土力学及基础工程作业参考答案

土力学及基础工程作业参考答案《土力学与基础工程》作业参考答案作业一一、填空题：1.土体中的力量传递叫做承担传递。2.土体的碎散性、多相性以及复杂性和易变性，使得土体的力学性质难以确定。3.土体的孔隙率对于土体的力学性质具有重要影响。4.毛细现象和重力作用影响着土体的水分运移。5.细颗粒的运动受到黏滞阻力的影响，因此小颗粒的运动速度较慢。6.密度计和筛分是常用的土壤试验方法。7.颗粒级配大于2mm50％的土被称为砾土。8.粘土是一种粉质黏性土壤。9.相对锤击数是一个评估土体压实程度的指标。二、单选题：1.C2.B3.C4.D5.A6.C7.B8.B9.A10.C11.B12.C13.C14.B15.A三、判断题：1.√2.×3.×4.×5.√四、简答题：1.塑限、液限、塑性指数和液性指数对于粘性土的性质具有重要意义。而粒径级配、孔隙比e、相对密度和标准贯入试验击数对于非粘性土的性质具有重要意义。2.流砂现象是指土颗粒处于悬浮状态而失去稳定的现象。管涌现象是指在砂性土中，通过水的作用，一些细小颗粒可能被带走的现象。流砂现象只发生在土体表面渗流逸出处，而管涌现象则可以发生在渗流逸出处和土体内部。3.最优含水量是指在一定的压实功能作用下，土在某一含水量下可以击实达到最大的密度。过干或过湿都不能获得好的压实效果，因为含水量过低时，粘性土颗粒周围的结合水膜薄，粒间引力强，颗粒相对移动的阻力大，不易挤紧；而含水量过大时，自由水较多，击实时，水和气体不易从土中排出，并吸收了大部分的击实功能，阻碍了土粒的靠近。因此在压实粘性土时要控制土的含水量。五、计算题：1.已知ρ=1.84g/cm³，ρw=1g/cm³，Gs=2.75，求土的饱和重度和临界水力梯度i。解：土的饱和重度γsat=Gs/（1+e）×ρw+e/（1+e）×ρ=2.75/（1+0.27）×1+0.27/（1+0.27）×1.84=18.5kN/m³临界水力梯度icr=(γ'-γw)/(γw)=（18.5-10）/10=0.85二、单选题：1.C2.C3.B4.A5.C6.B7.A8.A9.B10.D11.B12.B13.C14.A15.D三、判断题：1.×2.×3.√4.√5.×四、简答题：1.朗金理论和库仑理论是两种常用的挡土墙计算理论。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，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。2.桩身在水平荷载作用下的变位通常有三种形式：（1）桩身如同刚体一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。3.地基基础的设计方案有三种：（1）天然地基上的浅基础；（2）天然地基上的深基础；（3）人工地基上的浅基础。理论上应还有人工地基上的深基础，但因为地基既然经过人工加固处理，便提供了修建浅基础的条件，故不可能再修建深基础。五、计算题：1.解：(1)荷载为中心荷载，故临界荷载按Zmax=b/4所对应的基底应力计算:P1/4=N1/4γb+Ndγd(c=0)∵υ=30º∴N1/4=1.2Nd=5.6P1/4=1.2³(21.1-10)³3.0+5.6³(21.1-10)³2.0=164.28kPa(2)若d不变，b=2³3.0=6.0m，则:P1/4=1.2³(21.1-10)³6.0+5.6³(21.1-10)³2.0=204.24kPa(3)若b不变，d=2³2.0=4.0m，则：P1/4=1.2³(21.1-10)³3.0+5.6³(21.1-10)³4.0=288.6kPa上述三种情况的结果表明，随着基底宽度b和埋深d的增加，地基临界荷载也会增加，且增加d的效果更为显著。解：根据公式K=1-sinυ=1-sin36°=0.4，可以计算出K的值为0.4。然后，根据公式p01=γh1K=18³2³0.4=14.4kPa，可以计算出静止土压力为52KN/m。对于22同理，可以计算出主动土压力为33.76KN/m，水压力为20KN/m。而对于23，则需要进行更为复杂的计算，得出总主动土压力为297.64KN/m，水压力为80KN/m。在进行持力层检算时，需要考虑基底宽度b和埋深d的影响。因为b=3.8m，d=2m，所以需要进行地基承载力的修正。根据公式f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγ(d-0.5)=210+0.3×(19-10)×(3.8-3)+1.5×18(2-0.5)=252.66kpa。在计算桩群承台的承载力时，需要考虑桩群的受力情况。通常情况下，桩群承台的承载力由桩的承载力和承台的承载力共同决定。桩的承载力可以通过标准静载试验或动力观测法进行测定。而承台的承载力则需要考虑承台的几何形状、材料特性和外力作用等因素。在计算承台的承载力时，需要使用公式：Q=N+M/e，其中Q为承载力，N为垂直于承台底面的作用力，M为作用在承台底面形心处的弯矩，e为承台底面形心到桩群截面重心的距离。需要注意的是，公式中的N、M并非作用在承台底面形心处，而是作用在桩群截面重心处。因此，在计算前需要先求出桩群截面重心的位置，然后将力移至桩群截面重心处，再代入公式计算。此外，还需要考虑桩群的相互作用效应。当桩群中的桩受到外力作用时，会