《土力学与基础工程》2020-2021学年第一学期作业(一)

《土力学与基础工程》
2020-2021学年第一学期作业（一）
一、填空题：(每题1分, 共8分)
1、土是岩石风化的产物，是矿物颗粒的松散集合体。

2、土一般为三相土，即由固体、液体和气体三部分组成。

3、塑性指数表明粘性土处在可塑状态时的含水率变化的范围，液性指数可作为判定土的软硬程度的指标。

4、水透过孔隙流动的现象称为渗透，土可以被水透过的性质称为土的渗透性。

5、土的压缩随时间变化的过程称为土的固结。

6、粘性土的库仑定律表达式为Tf=C+σtanφ。

7、基坑坑壁的支护和加固措施包括挡板支护、板桩墙支护和混凝土加固。

8、群桩基础的承载力常小于各单桩承载力之和，但有时也可能会大于或等于各种单桩承载力之和，群桩的沉降也明显大于单桩，这种现象叫做群桩效应。

二、单选题：(每题1分, 共12分)
1、下列指标中哪项指标可作为判定土的软硬程度的指标。

（D ）
A.干密度
B. 稠度
C. 塑性指数
D. 液性指数
2、满足条件（B ）的土为级配良好的土。

A.Cu<5，Cc>3~6
B.Cu>5，Cc=1~3
C.Cu<5，Cc>2~5
D.Cu>5，Cc=2~5
3、《公路土工试验规程》中，粗粒组与细粒组的分界粒径为（A ）。

A.0.074mm
B.60mm
C.2mm
D.0.5mm
4、由土体自重力在地基内所产生的竖向有效应力称（C ）。

A.基底压力
B.基底附加压力
C.自重应力
D.地基附加应力
5、单向偏心荷载作用在矩形基础上，偏心距e满足条件（C ）时，基底压力呈梯形分布。

（L为矩形基础偏心方向边长）
A.e>L/6
B.e=L/6
C.e< L/6
D.以上都不对
6、竖向集中力作用下沿集中力作用线上的地基附加应力随深度增加而（A ）。

A.减小
B.增大
C.不变
D.以上都不对
7、土的压缩系数a1-2位于（A ）范围时，土为低压缩性土。

A. a1-2<0.1MPa-1
B.0.1MPa-1≤a1-2＜0.5 MPa-1
C. a1-2≥0.5MPa-1
D.以上都不对
8、在运用分层总和法计算地基沉降量时，计算深度取至地基附加应力与自重应力比值为（）处。

A.10%
B.20%
C.30%
D.40%
9、作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的? （C）
A.Ea<Ep<E0
B.Ep<E0<Ea
C.Ea<E0<Ep
D.E0<Ea<Ep
10、朗肯土压力理论的适用条件是（D）。

A.墙后填土为无粘性土
B.墙后无地下水
C.墙后填土为粘性土
D.墙背直立、光滑、填土面水平
11、当塑性开展区最大深度z max=b/3时，相应的临界荷载用（C ）表示。

A.p1/2
B.p1/3
C.p1/4
D.p1/5
12、（A ）将基础下一定深度内的软弱或不良土层挖去，回填砂、碎石或灰土等强度较高的材料，并夯至密实的一种地基处理方法。

A.换土垫层法
B.加筋法
C.胶结法
D.排水固结法
三、简答题：(每题4分，共20分)
1、地基与基础的概念及分类。

答：通常把直接承受建筑物荷载，并受其影响的那一部分地层称为地基。

未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基；若天然地层较软弱，其承载力不能满足设计要求时，则需先经人工加固，再修建基础，这种地基称为人工地基。

基础是建筑物的下部结构，一般埋深小于5m且能用一般方法施工的基础属于浅基础，；当埋深大于5m，采用特殊方法施工的基础属于深基础。

2、写出界限含水率的定义，并列举出三个界限含水率。

答：界限含水率是指粘性土从一个稠度状态到另一个稠度状态时的分界含水率。

（1）缩限是固态与半固态之间的界限含水率；
（2）塑限是半固态与塑态之间的界限含水率；
（3）液限是塑态与液态之间的界限含水率。

3、如何运用土的压缩系数及压缩指数判断土的压缩性？
4、基础埋深与哪些因素有关？
答：（1）建筑物用途和结构类型；
（2）基础荷载影响；
（3）工程地质条件；
（4）河流冲刷深度影响；
（5）冻土深度的影响；
（6）地形条件影响；
（7）保证持力层稳定所需要的最小埋置深度。

5、静载试验中，出现何种情况可认为桩已达到破坏状态？
四、计算题(每题10分，共60分)
1、使用体积50cm3的环刀切取土样，侧的土样质量为100g，烘干后的质量为80g，又经比重试验测得G s＝2.70，试求该土的质量密度ρ、重度γ、含水率ω和干重度γd。

2、试计算下图所示土层的自重应力，并绘制自重应力曲线。

填土γ1=16kN/m3z1=1m
粘土γ2=19kN/m3z2=2m
砂土γ3=20kN/m3z3=2m
解：σ cz 1 = 1 z 1 =16 × 1=16kPa
σ cz 2 = 1 z 1 + 2 z 2 =16 × 1+19 × 2=54kPa
σ cz 3 = 1 z 1 + 2 z 2 + 3 z 3 =16 × 1+19 × 2+20 × 2=94kPa
3、试计算下图所示土层的自重应力。

解：杂填土层底处σ cz 1 = 1 z 1 =17 × 2=34kPa
粉质粘土层底处σ cz 2 = 1 z 1 + 2 z 2 =17 × 2+19 × 3.8=106.2kPa
淤泥质粘土层底处σ cz 3 = 1 z 1 + 2 z 2 + ( 3sat - w )z 3 =17 ×2+19 ×3.8+(18.01-9.81) × 4.2=140.64 kPa
中砂层底处σ cz 4 = 1 z 1 + 2 z 2 + ( 3 sat - w )z 3 + ( 4 sat - w )z 4 =17 ×2+19 × 3.8+(18.01-9.81) × 4.2+(19.41-9.81) × 2=159.84 kPa
4、某钻孔土样的压缩试验及记录如下表所示，计算各土层的α1-2并评定各土层的压缩性。

表土样的压缩式样记录
解：
1 *土样：MPa -1，
因为0.1MPa-1≤ a 1-2 =0.16 MPa -1＜0.5MPa -1-1 ，所以属于中压缩性土；
2 *土样：MPa-1，
因为a 1-2 =0.90 MPa-1≥ 0.5MPa-1，所以属于高压缩性土。

5、已知土的粘聚力c=30kPa，内摩擦角φ=30o，土中某截面上的倾斜应力p=160kPa，且p 的方向与该平面成θ=55o时，该平面是否会产生剪切破坏？
解：受力面上的正应力σ =psin θ =160 × sin 55 ° =131.06kPa
剪应力τ =pcos θ =160 × cos55 ° =91.77 kPa
其抗剪强度τ f = σ tan φ +c=131.06 × tan30 ° +30=105.67 kPa ＞τ =91.77 kPa ，
所以该平面不会破坏。

6、某挡土墙高9m，墙背铅直光滑，墙后填土表面水平，有均布荷载q=20kPa，土的重度为γ=19kN/m3，φ=30，c=0。

试绘出墙背的主动土压力分布图，确定总主动土压力三要素。

解：
（1 ）计算层面处的土压力强度
，c=0 。

墙顶处：σ z1 =q=20kPa ，p a1 = σ z1 K a =20 × =6.67 kPa
墙踵处：σ z2 =q+ γ H=20+19 × 9=191kPa ，p a2 = σ z2 K a =191 × =63.67 kPa （2 ）绘出压力强度分布图，其压力强度沿墙高为梯形分布，
（3 ）求土压力三要素
=316.53kN/m
方向指向墙背，与墙背垂直，
作用线距离墙踵高为：。