基礎(chǔ)工程試卷A-帶答案

1、西南交通大學(xué)20072008學(xué)年第（2）學(xué)期考試試卷題號二三四五、六七八九十題號二三四五、六七八九十總成績得分閱卷教師簽字：線訂裝封密名姓一、簡答題（每小題6分，共5題30分線訂裝封密名姓確定淺基礎(chǔ)埋深時，應(yīng)主要考慮哪幾方面的因素？答案：1）建筑物的結(jié)構(gòu)條件和場地環(huán)境條件；2）地基的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；3）季節(jié)性凍土地基的最小埋深；請解釋文克勒地基模型的含義，以及該模型的適用范圍。答案：線訂裝封密號學(xué)該地基模型是由捷克工程師文克勒（E.Winkler）于1867年提出的。該模型認(rèn)為地基表面上任一點的豎向變形s與該點的壓力p成正比，地基可用一系列相互獨立的彈簧來模擬，即PkS式中k線訂裝封密

2、號學(xué)試簡述以無限長梁的計算公式為基礎(chǔ)，利用疊加原理求解有限長梁的方法（可配合圖形說明）。答案：將梁AB向兩端無限延伸得到一無限長梁，將原荷載P、M作用于無限長梁上，無限長梁在A、B兩截面上將分別產(chǎn)生內(nèi)力Ma、Va和Mb、Vb。而A、B兩截面原本為自由端，剪力和彎矩應(yīng)為零。為保證有限長梁與無限長梁在AB間等效，需要在無限長梁的A、B兩處分別施加兩組集中荷載MA,PA，MB，PB，稱為端部條件力，并使這兩組力在A、B截面產(chǎn)生的彎矩和剪力分別等于外荷載P、M在無限長梁上A、B截面處所產(chǎn)生彎矩的負(fù)值（即：-Ma,-Mb,-Va,-Vb）,以保證原梁A、B截面上的彎矩和剪力等于零的自由端條件。然后應(yīng)用無

3、限長梁計算公式求解出MA，PA，MB，PB。最終將已知的外荷載P、M和端部條件力MA、PA、MB、PB共同作用于無限長梁AB上，按照無限長梁的計算公式分別計算梁段AB在這些力作用下各截面的內(nèi)力及變形，然后對應(yīng)疊加，就得到有限長梁在外荷載P、M作用下的內(nèi)力及變形。何謂樁側(cè)負(fù)摩阻力、中性點？在哪些情況下應(yīng)考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力的作用？答案：線訂裝封密級班線訂裝封密級班通常，在下列情況下應(yīng)考慮樁側(cè)的負(fù)摩阻力作用：1）在軟土地區(qū)，大范圍地下水位下降，使土中有效應(yīng)力增加，導(dǎo)致樁側(cè)土層沉降；2）樁側(cè)有大面積地面堆載使樁側(cè)土層壓縮；3）樁側(cè)有較厚的欠固結(jié)土或新填土，這些土層在自重下沉降；4）在自重濕陷性黃土地區(qū)，

4、由于浸水而引起樁側(cè)土的濕陷；5）在凍土地區(qū)，由于溫度升高而引起樁側(cè)土的融陷。簡要說明高承臺樁基礎(chǔ)分析的步驟（即如何根據(jù)承臺外荷載求得基樁內(nèi)力）。答案1）應(yīng)用群樁整體剛度系數(shù)建立承臺位移與外荷載的關(guān)系式，求解出承臺的整體位移；2）根據(jù)承臺的整體位移求得各根單樁樁頂?shù)奈灰疲ò瑱M向位移、豎向位移和轉(zhuǎn)角）；3）應(yīng)用單樁剛度系數(shù)建立單樁內(nèi)力同樁頂位移的關(guān)系，求出各根單樁的內(nèi)力二計算題6圖示柱下獨立基礎(chǔ)，基底尺寸為3500mmX3000mm,土層條件為：雜填土：卩=16.0kN/m3；粉質(zhì)粘土：卩=18.5kN/m3,fk=225kPa,%=3nd=1.6;淤泥質(zhì)粘土：Y=17.8kN/m3，修正后的承

5、載力特征值于=80kPa；az（1）若柱傳至基礎(chǔ)的荷載（設(shè)計地面處）為：F=980kN,H=20kN,M=100kN.m,試計算豎向合力kkk的偏心矩e,并驗算基礎(chǔ)持力層是否滿足承載力要求？（提示：f=/+耳丫（b3）+耳丫（d05）aakbdm（2）若地基壓力擴散角為23,在（1）的荷載條件下,試驗算軟弱下臥層是否滿足承載力要求？(1)持力層承載力修正f=f+nY(b(1)持力層承載力修正f=f+nY(b-3)+nY(d-0.5)aakbdm16*1.4+18.5*0.6=225+0.3*18.5*(3-3)+1.6*-(20.5)2=265.2kPa2分合力偏心矩F+G=980+3.5*3

6、.0*2*20二1400kNkkM二M+H-d二100+20*2二140kN-mkkMe=F+Gkk1401400=0.1（本題17分）地基剖面（尺寸單位:m）平均壓應(yīng)力F+G980+20*2*3.5*3.0p=kk=133.3kPakA3.5*3.0承載力檢算bTOC o 1-5 h ze=0.52分6pkk(1+)=133.3(1+)=156.15kPakmaxAb3.5持力層承載力滿足設(shè)計要求pf；pf二80kPa故軟弱下臥層承載力不滿足czzaz77在題6中，若柱截面尺寸為900mmx700mm,基底尺寸為3500mmx3000mm,基礎(chǔ)埋深和地基條件不變。（1）若傳至基礎(chǔ)的荷載（設(shè)計

7、地面處）為Fk=1050kN,H=50kN,Mk=80kNm（基本組合值），作用kkk方向不變,試計算基底凈反力；（2）若采用高度為800mm（有效高度750mm）的C20鋼筋混凝土擴展基礎(chǔ)，驗算基礎(chǔ)的抗沖切強度（柱下）是否滿足要求。（要求畫出計算簡圖）（本題14分）1分(提示：F10.70hpftamh（本題14分）1分1）彎矩凈反力M二M+H-d二80+50*2二180kN1）彎矩凈反力kkFM1050180*6129.39p=+=kPajmaxAW3.5*3.03.52*3.070.61p=p=129.39kPajjmax2)a=0.7mta=a+2h=0.7+2*0.75=2.2mbt

8、0TOC o 1-5 h z由于a=a+2hl=3m1分bt0a=(a+a)/2=(0.7+2.2)/2=1.45mmtb抗沖切力：0.70fah=0.7*1.0*1100*1.45*0.75=837.375kN2分hptm0人力bIaA=(卜h)-1(_卜h)2i22o22073.50.93.00.7=(0.75)*3.0(0.75)23分2222=1.49m2FA=129.39*1.49=192.79kN0)的彎矩和剪力，然后根據(jù)對稱性求的A點的彎矩和剪力。A點:MA點:M二A2V=-A2九x二0.316*3.5二1.106M1200e-人cos九x=e-1.106cos(1.106)=8

9、.90kN-m22M0e-人(cos九x+sin九x)=120*0.316e-1.106(cos(1.106)+sin(1.106)二-8.42kN無限長梁在彎矩作用下，彎矩關(guān)于作用點反對稱，剪力關(guān)于作用點對稱故：TOC o 1-5 h zM=-M=-8.90kN-m1分A2A2，V=V=-8.42kN1分A2A2所以：M=M+M=2*(-8.90)=17.8kN-m1分AA1A2V=V+V=0AA1A2也可利用對稱性求解，即結(jié)構(gòu)對稱、外力對稱，則彎矩對稱，剪力反對稱。9對于摩擦型鉆(挖)孔灌注樁，假設(shè)(1)樁側(cè)摩阻力沿樁身均勻分布；(2)樁的端阻力為0。設(shè)樁在地面以上的長度為10,地面以下的

10、長度為l,樁的彈性模量和樁身截面積分別為E、A,試推導(dǎo)在樁頂軸力N0作用下樁身彈性壓縮量s的計算公式。e(本題9分)N(z)=NuJzf(z)dz一uAf(z一uAf(z)dz0dzNJ0EAsJdz加dz=NX+eLzLEAEA“、N樁側(cè)摩阻力沿樁身均勻分布，則摩阻力分布函數(shù)為f(z)=十ul入7J1N力“NNlJiN0-%dzdNlJN0-才zdN(/+0.5/)s二+J-uldz二i+Jldz二宀eEA0EAEA0EAEA10如圖所示的柱下樁基礎(chǔ)，柱截面尺寸為lmX0.9m,樁為截面尺寸0.3mX0.3m的預(yù)制方樁。由樁傳至基礎(chǔ)的荷載（基本組合值）為（設(shè)計地面處）：F=4500kN,M=

11、600kNm,M=540kNm；xy各土層的承載力指標(biāo)（經(jīng)深度修正后）：粉質(zhì)粘土：qsik=75kPa,qpk=1600kPa；中砂：q=78kPa,q=4400kPa；sikpk（1）計算單樁的極限承載力Quk；（2）按簡化算法計算樁所承受的最大軸向壓力（承臺及其上部土體的平均重度取為20kN/m3）；（3）按公式叫嘰（c2+牛）+aiy（ci+辻）fh驗算承m1.1臺受角樁沖切的承載力是否滿足要求。（提示：Y=1,f=1.43MPa,h=0.9m,a=048）0t01x入+0.21x（本題20分）(1)極限承載力Quk=Qsk+Qpk=叫1i+qpkAp4分二4*0.3*(75*8+78*1.2)+4400*0.3*0.3二1228.32kN(2)最大軸向壓力：F+G4500+3.1*3.2*1.5*20N=k=959.52kNnm21填土粉質(zhì)粘土中砂土m1-J0.9m嚴(yán)m(xù)1.1m55.M-xM-yN=N+max+X2-max乙X2乙y2ii540*1600*1.1=959.52+=1218.487kN4*124*1.123）