土力学与地基基础练习答案

土力学与地基基础练习册

习 题 一

一、填空

1．土的物理性质是土的最基本的工程特性。

2．土的结构分为单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构三种。 3．土的构造主要有层理构造和裂隙构造两种。

4．反映土单位体积质量（重力）的导出指标有浮密度、饱和密度和干密度。 5．土的基本指标包括土的密度、土粒相对密度和土的含水量，在试验室中分别用环刀法、比重瓶法和烘干法来测定。

6．土的不均匀系数Ku 越大，曲线越平缓，粒径分布越不均匀。

7. 基底附加压力求得后，可将其视为作用在地基表面的荷载，然后进行地基中的附加应力计算。

8．土粒比重是土粒的质量与同质量相同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比 。用比重瓶方法测定。

9．土的密度是质量与单位体积之比。 四、计算

1. 某粘土的含水量w=36.4%, 液限wL=48%、塑限wp=25.4%，要求： 1).计算该土的塑性指标Ip ； 2).确定该土的名称； 3).计算该土的液性指标IL ； 4).按液性指标数确定土的状态。

解： ]

为粘土;176.224.2548 =-=-=p L p W W I 为可塑态

;487.06

.224

.254.36=-=-=P P L I W W I

习 题 二

一、填空

1．某点在地下水位以下,当地下水位下降时该点自重应力将增加

;地下水位上升时该点自重应力将减小。

四、计算

1.某构筑物基础如下页图所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN ，偏心距1.31m ，基础埋深为2m ，底面尺寸为4m ×2m 。试求基底平均压力P 和边缘最大压力P max ，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。

解：

KPa

ab G F P 5.3002

)89.02(32000

3)(2max =⨯-=+=

89.02

422068031

.1680=⨯⨯⨯+⨯=+=

G F M e KPa A G F P 1254

320680=+=+=

习 题 三

三、填空

1．总应力不变的情况下，孔隙水压力等于总应力与有效应力之差。

2．地基的压缩变形是附加应力引起的;地下水位永久性下降,也能引起建筑物的沉降。

3．室内压缩试验时,土样是在完全侧限情况下受压,通过试验可测得压缩系数、压缩模量和变形模量压缩性指标。

4．实验室中测定原状土的压缩性的方法是做压缩实验。实验时，将取土环刀内的原状土样放置在一个厚壁钢圈做成的容器中，上下面加透水石，以便土样中水的排出，然后通过加荷板向试样施加压力，使土样压缩。有时称这种压缩实验为侧向压缩实验。

5．计算基础沉降时是以基底中心点以下土中附加应力为代表值. 6．在分层总和法中,地基压缩层厚度的下限取地基的附加应力等于或小于 自重应力的20%（软土为10%)土层处。

7．工业与民用建筑物地基基础设计规范所推荐的地基最终沉降量值的计算方法是一种简化的分层总和法.

8．按规范法计算基础最终沉降时,其压缩层厚度Zn 应满足∑=≤n

i i

n

S

S 1

''

025.0∆∆.

9．地基的沉降是由附加应力引起的.

10．固结度是指土层中孔隙水压力向有效应力转移的过程。 四、计算

1.一块饱和粘性土样的原始高度为20mm ，试样面积为3×103mm 2,在固结仪中做压缩试验。土样与环刀的总重为175.6×10-2N,环刀重58.6×10-2N 。当压力P 1=100kPa 增加到P 2=200kPa 时，土样变形稳定后的高度相应地由19.31mm 减小为18.76mm 。试验结束后烘干土样，称得干土重为94.8×10-2N 。试计算及回答： （1）与P 1及P 2相对应的孔隙比e 1及e 2; （2）该土的压缩系数a 1-2；

（3）评价该土高、中还是低压缩性。 解：

3

33

235.3765.2260;65.22108.9102.228.9cm V cm m V s

W W =-==⨯⨯==--

2. 某工程矩形基础长

3.6m 、宽2.0m ，埋深d=1.0m 。上部结构物的荷载F=900KN 。地基土为均质的粉质粘土，γ=16KN/m3 ,e 1=1.0, a=0.4MPa-1 。试用规范GBJ-89提出的方法计算基础中心点的最终沉降量。

解：1、求基底压力和基底附加压力

2、确定沉降计算深度

3、沉降计算①求 （使用角点法，注意分块，查表求得）

②Z n 的校核

4、确定沉降经验系数Ψs

①：Ψs 值的确定 ③基础最终沉降量的计算

习 题 四

三．计算

1.已知地基中某点受到大主应力σ1=500KPa ，小主应力 σ3=180KPa ，其内磨擦角为36°,求

（1）该点的最大剪应力是多少?最大剪应力面上的法向应力为多少? （2）此点是否已达到极限平衡状态?为什么?

（3）如果此点未达到极限平衡,令大主应力不变,而改变小主应力,使该点达到极限平衡状态,这时小主应力应为多少?

解： 507.0;551.0)1(;606.035.3765.22200010==+-===

e e H S

e e e 同理属于中等压缩性土

;44.0112-==

MPa p -p e -e 1

22

1αKPa 160)(2

1

sin )(2131max 31=-=⇒-=

σστασστKPa A G F P 1450.26.30

.10.26.320900=⨯⨯⨯⨯+=+=

KPa

d P P 1291161450=⨯-=-=γm b b Z n 5.4)2ln 5.05.2(2)ln 4.05.2(≈-=-=5

4.01

111

=+=

+=

αe E s 2

.1=s

E mm

S

S i

s

48.6807.572.1=⨯==∑∆ψ1229.0=αmm E z p S s 07.5755.412941229.00'

=⨯⨯⨯==α025

.0021.007.57/2.12.1)1289.02.41229.05.4(5

5.41294'

≤==⨯-⨯⨯⨯⨯=mm

S n ∆