基础工程B.docx

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基础工程B

二、主观题

21. 某原状土样测得土的密度ρ＝1.9g/cm3，土粒比重GS=2.65，土的含水率w＝20.0％。

求

孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和密度、有效重度？

答：

22. 某土样内摩擦角

，黏聚力

问：

（

）作单轴压力试验时，垂直压力加到多大土样将被剪破？

（

）液压为

的三轴压力试验时，垂直压力加到多大（三轴试验的垂直压力包括液压）土样将被剪破？

答：

23. 图示浅埋基础的底面尺寸为4ｍ×3ｍ，作用在基础上的主要荷载为：

竖向力Ｎ=3.5×103kN，弯矩M=1.5×102kNm，持力层的容许承载力[]=420kPa。

试计算：

（1）基底最大及最小压应力各为多少？

能否满足承载力要求？

（2）其偏心距是否满足

的要求？

（3）最大压应力达到容许承载力时对应的弯距为对少？

答：

24. 直径为1.2m的人工挖孔桩穿过砂粘土、细砂进入深厚的密实中砂层，各土层的桩周极限摩阻力如下表所列（单位：

kPa），桩底中砂的容许承载力取为1230kPa，试按土阻力确定单桩轴向容许承载力。

砂粘土

细砂

中砂

50

65

80

（提示：

）

答：

25. 什么是库仑抗剪强度定律?

简述莫尔库仑强度准则?

答：

库仑抗剪强度定律：

库仑认为土的抗剪强度由两部分组成，一部分是滑动面上的黏聚力，另一部分是土的摩擦阻力，用式子表示即为S=C+OtanΨ,在各种复杂应力状态作用下，摩尔库仑强度准则认为，一点的应力状态，在通过这点的各个面上的应力状态组合达到这点的抗剪强度，即发生破坏。

26. 何谓软弱下卧层？

简述软卧下卧层验算的要点。

答：

如果地基持力层下面存在有承载力更低的软弱土，称为软弱下卧层。

当应力超过软弱下卧层的承载力后，基础会因软弱下卧层的破坏而产生过大沉降，从而影响到建筑物的使用。

对软弱下卧层进行强度验算，要求作用在下卧层顶面的全部压力不超过下卧层的承载力，即PZ+PCZ≤FZ,PZ为软弱下卧层顶面的附加压力设计值：

PCZ为软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值：

FZ为软弱下卧层顶面处经深度修改后的地基承载力设计值。

27. 单桩承载力和群桩中一根桩的承载力是否相同？

并说明其理由

答：

不同，一般群桩中一根桩的承载力小于单桩承载力。

造成这种现象的原因即所谓群桩效应。

群桩中每根桩的承载力由桩端阻力与桩周摩擦力共同承担，但因桩的间距小，桩间摩擦力无法充分发挥作用，同时，在桩端产生应力叠加。

因此，群桩中单桩承载力小于单桩承载力。

28. 产生负摩阻力的情况及原因主要有哪些？

答：

1、位于柱周欠固结的软粘土或新填土在重力作用下产生固结。

2、大雨积堆载使柱周土层压击下沉。

3、在正常固结或弱超固结的软粘土地区，由于地下水位全面降低，致使有效应力增加面积沉降。

4、自重湿陷性黄土渗水后产生湿陷。

5、打桩时使已设置的邻桩抬升等。

29. 桩基础的设计步骤有哪些？

答：

桩基础设计可按下列步骤进行；1、确定桩的类型和几何尺寸，初步选择承台底面标高2、确定单桩竖向承载力特征位3、确定桩的数量及其在平面的布置4、单桩受力验算，必要时验算校基沉降5、计算桩基中各桩的荷载，惊喜单桩设计6、承台设计7、绘制桩基施工图。

30. 已知某土样重G＝0.9kN，其中土粒重Gs＝0.7kN，水重Gw＝0.2kN，土样体积V=0.051m3，其中土粒体积Vs＝0.028m3，水的体积Vw＝0.023m3，试求孔隙比e、孔隙率n、含水量w、饱和重度γsat，干重度γd、土粒相对密度ds。

31. 设土样厚3cm，在100~200kPa压力段内的压缩系数a1-2=2.2×10-4m2/kN，当压力为100kPa时，e=0.6。

求：

（a）土样的无侧向膨胀变形模量Es；

（b）土样压力由100kPa加到200kPa时，土样的压缩量S。

32. 图示浅埋基础，已知主要荷载的合力为Ｎ=5.0×103kN，对应的偏心距e=0.3m。

持力层的容许承载力为420kPa，现已确定其中一边的长度为4.0m

（1）试计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。

（2）确定相应的基底最大、最小压应力。

答：

二、主观题

21. 名词解释:

无粘性土的相对密度

22. 名词解释:

有效应力原理

答：

有效应力原理是土力学有别于其它固体力学的重要标志，在土的强度、变形等方面应用，主要内容包括以下两点1、饱和土体内一点处的总应力等于有效应力之和，2、土的强度及变形取决于土中的有效应力，而不是总应力。

23. 名词解释:

渗透固结

答：

土在受到外荷载作用时，孔隙水从孔隙中排除，同时土体中的孔隙水压减小，有效应力增大，土体发生变形，这一过程称为渗透固结

24. 名词解释:

中性点

答：

桩截面沉降量与桩周土层沉降相等之点，桩与桩周土相对位移为零，称为中性点，即负摩阻力与正摩阻力交界点，无任何摩阻力。

25. 名词解释:

持力层

答：

基础底面所在的土层称为持力层，它直接承受基础传来的荷载，是地基的主要受力层。

26. 名词解释:

软弱下卧层

答：

地基由多层土组成时，持力层以下存在容许承载力小于持力层容许承载力的土层时，这样的土层叫做软弱下卧层。

27. 名词解释:

刚性角

答：

无筋扩展基础台阶最大容许伸出的宽度与高度的比值所对应的角度a,称为刚性角。

28.名词解释:

端承桩

答：

在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力可忽略不计，此类桩称为端承装。

29.名词解释：

桩的水平临界荷载。

答：

钢筋混凝土桩在承受逐渐增大的水平推力，当受拉区混凝土开裂并退出工作时所对应的称为桩的水平临界荷载HCR

30. 名词解释:

负摩阻力

答：

当土层的向下变形超过竖向桩的向下变形时，土体给与桩体一个向下的摩擦力，常与方向一致。

而与正常情况下的摩擦力方向相反，故称为负摩擦力。

31. 土的变形特性是否能满足弹性力学的主要假定？

用弹性力学公式计算土体应力的前提是什么？

答：

在应力水平不变的情况下，地基受到荷载作用所产生的沉降可近似地当作弹性变形和

为常量来反映，而在实际中，土并非弹性介质。

随着土中应力水平的变化，

在计算地基变形时，必须考虑土的这些特点。

用弹性力学公式计算土体应力的前提是土为弹性介质，并且规定

为常量。

32. 什么是自重应力和附加应力？

对地基基础的沉降有何影响?

答：

在未修建建筑物前，由土体本身自重引起的应力称为土的自重应力，建筑物修建后载在地基中增加的压力称为附压应力。

自重应力不会引起基础的沉降，而附加应力则是主要因素。

二、主观题

21. 什么叫做地基的软弱下卧层，对基础工程有什么影响？

答：

如果地基持力层下面存在有承载力更低的软弱土，称为软弱下卧层。

当应力超过软弱下卧层的承载力后，基础会因软弱下卧层的破坏而产生过大沉降，从而影响到建筑物的使用。

22. 什么是中性点。

答：

桩截面沉降量与桩周土层沉降量相等之点，桩与桩周土相对位移为零，称为中性点，即负摩擦力与正摩擦力交界点，无任何摩阻力。

23. 桩基础的设计步骤有哪些？

答：

1、收集设计资料，包括建筑类型、规模、使用要求、结构体系及荷载情况，建筑物地的岩土工程勘察报告等2、选择桩型，并确定桩的断面形状及尺寸、桩端持力层及桩长等基本参数和承台埋深3、确定单桩承载力，包括竖向抗压，抗拨及水平承载力等。

4、确定群桩的桩数及布桩，并按面桩及建筑平面及场地条件确定承台类型及尺寸。

5、桩基承载力与变形验算，包括竖向及水平承载力，沉降或水平位移等，对有软弱下卧层的桩基，尚验算软弱下卧层的承载力。

6、桩基中各桩受力与结构设计，包括各桩桩顶荷载分析，内力分析以及桩身结构构造设计等。

7、承台结构设计，包括承台的抗弯、抗剪、抗冲及抗裂等强度设计及结构构造等，桩基础设计需满足上述两种极限状态的要求，如在上述设计步骤中出现不满足这些要求时，应修改设计参数甚至方案，直至全部满足各项要求方可结束设计工作。

24. 

有一块体积为的原状土样，重

，烘干后重

。

已知土粒比重（相对密度）

。

求土的天然重度

、天然含水量

、干重度

、饱和重度

、浮重度

、孔隙比

及饱和度

答：

25. 某外墙下条形基础底面宽度b=1.5m，基础底面标高为－1.5m，室内地面标高为±0.000，室外地面标高为－0.6m，土的重度为

，墙体作用在基础顶面的竖向荷载F=230KN/m，试求基底压力p。

答：

26. 图示浅埋基础的底面尺寸为6.5ｍ×7ｍ，作用在基础上的荷载如图中所示（其中竖向力为主要荷载，水平力为附加荷载）。

持力层为砂粘土，其容许承载力[]=240kPa。

试检算地基承载力、偏心距、倾覆稳定性是否满足要求。

（提示：

要求倾覆安全系数K0≥1.5）

答：

27. 土的变形模量与压缩模量的关系？

答：

变形模量E0压缩模量ES虽都是竖向应力与竖向应变的比值，但概念上有所区别：

EO是在现场测试获得，是靠基底正下方土柱周围的土体起到一定的侧限作用，而ES是通过室内压缩实验方法得，是土体在完全侧限条件下的压缩，与其他弹性材料的弹性模量不同，具有相当部分不可恢复的残余变形。

理论上EO与ES是可以互相换算的。

28. 试比较说明朗肯土压力理论和库仑土压力理论的优缺点和存在的问题？

答：

1、朗肯土压力优点：

概念明确、公式简单易记，对粘性土和非粘性土都可以直接计算缺点：

忽略了墙背与土之间的摩擦力，应用范围受到限制适用：

墙背直立光滑、墙后填土面水平2、库伦土压力优点：

考虑了墙背与土之间的摩擦力，可用于墙背倾斜、墙后填土面倾斜的情况。

缺点：

不能直接计算粘性土的土压力，对于破裂面是平面的假设只有在摩擦角较小时才适用，对墙背与墙后填土形成无要求。

29. 地基的三种承载力是什么？

三种常见地基破坏形态是哪些？

答：

地基承载力：

地基承受荷载的能力，极限承载力：

地基破坏时所对应的基底压力,容许承载力，保证地基不发生破坏留有一定安全储备时所允许的最大基底压力，常见的三种地基破坏分别是整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切破坏。

30. 简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。

答：

1、根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布2、将地基分层3、计算地基中土的自重应力分布4、计算地基中垂直附加应力分布5、按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力6、求第I层的压缩层。

31. 确定浅埋基础的最小埋深时主要应考虑那些因素？

如何确定基础的埋深？

答：

最小深度：

1、无冲刷时，为保证持力层稳定，埋深应大于一定深度。

2、有冲刷时，基底应在局部冲刷线以下一定深度3、在寒冷地区，应考虑到土的冻胀性的影响，确定深度1、满足最小埋深的要求2、选择埋深浅、性质好的土层作为持力层。

3、综合技术、经济、施工等方面因素，选出最佳方案。

32. 某土层中地下水位在地表下1.0m，第一层为粉质粘土，厚2m，天然容重18.6kN/m3，饱和容重18.8kN/m3；第二层为砂质粘土，厚3m，天然容重18.1kN/m3，饱和容重18.4kN/m3；计算土中自重应力并绘出分布图。

 （水的容重为10kN/m3）

答：

二、主观题

11. 图示浅埋基础的底面尺寸为4ｍ×3ｍ，作用在基础上的主要荷载为：

竖向力Ｎ=3.5×103kN，弯矩M=1.5×102kNm，持力层的容许承载力[]=420kPa。

试计算：

（1）基底最大及最小压应力各为多少？

能否满足承载力要求？

（2）其偏心距是否满足

的要求？

（3）最大压应力达到容许承载力时对应的弯距为对少？

答：

12. 名词解释：

渗透破坏

答：

由于水在土体中渗流对土体产生的破坏成为渗透破坏，常见的有流土、管涌。

13. 名词解释：

固结度

答：

由外荷载引起的超静孔隙水压力消散的程度，也等于外荷载作用下地基固结沉降的比例。

14. 名词解释：

土的压缩模量

答：

土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的竖向应变的比值，称为土的压缩模量。

15. 名词解释：

地基持力层

答：

与基础直接接触的那个土层，它直接随基础传来的荷载，是地基的主要受力层。

16. 名词解释：

端承桩

答：

在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力忽略不计此类桩称为端承桩。

17. 什么是库仑抗剪强度定律?

简述莫尔库仑强度准则?

答：

库仑抗剪强度定律：

库仑认为土的抗剪强度由两部分组成，一部分是滑动面上的黏聚力，另一部分是土的摩擦阻力，用式子表示即为S=C+OtanΨ,在各种复杂应力状态作用下，摩尔库仑强度准则认为，一点的应力状态，在通过这点的各个面上的应力状态组合达到这点的抗剪强度，即发生破坏。

18. 何谓主动土压力、静止土压力和被动土压力？

并试述三种典型土压力发生条

件。

答:

当挡土墙静止不动时，墙后土体由于墙的侧限作用而处于静止状态，此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。

当挡土墙在墙后土体的推力作用下，向前移动，墙后土体随之向前移动，土体下方阻止移动的强度发挥作用，使作用在墙背上的土压力减小。

当墙向前位移到某一位置时，土体中产生滑裂面，同时在此滑裂面上产生抗剪强度全部发挥，此时墙后土体达到主动极限平衡状态，墙背上的土压力减至最小，因为土体主动推墙，称为主动土压力。

当挡土墙在较大的外力作用下，向后移动推动土体，填土墙的挤压作用，使作用在墙背上的土压力增大，当挡墙向填土方向位移到某一位置时，墙后土体即将被挤出产生滑裂面，在侧滑裂面上的额抗剪强度全部发挥，墙后土体达到极限平衡状态，墙背上作用的土压力增至最大，因为是土体被动地被墙推移，称之为被动土压力。

19. 地基与基础的概念是什么？

什么叫天然地基浅基础？

有哪几种类型？

选择基础类型需考虑哪些重要的因素？

答：

房屋建筑在时外地面标高以下承受上部结构荷载，并将其传递至地层的结构称为基础。

凡基础建造在未经加固的天然土层上时，这种低级称为天然地基。

一般基础埋深较浅，小于基础最小宽度，可采用较简单的施工方法施工的基础称为浅基础，建造于天然地基上的浅基础称为天然地基浅基础。

天然地基浅基础接受力与变形特点分类，可分为刚性基础和柔性基础。

选择基础类型需考虑的重要因素有，上部结构荷载的大小、土质情况、上部结构形式、经济因素等。

20. 什么叫做地基的软弱下卧层，对基础工程有什么影响？

答：

如果地基持力层下面存在有承载力更低的软弱土，称为软弱下卧层。

当应力超过软弱下卧层的承载力后，基础会因软弱下卧层的破坏而产生过大沉降，从而影响到建筑物的使用。

21. 桩产生负摩擦力的条件是什么？

在哪些情况需考虑桩的负摩擦作用？

答：

所谓负摩阻力是指桩周围土层由于某种原因而产生超过桩身沉降量的下沉时，作用于桩身向下的摩阻力，在下列情况需考虑桩的负摩擦作用，1、桩穿过欠压密的软粘土或新填土，而支承于坚硬土层时，2、在桩周围地面有大面积堆载或超填土时，3、由于抽取地下水或桩周地下水位下降，使柱周土下沉时，4、挤土桩群施工结束后，孔隙水消散，隆起的或扰动的土体逐渐固结下沉时5、自重湿陷性黄土渗水下沉或冻土融化下沉时。

22. 已知粘性土的颗粒密度γs =27.5 g/cm3，液限为40％，塑限为22％，饱和度为0.98，孔隙比为1.15，试计算塑性指数、液性指数及确定粘性土的状态。

答：

解：

根据液限和塑限可以求得塑性指数为18，土的含水量及液性指数可由下式求得1L>1，故此粘性土为流塑状态。

23. 某饱和土层厚3m，上下两面透水，在其中部取一土样，于室内进行固结试验（试样厚2cm），在

后固结度达50%。

求：

（a）固结系数

；

（b）该土层在满布压力

作用下，达到90%固结度所需的时间。

24. 有一条形基础，宽度b=3m，埋深h=1m，地基土内摩擦角=30°，黏聚力c=20kPa，天然重度

=18kN/m3。

试求：

（1）地基临塑荷载；

（2）当极限平衡区最大深度达到0.3b时的均布荷载数值。

25. 名词解释:

有效应力原理

答：

有效应力原理是土力学有别于其它固体力学的重要标志，在土的强度、变形等方面应用，主要内容包括以下两点1、饱和土体内一点处的总应力等于有效应力之和，2、土的强度及变形取决于土中的有效应力，而不是总应力。

26. 名词解释:

渗透固结

答：

土在受到外荷载作用时，孔隙水从孔隙中排除，同时土体中的孔隙水压减小，有效应力增大，土体发生变形，这一过程称为渗透固结

27. 名词解释:

中性点

答：

桩截面沉降量与桩周土层沉降相等之点，桩与桩周土相对位移为零，称为中性点，即负摩阻力与正摩阻力交界点，无任何摩阻力。

28. 名词解释:

持力层

答：

基础底面所在的土层称为持力层，它直接承受基础传来的荷载，是地基的主要受力层。

29. 名词解释:

软弱下卧层

答：

地基由多层土组成时，持力层以下存在容许承载力小于持力层容许承载力的土层时，这样的土层叫做软弱下卧层。

30. 名词解释:

刚性角

答：

无筋扩展基础台阶最大容许伸出的宽度与高度的比值所对应的角度a,称为刚性角。

31.名词解释:

端承桩

答：

在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力可忽略不计，此类桩称为端承装。

32.名词解释：

桩的水平临界荷载HCR

答：

钢筋混凝土桩在承受逐渐增大的水平推力，当受拉区混凝土开裂并退出工作时所对应的称为桩的水平临界荷载。