土力学地基基础练习题C
更新时间:2023-11-22 22:41:01 阅读量: 教育文库 文档下载
土力学地基基础练习题一、名词解释 1、沉降 2、土的压缩性 3、土的固结 4、单向固结 5、土的抗剪强度 6、砂土液化 7、主动土压力 8、被动土压力
C
二、填空题
1、土中结合水有 和 两种形式。
2、按照渗透水流所引起的局部破坏的特征,渗透变形可分为 和 两种基本形式。
3、土的结构通常有 、 和 三种基本类型。 4、无粘性土一般分为 和 。
5、砂土按照密实度可以分为 、 和 三种。 6、粘性土的状态可用液性指数来判别,其定义式为 。
7、粘性土中塑性指数大于17的称为 ,大于10小于17的称为 。 8、已知一土样,土粒比重为2.70,含水量为30%,干重度为13kN/m,天然重度为17kN/m,饱和重度为18.2kN/m,则其孔隙比e为 。
9、影响渗透系数和因素主要有 、 、 和 等。
3
3
3
三、简答题
1、什么条件下宜采用桩基础?
2、试比较朗肯土压力理论与库仑土压力理论的优缺点和各自的适用范围。 3、哪些情况下桩产生负摩擦阻力?
4、什么是土的不均匀系数?如何从土的颗粒级配曲线的陡缓来评价土的工程地质性质? 5、什么是达西定律?其适用条件是什么?
五、计算题
1、矩形面积(ABCD)上作用均布荷载P=100kPa,试用角点法分别计算矩形角点和长边中点下深度6m处的附加应力?z(矩形l=6m,b=3m).
附加应力系数?c
Z/b 1.0 0.8 1.0 2.0 3.0 0.200 0.175 0.084 0.045 1.4 0.212 0.191 0.103 0.058 1.6 0.215 0.195 0.110 0.064 l/b 2.0 0.218 0.200 0.120 0.073 3.0 0.220 0.203 0.131 0.087 4.0 0.220 0.204 0.135 0.093
2. 地第一层为粘性土层,厚度为4m,其下为基岩,经试验测得粘性土层的平均孔隙比 e=0. 700,平均压缩系数a=0.5Mpa。求该粘性土的平均压缩模量Es。现在粘性土层表面增加大面积荷载p= 1OOkPa,求该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终固结沉降量。(10分) 3.架柱采用预制桩基础,如图示,柱作用在承台顶面的荷载标准组合值为Fk=2600kN,Mk= 300kN·m,承台埋深d=1m,单桩承载力特征值为Ra=700kN。试进行单桩竖向承载力验算。(10分)
-1
4.土样直剪试验结果为:对应于法向应力50kPa、1OOkPa、200kPa时的抗剪强度分别为 27.5kPa、55.OkPa、110.OkPa; (10分) (1)确定该土的抗剪强度指标;
(2)若地基中某点的σ3=1OOkPa,σ1=280kPa,该点是否已发生剪切破坏?
(3)当作用在此土中某平面的法向应力为300kPa、剪应力为160kPa时,该面是否会剪切破坏?
一、 土力学地基基础练习题C答案
1沉降:在附加应力的作用下,地基土将产生体积缩小,从而引起建筑物基础的竖直方向的位移(或下沉)的情况称为沉降。
2 土的压缩性:土的压缩性是指土体在压力作用下体积缩小的特性。 3 土的固结:饱和土在压力作用下随土中水体积减少的全过程,称为土的固结
4单向固结:在土的固结过程中,如果孔隙水只沿着一个方向排出,土的压缩也只在一个方向发生,则这种固结称为单向固结。
5土的抗剪强度:土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。 6 砂土液化:对于松散的饱和粉细砂,当受到突然的荷载时,剪切速率很快,松砂土变密,体积减小,排水不良,产生了很大的孔隙水压力,有效应力减小,抗剪强度降低,当有效应力减小到零时,地基将丧失承载力,土坡流动塌方,称为砂土液化。
7 主动土压力:当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为主动土压力。
8 被动土压力:当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力。 二、填空题
1、强结合水 弱结合水 2、流土 管涌
3、单粒结构 蜂窝状结构 絮状结构 4、砂(类)土 絮状结构 5、密实 中密 松散
???p???p6、IL? ??L??pIp7、粘土 粉质粘土 8、1.08
9、土的种类 级配 孔隙比 水的温度 三、简答题
1、什么条件下宜采用桩基础? 答:宜采用桩基的情况如下:
(1) 不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物;
(2) 重型工业厂房和荷载很大的建筑物,如仓库、料库; (3) 软弱地基或某些特殊土上的各类永久性建筑;
(4) 作用有较大水平力和力矩的高耸结构物基础或需以桩承受水平力和上拔力的其他情况;
(5) 需减弱其振动影响的动力基础或以桩基作为地震区建筑物的抗震措施。 2、试比较朗肯土压力理论与库仑土压力理论的优缺点和各自的适用范围。(10分) 答:朗肯土压力理论和库伦土压力理论分别根据不同的假设,以不同的分析方法计算土压力,只有在最简单的情况下(),用这两种理论计算结果才相同,否则便得出不同的结果。 (1) 朗肯土压力理论应用半无限弹性体中的应力状态和极限平衡理论的概念比较明确,公式简单,对于粘性土和无粘性土都可以直接应用该公式进行计算,故在工程中得到广泛的应用。但其必须假定墙背直立、光滑、墙后填土水平,因而使应用范围受到限制,并由于忽略了墙背与填土之间的摩擦作用,使计算的主动土压力偏大,而计算的被动土压力偏小。 (2) 库伦土压力理论根据墙后滑动土楔体的静力平衡条件推导出土压力计算公式,考虑了墙背与土之间的摩擦力,并可用于墙背倾斜,填土面倾斜的情况,但由于该理论假设土石无粘性土,不能将该公式直接应用于粘性土。库伦理论假设破裂面是平面,而实际上却是一曲面。通常情况下,这种偏差在计算主动土压力时约为2%~10%,可以认为满足工程精度要求;但在计算被动土压力时,误差较大,有时可达2~3倍,甚至更大。 3、哪些情况下桩产生负摩擦阻力? 答:产生负摩阻力的情况有以下几种:
(1)位于桩周的欠固结粘土或松散厚填土在重力作用下产生固结; (2)大面积堆载或桩侧地面局部较大的长期荷载使桩周高压缩性土层压密;
(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(例如长期抽取地下水),致使有效应力增加,因而引起大面积沉降; (4)自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷; (5)打桩使已设置的临桩抬升。
在上述情况下,土的重力和地面荷载将通过负摩阻力传递给桩。 4、不均匀系数Cu, 定义式如下:
Cu?d60 d10式中:d10、d60分别分别为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为10%、60%时所对应的粒径。
土的粒径分布曲线不仅可以确定粒组的相对含量,也可以根据曲线的坡度陡、、缓判断土的级配好坏,进而判断土的工程地质性质。若曲线的坡度缓,表示土的粒径分布范围宽,d10、d60相距远,土的不均匀系数大,土粒不均匀,级配良好。大颗粒形成的孔隙有足够的小颗充填,土体较密实,即密实度较高,强度和稳定性较好,透水性和压缩性也较小。反之,曲线坡度较陡,表示土的粒径分布范围窄,土的不均匀系数小,土粒均匀。密实度较低,透水性和压缩性一般比较高。
5、达西定律可以表示为,水在土中的渗透速度与试样两端水面间的水位差成正比,而与渗透路径长度成反比,即 v?kh?ki 或渗流量为 q?vA?kiA L3
式中: v为渗透速度,cm/s; q为渗流量,cm/s; i为水力梯度;h为试样两端的水位差,即水头损失,cm; L为渗径长度,cm; k为渗透系数,cm/s; A为试样截面积,cm。 适用条件:从砂土到粘土达西定律在很大的范围内都能适用,其适用范围由雷诺数(Re)来决定
当Re??vd/??1.0,达西定律适用。 四、计算题
1、 矩形角点下6m处: l/b=2.0, z/b=2.0, 查表得 ?c?0.120
故?z??cp?12kpa
矩形长边中点下6m处: l/b=1.0, z/b=2.0,查表得?c?0.084,
2
?z?2?cp?2?0.084?100?16.8kpa
2、
3、
4、
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