土力学与地基基础课程作业

《土力学及地基基础》课程作业
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一、单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内)
1．用以衡量土透水性大小的指标是 ( )
A．水头梯度 B．渗透系数 C．动水力 D．相对密实度
2．关于自重应力，下列说法错误的是 ( )
A．由土体自重引起 B．一般不引起地基沉降
C．沿任一水平面上均匀地无限分布 D．大小仅与土的天然重度相关
3．土体的总应力抗剪强度指标为c、φ，有效应力抗剪强度指标为c＇、φ＇则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为 ( )
4．太沙基的地基极限承载力理论假设基础底面是 ( )
A．粗糙的条形面积 B．光滑的条形面积C．粗糙的矩形面积 D．光滑的矩形面积5．当挡土墙后填土中有地下水时，墙背所受的总压力将 ( )
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
6．详细勘探探孔的深度以能控制地基主要受力层为原则，当基础宽度不大于5m，且沉降计算深度内无软弱下卧层时，对条形基础，探孔深度一般可取基础宽度的 ( )
A．1倍 B．2倍 C．3倍 D．4倍
7．如果矩形底面基础的尺寸为1 x b =10m x7m，在进行地基承载力特征值修正时，公式中
6应取 ( )
A．3m B．4m C．6m D．7m
8．对于砌体承重结构，在计算地基变形时，控制的变形特征是 ( )
A．沉降量 B．倾斜 C．局部倾斜 D．沉降差
9．以承受竖向荷载为主的桩基础，桩顶嵌入承台的长度不宜小于 ( )
A．10mm B．20mm C．50mm D．150mm
10. 一般情况下，软土的不排水抗剪强度值小于 ( )
A．1OkPa B．20kPa C．40kPa D．60kPa
11．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大12．判别粘性土软硬状态的指标是 ( )
A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数
13．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( )
A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度
C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度
14．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( )
A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的
15．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( )
A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化16．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定
17．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是
( )
A．β<φB．β=φ C．β>φ D．β≤φ
18．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( )
A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表19．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck
按公式确定地基承载力的特征值。

偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( )
A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2
20.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( )
A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性
21．靠近山区坡底的洪积土，具有的特点是 ( )
A．颗粒细小、地下水位较深 B．颗粒较粗、地下水位较浅
C．颗粒细小、地下水位较浅 D．颗粒较粗、地下水位较深
22．某土样的液限W L=36%，塑限w P =21%，天然含水量w=26%，则该土的液性指数为( ) A．0. 15 B．0.33 C．0. 67 D．15
23．地下水位上升将使土中自重应力 ( )
A．增大 B．不变 C．减小 D．在砂土中增大，在粘性土中减小
24．某一土层加荷经历一定时间后，其平均固结度的大小 ( )
A．与加荷经历时间成线性关系 B．与土层厚度成线性关系
C．与固结系数相关 D．与土的内摩擦角大小相关
25．土体达到极限平衡时，剪切破坏面与最大主应力σ1作用方向的夹角为 ( )
26．下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是_________为静止侧压力系数。

( )
A．滑动圆弧的圆心位置 B．滑动圆弧的半径 C．土坡的坡高 D．土坡的坡角27．在详细勘察阶段，应取试样进行测试，每一场地每一主要土层的试样数量不应少于( ) A．3个 B．6个 C．10个 D．15个
28．砌体承重房屋设计中，应控制的地基变形特征是 ( )
A．沉降量 B．沉降差 C．倾斜 D．局部倾斜
29．用静载试验确定单桩承载力时，如果Q-s曲线呈缓变型，则常取桩顶总沉降量为一定值时所对应的荷载为单桩竖向极限承载力，该沉降量宜取 ( )
A．10mm B．40mm C．100mm D.150mm
30.下列地基中，不适合用水泥土搅拌法处理的是 ( )
A．淤泥 B．粘性土 C．粉土 D．膨胀土
二、填空题(请在每小题的空格中填上正确答案)
1.粘性土按塑性指数分为粉质粘土和粘土，粉质粘土的塑性指数为____。

2.埋藏在地表浅处、局部隔水层之上且具有自由水面的地下水称为____。

3.布辛涅斯克解是弹性解，竖向集中荷载作用点处的应力将趋于____。

4.在局部荷载作用下，地基中的竖向附加应力分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之内，而且分布在荷载面积以外，这种现象称为附加应力的____现象。

5.土的压缩模量E是土在____条件下应力与应变的比值。

6.饱和土的渗透固结过程是有效应力逐渐增加，孔隙水压力逐渐____的过程。

7.按剪切前的固结程度、剪切时的排水条件以及加荷速率，直剪试验可划分为快剪、________和慢剪三种试验方法。

8.粘性土土坡稳定性分析的瑞典条分法，其基本原理是：假定土坡的滑动面为________面。

9.对一级建筑物的场地进行地质勘察时，每一主要土层的试样数量不宜少于________个，同一土层孔内的原位测试数据不应少于6组。

10.计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的________组合计算，且不应计入风荷载和地震作用。

11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。

12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈____。

13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。

14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型。

15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成________关系的半空间。

16.前期固结压力大于现有土自重应力的土称为________土。

17.土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和________验测定。

18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与____有关。

19.墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零，则该深度称为____。

20.确定钢筋混凝土基础的高度和配筋时，上部结构传来的荷载效应应取________极限状态下荷载效应的基本组合。

21.土的结构主要是指土粒或土粒集合体的大小、形状、相互排列与联结等，一般分为单粒结构、絮状结构和____结构。

22.粘性土主要按____分类。

23.士的渗透系数可以通过室内渗透试验或____试验来测定。

24．在偏心荷载的作用下，当基底的偏心距e=1/6时，基底压力呈_________分布。

25.土在压力作用下体积缩小的特性称为土的____。

26.粘性土抗剪强度的库伦定律表达式为____。

27.土的灵敏度越高，其结构性_________ 。

28.当挡土墙的刚度很大，无水平位移时，墙背上受到的土压力称为____。

29.常用的工程地质勘探方法有坑探、____和触探。

30.在按土的冻胀要求确定基础的最小埋深时，强冻胀性地基土上，基底下允许的残留冻土层厚度d fr等于________。

三、名词解释题
1.液性指数
2.压缩模量
3.触变性
4.鉴别孔
5.摩擦型桩
6.潜水
7.正常固结土
8.抗剪强度
9.钻探
10.灌注桩
11.土的构造
12.有效应力
13.临塑荷载
14.触探
15.桩侧负摩阻力
四、简答题
1.三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法？工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标？
2.松散砂土产生液化的机理是什么？防止砂土液化的主要方法是什么？
3.什么叫土的压缩性？土体压缩变形的原因是什么？
4.哪些情况下桩产生负摩擦阻力？
5.简要说明如何通过三轴压缩试验获得土的抗剪强度参数（指标）。

6.简述桩基础的设计内容。

五、计算题（本大题共7小题，共50分）
1.对某砂土进行常水头渗透试验，该砂土的渗透系数k=0.02cm/s，试样长度ι=15cm，试样两端的水头差h =45cm。

求水在土中的渗透速度。

（4分）
2.已知作用于基础上部的荷载F=2800kN，基础底面尺寸为4×5(m2)，地基土为均质粘性土，其重度γ= 19kN/m3，基础底面埋深2m，试求基底附加压力P0。

（已知基础及其上的土的平均重度γG= 20kN/m3）（6分）
3.已知某地基土的内摩擦角φ=30°，粘聚力c= 20kPa，地基中某点受到的大主应力
σ1=450kPa，小主应力σ3=150kPa，试用数解法判断该点是否达到极限平衡状态？（7分）4.设某荷载在地基中引起的附加应力如图所示，若已知土体平均压缩模量E s=5MPa，试求图中BC两点间土层的最终沉降量ASBC。

当地基平均固结度达到60%时，该沉降量将是多少？（7分）
5.某挡土墙高4m，墙后填土的物理力学指标如图示。

现实测得作用在挡土墙背上的水平向土压力合力值为70kN/m。

试用朗肯土压力理论验算墙后土体是否已达到主动极限平衡状态。

（7分）
6.某墙下条形基础在地面处的轴向力设计值Ⅳ=160kN/m，基础埋深1.Sm，地基为粘性土（ηb =O，ηd=1.1），γ=16. OkN/m³，γsat=1
7. 6kN/ m³，地基承载力标准值f ak= 130kN/m2，地下水位位于地面下0. 5m，试设计该基础。

（9分）
（已知基础及土的平均重度γG= 20. OkN/ m³，水的重度γw=10. OkN/ m³）
7.有一柱下桩基础，采用4根直径为500mm的灌注桩，桩的布置及承台尺寸如图示（平面图中尺寸单位为毫米），承台埋深取1. 5m，桩长为9m，穿过粉质粘土进人中砂层2.5m，粉质
粘土的桩侧阻力特征值q sla= 25kPa，中砂的桩侧阻力特征值q s2a=40kPa，桩端阻力特征值q Pa=3500kPa。

(1)按经验公式计算单桩竖向承载力特征值R a；（6分）
(2)相应于荷载效应标准组合时，作用于地面标高处的竖向力F k=3500kN，弯矩M yk=200kN·m，验算桩的承载力是否满足要求。

（4分）
8.在对某地基土进行试验时，以环刀切取土样。

土样高度2cm，上、下底面积为50cm²，称得原状土样质量为190g，烘干后土样质量为150g。

试计算土样的密度和含水量。

若该土样处于饱和状态，试计算土样的孔隙比。

（6分）
9.有一柱下单独基础，其基底面积为2.5 x4m²，埋深d=2m，作用于基础底面中心的荷载为3000kN，地基为均质粘性土，其重度为γ=18kN/m³，试求基础底面处的附加压力P0。

(5分) 30.某场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-1。

求该粘性土的平均压缩模量E s。

现在粘性土层表面增加大面积荷载p= 1OOkPa，求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终固结沉降量。

（5分）
10.某框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R a=700kN。

试进行单桩竖向承载力验算。

（6分）
11.某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;
(1)确定该土的抗剪强度指标；（5分）
(2)若地基中某点的σ3=1OOkPa，σ1=280kPa，该点是否已发生剪切破坏？（3分）
(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？（3分）
12.某工业厂房柱基础，基底尺寸4×6m²，作用在基础顶部的竖向荷载F= 3000kN，弯矩M=2100kN·m，地质条件及基础埋深如图所示，地下水位于基础底面处，试验算该地基土承载力是否满足要求。

(γw= 1OkN/m³，γG= 20kN/ m³)（8分）
压力分布（不要求计算土压力合力及作用点）。

（9分）
14.某饱和粘性土，其体积为V=160cm3，土粒相对密度d s=2. 74，孔隙比e=0. 95，试填充
下图中的空白项。

（水的密度取p w=1g/cm3）（6分）
15.某独立基础，底面尺寸ιx b =3 x2m2，埋深d =2m，作用在地面标高处的荷载F=1OOOkN，
力矩M= 200kN·m，试计算基础底面边缘处地基与基础之间的最大压力值p max 。

（7分）
16.地基土为水平成层分布，第一层为粉土，厚度为3m，天然重度γ=18kN/m3，饱和重度γ1sat= 20kN/ m3，第二层为粉质粘土、很厚，饱和重度γ2sat = 19kN/ m3，现地下水位从地面下1m 处永久下降了2m，即下降到粉质粘土层顶面。

求：由于水位下降引起的粉质粘土层顶面的沉降量(计算厚度取5m)。

（7分）
17.某条形基础下地基中某点的大主应力σ1=600kPa，小主应力σ3=200kPa，已知地基土的抗剪强度指标c= 1OkPa，φ=30°，试用数解法判断该应力状态下该点是否达到剪切破坏，并求与大主应力作用面成30°角的平面上的正应力和剪应力。

（7分）
18.某承重墙下条形基础及地基情况如图所示，上部结构传来荷载F=250kN/m，试确定该基础的宽度b。

（8分）
19.图示挡土墙，墙高H为5m，填土表面作用大面积分布的荷载q=25kPa，填土的物理力学
指标如图，试用朗肯理论计算被动土压力E P的大小。

（7分）
20.如图所示，某柱采用桩基础，矩形承台，矩形截面的钢筋混凝土预制桩的截面边长为500m m×500mm，承台底面位于天然地面下1.60m，天然地面下为4.60m厚的粉质粘土，q sla= 45kPa;其下为很厚的砂土，q s2a=80kPa，q pa=5500kPa，试按经验公式计算该桩的竖向承载力特征值R a。

（8分）。