《土力学与基础工程》2020-2021学年第一学期平时作业一、填空题:(每题1分, 共8分)1、土是岩石风化的产物,是矿物颗粒的松散集合体。
2、土一般为三相土,即由固体、液体和气体三部分组成。
3、塑性指数表明粘性土处在可塑状态时的含水率变化的范围,液性指数可作为判定土的软硬程度的指标。
4、水透过孔隙流动的现象称为渗透,土可以被水透过的性质称为土的渗透性。
5、土的压缩随时间变化的过程称为土的固结。
6、粘性土的库仑定律表达式为τf=otanφ。
7、基坑坑壁的支护和加固措施包括挡板支护、板桩墙支护和混凝土加固。
8、群桩基础的承载力常小于各单桩承载力之和,但有时也可能会大于或等于各种单桩承载力之和,群桩的沉降也明显大于单桩,这种现象叫做群桩效应。
二、单选题:(每题1分, 共12分)1、下列指标中哪项指标可作为判定土的软硬程度的指标。
( D )A.干密度B. 稠度C. 塑性指数D. 液性指数2、满足条件( B )的土为级配良好的土。
A.Cu<5,Cc>3~6B.Cu>5,Cc=1~3C.Cu<5,Cc>2~5D.Cu>5,Cc=2~53、《公路土工试验规程》中,粗粒组与细粒组的分界粒径为( A )。
A.0.074mmB.60mmC.2mmD.0.5mm4、由土体自重力在地基内所产生的竖向有效应力称( C )。
A.基底压力B.基底附加压力C.自重应力D.地基附加应力5、单向偏心荷载作用在矩形基础上,偏心距e满足条件( C )时,基底压力呈梯形分布。
(L为矩形基础偏心方向边长)A.e>L/6B.e=L/6C.e< L/6D.以上都不对6、竖向集中力作用下沿集中力作用线上的地基附加应力随深度增加而( A )。
A.减小B.增大C.不变D.以上都不对7、土的压缩系数a1-2位于( A )范围时,土为低压缩性土。
A. a1-2<0.1MPa-1B.0.1MPa-1≤a1-2<0.5 MPa-1C. a1-2≥0.5MPa-1D.以上都不对8、在运用分层总和法计算地基沉降量时,计算深度取至地基附加应力与自重应力比值为( B )处。
A.10%B.20%C.30%D.40%9、作用在挡土墙上的土压力,当在墙高、填土物理力学指标相同条件下,对于三种土压力的大小关系,下列表述哪项是正确的? ( C )A.Ea<Ep<E0B.Ep<E0<EaC.Ea<E0<EpD.E0<Ea<Ep10、朗肯土压力理论的适用条件是( D )。
A.墙后填土为无粘性土B.墙后无地下水C.墙后填土为粘性土D.墙背直立、光滑、填土面水平11、当塑性开展区最大深度z max=b/3时,相应的临界荷载用( B )表示。
A.p1/2B.p1/3C.p1/4D.p1/512、( A )将基础下一定深度内的软弱或不良土层挖去,回填砂、碎石或灰土等强度较高的材料,并夯至密实的一种地基处理方法。
A.换土垫层法B.加筋法C.胶结法D.排水固结法三、简答题:(每题4分,共20分)1、地基与基础的概念及分类。
答:通常把直接承受建筑物荷载,并受其影响的那一部分地层称为地基。
未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基:若天然地层软弱,其承载力不能满足设计要求时,则需先经人加固,再修建基础,这种地基称为人工地基。
基础是建筑物的下部结构,一般埋深小于5m且能用一般方法施工的基础属于浅基础,当埋深大于5m,采用特殊方法施工的基础属于深基础。
2、写出界限含水率的定义,并列举出三个界限含水率。
答:界限含水率是指粘性土从一个稠度状态时的分界含水率。
(1)缩限是固态与半固态之间的界限含水率;(2)塑限是半固态与塑态之间的界限含水率;(3)液限是塑态与液态之间的界限含水率。
3、如何运用土的压缩系数及压缩指数判断土的压缩性?答:(1)运用压缩系数a1-2判断土的压缩性:a1-2<0.1MPa-1时,为低压缩性土:MPa-1≤a1-2<0.5 MPa-1时,为中压缩性土:a1-2≥0.5 MPa-1时,为高压缩性土。
(2)运用压缩指数Cc判断土的压缩性:Cc<0.2时,为低压缩性土:Cc=0.2~0.4时,为中压缩性土:Cc>0.4时,为高压缩性土。
4、基础埋深与哪些因素有关?答:基础埋深与下列因素有关:(1)建筑物用途和结构类型;(2)基础荷载影响;(3)工程地质条件;(4)河流冲刷深度影响;(5)冻土深度的影响;(6)地形条件影响;(7)保证持力层稳定所需要的最小埋置深度。
5、静载试验中,出现何种情况可认为桩已达到破坏状态?答:静载试验中,当出现下述情况之一时,可认为桩已达到破坏状态:(1)桩的沉降量突然增大,总沉降量大于40mm,且本级荷载下的沉降量大于前一级荷载下沉量的5倍。
(2)总位移量大于或等于40mm,且本级荷载作用后24h桩的沉降未趋稳定。
四、计算题(每题10分,共60分)1、使用体积50cm3的环刀切取土样,侧的土样质量为100g,烘干后的质量为80g,又经比重试验测得G s =2.70,试求该土的质量密度ρ、重度γ、含水率ω和干重度γd 。
解:质量密度:3100250m v ρ===(g/cm ); 重度:γ=ρg=2×9.81=19.62(KN/m 3); 含水率:10080100%100%25%80s s m m m ω--=⨯=⨯=; 干重度:3809.8115.7(/)50s d m g KN m v ϒ=⨯=⨯=。
2、试计算下图所示土层的自重应力,并绘制自重应力曲线。
填土 γ1=16kN/m 3z 1=1m粘土 γ2=19kN/m 3z 2=2m砂土 γ3=20kN/m 3z 3=2m解:σcz 1=γ 1 z 1=16×1=16(kPa ); σcz 2=γ1z 1+γ2z 2=16×1+19×2=54(kPa ); σcz 3 =γ1z 1+γ2z 2+γ3z 3=16×1+19×2+20×2=94(kPa )。
自重应力曲线绘制如下图所示:3、试计算下图所示土层的自重应力。
解:杂填土层底处:σcz 1=γ 1 z 1=17×2=34(kPa );粉质粘土层底处:σcz 2=γ 1 z 1+γ2z 2=17×2+19×3.8=106.2(kPa );淤泥质粘土层底处:σcz 3=γ 1 z 1+γ2z 2+(γ 3 sat-γw )z 3=17×2+19×3.8+(18.01-9.81)×4.2=140.64(kPa ); 中砂层底处:σcz 4=γ1z 1+γ2z 2+(γ3sat-γw )z 3+(γ4sat-γw )z 4=17×2+19×3.8+(18.01-9.81)×4.2+(19.41-9.81)×2=159.84(kPa )。
4、某钻孔土样的压缩试验及记录如下表所示,计算各土层的α1-2并评定各土层的压缩性。
表 土样的压缩式样记录解:1#土样:112123210.9520.9360.16()(200100)10e e MPa p p -----===--⨯a ; 因为:0.1MPa -1≤α1-2=0.16 MPa -1<0.5MPa -1,所以属于中压缩性土; 2#土样:112123210.9950.9050.90()(200100)10e e MPa p p -----===--⨯a ; 因为:α1-2=0.90MPa -1>0.5MPa -1,所以属于高压缩性土。
5、已知土的粘聚力c =30kPa ,内摩擦角φ=30o,土中某截面上的倾斜应力p =160kPa ,且p 的方向与该平面成θ=55o时,该平面是否会产生剪切破坏? 解:受力面上的正应力σ=psinθ=160×sin55°=131.06(kPa ); 剪应力τ=pcosθ=160×cos55°=91.77(kPa );其抗剪强度τf=σtanφ+c=131.06×tan30°+30=105.67(kPa )>τ=91.77(kPa ),所以该平面不会破坏。
压 力(kPa )0 50 100 200 300 400 孔隙比1#土样0.982 0.964 0.952 0.936 0.924 0.919 2#土样1.1901.0650.9950.9050.8500.8106、某挡土墙高9m ,墙背铅直光滑,墙后填土表面水平,有均布荷载q =20kPa ,土的重度为γ=19kN /m 3,φ=30,c =0。
试绘出墙背的主动土压力分布图,确定总主动土压力三要素。
解:(1)计算层面处的土压力强度,22301tan (45)tan (45)223a K ϕ=-=-=,c=0。
墙顶处:σz1=q=20kPa ,pa1=σz1×Ka=20×13=6.67(kpa );墙踵处:σz2=q+γH=20+19×9=191(kPa ),p a2=σz2×Ka=191×13=63.67(kPa )。
(2)绘出压力强度分布图,其压力强度沿墙高为梯形分布;(3)求土压力三要素:1(6.6763.67)92a E =⨯+⨯=316.53kN/m ,方向指向墙背,与墙背垂直。
作用线距离墙踵高为:9196.679(63.67 6.67)92233.28316.53c y ⨯⨯+⨯-⨯⨯==(m )。