《土力学与基础工程》-期末复习题-82761427079093630

1、复习资料第 页共14页土力学与基础工程期末复习资料一、概念土土：由岩石经物理化学风化、剥蚀、搬运、沉积，形成固体矿物、流体水和气体的一种集合体。正常固结土、超固结土、欠固结土正常固结土：正常固结土指土层历史上经受的最大压力，等于现有覆盖土的自重压力。超固结土：超固结土指土层历史上曾经受过大于现有覆盖土重的前期固结压力。欠固结土：欠固结土指土层目前还没有达到完全固结，土层实际固结压力小于土层自重压力。3.固结度zt固结度：地基在竖向荷载作用下，对某一深度z处，经历时间t,有效应力b与总应力b的比值，称为该点的固结度。土的变形模量、土的压缩模量土的变形模量：指无侧限情况下单轴受压时的应力与应变之比

2、。土的压缩模量：土的试样单向受压，应力增量与应变增量之比称为压缩模量。土层自重应力、附加应力土层自重应力：在未修建筑物之前，由土体本身自重引起的应力称为土的自重应力。土层的附加应力：建筑物荷载在地基中增加的压力称为附加压力。瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降瞬时沉降：瞬时沉降是地基受荷后立即发生的沉降。固结沉降：地基受荷后产生的附加应力，使土体的孔隙减小而产生的沉降称为固结沉降。次固结沉降：地基在外荷作用下，经历很长时间，土体中超孔隙水压力以完全消散，有效应力不变的情况下，由土的固体骨架长时间缓慢蠕变所产生的沉降称为次固结沉降。土的极限平衡条件土体的极限平衡条件是指土体处于极限平衡状态时土的应力状

3、态和土的抗剪强度指标之间的关系式，即b、b与内摩擦角9和粘聚力C之间的数学表达式。莫尔库仑强度理论莫尔-库仑强度理论：土体发生剪切破坏时破坏面上的剪应力ef和法向应力b满足关系式fn粘性土的液限、塑限、缩限、塑性指数、液性指数、活动度、灵敏度、触变性液限：粘性土呈液态与塑态之间的分界含水率称为液限。塑限：粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水率称为塑限。缩限：粘性土呈半固态与固态之间的分界含水率称为缩限。塑性指数：液限与塑限的差值，去掉百分数符号，称塑性指数。液性指数：粘性土的液性指数为天然含水率与塑限的差值和液限与塑限差值之比。活动度：粘性土的塑性指数与土中胶粒含量百分数的比值称为活动度。灵敏度

4、：粘性土的原状土无侧限抗压强度与原状土结构完全破坏的重塑土（保持含水率和密度不变）的无侧限抗压强度的比值称为灵敏度。触变性：当粘性土受到扰动时，土的强度就降低，但静置一段时间，土的强度又逐渐增长这种性质称为土的触变性。地基的极限荷载地基的极限荷载特指地基在外荷作用下产生的应力达到极限平衡时的荷载。土的静止土压力静止土压力：当挡土墙不动时，墙后土体由于墙的侧限作用而处于静止状态，此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。土坡稳定安全系数衣抗滑力矩M土坡稳定安全系数：土坡的抗滑力矩与滑动力矩的比值，即K滑动力矩mT无筋扩展基础、扩展基础无筋扩展基础：由砖、毛石、素混凝土以及灰土等材料修建的基

5、础，称为无筋扩展基础。扩展基础：由钢筋混凝土材料建造的基础称为扩展基础。地基承载力特征值地基承载力特征值是指，由荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形阶段内规定的变形所对应的压力值，其最大值称为比例界限值。箱形基础箱型基础：箱型基础是指由底板、顶板、侧墙及一定数量内隔墙构成的整体刚度较大的钢筋混凝土箱形结构，渐成箱基。预制桩预制桩：在施工前已预先制作成型，再用各种机械设备把它沉入地基至设计标高的桩。桩的负摩阻力、桩的中性点桩的负摩阻力：当桩周土层的沉降超过桩的沉降时，则桩周土产生向下的摩阻力，称为负摩阻力。18.软弱地基软弱地基：地表下相当深度范围内存在软弱土的地基。19.粘性土的最优含水率

6、、最大干密度粘性土在某种压实功能作用下，达到最密时的含水率称为最优含水率；对应的干密度称为最大干密度。20.托换技术托换技术：是指解决原有建筑物的地基处理、基础加固或改建问题；解决在原有建筑物基础下，修建地下工程以及在原有建筑物邻近建造新工程而影响到原有建筑的安全等问题的技术总称。树根桩树根桩：树根桩是指小直径、高强度的钢筋混凝土桩。膨胀土膨胀土：膨胀土是指土中粘粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变性特性的粘土。季节性冻土、隔年冻土、多年冻土季节性冻土：指地壳表层冬季冻结而在夏季又全部融化的土。隔年冻土：指冬季冻结而翌年夏季并不融化的那部分冻土。多年冻土：指持续冻结

7、时间在两年或两年以上的土。地震地震：地震是由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振动现象的总称。地震烈度、地震震级地震烈度：地震烈度是指受震地区地面影响和破坏的强烈程度。地震震级：地震震级是表示地震本身强度大小的等级，作为衡量震源释放出能量大小的一种度量。地震基本烈度地震的基本烈度：一个地区今后50年内，在一般场地条件下，可能遭遇超载概率为10%的地震烈度称为基本烈度。二、简答建筑地基变形特征的分类及其定义(1).分类：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜.沉降量：沉降量特指基础中心的沉降量，以mm为单位。沉降差：沉降差指同一建筑物中，相邻两个基础沉降量的差值，以mm为单位。倾斜：倾斜特指独立基础倾

8、斜方向两端点的沉降差与其距离的比值，以%。表示。局部倾斜：局部倾斜指砖石砌体承重结构，沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值，以%表示。分层总和法计算地基沉降的步骤1.用坐标纸按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图计算地基土的自重应力bc计算基础底面接触压力计算基础底面附加应力.计算地基中的附加应力分布确定地基受压层深度zn.沉降计算分层计算各土层的压缩量计算地基最终沉降量减少沉降差的措施1设计中尽量使上部荷载中心受压，均匀分布；遇高低层相差悬殊或地基软硬突变等情况，可合理设置沉降缝；增加上部结构对地基不均匀沉降的调整作用；妥善安排施工顺序；人工补救措施。4太沙基公式、斯凯普顿公式

9、、汉森公式的使用条件1太沙基公式：太沙基公式是常用的极限荷载计算公式，适用于基础底面粗糙的条形基础，推广应用于方形基础和圆形基础。斯凯普顿公式：饱和软土地基，内摩擦角0:当基础土的内摩擦角二0时，太沙基公式难以应用；浅基础：斯凯普顿公式还适用于浅基础，基础的埋深d2.5b。此条件通常都能满足；矩形基础：斯凯普顿公式还考虑了基础宽度与长度比值b/1的影响。汉森公式：倾斜荷载作用：汉森公式最主要的特点是适用于倾斜荷载作用；基础性状：基础宽度与长度的比值、矩形基础和条形基础的影响都已经计入;基础埋深：汉森公式适用于基础埋深d17粘土；10I17粉质粘土；3I10粉土；I3砂类土）PPP解：已知：P=

10、1.54g/cm3，=19.3%，G=2.71ds因为pG=1.542.711.54n=1-r=1-=43.2%2.71e=丄=42%=0.761-n1-43.2%设V=1cm3复习资料第 页共14页则m=p=1.837gdm又3=_w=19.3%,msm=m+m=1.837gws通过上两式可得m=.297gwm所以V=0.297cm3wpwV=nV=0.432cm3vSV0.297S=f=0.69rV0.432vI=（3-3）x100%=11.6PLP因为10Ip=H.617，故为粉质粘土I=伫侏=I93二16.7=o.224L3-328.3-16.7LP0I=0.224PPsatd4某干砂

11、试样P1.69g/cm3,G=2.70，经细雨后，体积未变，饱和度达到S=40%,dsr试问细雨后砂样的密度、重度、含水量是多少？解：已知P1.69g/cm3，G=2.70ds雨后S=40%rGP孔隙比e=下十一1=0.60dSe雨后含水量=9.0%s雨后砂样密度PGs11+小P1+ew=1.84g/cm3雨后砂样重度YPg18.4KN/m35.有一个完全饱和的粘土土样，测得总体积V=100cm3，已知土粒对水的相对密度G=2.66，土样的含水量1=45%，将该土样置于烘干箱烘了一段时间后，测得土样体s1积V95cm3，=35%，问土样烘干前后的密度、干密度、孔隙比、饱和度各为多少？22解：烘

12、烤前因为土样完全饱和即=100%所以r1孔隙比e=G=1.201s12复习资料第 页共14页干密度Pd1Gs1+e1p=1.21g/cm3w密度p=p(1)=1.755g/cm31d11烘烤后土样中的干土质量不变即m=pV=121gsd11此时土样的总质量m=m(1+w)=121x1.35=163.4g2s2m土样密度p2=歹=匸72g/cm32m土样干密度pd2=丁=1-274g/cm32G(1+)土样孔隙比e=s2p-1=10882pw2土样饱和度S=s2=8557%r2e26已知地基土中某点的最大主应力为H=600kPa,最小主应力a彳=200kPa。绘制该点应力状态的莫尔应力圆；求最大

13、剪应力T值及其作用面的方向，并计算与最大主应力面呈夹max角a=15的斜面上的正应力和剪应力。解：取直角坐标系T-a，在横坐标oa上,按应力比例尺确定a=600kPa，=200kPa的位置。以aa为直径做圆，即为所求莫尔应力圆，如图13OOOr600Ai/kPaa/kPactf200最大剪应力计算a-a由公式T=-sm2a，将数值代入得:600-2002sin2a=200sin2a复习资料第 页共14页当sin2d=1时，T=t，此时2a=90，即45max当a=15时,=t3hi_3cos2a=22600h200+2600-2002cos30=573kPat=Ci-C3sin2a=60020

14、0sin30=100kPa227某海港码头仓库设计独立浅基础。基础底面尺寸：长度l=4.0m，宽度b=2.0m，基础埋深d=2.0m。地基为饱和土，内摩擦角=0，粘聚力c=10kPa，天然重度1=19.0kN/m3，（1）计算此仓库地基的极限荷载和地基承载力；若其他条件都不变，问以下两种情况，地基的极限荷载和承载力为多少？Q）只把基础宽度b=2.0m加大一倍为4.0m；（3）只把基础埋深d=2.0m加大一倍为4.0m。（安全系数均取1.5）解：（1）地基的极限荷载鉴于地基为饱和软土，e=0，应用公式pud、1+2万丿+1d计算极限荷载=5c(1+0.2bI1=5X101】+024.01+0.2

15、d+1d八b丿20Y20201+0.220人2.0丿+19.0 x2.0=104kPap104地基承载力f=u=69.3kPaK1.5(2)把基础宽度加大一倍b=4.0mb丿-201+0.220八4.0丿1+0.2d+1d地基极限荷载(4二(+19.0 x2.0=104kPa=5x101+0.24-I4.0p104地基承载力f=u=69.3kPaK1.5（3）只把基础埋深加大一倍为d=4.0m(bYdp=5c1+0.2-1+0.2-+1d、1八地基极限荷载(20、(=5x101+0.22-I4.0b丿h19.0 x4.0=153kPa401+0.240八2.0丿p153地基承载力f=u=102

16、kPaK1.58.已知某挡土墙高度H=8.0m，墙背竖直、光滑，填土表面水平，墙后填土为中砂，重度丫=18.0kN/m3，饱和重度丫=20kN/m3，内摩擦角=30。（1）计算作用在挡土墙sat上的总静止土压力P，总主动土压力P；（2）当墙后地下水位上升至离墙顶4.0m时，计0a算总主动土压力P与水压力P（静止土压力系数K=0.4）aw0解：（1）墙后无地下水情况：1总静止土压力P应用公式P=-7H2K，取中砂的静止土压力系数K=4，可得总0020011静止土压力P=yH2K=x18.0 x82x0.4=230.4kN/m0202总主动土压力P挡土墙墙背竖直、光滑，填土表面水平，适用朗肯土压力

17、理论，由公式aP=1yH2Ka2aP=1yH2K=1x18.0 x82xtan2仃5-竺2丿a2a2=192kN/m2）墙后地下水位上升情况总主动土压力P因地下水位上、下砂重度不同，土压力分两部分计算:a水上部分墙高H=4.0m，重度y=18.0kN/m3P=1yH2K=1x18.0 x42xtan2仃5-30a12a2=48kN/m水下部分墙高H=40m，用浮重度y=y-y=2010=10kN/m32satw11P=yHKH+yH2K=18.0 x4.0 x0.333x4+x10 x42x0.333=122.5kN/ma21a222a2总主动土压力P=P+P=48+122.5=170.5kN

18、/maa1a211水压力P=yH2=x10 x42=80kN/mw2w229.已知某混凝土挡土墙，墙高H=6.0m，墙背竖直，墙后填土表面水平，填土的重度y=18.5kN/m3，内摩擦角=20。，粘聚力c=19kPa。计算作用在此挡土墙上的静止土压力、主动土压力和被动土压。（取静止土压力系数K0=5）解：（1）静止土压力取静止土压力系数K0=511P=yH2K=x18.5x62x0.5=166.5kN/m0202主动土压力根据题意挡土墙墙背竖直光滑，填涂表面水平，符合朗肯土压力理论复习资料第14页共 页P=-yH2K-2cHa2a的假设：(20。r20。）45-2x19x6xtan4512JL2丿2c2+-Y=1x18.5x62xtan22+2x1=42.6kN/m18.5被动土压力Pp=2丫H2K+2CH20、（20。）+2x19x6xtan45+2丿L2丿=1005kN/m=lx18.5x62xtan21452I10已知某挡土墙高度H=6.0m，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平。填土为粗砂，重度丫=19.0kN/m3，内摩擦角0=32，在填土表面作用均布载荷q=18.0kN/m2,计算作用在此