土力学与地基基础试题1

土力学与地基基础一、名词解释（5×3）体内形成贯通的渗流管道，这种现象称为管涌。变形模量：在无侧限条件下，竖向附加应力与相应的应变之比。水压力面积之比，称为该时刻土的固结度。临塑荷载：地基刚要出现而尚未出现塑性变形时的荷载。背上的土压力。基础埋深：基础底面至地面（这里指天然地坪面）的距离。土的抗剪强度：土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。前期固结压力：土层在地质历史过程中受到过的最大固结压力（包括自重和外荷。得出的土压力计算方法。地基的极限荷载：地基在外荷载作用下产生的应力达到极限平衡时的荷载。地基附加应力：地基在初始应力基础上增加的应力。为沉降。正常使用所要求的地基承载力。基等。二、判断题（15×1）库仑定律说明，土体的抗剪强度任何时候都与正压力成正比。 （）土的剪切破坏面通常发生在最大主应力面上。 （）砂性土地基上建造建筑物，当施工速度一般时应选择慢剪。 （）渗流作用下，土的有效应力与孔隙水压力均不会发生变化。 （）基底附加应力是指基底压力与基底处自重应力的差值。 （）同一土层的自重应力按直线分布。 （）墙后填土越松散，其对挡土墙的主动土压力越小。 （）地下水下降会增加土层的自重应力，引起地基沉降。 （）粘性土土坡的稳定性与坡高无关。（）库伦土压力理论的计算公式是根据滑动土体各点的应力均处于平衡状态而导出的。（）11.地基的局部剪切破坏通常会形成延伸到地表的滑动面。（）12.粘性土液性指数越小土越硬。（）13.当地基上荷载小于临塑荷载时，地基土处于弹性状态。（）14.在同样的地基上，基底附加应力相同的两个建筑物，其沉降值也相同。（）饱和粘性土在不固结不排水情况下的抗剪强度可以通过无侧限抗压强度试验确定（土的强度是颗粒矿物本身的强度（×）土体剪切破坏时的破裂面发生在最大剪应力τmax的作用面上即，即α＝45º（×）整个应力莫尔圆位于抗剪强度包线的剪强度，此时该点处于稳定平衡状态，不会发生剪切破坏（√）偏心荷载的作用下，基底附加应力为梯形或三角形分布荷载（√）土压力有静止土压力、主动土压力、被动土压力（√）3m1m20kPa。(√)土的压缩变形和强度的变化均只取决于有效应力的变化（√）土的压缩变形主要是土中孔隙内的气体和水被挤出而产生的。(√)桩基设计中,当桩侧土有大面积的沉降,将在桩侧产生负摩阻力,这部分摩阻力也能帮助桩基承载。(×)流土现象是当渗透力大于土的浮重度时发生。(√)在均质地基中，竖向自重应力随深度线性增加而侧向自重应力则呈非线性增加（×）在饱和土的排水固结过程中挡土墙墙背倾角愈大，主动土压力愈小（×）附加应力具有一定的扩散性（√）地下水位下降，附加应力增加（√）渗透力是一种体积力（√）地基的不均匀沉降会引起基础的沉降，严重者会导致上部建筑物破坏（√）土的压缩模量越小，其压缩性越大（√）根据有效应力原理，土的变形不仅取决于有效应力，还取决于孔隙水压力（×）Zmax=b/3。（×）承载力包括极限承载力和容许承载力，我们通常所说的承载力指的是容许承载力（√）无筋扩展基础材料抗拉强度很低，要求基础台阶宽高比（刚性角）符合一定条件（√）若土层分布均为好土，在满足其他要求的情况下地基尽量浅埋（√）一般是细颗粒土容易发生冻胀，如粉土较沙土更容易发生冻胀（√）基础设计要求基底平均压力pk不大于持力层承载力的特征值fpk小于等于f（√）沉降不满足时，可以通过增大基础尺寸，即减少p0（√）毛石基础相较于砖基础抗冻性更好（√）三、简答题（40）简述自重应力曲线在地基中的分布特点（6）①自重应力曲线为一折线，在土层层面与地下水位处发生转折，在各层中为直线。②自重应力在水平方向是哪个一般变化不大。③自重应力的大小随深度的增加而增加。试比较库仑土压力理论与朗肯土压力理论的相同点与不同点（7）下，其计算结果一致。不同点：库仑理论基于滑动楔体法，适用于填土表面为任意形状且只限于无粘性土；而朗肯理论基于极限应力法，适用于填土表面为水平面或倾斜的平面，对粘性土与无粘性土均适用。简述太沙基一维渗流固结理论的基本假设（8）①土层是均质的完全饱和的。②土粒和水是不可压缩的。③水的渗出和土层的压缩只沿一个方向（竖向）发生。④水的渗流遵从达西定律，且渗透系数k保持不变。⑤孔隙比的变化与有效应力的变化成正比且压缩系数保持不变。⑥外荷载一次瞬时施加。分分为三个阶段：①线性变形阶段（压密阶段基变形主要是由于土的孔隙体积减小而产生的压密变形。②塑性变形阶段（剪切阶段的抗剪强度而处于极限平衡状态，剪切破坏区为塑性区，并由基础边缘不断扩大。③基发生整体剪切破坏，基础下沉，地面隆起。试简述流砂现象和管涌现象的异同。不同点:（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下;（1分）内部;（1）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制（1）流沙发生时瞬间的，管涌的发生时一个缓慢的过程（1）（1）（1）当于地基从压缩阶段过渡到剪切阶段时的界限荷载（1）础宽度的n（n=1/31/4）时，作用于基础底面的荷载，被称为临界荷载（1）极限荷载是指整个地基处于极限平衡状态时所承受的荷载（2）简述土的破坏形式，各是什么？分别发生在何种情况？地基土破坏形式有三种。即整体剪切破坏、局部剪切破坏和刺入破坏（3）（2）土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面（2）发生在土坡土质很不均匀的土坡中（3）土的工程地质分类原则性质的主要因素作为分类依据（1）（2）同成因、不同年代的土，其工程性质差异显著（2）什么是有效应力原理于总应力减去孔隙水应力（3）土的强度变化和变形只取决于有效应力的变化（2）种自然环境中生成的沉积物（3分多相性、自然变异性（2）一类是原生矿物：母岩经物理风化而成，如石英、云母、长石2分）另一类是次生矿物：母岩经化学风化而成，土中次生矿物主要是粘上矿物，此外还有铝（3）流土：减小i，增大[i],下游增加透水盖重。管涌：改善几何条件，渗流溢出部位设反滤层等改善水力条件：减小水力坡度。土压力类型：(6静止土压力：挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力。主动土压力：在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力。在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力。太沙基一维渗流固结理论的基本假定（6）土层是均质的、完全饱和的。土粒和水是不可压缩的。水的渗出和土层的压缩只沿一个方向（竖向）发生。水的渗流遵从达西定律，且渗透系数K孔隙比的变化与有效应力的变化成正比，且压缩系数α保持不变。外荷载一次瞬时施加（每条一分）地基基础的设计和计算应满足的基本原则（8）对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度（承载力；础和上部结构的损坏，或影响建筑物的使用功能和外观；和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。地基最终沉降量的计算的两种方法，简述分层总和法的计算步骤（8分两种方法：分层总和法与应力面积法分层总和法的计算步骤地基土分层：成层土的层面及地下水面是当然的分层界面。0.4b（b。般应取有效重度。计算各分层界面处基底中心下竖向附加应力。深度后，附加应力与自重应力相比很小，引起的压缩变形可忽略不计。一般取地基附加应力等于自重应力的z

0.2）深度处作为沉降计算深度的限值。cz若在该深度以下为高压缩性土，则应取地基附加应力等于自重应力的10%（）深度处作为沉降计算深度的限值。Si计算基础的平均沉降量（最终沉降量。SnS

z cz（6选择材料类型选择持力层、确定埋深）确定基底尺寸

ii1首先按允许宽高比要求确定基础理论要求的最小总高度按构造要求由基底向上逐级缩小尺寸，确定每一级台阶的宽度与高度四、计算题（30）力分布并绘制压力分布图。7m力分布并绘制压力分布图。地层土的分布情况如图所示，若地下水位从埋深1m3m，问：第Ⅰ层、第Ⅱ层、第Ⅲ层各自的沉降量是多少？1m1mⅠγ=18KN/m312mⅡγ2sat=22KN/m3Es2=2.5MPaγ2=20KN/m33mⅢγ3=19KN/m3 Es3=3MPa透水层试用朗肯理论计算作用在墙背AB上的主动土压力Pa和合力EaPw。沉降量为多少？（本题平均固结度为0.45）（1）该土层的平均附加应力为（2）σz=(240+160)/2=200kPa（1分）则基础的最终沉降量为S=av/(1+e1)×σzH=2.5×10-4×200×1000/(1+0.8)=27.8cm（2分）该土层的固结系数为Cv=k(1+e1)/avγw=2.0×(1+0.8)/0.00025×0.098=1.47×105cm2/a（2分）时间因子为Tv=Cvt/H2=1.47×105×1/10002=0.147（2分）3、设饱和粘土层的厚度为在土层中引起的附加应力的大小和分布如下图所示。若土层的初始孔隙比e1为0.8，压缩av2.5×10-4kPa-1沉降量为多少？（本题平均固结度为0.45）（1）该土层的平均附加应力为（2）σz=(240+160)/2=200kPa（1分）则基础的最终沉降量为S=av/(1+e1)×σzH=2.5×10-4×200×1000/(1+0.8)=27.8cm（2分）该土层的固结系数为Cv=k(1+e1)/avγw=2.0×(1+0.8)/0.00025×0.098=1.47×105cm2/a（2分）时间因子为Tv=Cvt/H2=1.47×105×1/10002=0.147（2分）土层的附加应力为梯形分布，其参数α＝σzˊ/σz〞＝240/160=1.5（2分）P=(F+G)÷A(2)=(1050+20*3*3.5*2.3)÷(3*3.5)=146KPa(4)W=Bl²÷6=3*3.5²÷6=6.125(5)Pmax=P+（M+FQ*L）÷W(7)=146+(105+67*(1.5+0.8))P=(F+G)÷A(2)=(1050+20*3*3.5*2.3)÷(3*3.5)=146KPa(4)W=Bl²÷6=3*3.5²÷6=6.125(5)Pmax=P+（M+FQ*L）÷W(7)=146+(105+67*(1.5+0.8))÷6.125=188.3KPa(8)2.某挡土墙高5m，墙背垂直光滑，填土表面作用有均布荷载q=2kN/m2，γ=18kN/m3，φ=30°，c1=0。采用MU30毛石M5混合砂浆砌筑，基底摩擦系数μ=0.5，砌体重度γ=22kN/m3。试设计墙顶底宽度并计算是否符合设计要求（15）①根据构造要求拟定断面尺寸（3分墙顶宽度：0.8m≥H/12(0.5m)墙底宽度：3.0m≈0.5H~0.7H②取1m墙长为计算单元计算自重2分G1=0.5×3.0×1.0×22=33kNG2=1/2×1.7×4.5×1.0×22=84.15kNG3=0.8×4.5×1.0×22=79.2kNG4=0.2×4.5×1.0×18=16.2kNG=G1+G2+G3+G4=212.55kN③取1m墙长为计算单元计算土压力（3分）K ta