郑州大学现代远程教育《地基基础》

1、郑州大学现代远程教育地基基础课程考核要求 说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD 2003格式的文 档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功（能够下载，并且内容无误即 为提交成功）。 一. 作业要求 1. 简答题部分：每模块选作1题，共5题。 2. 计算题部分：模块一 三，每模块选作1题，模块五选作2题，共4题。 3. 先写题目，再写答题内容；简答语句要通顺，不能仅有关键词；计算题要 有步骤，不能仅给出答案。 4. 请独立自主按照要求完成作业内容。 二. 作业内容 1. 简答题 （1）模块一： 1）土中的液态水分哪几类？对土的性质各有什么影响？ 2）反映无粘性土密实度状态的指

2、标有哪些？各有什么优缺点？ 3）简述达西定律及其适用范围。实验室如何测定渗透系数 k ？ 4）动水力如何计算？渗透变形有几种形式？各有什么特征？ 5）按国标GB50007,建筑物的地基岩土可分为哪几类？各类土的划分依据是什 么？ （2）模块二： 1）土的自重应力分布有何特点？地下水位的升降对自重应力有何影响？ 2）刚性基础的基底压力分布有何特点？工程中如何简化计算基底压力？ 3）目前计算地基中附加应力的假定是什么？这些假定是否合理？ 4）简述饱和土的有效应力原理。在饱和土一维固结过程中，土的有效应力和孔 隙水压力是如何变化的? 5）土的压缩性常用指标有哪些？指标间有什么关系？ （3）模块三：

3、1）简述库仑公式。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？ 2）土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？在通常情况 下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少？ 3） 地基的剪切破坏有哪些形式？发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何？ 4）试比较基础宽度和埋深对临塑荷载、界限荷载、地基极限承载力的影响。 5）土压力有哪几种？影响土压力的最重要因素是什么？试论述朗肯土压力理论 的基本假定。 （4）模块四： 1）在详细勘察阶段，勘探孔的深度如何控制？ 2）常用的勘探方法有哪几种？ 3）勘察报告中常用的图表有哪些？ （5）模块五： 1）建筑地基基础设计规范GB50007规定，

4、地基基础设计时，所采用的荷载 效应应按哪些规定执行？ 2）确定基础埋深时要考虑哪些因素？ 3）什么是负摩阻力？简述其产生的条件。 4）何谓承台效应？什么情况下不能考虑承台效应？ 5）简述摩擦型群桩基础和端承型群桩基础工作特点的异同。 6）换土垫层法的原理是什么？如何确定垫层的厚度和宽度？为什么厚度太薄 和太厚都不合适？ 2. 计算题： （1）模块一： 1）某土样体积为1000 cm3,质量为1870 g,烘干后测得其质量为1677 g,已知 土粒比重ds = 2.66。试求土的密度 X 含水量w、孔隙比e、饱和度Sr。某土 样体积为1000 cm3,质量为1870 g,烘干后测得其质量为167

5、7 g,已知土粒比 重ds = 2.66。试求土的密度t、含水量w、孔隙比e、饱和度Sr。 2） 某干砂试样密度二1.66 g/cm3，土粒比重ds = 2.69,置于雨中。若砂样体积 不变，饱和度增至40%时，此砂在雨中的含水量 w为多少？ 3）某原状土样，试验测得土的天然密度= 1.67 t/m3,含水量w = 12.9% , 土粒比重ds = 2.67。试求土的孔隙比e、饱和度S、饱和重度sat、有效重度 。 （2）模块二： 1）某建筑场地的地层分布见图示。其中第一层细砂厚h1 = 4.5 m，重度 =19 kN/m3，饱和重度sat= 19.4 kN/m3,地下水位在地面下2 m处；第

6、二层粘土厚 h3 = 4.5 m,饱和重度sat= 17.4 kN/m3,以下为不透水的岩石层。试求各层交 界面处的竖向自重应力以及作用在基岩顶面的土自重应力和静水压力之和， 并绘出自重应力沿深度的分布图。 3 =19 kN/m 细砂 2 -汽 斗3 Vat = 19.4 kN/m + = 17.4 kN/m3 粘土 sat m m 2 m 4 2）某饱和粘土层的厚度为10 m，地面作用大面积荷载p0 = 150 kPa。已知该粘 土的压缩模量为Es =5MPa，竖向固结系数Cv = 12 m2/a,求粘土层在双面排 水条件下加荷1年时的沉降量。已知当应力图形为矩形时，单面排水条件下 8 叵

7、的平均固结度Ut与时间因数Tv之间的关系为Ut -弓e4 o 31 3) 在天然地面上大面积堆载，荷载强度 p =50kPa。天然土层为两层，第一层为 粗砂，厚度4.0m,重度 =18kN/m3，饱和重度sat 8kN/m 3;第二层为粘 土层，厚度5.0m，压缩模量Es = 5 MPa，饱和重度sat=20kN/m3 ；地下水位 在地面下1.0m o不计第一层粗砂层的压缩量，试计算由于地面堆载而引起的 粘土层的最终压缩量为多少？当上述压缩稳定后，地下水位突然下降到粘土 层顶面，试问由此而产生的附加沉降是多少？ -粗砂 =sat=18kN/m3 3 粘土sat=20kN/m E =5MPa s

8、 (3) 模块三: 1 ) 一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加周围压力二3 196 kPa，试样破坏时的主应力差-二3= 274 kPa，测得孔隙水压力u = 176 kPa，已知该土样的有效内摩擦角为-=26，试求破坏面上的有效正应力和 剪应力以及试样的有效粘聚力C o 2)对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力 匚=100kPa时，测得抗剪强度 f =52kPa。已知同种土制备的土样承受大主应力 J =120kPa，问小主应力 二3满足什么条件土样才不会发生剪切破坏? 3）某条形荷载作用下，地基中某点的应力经计算得：-x=120 kPa,二z=60 kPa, xz=50

9、kPa。若地基土的抗剪强度指标分别为:=18, c = 20 kPa,试判断 该点是否被剪坏？ 4）如图所示挡土墙，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，各填土层物理力学性 质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力和水压力合力, 并绘出侧压力分布图。 J1 m x / t = 18 kN/m 2 =30 c1 = 0 X - / m 6 m 3 秽=17 kN/m 2 / %= 26 二= / m 7 爲2 = 3 19 kN/m 2 =26 s, c2 = 0 L- L q = 10 kPa 0 （4）模块五: 1）已知如图所示柱基础所受荷载标准值为Fk = 1100 kN, Mk=

10、140 kN m,基础底 面尺寸I x b = 3.6 mx 2.6 m,基础埋深d = 2.0 m,地层分布情况如图所示。已 知持力层承载力特征值fak = 150 kPa,承载力修正系数 b=0.3 , d勺.6，其 压力扩散角为23 ;下卧层为淤泥质土，承载力特征值 fak = 85 kPa,承载力 修正系数b =0. , d =1.0 ;地下水位在地面下1.2 m。试对下卧层承载力进 行验算。 X 、Mk = 140 kN 刘 3 杂填土 Y=16.5kN/m 丨 xb=3.6mx2.6m 粘土 m Fk = 1100 kN ；Sat=19kN/m3 3.6 m fak=150 kPa

11、,b=.3,d=1.6，H 2 1 m 0 3 淤泥质土 fak=85 kpa,b=.，d=1.0 2）如图所示，某建筑物采用矩形承台下的桩基础，已知室外设计地面的标高为 -0.30 m,承台地面位于室外设计地面下 1.5 m，作用在土 0.00标高处的竖向 荷载设计值F = 8668.8 kN，距承台地面1.0m处的水平荷载设计值 H = 108 kN，弯矩设计值My = 800kN m,采用钢筋混凝土预制方桩，桩数 6根，单 桩竖向承载力特征值Ra = 1150 kPa试验算桩基中各桩承载力。 004 005006 HD4 89- 答案 郑州大学现代远程教育 基基础 1. 简答题 (1)

12、模块一： 6) 土中的液态水分哪几类？对土的性质各有什么影响？ 答：土中的液态水分为强结合水、弱结合水、自由水、重力水，对土的性质三相 体、碎散性、透水性、多孔性、自然变异性或不均匀性、易变性的影响。 (2) 模块二： 2)刚性基础的基底压力分布有何特点？工程中如何简化计算基底压力？ 答：刚性基础的基底压力非线性分布；工程中简化为线性分布 (3) 模块三： 2) 土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？在通常情况下， 剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少？ 答：不是；45 + /2 (4) 模块四： 3) 勘察报告中常用的图表有哪些？ 答：勘探点平面布置图，工程地质柱状图，工程

13、地质剖面图，综合地质柱状图， 土工试验成果汇总表 (4) 模块五： 2)确定基础埋深时要考虑哪些因素？ 答：建筑物的用途和基础构造；荷载大小和性质；相邻建筑物的基础埋深；工程 地质条件和水文地质条件；地基土冻胀性。 2. 计算题: (1) 模块一： 2)某干砂试样密度二1.66 g/cm3，土粒比重ds = 2.69,置于雨中。若砂样体积 不变，饱和度增至40%时，此砂在雨中的含水量 w为多少？ 答：砂密度=6=1.66 g/m3得孔隙比e二丄且-仁笆69 -仁0.62 Pd1.66 在雨中Sr=40%，含水量wrJ.4。血二彩% ds2.69 （2）模块二： 1）某建筑场地的地层分布见图示。

14、其中第一层细砂厚hi = 4.5 m，重度 =19 % m m 2 m 4 i 7 + = 17.4 kN/m3 粘土 sat kN/m3,饱和重度sat= 19.4 kN/m3,地下水位在地面下2 m处；第二层粘土厚 h3 = 4.5 m，饱和重度sat= 17.4 kN/m3，以下为不透水的岩石层。试求各层交 界面处的竖向自重应力以及作用在基岩顶面的土自重应力和静水压力之和， 并绘出自重应力沿深度的分布图。 3 =19 kN/m 细砂 2 3 + = 19.4 kN/m sat :表面处： -CZ1 二 0 土底处：- cz2 =讥=19 2 =38 kPa 粘土底处： 二cz3仏2h2

15、=38 (19.4-10) 2.5=61.5kPa 淤泥底处： 二 cz4 =：；cz33h3 =61.5 (17.4-10) 4.5=94.8kPa 基岩层面处：二乙4whw=94.8 10 7 =164.8 kPa i 3 卡 19 kN/m3 细砂 2 _ V_ _ 38kPa 了 = 19.4 kN/m 3 Sat 3 61 5kPa 3 7 = 17.4 kN/m 3 Sat 粘土 4 94.8kPd 164.8kPa (3) 模块三： 4) 如图所示挡土墙，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，各填土层物理力学性 质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力和水压力合力, 并绘

16、出侧压力分布图。 q = 10 kPa 3 “ =18 kN/m 1 :=30c1 = 0 1 1 3 / = 17 kN/m 鵜=26：c2 = 0 _ 2 - 2 _3 = 19 kN/m sat2 % = 26： c2 = 0 答：第一层土 A点： o PaA 二 qKa1 =10tan2(45。=3.3kPa 2 B点： 30 paB1 =(q1h1)Ka1 r(10 18 2)tan2(45) =15.3kPa 2 第二层土 B点： 26 PaB2 =(q1h1)Ka(10 18 2) tan2(45 - 6 ) =17.9kPa 2 26 C 点：Pac =(q42h2)Ka2 =

17、(10 18 2 17 2) tan2(45 -丝)=31.2kPa 2 D点: PaD = (q 1hi *2 h23h3)Ka3 26o = (10 18 217 29 2) tan2(45o -2) = 38.2kPa 2 Pwd iwh3 =10 2=20kPa 侧压力分布如图所示。 主动土压力和水压力合力分别为： Ea =(3.3 15.3) 2/2(17.9 31.2) 2/2(31.238.2) 2/2 =137.1kN/m Ew =10 2/2 =20kN/m (4) 模块五： 1)已知如图所示柱基础所受荷载标准值为Fk = 1100 kN, Mk=140 kN m,基础底 面

18、尺寸I x b = 3.6 mx 2.6 m,基础埋深d = 2.0 m,地层分布情况如图所示。已 知持力层承载力特征值fak = 150 kPa,承载力修正系数 b = 0.3 , d = 1.6，其 压力扩散角为23 ;下卧层为淤泥质土，承载力特征值fak = 85 kPa,承载力 修正系数b =0., d才.0 ;地下水位在地面下1.2 m。试对下卧层承载力进 行验算。 杂填土 1=16.5kN/m l xb=3.6m x2.6m 3.6 m f J X7 fak=150 kPa,b=0.3,d=1.6，H 3 粘土 sat=19kN/m3 m2. mo3 淤泥质土fak=85 kpa, b=0.，d.0 答：持力层地基承载力验算 01 16.5 1.2(19-10) 0.8 2.0 = 13.5kN/m 基础埋深范围内土的加权平均重度 经宽深修正后的持力层承载力特征值 fa =1500 1.6 13.5 (2 -0.5) =182.4kPa 基础及回填土重 Gk =(20 1.2 10 0.8) 3.6 2.6 = 300kN Pk Fk Gk 1100 300 3.6 2.6 = 149.6kPa( ： fa, 满足） Mk FkGk 0.1m(0