2017-2018年第二学期土力学与基础工程作业

土力学与基础工程作业答题卡

2017–2018学年度第二学期

第一部分客观题

第二部分主观题（按照题目序号依次往下作答）

1.土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？答：土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成的三相系.固相物质分无机矿物颗粒和有机质,构成土的骨架,骨架之间贯穿着大量孔隙,孔隙中充填着液相的水和空气.

土的三相组成的比例,不是固定的.它随着环境的变化,将产生相应的变化,对土的力学性能有很大影响.由于空气易被压缩,水能从土中流出或流进.当土只是由土粒和空气,或是土粒和水组成二相体系时,前者为干土,后者为饱和土.

2.什么叫太沙基有效应力原理？单向固结理论的假定条件有哪些？答：(1)土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力

(2)土的有效应力控制了土的变形

3.朗肯土压力理论和库仑土压力理论的各基本假设条件是什么？答：朗肯压力理论是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。库仑土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。

a、联系

当α=0，β=0，δ=0，用两种理论计算结果相同

b、区别

①不同假设，不同分析方法。

②库伦土压力理论计算被动土压力误差大，适宜计算主动土压力；朗肯土压力理论计算主动土压力误差大，适宜计算被动土压力。

③适用条件不同。

4.什么是地基？什么是基础？它们各自的作用是什么？

答：我们将受建筑物影响在土层中产生附加应力和变形所不能忽略的那部分土层称为地基。作用：承受基础传来的荷载，并将荷载向土层深处传递。基础：建筑物的下部通常要埋入土层一定深度，使之坐落在较好的土层上。我们将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构，称为基础。作用：基础位于建筑物上部结构和地基之间，承受上部结构传来的荷载，并将荷载传递给下部的地基，因此，基础起着上承和下传的作用。

5.工程中常用的地基处理方法可分几类？概述各类地基处理方法的特点、适用条件和优缺点？

答：（1）地基处理方法按加理可分为以下几种类型。 a.置换：换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、振冲置换法、强夯置换法、砂石桩置换法、石灰桩法、EPS超轻质料填土法。b.排水固结：加载预压法、超载预压法、真空预压法、降低地下水位法、电渗法、真空预压与堆载联合法。 c.灌入固化物：深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性注浆法、劈裂注浆法、电动化学注浆法、压密注浆法。d.振密、挤密：表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂石桩法、土桩（灰土）桩法、夯实水泥土桩法、爆破挤密法、孔夯扩桩法。 e.加筋：加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基法、钢筋混凝土桩复合地基法。f.冷热处理：冻结法、烧结法。g.托换：基础加宽托换法、墩式托换法、桩式托换法、地基加固托换法、综合托换法。h.纠倾：加载迫降

法、掏土迫降法、黄土浸水迫降法、顶升纠倾法、综合纠倾法。 （2）地基处理方法按化学作用可分为以下三种类型。 a.物理处理。 b.化学处理。 c.生物处理。 （3）地基处理方法按处理位置可分为以下三种类型。 a.浅层处理。 b.深层处理。 c.斜坡面土层处理。 （4）地基处理方法按有效期可分为以下二种类型。 a.临时性处理。 b.永久性处理。

三．计算题

1.一粘土试样，体积为293cm ，湿土重力0.5N ，=ω40%，=s γ27

33-/10cm N ⨯。求饱和度r S 。

解：已知V ＝29 cm 3，W ＝0.5N ，则

土粒的重力

水的重力 水的体积

土粒体积

孔隙体积

则饱和度

2.有一矩形基底，面积为2 m ×4 m ， 均布荷载 p 0=170 kPa 。 试求基底中心点及两个边缘中心点下z= 4m 处的附加应力σz 。 解：1)基底中心点附加应力： L=2m b=1m L/b=2; z/b=4

查表得 ac=0.048

则 σz =4x0.048x170=32.64kpa

2)两个边缘中心点附加应力： L=4m b=1m L/b=4; z/b=4

查表得ac=0.067

则一个边缘中心点附加应力

σz=4x0.067x170=45.56kpa÷2=22.78kpa

3.厚度δ=10m黏土层，上覆透水层，下卧不透水层，其压缩应力如下图所示。黏土层的初始孔隙比e1=0.8，压缩系数a=0.00025kPa-1，渗透系数k=0.02m/年。试求：

①加荷一年后的沉降量St

②地基固结度达Ut=0.75时所需要的历时t

解：(1)该土层的平均附加应力为

σz=(235+157)/2=196kPa

则基础的最终沉降量为

S=a v /(1+e1)×σz H=2.5 ×10-4×196 ×1000 /(1+0.8)

=27.3cm

该土层的固结系数为

C v=k(1+e1)/a vγw=2.0 ×(1+0.8) /0.00025×0.098

=1.44×105cm2/a

时间因数为

Tv=C v t /H2=1.47×105×1 /10002=0.144

由Tv及α值从图查得土层的平均固结度为0.45，则加荷一年后的沉降

量为

St=U×S=0.45×27.2＝12.3cm

2.当Uz=0.75所需的历时t由Uz=0.75，α＝1.5查图得

到Tv＝0.47

t=T V xH2/c v=3.26年

4.如下图1所示，某挡土墙高8 m，墙后填土为两层，其物理力学性质指标如图所示，试用朗肯理论计算作用在墙背主动土压力的分布、大小及作用点。

解：

因墙背竖直、光滑，填土面水平，符合朗肯土压力条件，

故有：Ka1=0.225Ka2=0.707

计算第一层填土的土压力强度:

a0=0a1=13.5Kpa

第一层土为三角形分布；第二层土为梯形分布

Ea=230.9KN/m