土力学与基础工程

1为什么抽取地下水会引起地表下沉？

抽取地下水使得地下水位下降，部分土层从水下变为水上，该土层原来受到浮托力作用，现浮托力因为水位下降消失，相当于该土层施加了一个向下的体积力，其大小等于浮托力，从而引起土体压缩。

2何谓土的不均匀系数？写出其表达式并加以解释。其工程意义如何？

土的不均匀系数是指工程上用来反映颗粒级配的不均匀程度的一个量，用CU或CC表示。 其计算表达式为：CU=d60/d10

式中：d60——小于某粒径的土粒质量占土总质量60%时的粒径，该粒径称为限定粒径； d10——小于某粒径的土粒质量占土总质量10%时的粒径，该粒径称为有效粒径。 工程上，把CU<5的土看作均匀的，即级配不好，把CU>10的土看作不均匀，即级配良好。在填土工程中，可根据不均匀系数CU值来选择土料，CU较大的土，颗粒不均匀，可获得较大的密实度，也易于夯实。

3土的压实性与哪些因素有关系，何谓土的最大干密度和最优含水量？ a含水量的影响b击实功能的影响c土类及级配的影响

最优含水量：在一定的压实功能下使土最容易压实，并能达到最大密实度时的含水量。 最大干密度：指按标准击实实验方法，土或其他筑路材料在最佳含水量时得到的干密度。 4什么是桩的负摩阻力？它产生的原因是什么？ 当桩周围土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下的摩阻力。称为负摩阻力。

它产生的原因是：桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，产生负摩阻力。

5简述太沙基一维固结理论的基本假设。

a土中水的渗透只沿竖直方向发生，而且服从达西定律，土的渗透系数K为常数。b相对于土的空隙，土颗粒和水都是不可压缩的，因此土的变形仅是空隙体积压缩的结果，而土的压缩服从公式a=-（de/dp）和公式Cc=e1-e2/lgp2-lgp1所表示的压缩定律c土是完全饱和的，土的体积压缩量同空隙中排出的水量相同，而且压缩变形的速率取决于渗透速率。 6确定基础埋置深度应考虑哪些因素？

在确定基础埋置深度时，必须考虑把基础设置在变形较小，而强度又比较大的持力层上，以保证地基强度满足要求，而且不致产生过大的沉降或沉降差。此外还要使基础有足够的埋置深度，以保证基础的稳定性，确保基础的安全。确定基础的埋置深度时，必须综合考虑以下各种因素的作用：（一）上部结构型式；（二）地基的地质条件；（三）当地的地形条件；（四）当地的冻结深度；（五）河流等的冲刷深度；（六）保证持力层稳定所需的最小埋置深度。 7钻孔灌注桩成孔时，泥浆的作用？

a在孔内产生较大的静水压力，可以防止坍孔。

b泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶层，具有护壁的作用，同时将孔内水流切断，能稳定孔内水位。

c泥浆相对密度大，具有挟带钻渣作用，利于钻渣的排出。还有冷却机具和切土润滑作用，降低钻具磨损和发热程度。 8护筒的作用是什么？

a固定桩位，并作钻孔导向。b保护孔口，防止孔口土层坍塌c隔离孔内孔外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位以稳固孔壁。

9桩基础的特点，它使用于什么情况？

特点：承载力高，稳定性好，沉降量小而均匀，在深基础中具有耗用材料少，施工简单的特点。

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使用条件：

a荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工基础在技术上、经济上不合理时。

B河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀、冲刷

c当地基计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩）土层，将荷载传到较坚实（低压缩性）土层，以减少建筑物沉降并使沉降较均匀。 D当建筑物承受较大的水平荷载，需要减少建筑物沉降并使沉降较均匀 e当施工水位或地下水位较高采用其他深基础的水平位移和倾斜时

f地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物的抗震能力，桩基础穿越可液化土层并深入下不密实稳定土层，可消除或减轻地震对建筑物的危害。 10什么是地基承载力？影响地基承载力的因素有哪些？

地基承载力是地基土单位面积上随荷载增加所能发挥的承载潜力。 影响其因素有：

1．基础形状的影响、。

2．荷载倾斜与偏心的影响。 3．覆盖层抗剪强度的影响。 4．地下水的影响。 5．下卧层的影响。

6．此外还有基底倾斜和地面倾斜的影响。 11基础工程设计计算的原则是什么？

a基础底面的压力小于地基承载力容许值。

b地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值 c地基及基础的整体稳定性有足够保证 d地基本身的强度、耐久性满足要求。

12单桩轴向荷载传递机理与特点是什么？ 桩的承载力是桩与土共同作用的结果。当轴向荷载逐步施加于单桩顶部，桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移，与此同时桩侧表面就会受到土的向上摩阻力。桩顶荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递到桩周土层中去，致使桩身轴力和桩身压缩变形随深度递减。在桩土相对位移等于零处，其摩阻力尚未开始发挥作用而等于零。随荷载增加，桩身压缩量和位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来，桩底土层也因受到压缩而产生桩端阻力。 13粘性土坡稳定性分析中条分法的基本原理？

条分法的基本原理：由莫尔—库仑强度理论克制，土的抗剪强度与法向应力σn有关。而假定滑动面上个点的σn未知，因此抗剪强度也未知。为此，将滑动土体划分若干土条，采用近似方法求得土条底面平均法向应力σn和抗剪强度 τ f。 14简述地下水位变化对土中自重应力、地基沉降的影响。

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。 15简述天然地基浅基础设计计算的主要内容？

主要内容包括：基础埋置深度的确定，刚性扩大基础尺寸的拟定，地基承载力验算，基底合力偏心距验算，基础稳定性和地基稳定性验算，基础沉降验算。

16根据地基处理原理的不同，地基处理的方法可以分为哪几种类型？

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根据地基处理原理的不同，地基的处理方法可以分为：置换法，排水固结法，化学加固法，振密挤密法，加筋法。

17墙后积水对挡土墙有何危害？

没有采取排水措施，或者排水措施失效，是挡土墙倒塌的重要原因之一，因为挡土墙无排水措施或者排水措施失效，必然会导致雨天地表水流入填土中而排不出去，从而使填土的抗剪强度降低，并产生水压力的作用，使作用在挡土墙上的侧压力增大，使挡土墙失稳。 18简述土的结构及构造的基本类型

土的结构是指土的颗粒和粒团在空间上的相互排列以及土粒间的连接特征的综合。土可分为下列四类基本类型，单粒结构，分散结构，絮凝结构，蜂窝结构。 19什么是地基，什么是基础，在地基基础设计中必须同时满足哪些条件？

将承受建筑物各种作用的底层称地基，而将建筑物与地基接触的最下部分，也就是将建筑物的各种作用传递至地基的结构物称基础。地基基础设计中必须同时满足如下要求，参数的选用都需要根据当地的地质条件，水文条件，上部结构形式，作用特性，材料情况及施工要求等因素全部考虑。施工方案和方法也应该综合设计要求，现场地形，地质条件，施工技术设备，施工季节，气候和水温条件。

20简述郎肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假设。

郎肯土压力理论采用了如下基本假设：a墙背竖直光滑b墙后土体表面水平，半无限大。 库仑土压力理论采用的基本假定是：a滑动体为刚性体b滑动面为平面（或预先设定的滑面） 21郎肯土压力理论与库仑土压力理论的使用条件是什么？

当墙后填土达到极限平衡状态时，认为墙后任意一点处土体单元都处于极限平衡状态，从而可根据提提单元于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力计算公式，这是适用于郎肯理论。应用刚体极限平衡理论，以整个滑动土体上力的平衡条件确定土压力时适用于库仑理论。

22简述防治流砂的原则

防治流砂的关键在于控制渗透逸出处的水力坡降，可采取a改变水力条件，降低土层内部和渗透逸出处的渗透坡降b改变几何条件，在渗透逸出处部位铺设层间关系满足要求的反滤层。

23简述土的有效应力原理。

在任一时刻，有效应力原理σ’和孔隙水压力u之和，始终等于饱和土的总应力在渗透固结过程中，孔隙水压逐渐消失，有效应力逐渐增加，土的体积也逐渐减小，强度随之提高。 24简述软土地基的物理力学性质的基本特点

a高含水量和高孔隙性b渗透性弱c压缩性高d抗剪强度低e较显著的触变性和蠕变形。 25分层总和法计算地基最终沉降量的一般步骤.

a.地基土分层。成层土的层面（不同土层的压缩性及重度不同）及地下水面（水面上下土的有效重度不同）是当然的分层界面，分层厚度一般不宜大于0.4b（b为基底宽度）。 b.计算各分层界面处土自重应力。土自重应力应从天然地面起算。 c.计算各分层界面处基底中心下竖向附加应力。

d.确定地基沉降计算深度（或压缩层厚度）。一般取地基附加应力等于自重应力的20％(即sz/sc=0.2)深度处作为沉降计算深度的限值；若在该深度以下为高压缩性土，则应取地基附加应力等于自重应力的10％(即sz/sc=0.1)深度处作为沉降计算深度的限值。 e.计算各分层土的压缩量Dsi

26什么是单桩竖向承载力？确定单桩承载力的方法有哪些？

指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。

确定单桩承载力的方法有：按材料强度确定，按单桩竖向抗压静实验确定，按图的抗剪强度

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指标确定，按静力触探法确定，按经验参数确定，按动力试桩法确定。

27三轴压缩实验按排水条件的不同可分为哪几种实验的方法？工程应用时，如何根据地基排水条件的不同选择土的抗剪强度指标？ a固结不排水b不固结不排水c固结排水

工程应用时，如果施工进度快，而地基土的透水性低且排水条件不良，可采用不固结不排水试验的结果，如果加荷速率较慢，地基土的透水性较大，以及排水条件又较佳，则可采用固结排水试验的结果，对于一般排水条件下的土，则应采用固结不排水试验的结果。 28分层总和法计算地基最终沉降量时进行了哪些假设？

A基底附加应力Po是作用于地表的柔性荷载，对非均匀地基由其引起的附加应力分布可按均质地基计算。B只须计算竖向附加应力σz的作用，使土层压缩变形导致地基沉降，而切应力则可略去不计。C土层压缩时易发生侧向变形。

29土压力分为哪几种？其划分依据是什么？对于同一挡土墙，各种土压力之间的大小关系如果？

土压力可分为静止土压力、主动土压力、被动土压力三种。其划分依据是：

主动土压力：挡土墙在土压力作用下背离墙背方向移动或转动，当移动一定位移量时，作用在挡土墙上的土压力达最小值，此时滑动土体处于主动极限平衡状态。

被动土压力：挡土墙在外力的作用下向着墙背方向移动或转动，当移动一定位移量时，作用在挡土墙上的土压力达最大值，此时滑动土体处于被动极限平衡状态。 静止土压力：挡土墙无任何方向的移动或转动，墙后处于弹性平衡状态。 各种土压力之间的大小关系是：主动小于被动小于静止。

1基底附加压力：由于天然土层在自重作用下的变形已经完成，故只有超过基底处原有自重应力的那部分附加变形，产生附加压力。

2土的重度：土的总质量与土的总体积的比值。

3饱和度：孔隙全充满水时的重量与总体积的比值。

4次固结沉降：土体的主固结沉降完成之后，在有效应力不变的情况下还会随着时间的增长进一步产生沉降。

5静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力。 6管涌：在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗粒形成的空隙中移动以致流失，随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增大，较粗的颗粒也逐渐被水流带走，最终于土体内形成贯通的渗透管道造成土体坍塌。

7液限：黏质土流动状态与可塑状态间的界限含水率。

8人工地基：如果天然地层土质过于软弱或存在不良工程地质问题，需要经过人工加固或处理后才能修筑基础，这种地基叫人工地基。

9刚性桩： 10流土：在向上的渗透水流作用下，表面土局部范围内的土体或颗粒同时发生悬浮=移动的现象。

11“m”法：

12角点法：要求长方形角点意外的任意点下的垂直附加应力σz，可以以该点为角点，吧荷载面分成几个长方形，再根据应力叠加的原则进行计算。

13附加应力：土中的附加应力是由建筑物荷载所引起的应力增量，一般采用将基底附加压力当作用在弹性半无限体表面上的局部荷载。

14触变性：黏质土受到扰动作用导致结构破坏，强度丧失；当扰动停止后，强度逐渐恢复的性能。

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15复合地基：指由两种不同刚度材料所组成，两者共同分担上部荷载并协调变形的地基。 16桩侧负摩阻力：当桩周围土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下的摩阻力。

17土粒比重：土的固体颗粒的重量与其相同体积的4℃纯水的重量之比。 18土的含水量：土中水的质量与土粒质量的比值

19土的抗剪强度：指土体抵抗破坏的极限能力。

20被动土压力：当挡土墙在力的作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力。

21刚性基础：基础内不配置受力钢筋的基础。

22压缩模量：土体在完全侧限条件下，竖向附加应力σz与相应的应变增量ξz之比。 23主动土压力：当挡土墙在外力作用下，向远离土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在强背上的土压力Ep。

24软土地基：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。 25流砂：在向上的渗透水流作用下，表面土层范围内的土体或颗粒同时发生悬浮、移动的现象。

26基底的核心半径：

27土的渗透性：在不损坏土体构造的情况下，能使流体通过的能力。

28摩擦桩：桩穿过并支承载各种压缩性土层中，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，称摩擦桩。 29库仑定律：

30动水力：渗流水作用于单位体积土体上的力。

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