2023年中南大学现代远程教育课程考试复习试题及参考答土力学及基础工程

中南大学现代远程教育课程考试复习试题及参考答案土力学及基础工程一、单选题:1.甲、乙两粘性土的塑性指数不同，则可鉴定下列指标中，甲、乙两土有差异的指标是()A.含水量B.细粒土含量C.土粒重量D.孔隙率2.工程上控制填土的施工质量和评价土的密实限度常用的指标是()A.有效重度B.土粒相对密度C.饱和重度D.干重度3.侧限压缩实验所得的压缩曲线(e-p曲线)愈平缓，表达该试样土的压缩性()A.愈大B.愈小C.愈均匀D.愈不均匀4.土中某点处在极限平衡状态时，剪切破坏面与大主应力作用方向所成的角度是()A.45°+/2B.45°-/2C.45°D.45°+5.在地基变形验算时，对烟囱、水塔等高耸结构，控制的变形特性重要是()A.沉降量B.沉降差C.局部倾斜D.倾斜6.渗流的渗透力也称动水力,其数值()A.与水头梯度成正比B.与横截面积成正比C.与流速成反比D.与渗透系数成正比.7.土样的含水量实验的烘烤温度为()A.80～90度B.90～95度C.105度D.100度左右8.衡量土的粒径级配是否良好，常用（）指标鉴定。A.不均匀系数B.含水量C.标贯击数D.内摩擦角9.土的结构性强弱可用（）反映。A.饱和度B.灵敏度C.粘聚力D.相对密实度

10.柔性基础的上部荷载为梯形分布时，基底接触压力分布呈现（）A.均匀分布B.马鞍形分布C.钟形分布D.梯形分布11.作用于矩形基础的基础的基底压力相同，埋深相同，土质相同的两个基础，若它们的长宽比相同，则基础尺寸小的沉降（）基础尺寸大的沉降。A.大于B.小于C.等于D.也许大于也也许小于12.朗金土压力理论假定挡土墙墙背光滑无摩擦，导致积极土压力计算值（）A.偏大B.偏小C.无偏差D.偏大或偏小均也许13.土中的水，()可以传递静水压力。A.强结合水B.弱结合水C.重力水D.以上都不对14.土体具有压缩性的重要因素是()A.重要是由土颗粒的压缩引起的B.重要是由孔隙的减少引起的C.重要是由于水被压缩引起的D.土体自身压缩模量较小引起的15.粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是颗粒间的粘结力，另一部分是(

)A.摩擦力

B.水压力

C.有效应力

D.荷载16.在地基固结过程中，外荷载引起的孔隙水压力逐渐转化为有效应力，土的体积也()A.逐渐增大B.逐渐减小C.与之无关D.不变17.碎石土和砂土定名时下列何项方法对的？（）A.按粒组划分B.按粒组含量由大到小以最先符合者拟定C.按粒组含量由小到大以最先符合者拟定D.按有效粒径拟定18.在粉土中，当动力水（）土的浮重时，会发生流砂现象。A.大于等于B.小于等于C.小于D.无法拟定19.高层建筑为了减小地基的变形，下列何种基础形式较为有效？()A.钢筋混凝土十字交叉基础B.箱形基础C.筏形基础D.扩展基础20.下列拟定地基承载力标准值的方法哪种方法不合用于粘性土地基？（）A.现场载荷实验B.室内实验C.轻便贯入实验D.野外鉴别21.地基发生整体滑动破坏时，作用在基底的压力一定大于（）。A.临塑荷载B.临界荷载C.极限荷载D.地基承载力22.所谓补偿性设计，是指()A.基础的整体性好，刚度大，能调整和减小不均匀沉降B.基础抵抗水平荷载的稳定性增强C.施工时基坑开挖较深，可使挖土卸去的土重替换为建筑物的部分或所有重量D.基础具有良好的抗震作用23.摩擦桩的传力机理为（）A.荷载所有通过桩身侧面传到桩周土层B.荷载所有传到桩底端下的土层C.大部分荷载传给桩周土层，小部分传给桩端下的土层D.大部分荷载传给桩端下的土层，小部分传给桩周土层24.在设计桩基时，桩的长度L，桩的根数n，桩的直径d三者之间是互相关联的。通常，采用如下的顺序拟定（）A.先拟定d，再拟定L，最后试算nB.先拟定n，再拟定d，最后试算LC.先拟定L，再拟定n，最后试算dD.任何顺序都可采用25.低承台桩基础是指（）的基础A.承台底面位于一般冲刷线以下B.承台底面位于局部冲刷线以下C.承台顶面位于一般冲刷线以下D.承台顶面位于局部冲刷线以下26.最宜采用桩基础的地基土质情况为（）A.地基上部软弱而下部不太深处埋藏有坚实地层时B.地基有过大沉降时C.软弱地基D.淤泥质土27.刚性基础台阶宽高比的允许值是按下述办法拟定的()A.根据经验B.根据理论计算C.无需进行内力分析和截面强度计算D.在地基反力作用下，控制基础内的拉应力和剪应力使其不超过基础材料的强度28.基础的持力层是指()A.基础底面以下的所有土层B.与基础底面直接接触的那层土层C.除与基础底面直接接触的那层土层以外的所有土层29.某科学馆拟建于极厚的均质粘土层地基上。采用天然地基上的条形浅基础。在审查初步设计时，发现沉降量超过规范中允许值的8%，建议在施工设计时作适当修改。修改的合理方向是（）A.加大基础宽度B.加大基础埋深C.改用桩基D.改用沉井基础30.单桩的水平允许承载力通常按下法拟定()A.用单桩轴向允许承载力乘以折减系数B.根据桩的抗弯能力决定C.根据桩—土互相作用性能经计算拟定D.通过水安静载实验拟定二、简答题：1.三轴压缩实验按排水条件的不同，可分为哪几种实验方法?工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标?2.什么叫最优含水量?压实粘性土时为什么要控制含水量?3.地下水位变动对地基中应力、沉降有何影响?地下水位上升对地基承载力有何影响?4.地基最终沉降量通常是由哪三部分组成？对于干净的粗砂，哪一部分沉降量可以认为是零。5.影响饱和土液化的重要因素有哪些?6.计算基底压力和基底附加压力时，所取的基础埋置深度是否相同？该如何取？7.直剪实验存在哪些缺陷？8.土压力计算中，朗金理论和库仑理论的假设及合用条件有何不同？9.什么是单桩竖向承载力？拟定单桩承载力的方法有哪几种？10.水平荷载作用下桩身变位有哪几种形式?各产生于什么情况?11.请问拟定基础埋置深度应考虑哪些因素？12.浅基础的设计涉及哪些内容?三、计算题:1.某土样重180g，饱和度Sr=90%，相对密度为2.7，烘干后重135g。若将该土样压密，使其干密度达成1.5g/cm3。试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。2.饱和粘土层厚10m，γ=18.9kN/m3，其下为砂土，厚4m，砂土层中承压水，已知粘土层底A点的水头高为5m。若在粘土层开挖基坑，试求基坑的允许开挖深度H。3.某饱和软粘土层，厚10m，在外荷载作用下产生的附加应力沿土层深度分布简化为梯形，下为不透水层。已知初始孔隙比e1=0.85，压缩系数a=2.5×10-4m2/kN，渗透系数k=2.5，求土层沉降15.0cm所需的时间t。透水面σ1=200kPa，不透水面σ

Ｕt0.40.50.60.70.8ＴＶ0.090.160.240.350.534.有一条形基础宽B=2.5m，埋深D=1.0m，粘土容重γ=18kN/m3，γsat=20kN/m3，=26°，C=10kN/m2，安全系数k=2.5,试用太沙基公式分别计算下列条件下地基的极限荷载和承载力。(NC=22.25,ND=11.85,Nγ=12.54)，(1)地下水位较深；(2)地下水位在基底平面。5.某挡土墙墙高H=5m，墙背垂直光滑，墙后填土水平，填土为干砂，容重为19kN/m3,内摩擦角为30°，墙后填土表面有超载15kN/m，试计算作用在挡墙上积极土压力Ea和被动土压力Ep，并分别画出墙后土压力强度分布图。6.某粘性土的抗剪强度指标分别为C＝11.5kPa，φ＝28°，问当某土样所受小主应力σ3＝44.3kPa，要保证土样不被剪坏，大主应力σ1应满足何种条件？7.某桥墩基础如图所示，基底平面尺寸为A=7.8m，B=7.2m，每级台阶的厚度为1m，作用在基底形心处的荷载为N=4224.64KN，H=200KN，M=800KN·m，试检算地基强度。图示尺寸单位为米。Nγ1=16KN/m30.8HMγ2=19.8KN/m31.97.2e=0.7IL=0.65.8粘土σ0=270KN/m2软地基σ0=90KN/m28.某建筑物条形基础，受偏心荷载的作用（如图所示）。图中B=3.5m，埋深D=2.0m，若取1延米考虑，则（F+G）=480KN/m，偏心距e0=0.65m，问按照建筑地基基础设计规范，地基承载力设计值至少为多少才干满足规定。F+Ge0DB9.某桩基础如下图所示，承台为刚性，各桩刚度相等，采用0.3×0.3m2的方形预制桩共12根。规定计算：（1）单桩承载力的允许值Rk和设计值R；（2）当桩基只承受中心荷载N+G时，单桩承载力是否满足规定？（3）当桩基同时承受N+G及M时，单桩承载力是否满足规定？N=4400.4KNG2mM=805KN·mqs1=15KPa8mqs2=20KPa2mqp=1600KPa1m2.71m1m1m1m3.7参考答案:一、单选题: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、简答题：1.答：三轴压缩实验按排水条件的不同，可分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种实验方法。工程应用时，本地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时，可选用不固结不排水剪切实验指标；本地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时，可选用固结排水剪切实验指标；本地基土的透水性和排水条件及施工速度界于两者之间时，可选用固结不排水剪切实验指标。2.答：在一定的压实功能作用下，土在某一含水量下可以击实达成最大的密度，这个含水量称为最优含水量。相应着击实曲线上峰值时的含水量。粘性土料过干或过湿都不能获得好的压实效果；当含水量过低时，粘性土颗粒周边的结合水膜薄，粒间引力强，颗粒相对移动的阻力大，不易挤紧；当含水量过大时，自由水较多，击实时，水和气体不易从土中排出，并吸取了大部分的击实功能，阻碍了土粒的靠近。3.答：地下水位下降会引起原地下水位以下土中的有效自重应力增长，从而导致地表大面积附加下沉。地下水位上升，虽然不会增长自重应力，但由于使本来地下水位和变动后地下水位之间那部分土压缩性增大，也会产生附加沉降量。地下水位上升，由于水下部分的天然重度改为浮重度，地基承载力减少。4.答：地基最终沉降量由瞬时沉降量、主固结沉降量和次固结沉降量三部分组成。对于干净的粗砂，可以认为次固结沉降量是零。5.答：影响饱和土液化的重要因素有：土的类别、排水条件、土的密实度、土的初始固结压力及振动作用强度和连续时间。6.答：不相同。计算基底压力时，在拟定基础及台阶上土的自重时，基础埋置深度应为设计地面到基础底面的距离。计算基底附加应力时，在拟定基底自重应力时，基础埋置深度应为从自然地面到基础底面的距离。7.答：（1）土样在实验中不能严格控制排水条件，无法量测孔隙水压力；（2）剪切面固定在剪切盒的上下盒之间，该处不一定是土样的最薄弱面；（3）试样中应力状态复杂，有应力集中情况，仍按均匀分布计算；（4）试样发生剪切后，土样在上下盒之间错位，实际剪切面积减小，但仍按初始面积计算。8.答：朗金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，合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。合用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只合用于填土为无粘性土的情况。9.答：单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。拟定单桩竖向承载力的方法可分为计算拟定和实验拟定两大类。由桩身材料强度和土对桩的支承力综合拟定，取两者的较小值。其中拟定土对桩的支承力方法重要有：桩的静载荷实验和按静力学公式（经验公式）计算等。10.答：桩身在水平荷载作用下的变位通常有下列三种形式：（1）桩身如同刚体同样围绕桩轴线上的某点转动，这种形式发生在桩身较短，入土深度较浅以及地基刚度相对较弱时；（2）桩身仅在上部发生弯曲变形，而下部完全嵌固于地基之中，这种形式发生在桩的入土深度较大，地基的刚度也较大，而桩的刚度相对较弱时；（3）桩身上部在较大范围内变形如同直立的弹性地基梁那样呈S形，这种形式发生在桩的入土深度更大，地基与桩身的相对刚度比较小时。11.答：拟定基础埋置深度应综合考虑以下因素：（1）上部结构情况：如建筑物的用途、结构类型及荷载的大小和性质；（2）工程地质和水文地质条件：如地基土的分布情况和物理力学性质；（3）本地冻结深度及河流的冲刷深度；（4）建筑场地的环境条件。12.答：浅基础的设计涉及以下内容：（1）选择基础的类型和建筑材料；（2）拟定基础的埋置深度；（3）拟定地基土的承载力设计值；（4）拟定基础底面的平面尺寸；（5）必要时进行地基变形和稳定性验算；（6）进行基础结构设计；（7）绘制基础施工图，提出施工说明。三、计算题:1.解：由已知条件可得原土样的三相数值为：m=180gms=135gmw=180－135=45gVs=135/2.7=50cm3Vw=45cm3Vv=45/0.9=50cm3V=50＋50=土样压密后的三相数值为：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点竖向有效应力σˊ≤0，则A点将隆起，基坑将失稳。以A点的σˊ=0为基坑开挖的极限状态。A点总应力、孔隙水压力分别为：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：固结应力σＺ=（200＋100）/2=150kPa最终沉降量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固结系数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)极限荷载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承载力f=Pu/k=717.95/2.5=287.18kPa(2)极限荷载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承载力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土压力强度分布图为：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土压力强度分布图为：453306.解：若使土体达成极限平衡状态，根据极限平衡条件可得出σ1ˊ为：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，要保证土样不被剪坏，大主应力σ1应小于σ1ˊ即：σ1<160.98kpa。7.解：（1）持力层强度的检算：持力层的允许承载力[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基底平均应力σ=N/F=N/(A×B)=4224.64/(7.8×7.2)=75.23kpa<[σ]=270kpa基底应力的最大值σmax=(N/F)(1+6e/B)=75.23(1+6×0.189/7.2)=87.08kpa<1.2[σ]=324kpa因此持力层强度满足规定。（2）软弱下卧层强度的检算：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软弱下卧层的允许承载力[σ]=σ0+