11级土木《基础工程》试卷(B)

滨州学院2013-2014学年第二学期期末考试

土木工程专业（本）2011级《基础工程设计原理》试卷（B）

参考答案及评分标准

一、名词解释（每题2分，共20分）

1.杯口基础 ：当采用装配式钢筋混凝土柱时，在基础中应预留安放柱子的孔洞，孔洞的尺寸应比柱子断面尺寸大一些。柱子放人孔洞后，柱子周围用细石混凝土(比基础混凝土强度高一级)浇筑，这种基础称为杯口基础(又称杯形基础)。

2.刚性角：墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角αmax，即称为刚性角。 3.地基允许承载力：地基承载能力极限是指地基承受荷载的能力。

4.竖向抗压桩 ：主要承受竖向荷载的桩，应进行竖向承载力计算，必要时，还需要计算桩基沉降，验算软弱下卧层的承载力。

5.加筋法：指在建筑物基础软弱处在土基中加入特殊材料（金属丝，土木材料等）。常见的种类有三种，土工合成材料，土钉墙技术和加筋土。

6.地下连续墙: 基础工程在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼。 7.筏形基础：当建筑物上部荷载较大而地基承载能力又比较弱时，用简单的独立基础或条形基础已不能适应地基变形的需要，这时常将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载承受在一块整板上，这种满堂式的板式基础称筏形基础。

8.膨胀土：膨胀土是由亲水性矿物组成，具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种特性的黏性土。

9.中性点：正负摩阻力变换处的位置即为中性点。

10.软弱下卧层：地基由多层土组成时，持力层以下存在容许承载力小于持力层容许承载力的土层时，这样的土层叫做软弱下卧层。 二、简答题（每题5分，共40分）

1.柱下条形基础、筏形基础和箱形基础的主要共性？

基础埋置深度较大，可提高地基承载力。增大基础抗滑稳定性，并可利用补偿作用减小地基附加应力减轻不均匀沉降，减少上部结构次应力，并可利用地下空间作为车库、地下停车场、仓库等。

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2.什么叫弹性半空间地基模型？它与文克勒地基模型最主要区别？

弹性半空间地基模型：弹性半空间地基模型将地基看作均质的、各向同性的线性变形半无限体，并用弹性力学的有关计算公式求解地基中的附加应力和位移。

文克勒地基模型：把土体视为一系列侧面无摩擦的土柱或彼此独立的竖向弹簧，在荷载作用区域产生与压力成正比的沉降，而与其它点上的压力无关。

区别：与文克尔地基模型相比，弹性半空间地基模型能够反映应力扩散的特点，也可以反映邻近荷载的影响

3.何为十字板试验？它常用以测定什么土的抗剪强度？为什么说测得的抗剪强度是不排水强度？

十字板剪切试验是一种用十字板测定软粘性土抗剪强度的原位试验。

将十字板头由钻孔压入孔底软土中，以均匀的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩，直至土体破坏，从而计算出土的抗剪强度。 由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表土的天然强度。

4.常用的基础材料为砖、石、混凝土和钢筋混凝土，有时也可用毛石混凝土、灰土和三合土，试解释后三种材料是如何合成的？各用于什么条件？

灰土基础：是由石灰、土和水按比例配合，经分层夯实而成的基础。灰土强度在一定范围内随含灰量的增加而增加。

砖基础：以砖为砌筑材料，形成的建筑物基础。

毛石基础：是用强度等级不低于MU30的毛石，不低于M5的砂浆砌筑而形成。为保证砌筑质量，毛石基础每台阶高度和基础的宽度不宜小于400mm，每阶两边各伸出宽度不宜大于200mm。石块应错缝搭砌，缝内砂浆应饱满，且每步台阶不应少于两批毛石。毛石基础的抗冻性较好，在寒冷潮湿地区可用于6层以下建筑物基础。

混凝土基础：是以混凝土为主要承载体的基础形式，分无筋的混凝土基础和有筋的钢筋混凝土基础2种。

5.单桩水平承载力的影响因素有哪些？

影响单桩水平承载力的因素很多，包括桩的截面刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度以及桩顶约束情况等

① 桩身强度和刚度桩的直径愈大，桩身材料强度愈高（如桩身为高强度混凝土或

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钢材等），桩身的抗弯刚度则愈高其抵抗水平荷载的能力就愈强。

② 桩侧土质条件桩侧土质愈好，其水平抗力愈大，或地基上水平抗力系数愈大，桩的水平承载能力就愈高，尤其是桩侧表层土（3~4倍桩径范围内）的承载能力极大地影响桩身的水平承载力。

③ 桩顶约束条件地基土的水平抗力系数随桩身水平位移的增大呈指数衰减。因此，对桩顶水平位移的约束愈好，则桩侧土的水平抗力愈大。

④ 桩的入土深度随着桩的入土深度增大，桩侧土将获得足够的嵌固作用，使地面位移趋于最小。

6.基坑降水时为什么同时又要采用回灌？回灌是如何进行的？

在基坑工程中,为保证土方开挖及基础施工处于干燥状态或提高基坑边坡的稳定性,常采用降水方法将坑内或坑外地下水位降低至开挖面以下。但随着地下水位的降低,地基中原水位以下土体的有效自重应力增加,导致地基土体固结,进而造成降水影响范围内的地面和建(构)筑物产生不均匀沉降、倾斜、开裂等现象,严重时可能危及其安全和正常使用。 为了消除基坑降水对周围环境的影响,通常采用设置止水帷幕,将降水影响范围基本限制在基坑以内。但止水帷幕造价较高,施工难度大,易发生渗漏现象。

鉴于止水帷幕的上述不足,采用回灌法来消除基坑降水对周围环境的影响是比较经济、简便、可行的方法。该法借助于工程措施,将水引渗于地下含水层,补给地下水,从而稳定和抬高局部因基坑降水而引起的地下水位降低,防止由于地下水位降低而产生不均匀沉降。 7.什么是黄土的湿陷性？黄土为什么具有湿陷性？是不是黄土都具有湿陷性？ 黄土的湿陷性：是黄土的一种特殊的工程地质性质。黄土具有在自重或外部荷重下，受水浸湿后结构迅速破坏发生突然下沉的性质。

引起湿陷的原因:是因为黄土以粉粒和亲水弱的矿物为主，具有大孔结构，天然含水量小，具有粘粒的强结合水连结和盐分的胶结连结，在干燥时可以承担一定荷重而变形不大，但浸湿后，土粒连结显著减弱，引起土结构破坏产生湿陷变形。

不是所有的黄土都具有湿陷性。这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性。 8.如何利用土工筋材提高土的抗拉和抗剪强度？试说明其原理。

在砂土中加筋的作用主要是约束土体的侧向变形，相当于对土体增加一个侧限压力，或

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者增加土体的竖向承载力;对砂土的性能来说，加筋之后。相当于在砂土中增加一个视凝聚力，所增加的视凝聚力与加筋材料的极限抗拉强度的大小和加筋的间距有关，也与砂土和筋材的变形模量有关。

三、计算题（每题20分，共40分）

1.条形基础宽2.5m，埋置深度1.6m。地基为粘性土，比重Gs=2.70，塑限?P=18.2％，液限?L=30.2％，天然密度??1.87g/cm3,天然含水量??22.5％，内摩擦角标准值?k=26o，粘聚力标准值ck=15kPa。三组现场荷载试验测得临塑荷载和极限荷载如下表，分别用现场荷载试验结果和计算公式求地基的承载力。

承载力 临塑荷载pcr/kPa 极限荷载pu/kPa （1）分析试验结果

临塑荷载平均值pcr?233.3kPa（2分） 极限荷载平均值pu?616.7kPa（2分） 试验值的极差不超过平均值的1/3（2分）

第一组 215 516 第二组 252 705 第三组 233 629 pu?2pcr，取pcr?233.3kPa为地基承载力特征值fak（1分） （2）求宽度、深度修正后的地基承载力

fa?fak??b?(b?3)??d?m(d?0.5)（4分）

基础宽度b=2.5m<3.0m，不作宽度修正。

基底以上土的天然重度?m?9.8?1.87?18.33kN/m3（3分）

fa?233.3?0?1.6?18.33?(1.6?0.5)?233.3?32.3?265.6kPa（6分）

2.已知按荷载标准组合承重墙每1m为中心荷载（至设计地面）为188kN，刚性基础埋置深度d=1.0m，基础宽度1.2m，地基土层如图所示，试验算第③层软土层的承载力是否满足要求？

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（1） 计算软弱下卧层顶面处的附加压力Pz

pz?p?b?p?pc0?b?2ztan? (2分)

F?G188?20?1?1.2?1??176.7kPa (2分) A1.2?1pc0??1h1???sat??w??d?h1??17.7?0.8??19.4?9.8???1?0.8??16.08kPa

(2分)

又Es1/Es2?15?5?3，z/b?1.8?1.2?1.5?0.5

故查表可知地基压力扩散角??23?

b'?b?2ztan??1.2?2?1.8?tan23??2.73m (2分) b?p?pc0?1.2??176.7?16.08?故pz???70.6kPa (2分)

b?2ztan?2.73（2） 计算软弱下卧层顶面处的自重应力pcz

pcz??1h1???sat??w?h2?17.7?0.8??19.4?9.8??2?33.36kPa (2分)

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（3） 计算软弱下卧层经深度修正后的地基承载力特征值fd?z 查表可得?b?0，?d?1

?m??1h1???sat??w?h2h1?h2?17.7?0.8??19.4?9.8??20.8?2?11.9kN/m3 (2分)

故fd?z?fak??d?m?d?0.5??90?1?11.9??2.8?0.5??117.4kPa (2分) （4） 验算软弱下卧层的承载力

利用公式pcz?pz?fd?z

即pcz?pz?33.36?70.6?103.96kPa?fd?z?117.4kPa 满足条件

故软弱土层的承载力满足要求 (4分)

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