华南理工大学2020-2021网络教育本科《土力学与基础工程》-平时作业

《土力学与基础工程》2020-2021学年第一学期平时作业一、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τf=otanφ。

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>3~6B.Cu>5，Cc=1~3C.Cu<5，Cc>2~5D.Cu>5，Cc=2~53、《公路土工试验规程》中，粗粒组与细粒组的分界粒径为（ A ）。

A.0.074mmB.60mmC.2mmD.0.5mm4、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/6B.e=L/6C.e< L/6D.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-1B.0.1MPa-1≤a1-2＜0.5 MPa-1C. a1-2≥0.5MPa-1D.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（ B ）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<E0B.Ep<E0<EaC.Ea<E0<EpD.E0<Ea<Ep10、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（ B ）表示。

A.p1/2B.p1/3C.p1/4D.p1/512、（ 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：若天然地层软弱，其承载力不能满足设计要求时，则需先经人加固，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？答：（1）运用压缩系数a1-2判断土的压缩性：a1-2<0.1MPa-1时，为低压缩性土：MPa-1≤a1-2<0.5 MPa-1时，为中压缩性土：a1-2≥0.5 MPa-1时，为高压缩性土。

（2）运用压缩指数Cc判断土的压缩性：Cc<0.2时，为低压缩性土：Cc=0.2~0.4时，为中压缩性土：Cc>0.4时，为高压缩性土。

4、基础埋深与哪些因素有关？答：基础埋深与下列因素有关：（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？答：静载试验中，当出现下述情况之一时，可认为桩已达到破坏状态：（1）桩的沉降量突然增大，总沉降量大于40mm，且本级荷载下的沉降量大于前一级荷载下沉量的5倍。

（2）总位移量大于或等于40mm，且本级荷载作用后24h桩的沉降未趋稳定。

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 。

解：质量密度：3100250m v ρ===（g/cm ）； 重度：γ=ρg=2×9.81=19.62（KN/m 3）； 含水率：10080100%100%25%80s s m m m ω--=⨯=⨯=； 干重度：3809.8115.7(/)50s d m g KN m v ϒ=⨯=⨯=。

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/m 3z 1=1m粘土 γ2=19kN/m 3z 2=2m砂土 γ3=20kN/m 3z 3=2m解：σcz 1=γ 1 z 1=16×1=16（kPa ）； σcz 2=γ1z 1+γ2z 2=16×1+19×2=54（kPa ）； σcz 3 =γ1z 1+γ2z 2+γ3z 3=16×1+19×2+20×2=94（kPa ）。

自重应力曲线绘制如下图所示：3、试计算下图所示土层的自重应力。

解：杂填土层底处：σcz 1=γ 1 z 1=17×2=34（kPa ）；粉质粘土层底处：σcz 2=γ 1 z 1+γ2z 2=17×2+19×3.8=106.2（kPa ）；淤泥质粘土层底处：σcz 3=γ 1 z 1+γ2z 2+(γ 3 sat-γw )z 3=17×2+19×3.8+(18.01-9.81)×4.2=140.64（kPa ）； 中砂层底处：σcz 4=γ1z 1+γ2z 2+(γ3sat-γw )z 3+(γ4sat-γw )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：112123210.9520.9360.16()(200100)10e e MPa p p -----===--⨯a ； 因为：0.1MPa -1≤α1-2=0.16 MPa -1＜0.5MPa -1，所以属于中压缩性土； 2#土样：112123210.9950.9050.90()(200100)10e e MPa p p -----===--⨯a ； 因为：α1-2=0.90MPa -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=psinθ=160×sin55°=131.06（kPa ）； 剪应力τ=pcosθ=160×cos55°=91.77（kPa ）；其抗剪强度τf=σtanφ+c=131.06×tan30°+30=105.67（kPa ）＞τ=91.77（kPa ），所以该平面不会破坏。

压 力（kPa ）0 50 100 200 300 400 孔隙比1#土样0.982 0.964 0.952 0.936 0.924 0.919 2#土样1.1901.0650.9950.9050.8500.8106、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 /m 3，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，22301tan (45)tan (45)223a K ϕ=-=-=，c=0。

墙顶处：σz1=q=20kPa ，pa1=σz1×Ka=20×13=6.67（kpa ）；墙踵处：σz2=q+γH=20+19×9=191（kPa ），p a2=σz2×Ka=191×13=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：1(6.6763.67)92a E =⨯+⨯=316.53kN/m ，方向指向墙背，与墙背垂直。

作用线距离墙踵高为：9196.679(63.67 6.67)92233.28316.53c y ⨯⨯+⨯-⨯⨯==（m ）。