土力学解答题

1、1、简述地基、基础的概念？答：地基：受建筑物荷载作用后，建筑物以下一定土层范围内原有的应力状态发生变化，使土层产生附加应力和应变，把不可忽略附加应力和应变的那部分土层称为地基。基础：埋入土层一定深度的下部结构，起着支撑上部结构病吧上部结构荷载传给地基的作用，称为基础。2、土由哪几部分组成？土中水包括哪几种？其特征如何？答：一般情况下，土是由固体颗粒、水和气体三相组成。土中水有结合水和自由水两种。结合水有强结合水、弱结合水。自由水有重力水和毛细水。强结合水不能传递静水压力、没有溶解盐类的能力，但是有极大的黏滞度、弹性和抗剪强度；弱结合水是一种黏滞性膜，不能传递静水压力，但较厚的弱结合水膜能向邻近

2、较薄的水膜慢慢移动。自由水能够传递静水压力，冰点为0 摄氏度，有溶解能力，性质和普通水一样。3、土的物理性质指标有哪些？其中那几个可以直接测定？常用的测定方法有哪些？答：无粘性土有砂土的密实度、包括孔隙比、一般密度、比重、含水率、重度、孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、干重度、包和密度、饱和重度、浮密度、浮重度。其中密度、重度、土粒比重、含水率可以直接测定。密度用“环刀法”测定，土粒比重用“比重瓶法”测定，含水率用烘干法测定。4、简述粘土的塑性指数及液性指数的含义。液性指数和塑性指数是否与土的天然含水率有关？答：塑性指数是指液限与塑限的差值。液性指数是指粘土的天然含水率与塑限的差值与塑性指数之比

3、。塑性指数与含水率无关。液性指数与含水率有关，当W<Wp,Il<0;当 W>Wl,Il>1;当 Wp<W<Wl,0<Il<t5、土的压缩指标有哪些？压缩系数和压缩指数有什么区别？答：土地压缩性指标有压缩系数 a、压缩性指数Cc、压缩模量Es、变形模量Eo。压缩指数是一个无量纲系数，同压缩系数一样，压缩指数值越大，图的压缩性越高，虽然压缩性系数和压缩指数都反映土的压缩性指标，但两者有所不同，压缩系数随所取的初始压力及压力增量大小而变化，而压缩指数在较高压力范围内是一个常量，不随压力而定。6、同一种土的压缩系数是否为常数？它随什么因素变化？答：不是。

4、它的大小及变化与所取的P1、P2的大小有关。同一种土的压缩系数随着不用的荷载等级变化的，与所取的 P1、P2的大小有关，均以压力由原来的自重应力P1增加到外荷载作用下的土中应力 P2时土体显示的压缩性为代表。7、简要说明地基的四种变形特征。答：沉降量：基础中心的沉降量。沉降差：相邻两个单独基础的沉降量之差。倾斜：单独基础在倾斜方向两端点的沉降差与水平距离之比。局部倾斜：砌体承重结构沿纵向610m内，基础两点的下沉值与此两点水平距离之比。8、基础埋置深度需要考虑的主要因素有哪些？答：1、建筑物的用途，基础形式和构造。2、作用在第几上的和在性质和大小。3、工程地质与水文地质条件。4、相邻建筑物的基

5、础埋深。5、地基土的冻胀和融陷情况。9、减少建筑物不均匀沉降的主要措施有哪些？答：建筑措施1 、建筑物体型力求简单。2、在建筑物适当位置设置沉降缝。3、相邻建筑物基础保持一定距离。4、适当控制建筑物标高。结构措施1 、减轻建筑物的结构自重。2、减小或者调整基底附加压力。3、适当增强上部结构的刚度。4、加强基础刚度。施工措施对于淤泥、淤泥质土等软土地及以及高灵敏的粘土，施工时不要扰动其原状结构，基坑时尽量不要一次挖到基地标高，如果基地被扰动，应将被绕的那个部分挖去，用砂、碎石回填夯实。当建筑物各部分存在荷载差异时，要注意施工顺序，在已建成的轻型建筑物周围，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物。10

6、、什么是土的自重力？答：土的自重力是指土体本身有效的重量产生的应力，在建筑物建造之前就存在于土中，使土体压密并有一定的强度和刚度。11、什么是土的抗剪强度？什么是土的抗剪强度指标？试说明土的抗剪强度来源。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一个定值?为什么？答：什么是土的抗剪强度是指土体抗剪破坏的极限能力。土的黏聚力和土的内摩擦角是土的抗剪强度指标。对于无性土而言，土的抗剪强度主要是由砂土的内摩擦力来抵抗外荷载，对黏性土而言，抗剪强度主要是由土体的黏聚力与内摩擦力抵抗外荷载。对一定的土类，其抗剪强度指标不是一个定值，因为土的黏聚力、内摩擦角均因试验方法和土样试验条件等的不同而随之变化。12、何谓

7、土的极限平衡状态和极限平衡条件？答：当土体中某点任一平面上的剪应力等于抗剪强度时，即该点称为极限平衡状态。表征该状态下各种应力之间的关系称为极限平衡条件。13、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？为什么？何种情况下，剪切破坏与最大剪应力面是一致的？在通常情况下，剪切破坏面与最大主应力面之间的夹角是多少？答：土体中首先发生剪切破坏的平面不一定是剪应力最大的平面。由极限平衡状态时的莫尔圆与抗剪强度包络线分析可得，当首先剪切破坏时，剪应力还不一定达到最大值。当破坏面与最大剪应力之间的夹角为90 度时，剪切破坏面与最大应力面是一致的。通常情况下，剪切破坏面与最大主应力之间的夹角af=

8、45 度 +fai/2 。14、地基的剪切破坏形式有哪些？发生剪切破坏时，P-S 曲线的特征如何？答：地基的剪切破坏形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。发生整体剪切破坏时，1 、当荷载较小时，P-S 曲线成直线关系属线性变形阶段；2、当荷载增加到一定值时，基础边缘处土体开始发生剪切破坏，P-S曲线不再是直线，属弹塑性变形阶段；3、若何在再继续增加，地基发生整体剪切破坏，P-S曲线陡直下降。三个阶段表示 P-S曲线有明显的拐点。15、什么是地基的极限荷载Pu?其余哪些因素有关？什么是临塑荷载？答：当荷载增加到某一值时，基础边缘处土体开始发生剪切破坏，随荷载的增加，剪切破坏区域逐渐扩大，

9、土体开始向周围挤出，此时所对应的和在就是极限荷载Puo其余土体性质与基础埋深有关。临塑荷载为基地压力P与沉降S基本呈直线关系线性变形阶段，变成塑性变形阶段，两者关系不再是线性关系时刻基地所承受的荷载。16、试阐述主动、静止、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小。答：当挡土墙离开土体方向偏移值墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力Ea。当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为被动土压力Epo当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为静止土压力Eoo三种土压力产生的条件:Ea是挡土墙

10、离开土体方向偏移值墙后土体达到极限平衡状态；Ep是挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态；Eo 挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态。在相同的墙高和填土条件下，Ea<Eo<Ep。17、土压力计算中，朗肯理论和库仑理论的假设及适用条件有何不同？答：朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性 土的情况。18、简述变形模量与压缩模量的关系。

11、答：试验条件不同：土的变形模量 E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比 值；而土的压缩模量Es是土体在完全侧限条件下的应力与应变的比值。二者同 为土的压缩性指标，在理论上是完全可以相互换算的。19、地基与基础设计必须满足哪三个基本条件？答：地基与基础设计必须满足三个基本条件：作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值，保证建筑物不因地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用，具有足够防止整体破坏的安全储备；基础沉降不得超过地基变形容许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或 影响其正常使用；挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的 安全储备。20、分层总和

12、法计算地基最终沉降量时进行了哪些假设？答：计算土中应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体；地基土在压 缩变形时不允许侧向膨胀，计算时采用完全侧限条件下的压缩性指标；采用 基底中心点下的附加应力计算地基的变形量。21、地基处理的对象和目的是什么？有哪些基本方法？答：地基处理的对象是软弱地基和不良地基两个方面。地基处理的目的是针对地基可能出现的地基剪切破坏、承载力不足、澄江或者差异沉降特大、大范围地基沉降、地基液化、地基渗漏、管涌等问题采取相应措施改善地基压缩特性、剪切特性、动力特性、透水特性、特殊土的不良特性以保证建筑物的安全和正常使用。地基处理的方法有换土垫层（包括砂石、素土、灰土、矿渣垫层

13、）、振密挤实（包括振冲挤密法、灰土挤密法、砂桩挤密法、石灰桩挤密法、爆破挤密法）、碾压及夯实（包括重锤夯实、机械碾压、振动压实、强夯）、排水固结（包括天然地基预压、砂井预压、塑料排水带预压、真空预压、降水预压）、置换及拌入（包括振冲置换、深层搅拌、高压喷射注浆、石灰桩等）和加筋（包括土工聚合物加筋、锚固技术、树根桩、加筋土）。22、地基处理方法选用原则.答： 1. 上部结构的要求、2. 材料来源、3. 机械设备状况、4. 地基土的类型、5.处理后土的加固深度、6. 周围环境因素和邻近建筑物的安全、7. 对施工工期的要求、 8. 施工队伍的技术素质、9. 经济指标。23、换土垫层的作用和适用范围

14、是什么？简述其施工要点。答：作用：提高地基的承载力、减少地基沉降量、防止冻胀、加速软弱土层的排水固结、消除地基湿陷性和胀缩性。适用范围：适用于素杂土、杂填土、淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土地基以及暗沟暗塘等浅层处理。施工要点：施工机械应根据不同的换填材料进行选择；施工方法、分层厚度、每次压实遍数等应通过试验确定；垫层所用材料必须具有良好的压实性；砂和砂石垫层地面应铺设在同一标高处，若深度不同，基坑底面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工，搭接处应夯压密实；人工级配的砂石地基，应将砂石拌合均匀后，再进行铺设捣实；在地下水位以下进行施工时，应采用排水或者降低地下水位的措施，使基坑保持无

15、积水状态。24、什么是托换法？基础托换可以采用哪些方法？答：当出现原有建筑物的地基需要处理和基础需要加固或改建，或需要在原有建筑物基础下修建地下工程以及邻近建造新工程而影响到原有建筑物的安全问题时，结局这些问题的技术统称为托换法。基础托换何以采用桩式托换、灌浆托换和基础加固三种方法。其中桩式托换包括顶承式静压桩托换、灌注桩托换、锚杆静压桩托换和树根桩托换；灌浆托换包括水泥灌浆法、碱液法和硅化法；基础加固法包括1. 当基础由于不均匀沉降、机械损伤和冻胀等原因引起的开裂或损坏时，采用灌浆法加固基础，选用水泥浆或环氧树脂等作为浆液，2.当一件城建筑物极处开裂或基地面积不足时，采用混凝土或者钢筋混凝土

16、套加大基础，3. 当已建成建筑物需要增层或几处需要加固，而地基不能满足变形和强度要求时，可采用坑式托换法增大基础埋置深度，是基础支撑在较好的土层上， 4. 当对基础或地基进行局部或单独加固不能满足时，可将原单独基础或条形基础改造成整体式的筏板基础，或将原筏板基础改成具有较大刚度的箱形基础，也可以设置结构连接体，以增加结构刚度。25、简述软土的工程特性答：高压缩性、抗剪强度低、天然含水率高、孔隙比大、透水性小、触变性、 流变性。26、红黏土地基有哪些工程措施？答： 1. 设计措施应充分利用红黏土上硬下软的分布特征，基础尽量浅埋。对于三级建筑物，当满足持力层承载力时，即可认为已满足下卧层承载力的要

17、求。对基岩面起伏大、岩质坚硬的地基，可采用大直径嵌岩桩或墩桩。2. 地基处理由于红黏土的厚度随下卧基岩面起伏而变化，常引起不均匀沉降，对于不均匀地基应进行地基处理。可采用增加基宽、调整相邻地段基地压力、增减基础埋深等措施，使基底下可压缩土层厚度相对均匀。对外露石芽，用可压缩材料做褥垫进行处理，对土层厚度、状态不均匀的地段可用地压缩材料做置换处理。基坑开挖时应采取保温保湿措施，防止失水干缩。27、简述对建筑场地和地基范围内存在的土洞和塌陷应采取的处理措施。答： 1. 处理地表水和地下水2. 垫层处理3. 灌砂处理4. 挖填处理5. 梁板跨越6.桩基础或者沉井处理28、简述地震震害。答： 1. 震

18、陷 - 在强震作用下，地面引起的下沉或者不均匀沉降。2. 滑坡 - 土质边坡在强烈振动下，使土体下滑力增加，抗滑的内摩擦力降低，导致土体失稳，从而发生滑坡。3. 地裂 - 地震发生后地表出现的大量裂缝。4. 液化 -在地下水位以下，饱和的松砂和粉土在地震作用下，土粒之间有变密的趋势，由于孔隙水来不及排出，使土颗粒处于悬浮状态。29、简述桩的分类及桩基础的适用条件。答：桩按按承载特性分为摩擦型桩（分摩擦桩和端承摩擦桩）、端承型桩（分端承桩和摩擦端承桩）。按使用功能分竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩。按成桩方法分非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。按桩直径大小分小直径桩，d<=250

19、mm中等直径桩，250mm<d<800mmt直径装d>=800mm按桩身材料分混凝土桩、钢桩、组合材料装、木桩。桩基础的适用条件：1. 上部土层软弱不能满足承载力和变形要求，而下部存在较好的土层时，用桩穿越软弱土层，直接将荷载传给深部硬层。2. 一定深度范围类不存在较理想的持力层，用桩使荷载沿着桩杆依靠桩侧摩擦阻力渐渐传递。3. 基础承受较大荷载和拉（拔）力。4. 用竖桩或斜桩组成的桩群，构成一个机构体系，共同承担竖向荷载和侧向力。5. 浅基础存在较好土层，但考虑其他原因，仍采用桩基础。6. 考虑建筑物受相邻建筑物、地面荷载以及施工开挖、打桩等影响，采用浅基础将会产生过量倾斜或者沉降时，用桩基础。7. 建筑物下存在液化土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等，可用桩基础将荷载传递至深部密实稳定土层。8. 经经济技术比较，采用天然地基或者地基加固不合理。30、郎肯理论假定？库伦理论基本假定？答：朗：墙是刚性的，墙背铅直。墙背填土表面是水平的。墙背光滑与填土之间没有摩擦力。库：挡土墙受土推力前移，使三角形土楔 ABCS着墙背AB和滑动面BC下滑 滑动面BC是一个平面。土楔ABC整个处于极限平衡状态。31. 分层总和