土力学与基础工程课后思考题答案[1]

土力学与基础工程课后思考题答案

第一章

1.什么是地基？基础？

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。

将埋入土层一定深度的建筑物下部承受结构称为基础，它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，并将荷载传给下部的地基。因此，基础起着上承和下传的作用。

2.什么是天然地基？人工地基？

未经加固处理直接利用天然土层作为地基的，称为天然地基。

需要对地基进行人工加固处理后才能作为建筑物地基的，称为人工地基。

3.什么是持力层？下卧层？

地基是有一定深度和范围的，当地基由两层及两层以上土层组成时，通常将直接与基础底面接触的土层称为持力层。在地基范围内持力层以下的土层称为下卧层。

4.简述地基与基础设计的基本要求？

（1）地基承载力要求：应使地基具有足够的承载力，在荷载作用下地基不发生剪切破坏或失稳。（2）地基变形要求：不使地基产生过大的沉降和不均匀沉降，保证建筑的正常使用。

（3）基础结构本身应具有足够的强度和刚度，在地基反力作用下不会发生强度破坏，并且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能力。

5.什么是浅基础？深基础？

基础都有一定的埋置深度，若土质较好，埋深不大（d≤5m),采用一般方法与设备施工的基础，称为浅基础。如果建筑物荷载较大或下部土层较软弱，需要将基础埋置于较深处（d>5m)的土层上，并需采用特殊的施工方法和机械设备施工的基础，称为深基础。

第二章

土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？

土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。

土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。

特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。

影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。

土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值上评价土的工程性质。

不均匀系数Cu表示颗粒级配曲线的倾斜度。

曲率系数Cc反映颗粒级配曲线的平滑度。

评价：（1）对于级配连续的土：Cu>10,级配良好；Cu ≤5，级配不良。

（2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>10和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。

说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。

天然重度：天然状态下，土单位体积的重度。

饱和重度：土饱和密度为空隙中全部充满水是单位体积的重度。

浮重度：土的有效密度在地下水位以下，单位体积中土粒的质量扣除通体积水的质量，即单位土体积中土里的有效重度。

干重度：单位土体积干土所受的重力。

饱和重度>天然重度>干重度>浮重度

土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？

三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。

直测指标：密度、含水量、相对密度。

换算指标：干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。

当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行

反映无黏性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点？而工程上为何应用得并不广泛？

指标：孔隙比、相对密实度

优点：判断密实度最简便的方法是用孔隙比e来描述，但e未能考虑级配的因素，故引入密实度。

应用不广泛的原因：天然状态砂土的孔隙比e值难测定，此外按规程方法室内测定孔隙比最大值和孔隙比最小值时，人为误差也较大。

什么是塑限，液限和缩限？什么是液性指数，塑性指数？

土由可塑状态转到流动状态的界限含水量叫做液限。

土由半固态转到可塑状态的界限含水量叫作塑限。

土由半固体状态经过不断蒸发水分，体积逐渐缩小，直到体积不再缩小，即转到固态时的界限含水量叫作缩限。

塑性指数，是指液限和塑限的差值，即土处于可塑状态的含水量变化范围。

液性指数，是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。

（何谓最优含水量？影响填土压实效果的主要因素有哪些？）略

在一定的压实功（能）下使土最容易压实，并能达到最大密实度时的含水量称为土的最优含水量。

影响因素：（1）含水量（2）击实功（3）土的性质

第三章

何为土中应力？它有哪些分类和用途？

土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力

和附加应力。土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生

变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。

土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。

土的自重应力分有何特?

均质土的自重应力沿深度呈线性分;非均质土的自重应力沿深度呈折线分布

地下水位的升降对自重应力有何影响,如何计算?

答:;地下水位下降会引起自重应力的变化，使地基中原地下水位以下部分土的有效自重应力增加，从而造成地表大面积附加下沉;地下水位上升，使原来位于地下水位以上的土体处于地下水位之下，会使这部分土体压缩量增大，抗剪强度降低，引起附加沉降;地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层采用浮重度

如何计算基底附加压力?在计算中为什么要减去基底自重应力?

答: 基底附加压力:由于建造建筑物而新增加在地基表面的压力,即导致地基中产生附加应力的那部分基底压力。

P

o =P

k

-γ

m

d

因为一般基础都埋置于地面下一定深度,该处原有自重应力因基坑开挖而卸除,因此,在计算由建筑物造成的基底附加压力时,应扣除基底标高处土中原有的自重应力后,才是基底平面处新增加于地基的