土力学与基础工程复习题及答案

1．原岩经风化作用而残留在原地的碎屑物，称为残积土。

2．由建筑物的荷载或其他外载在地基内所产生的应力称为附加应力。

3. 在墙后填土作用下，墙发生离开土体方向的位移，当墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。

4.把处于软塑、流塑状态的粘性土层，处于松散状态的砂土层，以及未经处理的填土和其他高压缩性土层视作软弱土层。

5、当挡土墙在外力作用下向墙背填土方向转动或移动时，墙背挤压土体，使土压力逐渐增大。当位移量达一定值时，土体也开始出现连续的滑动面，形成的土楔随挡土墙一起向上滑动。在这个土楔即将滑动时，作用在挡土墙上的土压力增至最大，这就是被动土压力。 6、群桩基础受竖向荷载作用后，由于承台一桩一土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而于单桩明显不同，这种现象称为群桩效应。

7、换填垫层法是一种直接置换地基持力层软弱土的处理方法，施工时将基底下一定深度的软弱土层挖除，分成回填砂、碎石、灰土等强度较大的材料，并加以夯实振密。 四、计算题

1题解：剪应力值公式为： ???1??32sin2?

当取?=45°时得最大剪应力值：

?max??1??32sin2??200?100sin2?45?50kPa 2最大剪应力面上的搞剪强度为：

???1??32??1??32cos2??200?100200?100?cos2?45?150kPa 22?f?C??tg??10?150?tg28?89.5kPa

2题解：将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚度为：

h?q??5016?3.13m

在顶面处的土压力强度为：

?a1??hKa?16?3.13?tan2?45??30?2??16.5kPa

在墙底处的土压力强度为：

?a2???h?H?Ka??q??H?tan2?45???2???50?16?5?tan2?45??30?2??42.9kPa 总土压力为：

Ea???a1??a2?H/2??16.5?42.9??5/2?148.5kN/m

土压力作用点位置：

??a1H??a2??a1?H??16.5?5?42.9?16.5??5??16.5?42.9?z???????a1??a2????33?2??2? =1.44m

5m

3题解：Ⅰ、图1分成三个小矩形：

①、矩形1中L/b=3/2=1.5；z/b=6/2=3，查表得?c1=0.059 附加应力?z1=?c1p0=0.059×100=5.9 Kpa

②、矩形2中L/b=7/2=3.5；z/b=6/2=3，查表得?c2=0.090

附加应力?z2=?c2p0=0.090×100=9.0 Kpa

③、矩形3中L/b=8/4=2；z/b=6/4=1.5，查表得?c3=0.160 附加应力?z3=?c3p0=0.160×100=16.0 Kpa

所以总的附加应力?z=?z1+?z2+?z3=5.9+9.0+16.0=30.9 Kpa

Ⅱ、图2为对称图形，把上部分成三个小矩形，用叠加原理算出在B点的附加应力总和，再乘两倍得总图形的附加应力：

①、矩形1中L/b=6/3=2；z/b=6/3=2，查表得?c1=0.120 附加应力?z1=?c1p0=0.120×100=12.0Kpa

②、矩形2中L/b=6/4=1.5；z/b=6/4=1.5，查表得?c2=0.145

附加应力?z2=?c2p0=0.145×100=14.5 Kpa

③、矩形3中L/b=6/6=1；z/b=6/6=1，查表得?c3=0.175 附加应力?z3=?c3p0=0.175×100=17.5 Kpa

所以总的附加应力?z=（?z1+?z3-?z2）×2=(12.0+17.5-14.5)×2 =30.0 Kpa

4题解：1）求t=1年时的沉降量

粘土层中附加应力沿深度是均匀分布的： ?z?p0?120kPa

粘土层的最终沉降量：

?120 s?zH??104?200mmEs6000

粘土层的坚向固结系数：

cv?k?1?e0?1.8??1?1???1.2?105cm2/年?wa0.1?0.0003对于单面排水条件下，坚向固结时间因数：

cvt1.2?105?1Tv?2??0.12 2H1000

由Uz–Tv曲线查得相应的固结度Uz =0·39，则得t=1年时的沉降量： st?Uzs?0.39?200?78mm

在双面排水条件下，坚向时间因数：

cvt1.2?105?1Tv?2??0.48 2H500

由Uz–Tv曲线查得相应的固结度Uz =0·75，则得t=1年时的沉降量：

st?Uzs?0.75?200?150mm

（2）求沉降量达156㎜所需的时间

平均固结度将为： st156U???0.78z

s200

由Uz–Tv曲线查得相应的时间因数Tv =0·53，在单向排水条件下：

TvH20.53?10002t???4.4年 cv1.2?105

在双向排水条件下：

TvH20.53?5002t???1.1年

cv1.2?105

五、问答题

1 答（1）深基础施工方法较复杂 （2）深基础的地基承载力高 （3）深基础施工需专门设备 （4）深基础技术较复杂 （5)深基础造价较高 （6）深基础工期较长

2答：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。 土体产生压缩变形是因为在压缩过程中，颗粒间产生相对移动、重新排列并互相挤紧，同时，土中一部分孔隙水和气体被挤出导致土中孔隙体积减小，产生压缩变形。 3答：(1)选择装的类型和几何尺寸，初步确定承台底面标高；

(2)确定单桩竖向承载力特征值；

(3)确定桩的数量、间距和平面布置方式； (4)验算单桩承载力（必要时验算桩基沉降）； (5)桩身结构设计； (6)承台设计；

(7)绘制桩基施工图。

4答：当地下水位发生下降时，土中的自重应力会增大。地下水位下降后，新增加的自重应力会引起土体本身产生压缩变形。由于这部分自重应力的影响深度很大，故所引起的地面沉降往往是可观的。 地下水位上升时，土中自重应力会减小。地下水位的上升会导致基坑边坡坍塌，或使新浇筑、强度尚低的基础底板断裂。一些地下结构可能因水位上升而上浮。

5答：基础埋置深度是指基础底面至地面（一般指室外地面）的距离。基础埋深的选择关系到地基基础方案的优劣、施工难易和造价的高低。影响基础埋深的因素主要有以下四个方面 (1)与建筑物及场地环境有关的条件；

(2)土层的性质和分布；(3)地下水条件；(4)土的冻胀影响。 6、答：1、选择基础的类型和材料；2、选择基础的埋置深度；

3、确定地基承载力；4、根据地基承载力，确定基础底面尺寸； 5、进行必要的地基验算（包括变形和稳定性验算）；

6、根据基础的材料强度，确定基础的构造尺寸；7、绘基础施工图。

7答：换填垫层法是一种直接置换地基持力层软弱土的处理方法，适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土地基即暗沟、暗塘等的浅层处理。施工时将基底下一定深度的软弱土层挖除，分成回填砂、碎石、灰土等强度较大的材料，并加以夯实振密。 砂或砂-碎石垫层主要有哪些作用： (1)提高地基持力层的承载力；

(2)减少基础的沉降量；(3)加速地基的排水固结。 8、影响基础埋置深度的因素？

答：1、建筑场地的地质条件及地下水的影响；

2、建筑物用途及基础构造的影响； 3、基础上荷载大小及其性质的影响； 4、相邻建筑物基础埋深的影响； 5、季节性冻土的影响。

9、为了解决不均匀沉降的问题，通常可采用哪些方法？

答：(1)选择承载力大而变形小的地基(坚硬土层或岩层)作持力层，采用桩基础或其它深基础；

(2)选用恰当而有效的地基处理方法，对软弱地基进行处理（采用人工地基）； (3)从地基、基础和平共处部结构共同工作的观点为出发，在建筑、结构和施工方面采取措施。

10、以条形均布荷载下地基中附加应力?z为例，说明附加应力?z分布规律。

答：①、?z不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，

这就是所谓地基附加应力的扩散分布；

②、在离基础底面（地基表面）不同深度z处各个水平面上，以基底中心下轴线处的

?z为最大，随着距离中轴线愈远愈小；

③、在荷载分布范围内之下任意点沿垂线的?z值，随深度愈向下愈小。 ④、在荷载面积范围以外,在基底处?z的为0,然后随深度增加而增加,?z为达某一值时,又随深度增加而减少。

11、分层总和法的基本假定是什么？有哪几种表达式？ 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。 ⑵、表达式有：

e?e2iA、 si??iHi?1iHi1?e1i

a?p?p1i? B、 si?i2iHi1?e1i ?psi?iHi C、 ESi

D、 si?mv?piHi