土力学与基础工程.docx

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土力学与基础工程

土力学与基础工程

要求：

一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定的做题组数作解答，每人只解答一组题目，多解答无效，满分100分；

平台查看做题组数操作：

学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；

例如：

“做题组数”标为1，代表学生应作解答“第一组”试题；

二、解答题步骤：

1.使用A4纸打印学院指定解答题纸（解答题纸请详见附件）；

2.在解答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作解答；解答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和解答题内容，请写明题型、题号；

三、提交方式：

请将作解答完成后的整页解答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word

文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；

1.完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;

2.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;

3.文件容量大小：

不得超过20MB。

提示：

未按要求作解答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！

题目如下：

第一组：

一、问解答题（每小题25分，共100分）

1、减轻地基不均匀沉降的措施有哪些？

解答：

（1）设计建筑物的体型力求简单

（2）设置沉降缝

（3）调整建筑物有关标高

（4）控制相邻建筑物的间距：

为防止相邻建筑的附加应力扩散引起的地基不均匀沉降，造成建筑物的倾斜或裂缝，应控制相邻建筑物有一定间距。

（5）结构措施：

①减轻建筑物自重

②增强建筑物的刚度和强度

③合理布设纵横墙

④采用整体性好刚度大的基础类型。

如：

筏板基础、箱形基础、十字交叉基础

⑤减小或调整基底的附加应力：

⒈设置地下室，挖除地下室空间土体，可以补偿部分建筑物自重。

⒉改变基础底面尺寸，是不同荷载的基础沉降量相同。

（6）采用对基础沉降不敏感的结构：

如仓库、单层厂房和其他建筑物可采用柔性结构（如排架结构和三铰拱结构），当地基发生不均匀沉降时，不会因支座下沉对上部结构产生次应力。

2、土的三轴压缩试验有几种？

都是什么？

解答：

有三种，分别是不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）和固结排水试验（CD）。

3、莫尔-库伦强度理论的概念是什么？

解答：

莫尔认为材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破坏，并提出剪切破坏面上的剪应力是该面上的法向应力σ的函数，这个函数在坐标中是一条曲线，该曲线称为莫尔包线。

理论分析和实验证明，莫尔包线对土是比较适宜的，而且，在应力变化范围不很大的情况下，土的莫尔包线通常近似用直线代替，该直线方程就是库伦公式表示的方程，将莫尔包线用库伦公式表示也便于应用。

这一由库伦公式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔—库伦强度理论。

4、什么是土的有效应力原理？

解答：

土有效应力原理是土力学区别于其他力学的一个重要原理：

土骨架所承受的压应力等于总的土压力减去孔隙水压力。

1）饱和土的固结，固结的本质就是超静孔压的消散，土的有效应力增加，用于计算固结沉降、预压固结等工程实例；

2）土的强度计算也与有效应力原理有密切关系，土的抗剪强度也是有土的有效应力决定的。

3）渗流破坏也可以用有效应力原理解释。

以上为土力学的三大问题，变形、强度、渗流都与有效应力原理有关。

第二组：

一、问解答题（每小题25分，共100分）

1、工程建设初步勘查的主要任务有哪些？

解答、⑴搜集与分析可行性研究阶段岩土工程勘察报告；

⑵通过现场踏勘与测试，初步查明地层分布、构造、岩土物理力学性质、地下水埋藏条件及冻结深度，可以粗略些，但不能有错误。

⑶通过工程地质测绘和调查，查明场地不良地质现象的成因、分布、对场地稳定性的影响及其发展趋势；

⑷对于抗震设防等级大于或等于六级的场地，应判定场地和地基的地震效应；

⑸初步绘制水和土对建筑材料的腐蚀性；

⑹对高层建筑可能采取的地基基础类型、基坑开挖和支护、工程降水方案进行初步分析评价。

2、工程建设可行性研究勘察的目的和主要任务是什么？

解答：

目的：

对拟选场址的稳定性和适宜性做出工程地质评价；主要任务：

①搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质岩土工程资料即当地的建筑经验；②在分析已有资料的基础上，通过现场踏勘，了解场地的地层分布、构造、成因与地质年代和岩土性质、不良地质作用即地下水的水位、水质情况。

③对各方面条件较好且倾向于选取的场地，如已有资料不充分，应进行必要的工程地质测绘即勘探工作。

④当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析。

3、分层总和法的基本假定是什么？

有哪几种表达式？

解答：

⑴、基本假定：

A、地基土层在荷载作用下只产生坚向压缩，而无侧向膨胀。

B、按基础中心点下的附加应力计算土层的压缩量。

C、基础的沉降量，是由基底下地基变形计算深度范围内各层土的压缩量总和而成。

4、减轻不均匀沉降的措施有哪些？

解答：

（1）设计建筑物的体型力求简单

（2）设置沉降缝

（3）调整建筑物有关标高

（4）控制相邻建筑物的间距：

为防止相邻建筑的附加应力扩散引起的地基不均匀沉降，造成建筑物的倾斜或裂缝，应控制相邻建筑物有一定间距。

（5）结构措施：

①减轻建筑物自重

②增强建筑物的刚度和强度

③合理布设纵横墙

④采用整体性好刚度大的基础类型。

如：

筏板基础、箱形基础、十字交叉基础

⑤减小或调整基底的附加应力：

⒈设置地下室，挖除地下室空间土体，可以补偿部分建筑物自重。

⒉改变基础底面尺寸，是不同荷载的基础沉降量相同。

（6）采用对基础沉降不敏感的结构：

如仓库、单层厂房和其他建筑物可采用柔性结构（如排架结构和三铰拱结构），当地基发生不均匀沉降时，不会因支座下沉对上部结构产生次应力。

第三组：

一、问解答题（每小题25分，共100分）

1、软土地基的基本特征是什么？

解答：

软土地基的基本特征是：

1、孔隙比和天然含水量大。

我国软土的天然孔隙比一般e=1~2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量w=50~70%，一般大于液限，高的可达200%。

2、压缩性高。

我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于0.5Mpa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均性，会造成建筑物的开裂和损坏。

3、透水性弱。

软土含水量大，可是，透水性却很小，渗透系数k≤1（mm/d）。

由于透水性如此微小，土体受荷载作用后，往往呈现很高的孔隙水压力，影响地基的压密固结。

4、抗剪强度低。

软土通常呈软塑一流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，根据部分资料统计，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0.3kg/cm2）。

不排水剪时，其内磨擦角∮几乎等于零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，C＜30KN/m2，固结快剪时，∮一般为5°~15°。

因此，提高软土地基强度的关键是排水。

如果土层有排水出路，它将随着有效压力的增加而逐步固结。

反之，若没有良好的排水出路，随着荷载的增大，它的强度可能衰减。

在这类软土上的建筑物尽量采用“轻型薄壁”，减轻建筑荷重。

5、灵敏度高。

软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。

软粘土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度（在含水量不变的条件下，原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）来表示，软粘土的灵敏度一般在3~4之间，也有更高的情况。

因此，在高灵敏度的软土地基上筑堤时应尽量避免对地基土的扰动。

冲填土是水力冲填形成的产物。

含砂量较高的冲填土，其固结情况和力学性质较好；含粘粒较多的冲填土往往强度较低，压缩性较高，具有欠固结性。

杂填土大多由建筑垃圾、生活垃圾和工业废料堆填而成，因此在结构上具有无规律性。

以生活垃圾为主的填上，腐殖质含量较高，强度较低，压缩性较大。

以工业残渣为主的填土，可能含有水化物，遇水后容易发生膨胀和崩解，使填土强度降低。

2、浅基础设计包含哪些内容？

解答：

天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容：

　　1.选择基础的材料、类型，进行基础平面布置。

　　2.选择基础的埋置深度。

　　3.确定地基承载力设计值。

　　4.确定基础的底面尺寸。

　　5.必要时进行地基变形与稳定性验算。

　　6.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）。

　　7.绘制基础施工图，提出施工说明。

　　基础施工图应清楚表明基础的布置、各部分的平面尺寸和剖面。

注明设计地面或基础底面的标高。

如果基础的中线与建筑物的轴线不一致，应加以标明。

如建筑物在地下有暖气沟等设施，也应标示清楚。

至于所用材料及其强度等级等方面的要求和规定，应在施工说明中提出。

　　上述浅基础设计的各项内容是互相关联的。

设计时可按上列顺序，首先选择基础材料、类型和埋深，然后逐步进行计算。

如发现前面的选择不妥，则须修改设计，直至各项计算均符合要求且各数据前后一致为止。

　　为了减轻不均匀沉降的危害，在进行基础设计的同时，尚需从整体上对建筑设计和结构设计采取相应的措施，并对施工提出具体要求。

3、强夯法加固地基的机理和强夯法的优缺点是什么？

解答：

优点：

（1）适用范围广泛：

（2）加固效果显著：

（3）有效加固深度深：

（4）施工机具简单：

（5）节省材料：

（6）节省造价：

缺点：

（1）施工过程中震动比较大，不适合用于离建筑物和构筑物比较近的区域，容易产生扰动和扰民。

（2）对于土方含水量比较敏感，含水量高锤击后容易造成橡皮土。

（3）施工场地不易太小，否则施工机具无法施工。

（4）施工中要掌握好机具的稳定性，重锤不要直接接触砖块和混凝土块等硬物，否则易于出现伤亡事故。

4、防止地基冻害的措施有哪些？

解答：

一般情况下,根据要求确定基础最小埋深后,首先了解冻层的深度。

基础埋置在暖土层上,建筑物就不会出现冻害。

为了保证建筑物免受冻害,还应采取一些必要的防冻措施。

第四组：

一、问解答题（每小题25分，共100分）

1.防止地基冻害的措施有哪些？

2.地下水对建筑工程有哪些影响？

解答：

地下水对建筑工程的主要影响如下:

（1）基础埋深:

通常设计基础的埋置深度应小于地下水位深度;

（2）施工排水:

当地下水位埋藏浅,基础埋置深度大于地下水位深度时,基槽开挖与基础施工必须进行排水;（3）地下水位升降:

地下水位上升,将使粘性土软化,增大压缩性;失陷性黄土则产生严重失陷,膨胀土吸水膨胀,将基础顶起;地下水位下降则会使建筑物产生附加沉降（4）当地下室常年或雨季处在地下水位以下,必须做好防水层;（5）当地下水中含有害的化学物质,对建筑物具有侵蚀性;（6）地下水的浮力可将空心结构物浮起,需要进行响应的措施来解决;（7）存在承压水的地区,基槽开挖深度要计及承压水上面的隔水层的自重压力应大于承压水的压力.否则,承压水可能冲破基槽。

3.勘察为何要分阶段进行，详细勘察阶段应当完成哪些工作？

解答：

重大工程建设的岩土工程勘察宜分阶段进行,各勘察阶段应与设计阶段相适应。

详细勘察阶段的主要工作:

⑴搜集附有坐标及地形的建筑物总平面布置图,各建筑物的地面整平标高,建筑物的性质,规模,结构特点,可能采取的基础型式,尺寸,预计埋置深度,对地基基础设计的特殊要求等.⑵查明不良地质作用的成因,类型,分布范围,发展趋势及危害程度,并提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议.⑶查明建筑物范围各层岩土的类别,结构,厚度,坡度,工程特性,计算和评价地基的稳定性,均匀性和承载力.⑷对需进行沉降计算的建筑物,应取原状土进行固结试验,提供地基变形计算的参数pe曲线.预测建筑物的沉降,差异沉降或整体倾斜.⑸对抗震设防烈度大于或等于6度的场地,应划分场地土类型或场地类别;划分对抗震有利,不