《土质学与土力学》习题库及答案

《土质学与土力学》习题库

第一章 习题 一．填空题

1．土粒粒径越 ，颗粒级配曲线越 ，不均匀系数越 ，颗粒级配越 。为了获得较大密实度，应选择级配 的土粒作为填方或砂垫层的材料。 2．粘土矿物基本上是由两种原子层(称为品片)构成的，一种是 ，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是 ，它的基本单元是A1—OH八面体。 3．土中结构一般分为 、 和 三种形式。

4．衡量天然状态下粘性土结构性强弱的指标是 ，其定义是 值愈大，表明土的结构性 ，受扰动后土的强度 愈多。

5．土中主要矿物有 、 和 。它们都是由 和 组成的层状晶体矿物。

6．饱和细砂土和干细砂土都无法形成直立边坡，而非饱和细砂土则可以，这是因为 在起作用。

二．选择题

1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。这种附加应力性质主要表现为( )

(A)浮力； (B)张力； (C)压力。 2．对粘性土性质影响最大的是土中的( )。

(A)强结合水； (B)弱结合水； (C)自由水； (D)毛细水。 3．砂类土的重要特征是( )。

(A)灵敏度与活动度； (B)塑性指数与液性指数； (C)饱和度与含水量； (D)颗粒级配与密实度。

4．土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( )。

(A)结合水； (B)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。 5．软土的特征之一是( )。

1

(A)透水性较好； (B)强度较好； (C)天然含水量较小； (D)压缩性较高。

6．哪种土类对冻胀的影响最严重?( )

(A)粘土； (B)砂土； (C)粉土。 7．下列粘土矿物中，亲水性最强的是( )。

(A)高岭石； (B)伊里石； (C)蒙脱石 8．对土粒产生浮力的是( )。

（A）毛细水； (B)重力水； (C)强结合水， (D)弱结合水。 (9)毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？( ) (A)粘土颗粒电场引力作用； (B)孔隙水压力差的作用 (C)水与空气交界面处的表面张力作用。 (10)软土的特征之一是( )。

(A)透水性较好； (B)强度较好； (C)天然含水量较小； (D)压缩性较 高

三．问答题

1．试比较表示土的粒度成分的累积曲线法和三角坐标法。 2．什么是颗粒级配曲线，它有什么用途？

3．粘土矿物有哪几种？对土的矿物性质有何影响？并说明其机理？ 4．试述粘土矿物颗粒的结晶结构特点。

5．试从结晶结构的差异性说明高岭石、伊利石、蒙脱石等粘土矿物组成的土在一系列工程性质上的差异性。 6．试比较土中各种水的特征。

7．试述毛细水上升的原因，说明在哪种土中毛细现象最显著。 8．土中结构有哪几种类型？各对应哪类土？

第二章 习题

一．判断题

2

1．已知甲土的含水量大于乙土，则甲土的饱和度大于乙土 。 ( ) 2．甲土的饱和度大于乙土，甲土的含水量就一定比乙土高。 ( ) 3．塑性指数IP越大，说明土中细颗粒含量越大，而土处于可塑状态下的含水量范围越大。 （ ） 4．粘粒在最优含水量时，压实密度最大，同一种土的压实能量越大，最优含水量越大。 （ ） 5．两种不同的粘性土，其天然含水量相同，则其软硬程度相同。 ( )

二．填空题

1．相对密度Dr的定义是 ，Dr等于 时砂土处于最紧密状态。 2．根据土的颗粒级配曲线，当 时表示土的级配良好。

3．土的九个物理性质指标中，无量纲量除ds外，还有 ，其中可以大于1或为100％的量为 。 4．液性指数是用来衡量 。

5．有两个天然重度和含水量相同的土样，其土粒比重不同，何者饱和度大 。 6．地下水位在粘性土层中上升时，在被浸湿的土层中，保持不变的物理特征指标是 和 。 三．选择题

1．某土样的孔隙体积等于土粒体积0.95倍，当孔隙为水充满时，土样的重度为多少?(若土粒重度rs＝27kN/m3 ( )

(A)13.8kN/m3； (B)16.3kN/m3； (C)18.7 kN/m3。

2．已知某土样的天然重度r＝17kN/m3：，干重度rd＝14.5kg/m3，饱和重度rsat＝18kN/m3液性指数IL＝0。试问该土的塑限为多少?(rw＝10kN/m3)( ) (A)5.9％； (B)17.2％； (C)24.1％。

3．用于配制1.5m3土样，要求土样的重度为17.5kN/m3，含水量为30％。若土粒重度为27kN/m3，则需要土粒体积多少？( ) (A)0.292m3； (B)0.748m3； (C)0.972m3。

4．下列三个公式中，哪一个可以用来计算孔隙比?(rsat、r、rd、rs)分别表示饱

3

和、天然状态、干燥状态和土粒重度 ( )

?rsat?rs?r?rs?rs?rs????? （A）?； (B)； （C）?1?1?1?r?r?r?r?r?r。

?d?w?d?w?d?w5． 有若干种粘性土，它们的塑性指数IP，都相同，但液限WL不同，WL越大的土，其透水性有何不同?( )

(A)透水性较小； (B)透水性相同； (C)透水性越大。

6．某天然含水量65％，液限42％，塑限22％，孔隙比1.6，该土定名为( )。

(A)粉土； (B)淤泥； (c)淤泥质粘土； (D)粉质粘土 7．土的三项基本物理指标是( )

(A)孔隙比、天然含水量和饱和度； (B)孔隙率、相对密度和密度；

(C)天然重度、天然含水量和相对密度；(D)相对密度、饱和度和密度。 8．评价粘性土的物理特征指标，主要有哪些( )：

(A)天然孔隙比e、最大孔隙比emax、最小孔隙比emin 。 (B)最大干重度rdmax、最优含水量变WOP、压实度?e (C)天然含水量W、塑限WP、液限WL。

9．颗粒表面具有很强的吸附水化阳离子和水分子的能力，称为表面能：（ ）

A)颗粒越大，表面能越大； (B)颗粒越细，表面能越大； C)颗粒越圆，表面能越大。

rw＝10kN/m3 10．一个土样含水量w＝15％，干重度rd＝16kN/m3，孔隙率n＝0.35，

试问该土样的饱和度为多少？( )

(A)70.2％； (B)68.5％； (C)65.3％。 11．下列哪种说法是错误的( )?

(A)稠度状态是反映土的密实程度的术语，

(B)稠度状态是描述粘性土的软硬、可塑或流动的术语 (C)砂土常用相对密实度描述其松密程度。 四．计算题

1．一饱和土的天然重度为18.75kN/m3,土粒比重为2.75,求此土的天然含水量和有效重度。

4

2．如果将1 m3比重为2.72,孔隙比为0.95,天然饱和度为37%的土的饱和度提高到90%,应加多少水?

3．取砂土样测得天然重度为16.62 kN/m3,天然含水量为9.43%,比重为2.73,用容积为0.001 m3击实器进行击实,击实后的重量为1.72kg,试问该砂土天然状态的相对密度为多少(松散时击实器内土样重1.63 kg)?。

4．已知某土的比重为2.70,绘制饱和度为0、50%、100%三种情况土的重度(范围10~24 kN/m3)和孔隙比(范围0.2~1.8)的关系曲线。

5．经勘察，某土料场有土料300000 m3，其天然孔隙比e1=1.20,问这些土料可填筑孔隙比e2=0.70的土堤多少m3?

6．某原状土样经室内试验测定，指标如下：液限W1=25%,塑限W0=13%,湿土重力为2.060×10-3 kN,烘干后的干重力为1.226×10-3 kN,其土粒相对密度为2.70,试求该试样在下列状态时的初始总体积各是多少? (1) 饱和度为100%;(2) 饱和度为50%。

7．已知原状土的含水量W=28.1%,重度为18.8 kN/m3,土粒重度为27.2 kN/m3,双重为2.72,液限为30.1%,塑限为19%,试求: (1) 土的孔隙比及土样完全饱和时的含水量和重度; (2) 确定土的分类名称其及物理状态。

8．某一施工现场需要填土，基坑的体积为2000 m3，土方来源是从附近土堆开挖，经勘察土的比重为2.70,含水量为15%,孔隙比为0.60,要求填土的含水量为17%,干密度为17.6 kN/m3,问:

(1) 取土场的重度、干重度和饱和度是多少？ (2) 应从取土场开采多少方土?

(3) 碾压时应洒多少水?填土的孔隙比是多少?

9．某饱和土样含水量为35%，密度为1.89g/cm, 求它的孔隙比,土粒比重,干重度。

10．某原状土样处于完全饱和状态，测得其含水量为32.45%,密度为1.8t/m3,土粒的相对密度为2.65,液限为36.4%,塑限为18.9%,求: (1) 土样的名称及物理状态?

(2) 若将土样密实,使其干密度达到1.58 t/m3,此时土的孔隙比将减少多少?

3

5

11．某土样比重为2.71,干重度为15.7 kN/m3,天然含水量为19.3%,求此土的孔隙比、孔隙度和饱和度。已知该土Wl=28.3%,Wp=16.7%,试描述土的物理状态，定出土的名称。

12．已知某土的天然含水量为47.2%,天然重度为18.8 kN/m3,土粒比重为2.72,液限为35.5%,塑限为22%,试确定土的稠度状态,并根据Ip对土定名,然后与据塑性图对土的分类结果进行对比分析。 13．某粘土单向压缩试验结果为 P,kpa 0 e 50 100 150 200 250 300 350 400 0.815 0.791 0.773 0.758 0.747 0.737 0.730 0.724 0.720 求：绘e~p曲线和 e~lgp曲线；各级压力区间的压缩系数、压缩模量和压缩指数；泊松比为0.35时各压力区间的变形模量。 14．某原始粉质粘土的高压固结试验结果为 p,kpa 0 e 0.125 0.25 0.50 0.75 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 6.0 8.00.743 0.735 0.728 0.718 0.708 0.702 0.687 0.674 0.649 0.625 0.582 0.54.0 3.0 2.0 1.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 6.0 p,kpa 6.0 e 8.00.551 0.554 0.556 0.561 0.564 0.569 0.567 0.565 0.561 0.558 0.551 0.5 p,kpa 10.0 15.0 20.0 30.0 40.0 e 0.522 0.473 0.443 0.399 0.369 求：土的先期固结压力值；该土层中点的有效自重压力为120kPa时，判断土层的天然固结状态？

15．已知一组直剪试验结果为

p,kPa τf,kPa 100 67 200 119 300 161 400 215 求：用作图法求此土的抗剪强度指标c、φ值；作用在此土中某平面上的正应力σ=220 kPa，剪应力τ=100 kPa，试问是否会剪坏？

16．地基中某一点所受的大主应力σ1=600 kPa，小主应力σ3=100 kPa，求：绘摩尔应力园；最大剪应力值，最大剪应力作用面和大主应力面的夹角；计算作用在与小主应力园成300的面上的正应力和剪应力？

17．作用在两个相互垂直平面上的正应力分别为1800 kPa和300 kPa，剪应力

6

都是300 kPa，求：大主应力和小主应力；这两个平面与最大主应力面的夹角？ 18．某饱和粘土的三轴固结不排水剪试验中测得的4个试样剪损时最大主应力 σ1、最小主应力σ3和孔隙水压力u值如下： σ1，kPa σ3，kPa u，kPa 145 60 31 218 100 57 310 150 92 401 200 126 求：用总应力法和有效应力法确定土的抗剪强度指标？ 五．问答题

1．取A、B两土样，测得其指标如下表，试求： （1）哪一土样粘粒含量高？ （2）哪一土样孔隙比大？ （3）哪一土样饱和容重大？ （4）确定A、B土样的名称及状态。

土样 A B

2．三个粘性土样的天然含水量均为30%，其塑限、液限的实测值分别如下：

试样1 Wp=15% Wl=30% 试样2 Wp=20% Wl=40% 试样3 Wp=30% Wl=45%

试分析一下三个土样的塑性特征和稠度状态，并据塑性指数对三种土分别定名。 3．塑性指数大的土具有哪些特点？如何用液性指数来评价土的工程地质性质？为什么液性指数大于1的粘性土还有一定的承载能力？

4．已知两个土样的指标如下，试问下列说法正确与否，为什么？ 物理性质指标 土样A 土样B 液限Wl 30% 9% 塑限Wp 12% 6%

Wl(%) 30 29 Wp(%) 12 16 W(%) 45 26 ds 2.70 2.68 Sr 1 1 7

含水量W 15% 6% 土粒相对密度 2.70 2.68 饱和度 100% 100% (A) A土样中含有的粘粒比B土样多; (B) A土样的天然重度比B土样大; (C) A土样的干重度比B土样大; (D) A土样的孔隙比B土样大。

第三章 习题 一．问答题

1．简述土的工程地质分类的基本类型和一般原则。

2．《建筑地基基础设计规范》中是根据哪些性质对土进行分类的？理由是什么？ 3． 分析一下碎石类土、砂类土、粉土和粘性土的工程地质特征。 4．地基土分哪几大类？各类土划分的依据是什么？

5．如何区别一般土和特殊土？我国有哪些特殊土？它们各分布在什么地方？ 6．试述黄土的成分及结构特征，包括微结构特征。

7．评价黄土湿陷性、划分非自重湿陷性和自重湿陷性，以及确定黄土渗透溶滤变形的指标和方法是什么？

8．划分建筑场地湿陷类型、确定非自重湿陷性黄土出现湿陷性，以及确定湿陷性黄土地基湿陷等级的指标和方法是什么？ 9．试述红粘土的工程特性。

10．试述软土的工程特性。根据什么指标对软土进行工程地质分类？ 11．冻土的专门性指标有哪些？如何对地基土的冻胀性、融陷性分类？ 12．淤泥和淤泥质土的生成条件、物理性质和工程特性是什么？淤泥上能否造建筑物？

13．膨胀土如何定名？其重要特征包括哪些方面？ 14．盐渍土如何定名？其重要特征包括哪些方面？

8

第四章 习题 一．判断题

1．土中水的渗透速度即为其实际流动速度。( )

2．甲土层是一面排水，乙土层是双面排水，其它条件都一样，两土层的时间因数也一样。（ ） 二．填空题

1．出现流沙的水头梯度称 。

2．渗透力是一种 力。它的大小和 成正比，作用方向与 相一致 3．渗透力的含义及计算公式是 。 三．选择题

1．饱和土体的渗透过程应该是( )

(A)孔隙水压力不断增加的过程；

(B)有效应力的增加而孔隙水压力减小的过程； (C)有效应力不断减少的过程；

(D)有效应力的减少而孔隙水压力增加的过程 2．在渗流场中某点的渗透力（ ）

(A)随水力坡降(水力梯度)增加而增加 (B)随水力坡降(水力梯度)增加而减小； (C)与水力坡降无关。

3．下列四种情况下土中超静孔隙水压力不变化( )

(A)地基表面一次加荷后； (B)基坑开挖过程中；

(C)土坝中形成稳定渗流后，上下游水位不变期间。 4．在防治渗透变形措施中，哪些是在控制水力坡降?( )

(A)上游做垂直防渗推幕或设水平铺盖， (B)下游挖减压沟， (C)退出部位铺设反滤层。

5．已知土体ds＝2.7、e＝1．则该土的临界水力坡降为多少?( )

(A)1.7； (B)1.35； (C)0.85。

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6．下列土样中哪一种更容易发生流砂?( ) (A)粗砂或砾砂； (B)细砂和粉砂：(C)铅土。

7．管涌形成的条件中，除具有一定的水力条件外还与几何条件有关， 是：( )

(A)不均匀系数Cu＜10的土比不均匀系数Cu＞10的土更容易发生管涌 (B)不均匀系数Cu＞10的土比不均匀系数Cu＜10的土更容易发生管涌； (C)与不均匀系数Cu没有关系。

8．下列关于影响土体渗透系数的因素中描述正确的：①粒径大小和级配②结构

与孔隙比③饱和度④矿物成分⑤渗透水的性质( ) (A)仅①②对影响渗透系数有影响； (B)④⑥对影响渗透系数无影响，

(C)①②③④⑤对渗透系数均有影响。 9．下述关于渗透力的描述正确的为：( )

①其方向与渗透路径方向一致②其数值与水头递度成正比③是一种体积力 (入)仅①②正确； (B)仅①②正确； (C)①②③都正确。

10．在常水头试验测定渗透系数k中，饱和土样截面积为A．长度为L点水流经

土样，当水头差?h，及渗出流量Q稳定后，量测经过时间 t内流经试样的水量V，则土样的渗透系数k为多少?( )

(A)V?h/?ALt?； (B)?hV/?LAt?； (C)VL/??hAt?。

四．问答题

1．什么叫做管涌土和非管涌土？

2．什么叫渗透力，其大小和方向如何确定？ 3．影响土渗透性的因素有哪些？

4．达西定律的基本假定是什么？试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。 5．用达西渗透定律计算出的渗透流速是否是土中的真实渗透流速，它们在物理概念上有何区别？

6．渗透力是怎样引起渗透变形的？渗透变形有哪几种形式？在工程中会有什么危害？防治渗透破坏的工程措施有哪些？

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7．发生管涌和流土的机理与条件是什么？与土的类别和性质有什么关系？在工程上是如何判断土可能发生渗透破坏并进行分类的。

8．试列举几个在工程设计与施工中应用渗透力的例子，说明其应用条件及应注意的问题。

9．什么是流网？流网两族曲线必须满足的条件是什么？流网的主要用途是什么？

五．计算题

1．如下图所示，有A、B、C三种土，其渗透系数分别为KA=1×10-2cm/s,KB=3×10-3 cm/s,KC=5×10-4 cm/s,装在断面为10cm×10cm的方管中，问：（1）渗透经过A土后的水头降落值?h为多少？（2）若要保持上下水头差h=35cm,需要每秒加多少水？

△h = 35cmA50cmB30cmC10cm

2．一种粘性土的比重2.70,孔隙比为0.58,试求该土的临界水力坡降? 3．如下图实验中：（1）已知水头差h=20 cm，土样长度L=30 cm，试求土样单位体积所受的渗透力是多少？（2）若已知土样的土粒比重为2.72,孔隙比为0.63,问该土样是否会发生流土现象?(3) 求出使该土发生流土时的水头差h值。

h土样L

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4．在孔隙率为0.35,土粒比重为2.65的土中开挖墓坑,已知基坑底部有一层厚1.25m的上述土层,受到了1.85m以上的渗流水头影响(如见图),问在土层上面至少加多厚的粗砂才能抵抗流土现象发生?(假定粗砂与土具有相同的孔隙率和比重,而且不计砂土的水头损失)。

粗砂Z = ?1.85m1.25mn = 0.35ds =2.65

5．变水头渗透试验中，土样直径为7.5cm,长1.5 cm,量管(测压管)直径1.0 cm,初始水头h0=25cm,经20min后,水头降至12.5 cm, 求渗透系数K。

6．已知流网如下图所示，（1）试估算沿板桩墙每米渗入基坑的流量（m3/min）。设砂的渗透系数K=1.8×10-2cm/s。（2）试估计坑底是否可能发生渗透破坏，有多大安全系数？设砂的饱和重度为18.5kN/m3。

1.25m141356789101112板桩墙基坑2345321砂层6不透水层1.90m1.90m2.50m1

7．如下图所示地基，粘土层上下的测管水柱高度分别为1m 及5m，在承压力作用下产生自下而上的渗流。（1）试计算出A、B、C三点的总应力、有效应力、孔隙水压力、水力坡降和渗透力。（2）A点处是否产生流土：a.发生；b.不发生；

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c.临界状态。

粘土γ＝20kN/m3C砂5m

4m砂γ＝20kN/m3A8．如下图所示，在粗砂地基中打入板桩墙，挡水4 m，地基流网如图所示。粗砂渗透系数K=1×10-3 cm/s，孔隙比为0.60,比重为2.65,不均匀系数为8, 求： （1）每米长度上通过等势线Ф4的流量；（2）土体abcd可能发生什么形式的渗透破坏，安全系数多大？（3）A点所受的垂直渗透力和水平渗透力各为多大？

板桩φ3φ2φ12mφaabcd1m1m1mφ0Aφ4φ7φ6φ5φ4φ3φ2不透水土层φ1粗砂

第五章 习题 一．判断题

1．矩形均匀荷载作用下基础角点下某深度处的附加应力?ZA与基础中心点下同

一深度处附加压力?ZO的关系是：?ZA＜1/4?ZO。( )

2．地基中的应力扩散现象是由土中孔隙水压力消散而造成的。( ) 3．土中超静孔隙水压力是由动荷载引起的。( )

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二．填空题

1．计算土体自重应力应该从 算起。

2．长期抽取地下水位，导致地下水位大幅度下降，从而使原水位以下土的有效自重应大 ，而造成 的严重后果。

3．饱和土体所受到的总应力为有效应力与 之和。 4．因外荷引起的孔隙水压力叫 。 三．选择题

1．计算自重应力时，对地下水位以下的土层采用( )。

(A)湿重度； (B)有效重度； (C)饱和重度； (D)天然重度。 2．只有( )才能引起地基的附加应力和变形。

(A)基底压力； (B)基底附加压力； (C)有效应力； (D)有效自重应力。

3．在渗流场中某点的渗透力( )。

(A)防水力坡降(水力梯度)增加而增加 (B)随水力坡降(水力梯度)增加而减小； (C)与水力坡降无关。

4．下列哪种情况下土中超静孔隙水压力不变化( )。

(A)地基表面一次加荷后； (B)基坑开挖过程中；

(C)土坝中形成稳定渗流后，上下游水位不变期间。

5．若已知一均匀分布的方形面积(2m×2m)荷载P(kPa)在深度h=10m处的角点应 力系数为K0。，则在一均匀分布的等腰直角三角形面积(边长为22 m)荷载P(kPa)作用下，角点B和斜边中点A下10m处的垂直应力系数KN，KM分别为：( )、( )。

(A)KN?K0,KM?2K0； (B) KN?K0,KM?0.5K0；

(C) KN?0.5K0,KM?K0； (D) KN?2K0,KM?0.5K0

6．一矩形基础，短边b＝3m，长边l＝4m，在长边方向作用一偏心荷载F十G=1200 KN。试问当Pmin＝0时，最大压力应为多少？( )。

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(A)120kN/m2 (B)150KN/m2； (C)200kN/m2。

7．有一基础，宽度4m，长度8m，基底附加压力90 kN/m2，中心线下6m处竖向附加应力为58.28kN/m2，试问另一基础宽度为2m，长度为4m，基底附加压力为100 kN/m2，角点下6m处的附加应力为多少?( )。 (A)16.19kN/m2 (B)54.76kN/m2 (C)32.38kN/m2。

8．已知一个宽b＝2m，长l＝4m和另一个宽b＝4m，长l＝8m的矩形基础 底的附加应力相等，则两基础角点下竖向附加应力之间有何关系?( ) (A)两基础角点下Z深度处竖向应力分布相同；

(B)小基础角点下Z深度处的应力与大基础角点下2Z深度处的应力相等， (C)大基础角点下Z深度处的应力与小基础角点下2Z深度处的应力相等。 9．当地基中附加应力曲线为矩形时，则地面荷载的形式为：( )。

(A)条形均布荷载； (B)矩形均布荷载； (C)无穷均布荷载。 10．有一个宽度为3m的条形基础，在基底平面上作出用着中心荷载F＝240kN/m

及力矩M＝100kN·m/m。试问压力较小一例基础边的底面与地基之间台不会脱开?( )

(A)Pmin＞0； (B)Pmin=0； (C)脱开。

11．有一独立基础，在允许荷载作用下，基底各点的沉降都相等，则作用在基底

的反力分布应该是：( )。 ’ (A)各点应力相等的矩形分布； (B)中间小、边缘大的马鞍分布； (C)中间大、边缘小的钟形分布。

12．当地下水自下向上渗流时，土层中骨架应力有何影响?( )

(A)不变； (B)减小； (C)增大。

13．有一基础埋置深度d＝15m，建筑物荷载及基础和台阶土重传至基底总压力

为100kN/m2，若基底以上土的重度为18kN/m2，基底以下土的重度为17kN/m2，地下水位在地表处，则基底竖向附加应力为多少?( ) (A)85kN/m2； (B)73kN/m2； (C)88kN/m2。

14．一矩形基础，短边b＝3m，长边l＝4m，在长边方向作用一偏心荷载贯F+G

＝1200kN。偏心短为多少时，基底不会出现拉应力?( )

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