石大远程在线考试《土力学与基础工程》A卷答案.docx

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中国石油大学（北京）远程教育学院

期末考试

《土力学与基础工程》试卷A

学习中心：

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关于课程考试违规作弊的说明

1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。

2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。

3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。

试卷选题说明

请按照学号尾数选答试卷:

学号尾号为奇数的同学做A卷

学号尾号为偶数的同学做B卷

一、论述题：

本部分共4道题，每题10分，共40分，请按照答题点作答。

1.强夯法加固地基的机理是什么？

有什么优缺点？

答：

机理：

强夯法是在极短的时间内对地基土体施加以巨大的冲击能量（一般而言，次终极能量不小于1000KN/m），加荷历时约几十毫秒，对含水量较大的土层，加荷时间约为100毫秒左右。

这种突然释放的巨大能量，将转化为各种波型传到地下。

首先到达某指定范围的波是压缩波，它使土体受压或受拉，能引起瞬间的空隙水汇集，因而使地基土的抗剪强度大为降低，据理论计算这种波以振动能量的7%传播出去，紧随压缩波之后的是剪切波，以振动能量26%传播出去，剪切波会导致土体结构的破坏。

此外的瑞利波（面波）以振动能量的67%传出，在夯点附近造成地面隆起。

土体在这些波的综合作用下，土体颗粒重新排列相互靠拢，排出空隙中的气体，使土体挤密压实，强度提高。

优点：

机具简单，施工方便，加固地基效果显著。

适用范围广：

碎石土、砂土、低饱和度的粉土、湿陷性黄土、杂填土、素土。

缩短工期。

降低工程造价（与达到相同处理要求的相比较）。

缺点：

震动大，对周围已有建筑物的影响较大。

2.什么是地震？

地震的成因又有哪些分类？

答：

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。

地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。

按地震成因分为：

构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震、人工地震。

3.什么是分层总和法，简要概括其计算地基沉降的步骤？

答：

分层总和法是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层，分别计算各分层的压缩量，然后求其总和得出地基最终沉降量。

国家规范计算地基沉降的方法基础都是分层总和法，本法计算的物理概念清楚，计算方法也很容易，易于在工程单位推广应用。

计算步骤

①地基土分层：

分层厚度hi≤0.4B，不同土层分界面和地下水面都应作为分层面；

②计算地基土中的自重应力，并按比例画在基础中心线的左边；

③计算地基土中的附加应力，并按比例画在基础中心线的右边；

④确定地基压缩层深度Zn（一般土取附加应力等于自重应力的20%，软土取附加应力等于自重应力的10%的标高作为压缩层的下限）；

⑤计算各土层的沉降量并求和得地基最终沉降量。

4.天然地基上浅基础的设计内容是什么？

具体步骤？

答：

选择基础的材料、类型，进行基础平面布置。

1）选择基础的埋置深度。

2）确定地基承载力设计值。

3）确定基础的底面尺寸。

4）必要时进行地基变形与稳定性验算。

5）进行基础结构设计（按基础布置进行内力分析、截面计算和满足构造要求）。

6）绘制基础施工图，提出施工说明。

二、简答题：

本部分有8道题，每题5分，共40分，请简要作答。

1.减少沉降差的措施有哪些？

答：

①采用桩基础或其他桩基础，以减小地基总沉降量。

②采用CFG等地基处理形式对地基进行处理，以提高地基的承载力和压缩模量。

③在建筑、结构和施工中采取措施。

建筑措施主要有：

建筑物的体形力求简单，增强结构的整体刚度，设置沉降缝，与相邻建筑物基础保持合适的净距，调整某些设计标高以防止过大的建筑物沉降影响建筑物的使用功能等。

结构措施主要有：

设置圈梁。

选用合适的结构形式。

减轻建筑物和基础的自重。

减小或调整基底附加压力。

加强基础刚度。

施工措施主要有：

先建重（高）建筑、后建轻（低〕建筑的程序。

建筑物施工前使地基预先沉降，注意沉桩、降水对邻近建筑物的影响，基坑开挖坑底土的保护。

2.建筑物冻害的防治措施？

答：

⑴换填法⑵物理化学法⑶保温法⑷排水隔水法⑸结构措施

3.地震作用下地基的液化机理？

答：

饱和松砂与粉土主要是单粒结构，处于不稳定状态。

在强烈地震作用下，疏松不稳定的砂粒与粉粒移动到更稳定的位置；但地下水位下的土的孔隙已完全被水充满，在地震作用的短暂时间内，土中的孔隙水无法排出，砂粒与粉粒位移至孔隙水中被漂浮，此时土体的有效应力为零，地基丧失承载力，造成地基不均匀下沉，导致建筑物破坏。

27.振动对土的体力学的力学影响⑴土的强度降低；⑵地基产生附加沉降；⑶砂土与粉土产生液化；⑷粘性土产生触变。

4.砂石桩加固粘性土地基的加固机理？

答：

砂石桩在粘土地基中，主要利用砂石桩本身的强度及其排水效果，其作用包括：

⑴砂石桩置换：

在粘性土中形成大直径密实砂石桩桩体，砂石桩与粘性土形成符合地基，共同承担上部荷载，提高了地基承载力和整体稳定性。

⑵上部荷载产生对砂石桩的应力集中，减少了对粘性土的应力，从而减少了地基的固结沉降量，将砂石桩处理淤泥质粘性土地基，可减少沉降量20%?

30%；⑶排水固结：

砂石桩在粘性土地基中形成排水通道，因而加速固结速率。

22.高压喷射注浆法加固地基的机理

此法是用钻机钻孔至需要的加固深度后，将喷射管插入地层预定的深度，用高压泵将水泥浆液从喷射管喷出，使土体结构破坏并与水泥浆液混合。

胶结硬化后形成强度大。

压缩性小、不透水的固结体，达到加固的目的

5.换填垫层法的作用？

答：

 ⑴提高地基承载力；⑵减小地基沉降量；⑶加速软土的排水固结；⑷防止冻胀；⑸消除膨胀土的胀缩作用；20建筑地基加固的方法⑴机械夯实法；⑵强夯法；⑶换填垫层法；⑷预压固结法；⑸挤密法；⑹振冲法；⑺化学加固法⑻托换技术

6.请介绍粘性土的液限、塑限、缩限、塑性指数、液性指数？

答：

1）、液限指土从可塑状态变成流动状态时的界限含水量;

2）、塑限指土从半固体状态转到可塑状态的界限含水量;

3）、缩限指土由半固体状态不断蒸发水分,体积逐渐缩小,直到体积不再缩小时土的界限含水量。

实际上,建筑地基基础设计方法及实例分析一书上还配了一个图,非常清晰的表明了这几种界限含水量的关系和意义。

从这个图就能看出,所谓的液限、塑限实际上指的就是土由固体状态随着含水量的增加而呈现另一种状态的界限含水量。

4）、塑性指数

Ip=WL-Wp

塑性指数是液限和塑限的差值,实际上反映了土在可塑状态范围内的含水量变化。

如果土颗粒越戏,黏粒含量越高,土能够结合水的能力就越强,液限就越大,从而塑性指数就越大。

所以塑性指数这个指标可以反映粘性土的性质。

因此工程可以根据塑性指数的大小,对于粘性土进行分类。

当塑性指数Ip>17时,为粘土

当塑性指数10

当塑性指数3

当塑性指数Ip≤3时,土表现不出来粘性性质,所以就不是粘土了

5）、液性指数

IL=（W-Wp）/（WL-Wp）

液性指数是天然含水量与塑限的差值除以塑性指数。

当天然含水量小于Wp时,IL小于0,土体处于坚硬状态。

当天然含水量W大于WL时,IL大于1,土体处于流动状态。

当天然含水量介于Wp与WL之间时,IL介于0和1

之间,土体处于可塑状态。

所以IL液性指数可以反映粘性土的软硬程度,IL越大,土越软,IL越小,土越硬。

所以工程上可以根据液性指数IL的大小,把粘性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五个状态。

当IL≤0时,为坚硬状态

当0

当0.25

当0.75

当IL>1.0时,为流塑状态

总结起来可以这么说,液性指数反映了粘土与非粘土以及不同类别粘土的区别,而塑性指数则是针对每一种粘土,其在含水量不同时的各个状态的划分。

7.什么是地震烈度？

什么是地震基本烈度？

新烈度表共有多少个烈度？

答：

地震烈度表示地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度。

（或释为地震影响和破坏的程度）。

是在没有仪器记录的情况下，凭地震时人们的感觉或地震发生后器物反应的程度，工程建筑物的损坏或破坏程度、地表的变化状况而定的一种宏观尺度。

地震烈度是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。

当以地震烈度为指标，按照某一原则，对全国进行地震烈度区划，编制成地震烈度区划图，并作为建设工程抗震设防依据时，区划图可标志烈度便被称之为“地震基本烈度”。

新烈度表共有12个烈度

8.什么是土的自然变异性？

受哪些因素影响和变化？

答：

在自然界中，土的风化作用时刻都在进行，而且各种风化作用相互加强。

由于形成过程的自然条件不同，自然界的土也就多种多样。

同一场地，不同深度处土的性质也不一样，即使同一位置的土，其性质也往往随方向而异。

例如沉积土往往竖直方向的透水性小，水平方向的透水性大。

因此，土是自然界漫长的地质年代内所形成的性质复杂、不均匀、各向异性且随时间不断变化的材料。

这是土的第三个主要特征------自然变异性。

三、计算题：

本部分有2道题，每题10分，共20分，请给出详细步骤和结果。

1.某干砂试样ρd=1.51g/cm3，Gs=2.65g/cm3，经细雨后，体积未变，饱和度达到SR=38%,试问细雨后砂样的密度、重度、含水量是多少？

2.某住宅工程地质勘查中取原状土做实验。

用天平秤50cm3湿土质量为90g，烘干后质量为80g,土粒比重为2.5。

计算此土样的干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙度、饱和度。

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