2023年中南大學現代遠程教育課程考試復習試題及參考答土力學及基礎工程

中南大學現代遠程教育課程考試復習試題及參考答案土力學及基礎工程一、單選題:1.甲、乙兩粘性土的塑性指數不同，則可鑒定下列指標中，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.工程上控制填土的施工質量和評價土的密實限度常用的指標是()A.有效重度B.土粒相對密度C.飽和重度D.干重度3.側限壓縮實驗所得的壓縮曲線(e-p曲線)愈平緩，表達該試樣土的壓縮性()A.愈大B.愈小C.愈均勻D.愈不均勻4.土中某點處在極限平衡狀態(tài)時，剪切破壞面與大主應力作用方向所成的角度是()A.45°+/2B.45°-/2C.45°D.45°+5.在地基變形驗算時，對煙囪、水塔等高聳結構，控制的變形特性重要是()A.沉降量B.沉降差C.局部傾斜D.傾斜6.滲流的滲透力也稱動水力,其數值()A.與水頭梯度成正比B.與橫截面積成正比C.與流速成反比D.與滲透系數成正比.7.土樣的含水量實驗的烘烤溫度為()A.80～90度B.90～95度C.105度D.100度左右8.衡量土的粒徑級配是否良好，常用（）指標鑒定。A.不均勻系數B.含水量C.標貫擊數D.內摩擦角9.土的結構性強弱可用（）反映。A.飽和度B.靈敏度C.粘聚力D.相對密實度

10.柔性基礎的上部荷載為梯形分布時，基底接觸壓力分布呈現（）A.均勻分布B.馬鞍形分布C.鐘形分布D.梯形分布11.作用于矩形基礎的基礎的基底壓力相同，埋深相同，土質相同的兩個基礎，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.也許大于也也許小于12.朗金土壓力理論假定擋土墻墻背光滑無摩擦，導致積極土壓力計算值（）A.偏大B.偏小C.無偏差D.偏大或偏小均也許13.土中的水，()可以傳遞靜水壓力。A.強結合水B.弱結合水C.重力水D.以上都不對14.土體具有壓縮性的重要因素是()A.重要是由土顆粒的壓縮引起的B.重要是由孔隙的減少引起的C.重要是由于水被壓縮引起的D.土體自身壓縮模量較小引起的15.粘性土的抗剪強度由兩部分組成，一部分是顆粒間的粘結力，另一部分是(

)A.摩擦力

B.水壓力

C.有效應力

D.荷載16.在地基固結過程中，外荷載引起的孔隙水壓力逐漸轉化為有效應力，土的體積也()A.逐漸增大B.逐漸減小C.與之無關D.不變17.碎石土和砂土定名時下列何項方法對的？（）A.按粒組劃分B.按粒組含量由大到小以最先符合者擬定C.按粒組含量由小到大以最先符合者擬定D.按有效粒徑擬定18.在粉土中，當動力水（）土的浮重時，會發(fā)生流砂現象。A.大于等于B.小于等于C.小于D.無法擬定19.高層建筑為了減小地基的變形，下列何種基礎形式較為有效？()A.鋼筋混凝土十字交叉基礎B.箱形基礎C.筏形基礎D.擴展基礎20.下列擬定地基承載力標準值的方法哪種方法不合用于粘性土地基？（）A.現場載荷實驗B.室內實驗C.輕便貫入實驗D.野外鑒別21.地基發(fā)生整體滑動破壞時，作用在基底的壓力一定大于（）。A.臨塑荷載B.臨界荷載C.極限荷載D.地基承載力22.所謂補償性設計，是指()A.基礎的整體性好，剛度大，能調整和減小不均勻沉降B.基礎抵抗水平荷載的穩(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所有重量D.基礎具有良好的抗震作用23.摩擦樁的傳力機理為（）A.荷載所有通過樁身側面?zhèn)鞯綐吨芡翆覤.荷載所有傳到樁底端下的土層C.大部分荷載傳給樁周土層，小部分傳給樁端下的土層D.大部分荷載傳給樁端下的土層，小部分傳給樁周土層24.在設計樁基時，樁的長度L，樁的根數n，樁的直徑d三者之間是互相關聯(lián)的。通常，采用如下的順序擬定（）A.先擬定d，再擬定L，最后試算nB.先擬定n，再擬定d，最后試算LC.先擬定L，再擬定n，最后試算dD.任何順序都可采用25.低承臺樁基礎是指（）的基礎A.承臺底面位于一般沖刷線以下B.承臺底面位于局部沖刷線以下C.承臺頂面位于一般沖刷線以下D.承臺頂面位于局部沖刷線以下26.最宜采用樁基礎的地基土質情況為（）A.地基上部軟弱而下部不太深處埋藏有堅實地層時B.地基有過大沉降時C.軟弱地基D.淤泥質土27.剛性基礎臺階寬高比的允許值是按下述辦法擬定的()A.根據經驗B.根據理論計算C.無需進行內力分析和截面強度計算D.在地基反力作用下，控制基礎內的拉應力和剪應力使其不超過基礎材料的強度28.基礎的持力層是指()A.基礎底面以下的所有土層B.與基礎底面直接接觸的那層土層C.除與基礎底面直接接觸的那層土層以外的所有土層29.某科學館擬建于極厚的均質粘土層地基上。采用天然地基上的條形淺基礎。在審查初步設計時，發(fā)現沉降量超過規(guī)范中允許值的8%，建議在施工設計時作適當修改。修改的合理方向是（）A.加大基礎寬度B.加大基礎埋深C.改用樁基D.改用沉井基礎30.單樁的水平允許承載力通常按下法擬定()A.用單樁軸向允許承載力乘以折減系數B.根據樁的抗彎能力決定C.根據樁—土互相作用性能經計算擬定D.通過水安靜載實驗擬定二、簡答題：1.三軸壓縮實驗按排水條件的不同，可分為哪幾種實驗方法?工程應用時，如何根據地基土排水條件的不同，選擇土的抗剪強度指標?2.什么叫最優(yōu)含水量?壓實粘性土時為什么要控制含水量?3.地下水位變動對地基中應力、沉降有何影響?地下水位上升對地基承載力有何影響?4.地基最終沉降量通常是由哪三部分組成？對于干凈的粗砂，哪一部分沉降量可以認為是零。5.影響飽和土液化的重要因素有哪些?6.計算基底壓力和基底附加壓力時，所取的基礎埋置深度是否相同？該如何取？7.直剪實驗存在哪些缺陷？8.土壓力計算中，朗金理論和庫侖理論的假設及合用條件有何不同？9.什么是單樁豎向承載力？擬定單樁承載力的方法有哪幾種？10.水平荷載作用下樁身變位有哪幾種形式?各產生于什么情況?11.請問擬定基礎埋置深度應考慮哪些因素？12.淺基礎的設計涉及哪些內容?三、計算題:1.某土樣重180g，飽和度Sr=90%，相對密度為2.7，烘干后重135g。若將該土樣壓密，使其干密度達成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.飽和粘土層厚10m，γ=18.9kN/m3，其下為砂土，厚4m，砂土層中承壓水，已知粘土層底A點的水頭高為5m。若在粘土層開挖基坑，試求基坑的允許開挖深度H。3.某飽和軟粘土層，厚10m，在外荷載作用下產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a=2.5×10-4m2/kN，滲透系數k=2.5，求土層沉降15.0cm所需的時間t。透水面σ1=200kPa，不透水面σ

Ｕt0.40.50.60.70.8ＴＶ0.090.160.240.350.534.有一條形基礎寬B=2.5m，埋深D=1.0m，粘土容重γ=18kN/m3，γsat=20kN/m3，=26°，C=10kN/m2，安全系數k=2.5,試用太沙基公式分別計算下列條件下地基的極限荷載和承載力。(NC=22.25,ND=11.85,Nγ=12.54)，(1)地下水位較深；(2)地下水位在基底平面。5.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,內摩擦角為30°，墻后填土表面有超載15kN/m，試計算作用在擋墻上積極土壓力Ea和被動土壓力Ep，并分別畫出墻后土壓力強度分布圖。6.某粘性土的抗剪強度指標分別為C＝11.5kPa，φ＝28°，問當某土樣所受小主應力σ3＝44.3kPa，要保證土樣不被剪壞，大主應力σ1應滿足何種條件？7.某橋墩基礎如圖所示，基底平面尺寸為A=7.8m，B=7.2m，每級臺階的厚度為1m，作用在基底形心處的荷載為N=4224.64KN，H=200KN，M=800KN·m，試檢算地基強度。圖示尺寸單位為米。Nγ1=16KN/m30.8HMγ2=19.8KN/m31.97.2e=0.7IL=0.65.8粘土σ0=270KN/m2軟地基σ0=90KN/m28.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干滿足規(guī)定。F+Ge0DB9.某樁基礎如下圖所示，承臺為剛性，各樁剛度相等，采用0.3×0.3m2的方形預制樁共12根。規(guī)定計算：（1）單樁承載力的允許值Rk和設計值R；（2）當樁基只承受中心荷載N+G時，單樁承載力是否滿足規(guī)定？（3）當樁基同時承受N+G及M時，單樁承載力是否滿足規(guī)定？N=4400.4KNG2mM=805KN·mqs1=15KPa8mqs2=20KPa2mqp=1600KPa1m2.71m1m1m1m3.7參考答案:一、單選題:1.B2.D3.B4.B5.D6.A7.C8.A9.B10.D11.B12.A13.C14.B15.A16.B17.B18.A19.B20.D21.C22.C23.C24.A25.B26.A27.D28.B29.B30.D二、簡答題：1.答：三軸壓縮實驗按排水條件的不同，可分為不固結不排水剪、固結不排水剪和固結排水剪三種實驗方法。工程應用時，本地基土的透水性和排水條件不良而施工速度較快時，可選用不固結不排水剪切實驗指標；本地基土的透水性和排水條件較好而施工速度較慢時，可選用固結排水剪切實驗指標；本地基土的透水性和排水條件及施工速度界于兩者之間時，可選用固結不排水剪切實驗指標。2.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成最大的密度，這個含水量稱為最優(yōu)含水量。相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，粘性土顆粒周邊的結合水膜薄，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，并吸取了大部分的擊實功能，阻礙了土粒的靠近。3.答：地下水位下降會引起原地下水位以下土中的有效自重應力增長，從而導致地表大面積附加下沉。地下水位上升，雖然不會增長自重應力，但由于使本來地下水位和變動后地下水位之間那部分土壓縮性增大，也會產生附加沉降量。地下水位上升，由于水下部分的天然重度改為浮重度，地基承載力減少。4.答：地基最終沉降量由瞬時沉降量、主固結沉降量和次固結沉降量三部分組成。對于干凈的粗砂，可以認為次固結沉降量是零。5.答：影響飽和土液化的重要因素有：土的類別、排水條件、土的密實度、土的初始固結壓力及振動作用強度和連續(xù)時間。6.答：不相同。計算基底壓力時，在擬定基礎及臺階上土的自重時，基礎埋置深度應為設計地面到基礎底面的距離。計算基底附加應力時，在擬定基底自重應力時，基礎埋置深度應為從自然地面到基礎底面的距離。7.答：（1）土樣在實驗中不能嚴格控制排水條件，無法量測孔隙水壓力；（2）剪切面固定在剪切盒的上下盒之間，該處不一定是土樣的最薄弱面；（3）試樣中應力狀態(tài)復雜，有應力集中情況，仍按均勻分布計算；（4）試樣發(fā)生剪切后，土樣在上下盒之間錯位，實際剪切面積減小，但仍按初始面積計算。8.答：朗金理論假定擋土墻的墻背豎直、光滑，墻后填土表面水平且延伸到無限遠處，合用于粘性土和無粘性土。庫侖理論假定滑裂面為一通過墻踵的平面，滑動土楔體是由墻背和滑裂面兩個平面所夾的土體所組成，墻后填土為砂土。合用于各類工程形成的不同的擋土墻，應用面較廣，但只合用于填土為無粘性土的情況。9.答：單樁豎向承載力是指單樁在外荷載作用下，不喪失穩(wěn)定，不產生過大變形所能承受的最大荷載。擬定單樁豎向承載力的方法可分為計算擬定和實驗擬定兩大類。由樁身材料強度和土對樁的支承力綜合擬定，取兩者的較小值。其中擬定土對樁的支承力方法重要有：樁的靜載荷實驗和按靜力學公式（經驗公式）計算等。10.答：樁身在水平荷載作用下的變位通常有下列三種形式：（1）樁身如同剛體同樣圍繞樁軸線上的某點轉動，這種形式發(fā)生在樁身較短，入土深度較淺以及地基剛度相對較弱時；（2）樁身僅在上部發(fā)生彎曲變形，而下部完全嵌固于地基之中，這種形式發(fā)生在樁的入土深度較大，地基的剛度也較大，而樁的剛度相對較弱時；（3）樁身上部在較大范圍內變形如同直立的彈性地基梁那樣呈S形，這種形式發(fā)生在樁的入土深度更大，地基與樁身的相對剛度比較小時。11.答：擬定基礎埋置深度應綜合考慮以下因素：（1）上部結構情況：如建筑物的用途、結構類型及荷載的大小和性質；（2）工程地質和水文地質條件：如地基土的分布情況和物理力學性質；（3）本地凍結深度及河流的沖刷深度；（4）建筑場地的環(huán)境條件。12.答：淺基礎的設計涉及以下內容：（1）選擇基礎的類型和建筑材料；（2）擬定基礎的埋置深度；（3）擬定地基土的承載力設計值；（4）擬定基礎底面的平面尺寸；（5）必要時進行地基變形和穩(wěn)定性驗算；（6）進行基礎結構設計；（7）繪制基礎施工圖，提出施工說明。三、計算題:1.解：由已知條件可得原土樣的三相數值為：m=180gms=135gmw=180－135=45gVs=135/2.7=50cm3Vw=45cm3Vv=45/0.9=50cm3V=50＋50=土樣壓密后的三相數值為：V=135/1.5=90cm3Vv=90－50=40cm3Vw=40mw=40gm=135＋40=175gγ=175/90×10=19.4kN/m3ω=40/135×100%=30%e=40/50=0.8Sr=40/40×100%=100%2.解：若A點豎向有效應力σˊ≤0，則A點將隆起，基坑將失穩(wěn)。以A點的σˊ=0為基坑開挖的極限狀態(tài)。A點總應力、孔隙水壓力分別為：σ=γ·（10－H）=18.9×（10－H）u=γ1·5=9.81×5=49.05kPa由σˊ=σ－u=0，得：18.9×（10－H）－49.05=0H=73.解：固結應力σＺ=（200＋100）/2=150kPa最終沉降量s=σＺHa/(1＋e1)=150×1000×2.5×10-4/(1＋0.85)=20Ｕt=st/s=15.0/20.27=0.740查表得：ＴＶ=0.422固結系數CV=k(1＋e1)/aγw=2.5×(1＋0.85)/2.5×10-4×0.098=1.9×105cmt=ＴＶH2/CV=0.422×10002/1.9×105=2.20234.解：(1)極限荷載Pu=C·Nc+γ·D·ND+γ·B·Nγ/2=10×22.25+18×1×11.85+18×2.5×12.54/2=717.95kPa承載力f=Pu/k=717.95/2.5=287.18kPa(2)極限荷載Pu=C·Nc+γ·D·ND+(γsat-10)·B·Nγ/2=10×22.25+18×1×11.85+（20-10）×2.5×12.54/2=592.55kPa承載力f=Pu/k=592.55/2.5=237.02kPa5.解：Ka=tg2(45°—φ/2)=0.334.95pa0=Ka×q=0.33×15=4.95kPapa1=Ka×(γh+q)=0.33×(19×5+15)=36.3kPaEa=(pa0+pa1)/2×h=(4.95+36.3)/2×5=103.1kN/m土壓力強度分布圖為：36.3(2)Kp=tg2(45°+φ/2)=3pp0=Kp×q=3×15=45kPapp1=Kp×(γh+q)=3×(19×5+15)=330kPaEp=(pp0+pp1)/2×h=(45+330)/2×5=937.5kN/m土壓力強度分布圖為：453306.解：若使土體達成極限平衡狀態(tài)，根據極限平衡條件可得出σ1ˊ為：σ1ˊ=σ3tg2(45°+φ/2)+2c·tg(45°+φ/2)=44.3tg2(45°+28°/2)+2·11.5·tg(45°+28°/2)=160.98kpa因此，要保證土樣不被剪壞，大主應力σ1應小于σ1ˊ即：σ1<160.98kpa。7.解：（1）持力層強度的檢算：持力層的允許承載力[σ]=σ0+k1γ1（B-2）+k2γ2（h-3）由于k1=0，h=2.7m<3m，故[σ]=σ0=270kpa偏心距e=M/N=800/4224.64=0.189m<B/6=7.2/6=1.2m基底平均應力σ=N/F=N/(A×B)=4224.64/(7.8×7.2)=75.23kpa<[σ]=270kpa基底應力的最大值σmax=(N/F)(1+6e/B)=75.23(1+6×0.189/7.2)=87.08kpa<1.2[σ]=324kpa因此持力層強度滿足規(guī)定。（2）軟弱下臥層強度的檢算：已知σ0=90kpa，h=5.8m，故γ2ˊ=[16×0.8+19.8×1.9+(19.8-10)×(5.8-0.8-1.9)]/5.8=13.93kpa軟弱下臥層的允許承載力[σ]=σ0+