《土力学》第四章习题集及详细解答.docx

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《土力学》第四章习题集及详细解答

《土力学》第四章习题集及详细解答

第4章土中应力

一填空题

1.土中应力按成因可分为           和          。

2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为           和           。

3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力              。

4.计算土的自重应力应从                   算起。

5.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取                    。

二选择题

1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（  A）。

（A）基底压力；（B）基底附加压力 ；（C）基底净反力； （D）附加应力

2．在隔水层中计算土的自重应力c时，存在如下关系（  B）。

（A）=静水压力               

（B）=总应力，且静水压力为零

（C）=总应力，但静水压力大于零

（D）=总应力—静水压力，且静水压力大于零

3．当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为（ C ）。

（A）静水压力

（B）总应力

（C）有效应力，但不等于总应力

（D）有效应力，但等于总应力

4．地下水位长时间下降，会使（  A）。

（A）地基中原水位以下的自重应力增加

（B）地基中原水位以上的自重应力增加

（C）地基土的抗剪强度减小

（D）土中孔隙水压力增大

5．通过土粒承受和传递的应力称为（ A ）。

（A）有效应力；（B）总应力；（C）附加应力；（D）孔隙水压力

6．某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度sat=19kN/m3的很厚的黏土层，地下水位在地表下4m处，经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为（  B）。

（A）72kPa；     （B）36kPa；  （C）16kPa；  （D）38kPa

7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（  A）。

（A）91kPa；     （B）81kPa；  （C）72kPa；  （D）41kPa

8．某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为1.5m，室内地面比室外地面高0.3m，基础底面积为4m2，地基土的重度为17kN/m3，则基底压力为（ C ）。

（A）229.7kPa；  （B）230kPa；  （C）233kPa； （D）236kPa

9．由建筑物的荷载在地基内产生的应力称为（ B ）。

（A）自重应力；  （B）附加应力；（C）有效应力； （D）附加压力

10．已知地基中某点的竖向自重应力为100kPa，静水压力为20kPa，土的静止侧压力系数为0.25，则该点的侧向自重应力为（ D ）。

（A）60kPa；    （B）50kPa；   （C）30kPa；     （D）25kPa

11．由于建筑物的建造而在基础底面处产生的压力增量称为（ C ）。

（A）基底压力；  （B）基底反力；（C）基底附加应力；（D）基底净反力

12．计算基础及上回填土的总重量时，其平均重度一般取（  C）。

（A）17kN/m3；  （B）18kN/m3；   （C）20kN/m3；   （D）22kN/m3

13．在单向偏心荷载作用下，若基底反力呈梯形分布，则偏心距与矩形基础长度的关系为（ A ）。

（A）； （B） ； （C） ；  （D）

14．设b为基础底面宽度，则条形基础的地基主要受力层深度为（ A ）。

（A）3b；      （B）4b；       （C）5b；       （D）6b；

15．设b为基础底面宽度，则方形基础的地基主要受力层深度为（ A ）。

（A）1.5b ；   （B）2b；       （C）2.5b ；    （D）3b；

16．已知两矩形基础，一宽为2m，长为4m，另一宽为4m，长为8m，若两基础的基底附加压力相等，则两基础角点下附加应力之间的关系是（ B ）。

（A）两基础基底下z深度处应力竖向应力分布相同

（B）小尺寸基础角点下z深度处应力与大尺寸基础角点下2z深度处应力相等

（C）大尺寸基础角殿下z深度处应力与小尺寸基础焦点下2z深度处应力相等

17．当地下水位突然从地表下降至基底平面处，对基底附加应力的影响是（ A ）。

（A）没有影响 ；   （B）基底附加压力增大；   （C）基底附加压力减小

18．当地基中附加应力曲线为矩形时，则地面荷载形式为（  D）。

（A）圆形均布荷载               （B）矩形均布荷载

（C）条形均布荷载               （D）无穷均布荷载

19．计算土中自重应力时，地下水位以下的土层应采用（ C ）。

（A）湿重度；  （B）饱和重度；   （C）浮重度；   （D）天然重度

20．在基底附加压力的计算公式P0=P—md，d为（  D）。

（A）基础平均深度

（B）从室内地面算起的深度

（C）从室外地面算起的深度

（D）从天然地面算起的埋深，对于新填土场地应从老天然地面算起

三、判断改错题

1．×，均呈线性增长。

2．√

3．√

4．×，应从老天然地面算起。

5．×，从计算公式可以看出，由于一般略小于20，故增大埋深反而会使略有增加。

6．√

7．×，土的自重应力引起的土体变形在建造房屋前已经完成，只有新填土或地下水位下降等才会引起变形。

8．×，应为侧向与竖向有效自重应力之比。

9．√，因为有效应力的增长在弱透水土层中需较长的时间。

10．×，还应包括基础及其上回填土的重量在基底所产生的压力增量。

11．×，改“集中”为“扩散”。

1．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

2．由于土中自重应力属于有效应力，因而与地下水位的升降无关

3．若地表为一无限大的水平面，则土的重力在土中任一竖直面上产生的剪应力等于零

4．在基底附加压力的计算公式中，对于新填土场地，基底处土的自重应力应从填土面算起

5．增大柱下独立基础的埋深，可以减小基底的平均附加压力

6．柱下独立基础埋深的大小对基底附加应力影响不大

7．由于土的自重应力属于有效应力，因此在建筑物建造后，自重应力仍会继续使土体产生变形

8．土的静止侧压力系数K0为土的侧向与竖向自重应力之比

9．在弱透水土层中，若地下水位短时间下降，则土的自重应力不会明显增大

10．基底附加压力在数值上等于上部结构荷载在基底所产生的压力增量

11．竖向附加应力的分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之下，而且还分布到荷载面积以外，这就是所谓的附加应力集中现象

四简答题

1．何谓土中应力？

它有哪些分类和用途？

2．怎样简化土中应力计算模型？

在工程中应注意哪些问题？

3．地下水位的升降对土中自重应力有何影响？

在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？

4．基底压力分布的影响因素有哪些？

简化直线分布的假设条件是什么？

5．如何计算基底压力和基底附加压力？

两者概念有何不同？

6．土中附加应力的产生原因有哪些？

在工程实用中应如何考虑？

7．在工程中，如何考虑土中应力分布规律？

五计算题

1．某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m，=17KN/；第二层粉质黏土厚4m,=19KN/,=2.73,w=31%,地下水位在地面下2m深处；第三层淤泥质黏土厚8m，=18.2KN/,=2.74,w=41%;第四层粉土厚3m,=19.2KN/,=2.72,w=27%;第五层砂岩未钻穿。

试计算各层交界处的竖向自重应力，并绘出沿深度分布图。

（答案：

第四层底=306.9KPa）

2．某构筑物基础如图4-1所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN,偏心距1.31m,基础埋深为2m,底面尺寸为4m2m。

试求基底平均压力和边缘最大压力，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。

（答案：

=301KPa）

           图4-1 

3．某矩形基础的底面尺寸为4m2.4m,设计地面下深埋为1.2m（高于天然地面0.2m）,设计地面以上的荷载为1200KN,基底标高处原有土的加权平均重度为18KN/。

试求基底水平面1点及2点下各3.6m深度点及点处的地基附加应力值（见图4-2）。

（答案：

点处=28.3KPa）

图4-2

4．某条形基础的宽度为2m，在梯形分布的条形荷载（基底附加应力）下，边缘（=200KPa,（=100KPa，试求基底宽度中点下和边缘两点下各3m及6m深度处值的值。

（答案：

中点下3m及6m处分别为59.4及31.2KPa）

5．某路基的宽度为8m（顶）和16m（底），高度H为2m（图4-3），填土重度为18KN/,试求路基底面中心点和边缘点下深度位m处地基附加应力值。

（答案：

中心点下2m深处=35.41KPa）

图4-3

6．按图4—4中给出的资料，计算地基中各土层分界处的自重应力。

如地下水位因某种原因骤然下降至▽35.0高程，细砂层的重度为=18.2kN/m3，问此时地基中的自重应力有何改变？

图4—4

 7．某场地自上而下的土层分布为：

杂填土，厚度1m，=16kN/m3；粉质黏土，厚度5m，=19kN/m3，/=10kN/m3，K0=0.32；砂土。

地下水位在地表以下2m深处。

试求地表下4m深处土的竖向和侧向有效自重应力，竖向和侧向总应力。

8．某外墙下条形基础底面宽度为b=1.5m，基础底面标高为-1.50m，室内地面标高为±0.000，室外地面标高为-0.60m，墙体作用在基础顶面的竖向荷载F=230kN/m，试求基底压力P。

9． 某场地地表0.5m为新填土，=16kN/m3，填土下为黏土，=18.5kN/m3，w=20％，ds=2.71，地下水位在地表下1m。

现设计一柱下独立基础，已知基底面积A=5m2，埋深d=1.2m，上部结构传给基础的轴心荷载为F=1000kN。

试计算基底附加压力P0。

10． 某柱下方形基础边长4m，基底压力为300kPa，基础埋深为1.5，地基土重度为18kN/m3，试求基底中心点下4m深处的竖向附加应力。

已知边长为2m的均布方形荷载角点和中心殿下4m深处的竖向附加应力系数分别为0.084和0.108。

11．已知条形均布荷载P0=200kPa，荷载面宽度b=2m，试按均布矩形荷载下的附加应力计算公式计算条形荷载面中心殿下2m深处的竖向附加应力。

12．有相邻两荷载面积A和B，其尺寸，相应位置及所受荷载如图4—5所示。

若考虑相邻荷载B的影响，试求A荷载中心点以下深度z=2m处的竖向附加应力z。

图4—5

13． 某地基地表至4.5m深度为砂土层，4.5~9.0m为黏土层，其下为不透水页岩。

地下水位距地表2.0m。

已知水位以上砂土的平均孔隙比为0.52，平均饱和度为37％，黏土的含水量为42％，砂土和黏土的相对密度均为2.65。

试计算地表至黏土层底面范围内的竖向总应力，有效应力和孔隙水压力，并绘制相应的应力分布图。

（取w=9.81kN/m3）

14．图4—6中所示的柱下独立基础底面尺寸为5m×2.5m，试根据图中所给资料计算基底压力，，及基底中心点下2.7m深处的竖向附加应力。

图4—6

15．已知一条形基础底面尺寸为60m×4m，设基底压力均匀分布，基底中心点下2m深度处的竖向附加应力为，问基底角点下4m深度处竖向附加应力为多少？

16．图4—7所示为一座平面是L形的建筑物的筏型基础，试按角点法计算地基附加应力的概念分析建筑物上各