土力学与地基础.docx

土力学与地基础.docx

《土力学与地基础.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学与地基础.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

土力学与地基础

土力学与地基础

选择题

#（不均匀系数Cu）公式：

Cu=d60/d10,当Cu很小时，曲线越陡，土粒均匀；当Cu很大时，曲线越平缓，土粒不均匀，级配良好。

#（土的三相组成）

（1）土的密度（单位体积的质量）ρ=m/v,环刀法,灌水法；

土的重度（单位体积的重量）γ=ρg

（2）土的比重（土中固体颗粒的质量与同体积4ºc纯水的质量）ds=ms/vs*ρw,比重瓶法；

（3）土的含水率（土中含水的数量）w=mw/ms,烘箱法，红外线法，酒精燃烧法，铁锅炒干法。

#（土的其它的物理性质指标）孔隙比e=Vv/Vs,当其值<0.6时是低压缩型土，是良好的地基；

当其值>0.6时是高压缩型土，是软弱地基。

#（标准贯入锤击区别）标准贯入实验，捶的质量63.5g,落距76cm深度30m；重型圆锥动力触探，捶的品质63.5g,落距76cm,深度10m。

#（压缩性指针）压缩曲线越陡，a越大，Es越小，土的压缩性越大，是良性土，反之亦然

#（自重应力和附加应力的区别）自重应力不会引起地基沉降，附加应力才能引起地基沉降。

#（地基最终沉降方法）分层总和法，规范法。

#（土的极限平衡）当应力圆和抗剪切强度相切时该土体处于极限平衡状态。

#（三轴剪切实验）在三轴剪切实验中，粘聚力和内摩擦角与σ1和σ3无关。

#（土坡滑坡）均质粘性土坡在发生滑坡时，其滑动面的形状大多是近似圆弧状的曲线。

#（软弱土种类）淤泥与淤泥质土，填充土，杂填土。

#（区域性地基）特殊土<湿陷性黄土地基，膨胀土地基,红粘土地基>；山区地基；地震地基。

名词解释

#土力学：

研究土的应力，变形，强度和稳定性以及土与结构物相互作用等规律的一门力学分支。

#地基：

因承受建筑物荷载而应力状态发生改变的土层或者岩层。

#基础：

把建筑物荷载传递给地基的那部分结构。

#土的结构：

是指由土粒单元的大小，形状，相互排列以及连接关系的因素形成的综合特征。

一般有单粒结构，蜂窝结构和絮状结构的三种基本的类型。

#固结度Ut：

指土体在固结过程中某一时刻t的固结沉降量St固结稳定后的最终沉降量s之比。

（Ut=St/s）

#土的抗剪强度：

当土体在外力作用下发生剪切破坏时，作用在剪切面上的极限剪应力。

#土的极限平衡条件：

到达极限平衡时土的应力状态和土的抗剪强度指标间的关系。

#地基承载力：

指地基承担荷载的能力。

#土压力：

指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。

#主动土压力：

当挡土墙在墙后填土压力的作用下，向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力。

（Ea）

#被动土压力：

当挡土墙在在外力的作用下，向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时作用在墙上的土压力。

（Ep）

#静止土压力：

当刚性挡土墙在土压力的作用下静止不动，土体处于弹性平衡状态时，作用在墙上的土压力。

（Eo）

#滑坡：

土坡失去了原有的稳定状态，沿某一滑动面顺坡而下的整体滑移现象。

#复合地基：

在软土内成孔，然后回填石料或添加掺和物，形成刚度和强度比四周高的土质桩，桩与庄周土共同承担上部建筑物荷载的地基。

#卓越周期：

若某一周期的地震波与地表土层的固有周期相似时，由于共振作用该地震波的幅度显著增大。

计算题

#（三相组成）例：

某湿土样重180g，已知其含水率为20%，现制备含水率为40%的土样需要加水多少？

解：

（解题思路：

已知是湿土，其中已经包含了水，所以在利用公式时是ms+mw=湿土的质量，除了这些还知道含水率所以可用公式mw/ms=含水率，即可解除Mw和Ms，再设加水的品质为Mw`，则可用公式（mw+mw`）/ms=含水率从而得出mw`得多少）

ms+mw=180①；mw/ms=20%②（mw+mw`）/ms=40%③

联立①②③可解出mw`等于30g答：

需要加水30g

#（土的抗剪强度和极限平衡条件）例：

某土样的抗剪强度指标的土的内摩擦角β=30º，c=0，该土样承受的大小主应力分别σ3=400kPa和σ1=150kPa,问该土样是否会剪切破坏？

解：

（其中已经知道大小主应力，要想知道该土体是否会破坏就应该求出极限应力的大小，即σ1f。

然后利用公式σ1f=σ3*tan（45º+β/2）得出极限应力，以大主应力和极限应力进行比较，如果大主应力大于极限应力那么土样就会发生剪切破坏反之就不会发生剪切破坏）

因为公式σ1f=σ3*tan（45º+β/2）

又因为σ3=400kPa，σ1=150kPa

所以σ1f=150*tan（45º+30º/2）

即σ1f=400KPa>350kPa

所以该土样不会剪切破坏。

答：

该土样不会剪切破坏。

#（土压力）例：

某挡土墙高5m，墙背垂直，光滑，填土面水平。

γ=19KN/m³,内摩擦角β=30º,c=0。

试确定：

（1）该挡土墙的静止土压力分布，合力大小及作用点位置；

（2）该挡土墙的主动土压力分布，合力大小及作用点位置。

解：

（①不同类型的挡土墙有不同的土压力分布公式，

对于静止土压力有Eo=1/2*γ*H²*Ko

对于主动土压力有Ea=1/2*γ*H²*Ka

对于被动土压力有Ep=1/2*γ*H²*Kp

②可以看出公式中只有K值不同，在墙背垂直，光滑，填土面水平的情况下

对于静止土压力有Ko=1-sinβ（条件在什么情况都符合）

对于主动土压力有Ka=tan²（45º-β/2）

对于被动土压力有Kp=tan²（45º+β/2）

③在土压力分布中σo=γHKo，σa=γHKa，σp=γHKp

④作用点位于距墙底H/3处。

所以对于此类题目，不问是静止还是主被动的土压力都是相同的解决办法）

（1）Eo=1/2*γ*H²*Ko；σo=γHKo；Ko=1-sinβ,将数值代入得Eo=119.75KN/m,

σo=47.5KPa，其作用点位于距墙底1.67m处。

（2）Ea=1/2*γ*H²*Ka；Ka=tan2（45o-β/2）；σa=γHKa,将数值代入得Ea=79.17KN/m,σa=31.67KPa，其作用点位于距墙底1.67m处。

简答题

#土的附加应力的特征:

（A）在集中力作用在线，附加应力值随着深度的增加而减少；

（B）在同一深度的水平面上，在荷载在线的附加应力最大，向两侧逐渐减少；

（C）距地面越深，附加应力分布在水平方向上的影响范围越广。

#地下水对自重应力的影响：

地下水位以下的土，由于受到的浮力的作用，使土的自重减轻，计算是要采用水下土的有效（浮）重度（γ`=γsat-γw）.所以当地下水位降下时，土的自重应力会增加。

#土的有效应力原理：

外部荷载在饱和土体中产生的应力，是由土体中的骨架与孔隙水共同来承担的。

*由颗粒骨架所承担的应力，称为有效应力（σ`）。

有效应力的作用是使土体颗粒产生位移，从而使孔隙体积变小，引起土体的变形和强度的变化。

*由孔隙水所承担的应力称为孔隙水压力（u）。

由于孔隙水压力在土中一点各个方向产生的压力相等，因此它只能压缩土颗粒本身而不能使土体颗粒产生位移，而土体颗粒本身的压缩量时可以忽略不计的，所以孔隙水压力的作用不能直接的引起土体的变形和强度的变化。

*因此只有有效应力才是影响土体的变形和强度特性的决定因素。

（σ=σ`+u）。

#土压力的影响因素：

（A）挡土墙的位移：

主要影响因素是挡土墙的位移的方向和位移量的大小；

（B）挡土墙的形状：

挡土墙的剖面形状，墙背的竖直或倾斜，墙背是光滑或粗糙。

（C）填土的性质：

填土的重度，含水率，土的内摩擦角和粘聚力的大小，以及填土表面的形状。

#影响土坡稳定的因素：

（A）高度H：

高度越小越稳定；

（B）土的坡度α：

坡度越小越稳定；

（C）土的性质：

性质越好越稳定；

（D）气候：

晴朗天气其土体干燥，强度大，稳定性好；

（E）地下水：

土坡中存在与滑动方向渗透力，不利；

（F）地震：

地震会使土的强度降低，对土坡的稳定不利。

#浅基础的类型：

其地基的埋深小于5m，或基础埋深小于基础宽度的基础。

（A）按材料分：

砖基础，混凝土或毛石混凝土基础，灰土或三合土基础，钢筋混凝土基础

（B）按结构形式：

无筋扩展基础，扩展基础，柱下条形基础，柱下十字型基础，筏形基础。

#*桩基础的构成：

是由上部结构，承台和桩构成。

*桩基础的功能：

是将上部结构的荷载传至地下较深的密实或地压缩性的土层中，以满足承载力和沉降的要求。

*桩基础的适用条件主要根据场地的工程地质条件，设计方案的技术经济比较以及施工条件而定：

（A）高，重建筑物下的浅层地基土与变形不能满足要求时；

（B）软弱地基，采用加固措施不经济时，遇到液化土，陷湿性黄土，膨胀土，季节性冻土时等特殊土；

（C）除了较大的垂直荷载以外还有较大的偏心荷载，水平荷载，动力荷载以及周期性荷载时；

（D）上部结构对地基的不均匀沉降相当敏感时或受到相邻建筑物的影响使；

（E）对精密或大型的设备基础需要减少基础振幅时，减弱基础震动对结构的影响，或应控制基础沉降和沉降速率时；

（F）地下水位很高，采用其它的基础形式很困难时或位于水中的建建筑物时；

（G）需要长期保存，具有重要意义的建筑物。

#*钻孔灌注桩施工工艺:

（A）埋设互筒（B）制备泥浆

（C）安装钻机（D）清孔

（E）吊装钢筋笼

（F）水下混凝土灌注

*埋设互筒的作用:

（A）固定桩位，并作钻孔向导；

（B）保护互筒，防止孔口土层坍塌;

（C）隔离孔内外表层水，使孔内水位高于地下水位1.5到2.0m，以利于稳固钻孔孔壁。

*泥浆的作用：

有利于沉渣排除，护壁效果。

*清孔的目的：

是除去孔底钻渣，使测得的沉渣厚度满足设计要求，保证桩的承载力。

第一次清孔在钻孔深度达到要求时，钻机不停钻不进尺，继续换浆清渣。

第二次清孔在钢筋笼安装后，灌注混凝土前，一般用空气吸泥浆泵的反循环方式。

#地基处理的目的：

（A）提高地基强度或增加其稳定性；

（B）降低地基的压缩性以减少其变形；

（C）改善地基的渗透性，减少其渗漏或加强其渗透性稳定；

（D）改善地基的动力特性，以提高其抗震性能

（E）改良地基的某种特殊不良特性，以满足工程的要求。