郑州大学远程教育学院地基基础作业

郑州大学现代远程教育《地基基础》课程考核要求
1.简答题
（1） 模块一：
土中的液态水分哪几类？对土的性质各有什么影响？
答：强结合水、弱结合水、自由水、重力水，三相体、碎散性、透水性、多孔性、自然变异性或不均匀性、易变性
（2）模块二：
土的自重应力分布有何特点？地下水位的升降对自重应力有何影响？
答：自重应力随深度而增大，每层土内线性分布，分层土折线分布，隔水层处突变；地下水位上升，自重应力减小。

（3）模块三：
简述库仑公式。

对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？ 答：tan f c τσϕ=+不是定值，因为它和剪切面上的正应力有关
（4）模块四：
在详细勘察阶段，勘探孔的深度如何控制？
答：详勘的勘探深度自基础底面算起，且勘探孔深度应能控制地基主要受力层。

当地基的宽度不大于5m ，勘探孔的深度对条基不应小于3.0b （b 为基础宽度），单独柱基不应小于1.5b ，但不应小于5m 。

对高层建筑和需进行变形验算的地基，控制性勘探孔深度应超过地基沉降计算深度；高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下(0.5~1.0)b ，并深入稳定分布的地层。

对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗浮设计要求，需设置抗浮桩或锚杆时，勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求。

当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当增加控制性勘探孔的深度。

如遇基岩或厚层碎石土等稳定土层时，勘探孔深度应根据情况进行调整。

（5）模块五：
《建筑地基基础设计规范》GB50007规定，地基基础设计时，所采用的荷载效应应按哪些规定执行？
答：按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。

相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。

相应的限值应为地基变形允许值；计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0；在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。

当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合
2.计算题：
（1）模块一：
某土样体积为1000 cm3，质量为1870 g，烘干后测得其质量为1677 g，已知土粒比重d s = 2.66。

试求土的密度ρ、含水量w、孔隙比e、饱和度S r。

某土样体积为1000 cm3，质量为1870 g，烘干后测得其质量为1677 g，已知土粒比重d s = 2.66。

试求土的密度ρ、含水量w、孔隙比e、饱和度S r。

答：
3
g/cm
87
.1
1000
1870
=
=
=
V
m
ρ
（2）模块二：
某建筑场地的地层分布见图示。

其中第一层细砂厚h1= 4.5 m，重度γ=19
kN/m3，饱和重度
sat
γ= 19.4 kN/m3，地下水位在地面下2 m处；第二层粘土厚
h3 = 4.5 m，饱和重度
sat
γ= 17.4 kN/m3，以下为不透水的岩石层。

试求各层交界面处的竖向自重应力以及作用在基岩顶面的土自重应力和静水压力之和，
并绘出自重应力沿深度的分布图。

答：3
g/cm 87.110001870===V m ρ
（3）模块三：
一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加周围压力
3σ= 196 kPa ，试样破坏时的主应力差31σσ-= 274 kPa ，测得孔隙水压力u = 176 kPa ，已知该土样的有效内摩擦角为ϕ'= 26°，试求破坏面上的有效正应力和剪应力以及试样的有效粘聚力c '。

答：由于已知该土样的有效内摩擦角为ϕ'= 26°，所以
破裂面与水平面夹角成2/450ϕα'+==58°
由试验得kPa 4701962741=+=σ，kPa 1963
=σ 破裂面上的正应力σ和剪应力τ分别为
273116cos )196470(21)196470(212cos )(21)(21
03131=-++=-++=ασσσσσpa 123116sin )196470(212sin )(21
031=-=-=ασστpa
在破坏面上的有效正应力为97176273=-=-='u σσpa
由于此时ϕσττ''+'==tan f c ，所以kPa 8.75='c
（4）模块五：
（1）已知如图所示柱基础所受荷载标准值为F k = 1100 kN ，M k =140 kN m ，基础底面尺寸l ×b = 3.6 m ×2.6 m ，基础埋深d = 2.0 m ，地层分布情况如图所示。

已知持力层承载力特征值f ak = 150 kPa ，承载力修正系数3.0b =η，6.1d =η，
其压力扩散角为23°；下卧层为淤泥质土，承载力特征值f ak = 85 kPa ，承载力修正系数.0b =η，0.1d =η；地下水位在地面下1.2 m 。

试对下卧层承载力进行验算。

答：基础埋深范围内土的加权平均重度
经宽深修正后的持力层承载力特征值
基础及回填土重kN 3006.26.3)8.0102.120(k =⨯⨯⨯+⨯=G
软弱下卧层承载力验算
基底处自重应力kPa 278.0)1019(2.15.16cd =⨯-+⨯=σ
软弱下卧层顶面处自重应力kPa 548.3)1019(2.15.16cz =⨯-+⨯=p 软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度
3m2kN/m 8.10554==γ 软弱下卧层顶面处的附加应力
kPa 27.36)
23tan 326.2)(23tan 326.3()276.149(6.26.3)tan 2)(tan 2()(o o cd k =⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯=++-=θθσz b z l p lb p z 验算),(kPa 27.9027.3654az cz 满足f p p z <=+=+
（2）如图所示，某建筑物采用矩形承台下的桩基础，已知室外设计地面的标高
为-0.30 m ，承台地面位于室外设计地面下1.5 m ，作用在±0.00标高处的竖向荷载设计值F = 8668.8 kN ，距承台地面1.0m 处的水平荷载设计值H = 108 kN ，弯矩设计值 M y = 800kN ·m ，采用钢筋混凝土预制方桩，桩数6根，单桩竖向承载力特征值R a = 1150 kPa ，试验算桩基中各桩承载力。

答：计算荷载标准组合值
F k =F /1.35=6421.3kN ，M yk =M y /1.35=592.6kNm ，H k =H /1.35=80.0kN
a k k k kN 4.11056
2/)8.15.1(0.22.3203.6421R n G F Q <=+⨯⨯⨯+=+=可
a 22max k k k 2.1kN 5.12452.142.1)0.10.806.592(4.1105R x x M n G F Q j
k <=⨯⨯⨯++=++=∑可。