土力学作业与课程设计

第一章 挡土墙上的土压力

1 习题图6-2为一垂直墙背的挡土墙，墙高5m ，填土表面倾角0β=︒、20δ=︒，

地下水位在墙顶下 1.5m 处。填土的容重3

18/k N m

γ=，饱和容重3

21/s a t k N m

γ=，36φ=︒，试给出主动土压力及水压力的分布图。

2 挡土墙断面如习题图6-3，墙后填土水平，填土面作用有29.8/q kN m =的连续

均布荷载。填土为中砂，317.2/kN m γ=，30φ=︒，30δ=︒，求作用于墙背上的总土压力的大小，方向和作用点。

第二章 土质边坡稳定分析

3/m

321/kN m

1 无粘性土坡的坡脚20α=︒，土的内摩擦角32φ=︒，浮容重310/kN m γ'=，若

渗流逸出段内水流的方向平行于地面，求土坡的稳定安全系数。

2 无限延伸斜坡如习题图7-3所示，地下水面沿坡面，坡高H=4m ，坡脚20α=︒，

土粒比重G s =2.65，孔隙比e=0.7，与基岩接触面的摩擦角20φ=︒，粘聚力c=15kN/m 2，求斜坡的稳定安全系数F s 。

第四章 地基承载力 1 一幢16层的建筑物底板尺寸为20m×30m ，底板放置在均匀的粘性土层上，埋

深3m 。粘性土的天然密度32.0/g cm ρ=，地下水位较深。现场用十字板测定，该土层平均抗剪强度260/f kN m τ=，室内用重塑土做无侧限抗压强度试验得240/u q kN m =，问地基的稳定安全系数有多大？如果要求稳定安全系

数满足下表要求，判断设计是否合适。

第五章天然地基上的浅基础设计

吉林长春市一民用建筑物，采用柱下独立基础。柱的尺寸为400mm×400mm，按照正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，作用在柱上地面处的竖向力和弯矩分别为F k＝800 kN，和M k＝30 kN－m。该荷载由永久荷载控制。其地质土层剖面如图所示，该地区标准冻深为1.6m。

请完成以下设计内容：

1从持力层、软弱下卧层和冻胀要求，确定合理的基础埋深。

2根据确定的基础埋深，采用抗剪强度指标，确定第2层中砂土的地基承载力特征值。

3根据确定的基础埋深和地基承载力特征值，按照持力层承载力设计，确定该独立基础的基础底面尺寸。

4根据已经确定的基础底面尺寸和基础埋深，（1）计算软弱下卧层顶面处的承载力特征值，（2）计算软弱下卧层顶面处的附加应力和自重应力，（3）判断软弱下卧层顶面处的承载力是否满足要求。

5如果选择无筋扩展基础（刚性基础）和C15的混凝土材料，根据基础底面的平均压力和基础底面尺寸，确定基础的高度，并满足刚性角的要求，基础顶面距离地面大于10cm。

6计算地基的最终沉降量。

7如果采用有筋扩展基础，采用荷载效应的基本组合，F＝1.35F k，M=1.35M k,计算基础最大弯矩。

8如果采用有筋扩展基础，基础材料为混凝土C15，其抗拉强度f t＝1500kPa。

保护层厚度为40mm，采用荷载效应的基本组合，F＝1.35F k，M=1.35M k。

确定满足冲切条件下，基础的最小厚度。

第六章桩基础设计

北京市区一民用建筑物，采用柱下桩基础。在基础顶面处柱的尺寸为300mm×500mm，按照正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，作用在设计地面处柱上的荷载是：轴向力F k＝1250kN，弯矩M k＝100kN－m。该荷载由永久荷载控制。其地质土层剖面如图所示，北京市标准冻深为1.0m。

请完成以下设计内容：

9从冻胀要求，确定合理的承台埋深；

10初步确定桩的类型，断面尺寸和长度；

11根据确定的承台埋深，土性，确定单桩承载力；

12验算桩上最大荷载，如果不满足要求，修改方案设计；

13按照构造要求确定承台尺寸。采用钢筋混凝土承台，混凝土抗拉强度1000 kPa。进行角桩冲切验算，此时荷载取相应于荷载效应基本组合的设计值即轴向力F＝ 1.35F k，弯矩M＝ 1.35M k。