10-11基础工程试题

一、简答题（每小题6分，共5题30分）

1、浅埋基础设计时，对地基需进行哪几项验算其主要内容是什么

（1） 地基承载力验算，保证持力层和软弱下卧层在外荷载作用下不发生破坏。 持力层地基承载力验算：

max ,

1.2k a k a p f p f ≤≤

软弱下卧层地基承载验算：

z cz az p p f +≤

（2） 地基变形验算：根据建筑物的结构类型及使用功能，控制对其影响最大的地基变形特征（沉降、沉降差、倾斜、局部倾斜）。

（3） 地基稳定性验算：对于经常受水平荷载作用的高层建筑或高耸结构，建于斜坡或坡顶的建（构）筑物，挡土墙，应采用圆弧滑面稳定分析法验算地基稳定性。

2、简述弹性半空间地基模型的基本假设。

地基为均质、连续、各向同性的半空间弹性体。

3、按承载性状，桩可以分为哪两种主要形式，其主要特征是什么

（1） 摩擦型桩：桩顶竖向荷载全部或主要由桩侧摩阻力承担; （2） 端承型桩：桩顶竖向荷载全部或主要由桩端阻力承担。

4、写出按群桩分项系数法计算复合基桩竖向承载力设计值R 的计算公式，并说明式中的群桩效应系数及抗力分项系数与哪些因素有关。

5、如图所示的高承台桩基础（竖直桩），已知单桩刚度系数为ρ1、ρ2、ρ3、ρ4，x 、y 方向的桩间距为s a ，试写出桩基刚度系数γaa 、γbb 、γaβ、γβa 、γββ的计算式。

x

2211

33

22

414199996aa i bb i a a i i i i a

x s ββββγρργρργγρργρρρρ======-=-=+=+∑∑∑∑∑

二、计算题（共5题70分）

6、图示柱下独立基础，柱截面尺寸为700mm×500mm 。土层为：

杂填土：γ=m 3

粉质黏土：γ=m 3,f ak =220kPa,ηb =,ηd = 黏土：γ=m 3,f ak =85kPa

（1）若由柱传至基础的荷载（设计地面处）为：F k =785kN,H k =0,M k =0,基础底面的长边为2400mm ，试计算为满足持力层承载力要求，短边的最小尺寸应为多少 提示：

(-3)(-0.5)

a ak

b d m f f b d ηγηγ=++

（2）若荷载为：F k =785kN,H k =20kN,M k =,基底尺寸为2400mm×1800mm ，试计算基底最大压应力p kmax 。

（3）在（2）的条件下，计算软弱下卧层顶面的附加应力值p z 。（计算时地基压力扩散角取23o ）

（本题16分）

黏土

2

(1)

220 1.615.5(1.00.5)232.4785

3.696232.420 1.03.696 1.542.4

a k a G f kPa F A m f d A

b m l γ=+⨯⨯-=≥==--⨯≥

==

max 2min 78520 2.4 1.8 1.09620 1.0

(2)

2.4 1.8 2.4 1.8/6

245.69 1.2201.7143.98157.73()(201.7115.5 1.0) 2.4 1.8

(3)

(2tan )(2tan )(2.42 2.5tan 23)(1.8k k k dk k a

k c z p F G M p A W kPa f kPa

p p lb p l z b z θθ⎫++⨯⨯⨯-⨯=

±=±⎬⨯⨯⎭<⎧=±=⎨

⎩--⨯⨯⨯==

+++⨯⨯︒⨯+2 2.5tan 23)804.4345.44.52 3.92kPa ⨯⨯︒==⨯

7、 对题目6中的基础，即柱截面尺寸为700mm×500mm ，基底尺寸为2400mm×1800mm ，

基础埋深仍为1m ，传至基础的荷载为（基本组合值）：F=940kN,H=30kN,M=,作用方向不变。 （1）试计算分析采用C15混凝土无筋扩展基础的可能性（台阶宽高比的允许值为1：）。

（2）若采用高度为600mm （有效高度为550mm ）的C20钢筋混凝土扩展基础，验算基础的抗冲切强度（柱下）是否满足要求。（要求画出计算简图） （本题15分）

提示：

00.7, 1.0, 1.1l hp t m hp t F f a h f MPa

ββ≤==

(1)按台阶宽高比要求，基础高度应满足：

2400700

1.25106221800500

1.258122h mm h mm

-≥⨯

=-≥⨯= 可见，只要适当调整埋深就可以采用无筋扩展基础方案。

02

2

002max 2

min (2)20.520.55 1.6 1.82.40.7 1.80.50.55 1.80.5522222

2220.540.010.5394011030 1.0217.5946.2.4 1.8 2.4 1.8/6b t t t l j d

j a a h m l m

b a b l A h l h m p M F p A W =+=+⨯=<=⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-----=--⨯--- ⎪ ⎪

⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=-=⎫-⨯⎪=±=±=±⎬⨯⨯⎪⎭

max 30263.893171.29263.89,263.890.53139.70.5 1.6

1.0522

0.70.7 1.0 1.110 1.050.55444.68139.7j j l j l t b m hp t m l kPa kPa p p kPa F p A kN

a a a m f a h kN F kN β⎧=⎨⎩≈===⨯=++=

===⨯⨯⨯⨯⨯=>=

8、图示winkler 弹性地基梁（图中尺寸单位为mm ），地基基床系数k=40MN/m 3，梁底宽，截面惯性矩I=，弹性模量Ec=×104MPa 。试计算截面A 的弯矩M A 和剪力V A 。（本题10分）