置深度的影響因素：（1）建筑結(jié)構(gòu)條件和場地環(huán)境條件；（2）工程地質(zhì)條件。為了保證建筑物的安全，必須根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎(chǔ)選擇可靠地持力層。（3）水文地質(zhì)條件。選擇基礎(chǔ)埋深時應(yīng)注意地下水的埋藏條件和動態(tài)。（4）地基動融條件。地基上的凍脹和與融陷通常是不均勻的，因此容易引起建筑開裂損壞。應(yīng)選擇合適的地基。7.淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)的區(qū)別：（1）埋深：淺基礎(chǔ)埋入地層深度較淺，深基礎(chǔ)埋入地

7、層深度較深。（2）施工方法。淺基礎(chǔ)一般采用敞開挖基坑修筑基礎(chǔ)，深基礎(chǔ)施工較復(fù)雜。（3）結(jié)構(gòu)形式。淺基礎(chǔ)較簡單，深基礎(chǔ)較復(fù)雜。（4）基礎(chǔ)側(cè)面上土體作用：淺基礎(chǔ)不考慮側(cè)面土體作用，而深基礎(chǔ)需考慮側(cè)面土體作用。8.樁基礎(chǔ)的設(shè)計步驟：（1）進行調(diào)查研究，場地勘察，收集有關(guān)資料。（2）綜合勘察報告、何荷載情況、使用要求、上部結(jié)構(gòu)條件等確定樁基持力層。3）選擇樁材，確定樁的內(nèi)型，外形尺寸和構(gòu)造。4確定單樁承載力設(shè)計值。5）根據(jù)上部結(jié)構(gòu)何荷載情況，初步擬定樁的數(shù)量和平面布置。6）根據(jù)樁的平面布置，初步擬定承臺的輪廓尺寸及承臺底標(biāo)高；7）驗算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；8）驗算承臺尺寸及結(jié)構(gòu)強度；9）必要時

8、驗算樁基的整體承載力和沉降量，當(dāng)樁端下有軟弱下臥層時，驗算軟弱下臥層的地基承載力；10）單樁設(shè)計，繪制樁和承臺的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。8.滲透破壞的形勢及防治措施：1）流砂或流土現(xiàn)象。防治措施：a.減小或消除水頭差（基坑外的井點將水法）；b.增長滲透路徑；c.在向上滲流口處地表用透水材料覆蓋。2管涌現(xiàn)象和潛蝕作用。防治措施：a.改變水利條件，降低土層內(nèi)部和滲流逸出外的滲流坡降：b.改變幾何條件。在滲流逸出部位鋪設(shè)層間關(guān)系滿足要求的反饋層，是防止管涌破壞的有效措施。9.樁基礎(chǔ)的分類：1）按承載性狀分類：a.摩擦型樁，在豎向極限荷載作用下，樁頂荷載全部或主要有樁側(cè)阻力承受。b.端承型樁，在豎向極限荷載作

9、用下，樁頂荷載全部或主要有樁端阻力承受。2）.按施工方法分類：a.預(yù)制樁：混泥土預(yù)制樁，剛樁，木樁；b.灌注樁：沉管灌注樁，鉆（沖）孔灌注樁，挖孔樁10. 達西定律的意義及適用范圍：意義，水力坡度i=1時的水流速度。適用范圍：當(dāng)滲透速度較小時，滲透的沿程水頭損失與流速的一次方成正比。在一般情況下，砂土、粘土中的滲透速度很小，其滲流可以看作是一種水流流線互相平行的流動層流，滲流運動規(guī)律符合達西定律，粗顆粒土（如礫、卵石等）的試驗結(jié)果如圖2(b所示, 由于其孔隙很大，當(dāng)水力梯度較小時，流速不大，滲流可認為是層流, v-i關(guān)系成線性變化，達西定律仍然適用。當(dāng)水力梯度較大時，流速增大，滲流將過渡為不規(guī)

10、則的相互混雜的流動形式紊流,這時v-i關(guān)系呈非線性變化, 達西定律不再適用。14.自重應(yīng)力的分布規(guī)律：1 自重應(yīng)力分布曲線的斜率是重度 2 自重應(yīng)力在等重度的地集中隨深度成折線分布 3.自重應(yīng)力在成層土地基中成折線分布 4.在土層分界處和地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折 5. 有不透水層是頂面下為上覆水土總重15.滲透系數(shù)的影響因素和計算 影響因素：1 土力大小與級配 2土的密度 3 礦物成分 4水的動力粘滯系數(shù) 5土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 6土中密封氣體的含量16.臨界水力坡降得物理意義 ：當(dāng)土粒的重力與滲透力相等時 土顆粒不受任何力作用 好像處于懸浮狀態(tài) 計算方法：icr=（Gs-1）/（1-e）=（rsar-rw

11、）/rw17.集中力作用下地及附加應(yīng)力的分布規(guī)律：1 集中力作用線上最大 2 隨著離作用線水平距離的增加而逐漸減小 3.集中力作用點處為奇異點 4.作用有多個集中力時 可疊加土體壓縮性的實質(zhì) 1.固體顆粒被壓縮 2.土中水及氣被壓縮 3.水和氣體從空隙中被壓縮18.直接剪切實驗的缺點 剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱面剪切破壞； 剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，土樣剪切破壞時先從邊緣開始，在邊緣發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象； 在剪切過程中， 土樣剪切面逐漸縮小，而在計算抗剪強度時卻是按土樣的原截面積計算； 試驗時不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測孔隙水壓力、在進行不排水剪切時，試件仍有可能排水，特別

12、對于飽和粘粘性土。三軸壓縮試驗的有點三軸壓縮儀的突出優(yōu)點是能較為嚴(yán)格地控制排水條件，量測試件中孔隙水壓力的變化。此外，試件中的應(yīng)力狀態(tài)也比較明確，破裂面是在最弱處，而不象直接剪切儀那樣限定在上下盒之間。一般說來，三軸壓縮試驗的結(jié)果比較可靠。三軸壓縮試驗的缺點是試樣的中主應(yīng)力_2 _3 。而實際上土體的受力狀態(tài)未必都屬于這類軸對稱情況。真三軸儀中的試樣可在不同的三個主應(yīng)力(_1 _2 _3 作用下進行試驗。11:臨界荷載指地基中將要而尚未出現(xiàn)塑性變形區(qū)時的基底壓力12.壓縮模量：土的壓縮模量指在側(cè)限條件下土的垂直向應(yīng)力與應(yīng)變之比，是通過室內(nèi)試驗得到的，是判斷土的壓縮性和計算地基壓縮變形量的重要指

13、標(biāo)之一。13.土的壓縮性是指土在荷載作用下體積減小的性質(zhì)，它是土體變形的重要原因之一，土體變形會造成工程建筑物的沉降和變形。土的三相組成決定了土的壓縮變形由三部分組成：1土粒本身的壓縮變形；2孔隙中水和氣的壓縮變形；3孔隙中水和氣被擠出，土顆粒相互靠攏，孔隙體積縮小。土的壓縮主要原因是由于孔隙中水和氣被擠出，土顆粒相互靠攏，致使孔隙體積減小而引起的。這就是土的壓縮性的實質(zhì)。19.臨界水力梯度 滲流出逸面處開始發(fā)生流土或管涌時的水力梯度20.壓縮模量： 物體在受三軸壓縮時應(yīng)力與應(yīng)變的比值21.超固結(jié)比 超固結(jié)比又稱先期固結(jié)比。為土的先期固結(jié)壓力(Pc與現(xiàn)有土層自重壓力(Po之比。按比值的大小，可將土