西南交大2014-2015基础工程B离线作业

基础工程B

第1次作业

二、主观题(共12道小题)

21.某原状土样测得土的密度ρ＝1.9g/cm3，土粒比重G S=2.65，土的含水率w＝20.0％。求

孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和密度、有效重度？

解：（1），（3分）

（2）40.2%，（1分）

（3）0.788，（1分）

（4） 1.583g/cm3，（1分）

（5） 1.986 g/cm3，（1分）

（6）9.86kN/m3 （1分）

22.某土样内摩擦角，黏聚力

问：（）作单轴压力试验时，垂直压力加到多大土样将被剪破？

（）液压为的三轴压力试验时，垂直压力加到多大（三轴试验的垂直压力包括液压）土样将被剪破？

解：（a）由M-C准则

（2分）

单轴破坏时

（3分）

(b)三轴破坏时

（3分）

23.图示浅埋基础的底面尺寸为4ｍ×3ｍ，作用在基础上的主要荷载为：竖向力Ｎ=3.5×103kN，弯矩M=1.5×102kNm，持力层的容许承载力[ ]=420kPa。试计算：

（1）基底最大及最小压应力各为多少？能否满足承载力要求？

（2）其偏心距是否满足的要求？

（3）最大压应力达到容许承载力时对应的弯距为对少？

解：

（1）（3分）

代入后，解得：满足要求（1分）

（1分）

（2）满足要求（2分）

（3）（3分）

,（2分）

24.直径为1.2m的人工挖孔桩穿过砂粘土、细砂进入深厚的密实中砂层，各土层的桩周极限摩阻力如下表所列（单位：kPa），桩底中砂的容许承载力取为1230kPa，试按土阻力确定单桩轴向容许承载力。

砂粘土细砂中砂

506580

（提示：）

解：

（2分）

（2分）

（3分）

（3分）

（2分）

25.什么是库仑抗剪强度定律?简述莫尔库仑强度准则?

答：库仑抗剪强度定律：库仑认为土的抗剪强度由两部分组成，一部分是滑动面上的黏聚力，另一部分是土的摩擦阻力，用式子表示即为S=c+σtanφ；

在各种复杂应力状态作用下, 莫尔库仑强度准则认为:一点的应力状态,在通过这点的各个面上的应力状态组合达到这点的抗剪强度,即发生破坏.

26.何谓软弱下卧层？简述软卧下卧层验算的要点。

答：如果地基持力层下面存在有承载力更低的软弱土，称为软弱下卧层。当应力超过软弱下卧层的承载力后，基础会因软弱下卧层的破坏而产生过大沉降，从而影响到建筑物的使用。

对软弱下卧层进行强度验算，要求作用在下卧层顶面的全部压力不超过下卧层的承载力，即： pz+pcz≤fz, pz为软弱下卧层顶面处的附加压力设计值； pcz为软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值； fz为软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力设计值。

27.单桩承载力和群桩中一根桩的承载力是否相同？并说明其理由。

答：不同，一般群桩中一根桩的承载力小于单桩承载力。

造成这种现象的原因即所谓群桩效应。群桩中每根桩的承载力由桩端阻力与桩周摩擦力共同承担，但因桩的间距小，桩间摩擦力无法充分发挥作用；同时，在桩端产生应力叠加。因此，群桩中单桩承载力常小于单桩承载力。

28.产生负摩阻力的情况及原因主要有哪些？

答：（1）位于桩周欠固结的软粘土或新填土在重力作用下产生固结；

（2）大面积堆载使桩周土层压密下沉；

（3）在正常固结或弱超固结的软粘土地区，由于地下水位全面降低，致使有效应力增加，因而引起大面积沉降；

（4）自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷；

（5）打桩时使已设置的邻桩抬升等。

29.桩基础的设计步骤有哪些？

答：桩基础设计可按下列步骤进行：

(1)确定桩的类型和几何尺寸，初步选择承台底面标高；

(2)确定单桩竖向承载力特征位；

(3)确定桩的数量及其在平面的布置；

(4)单桩受力验算，必要时验算校基沉降；

(5)计算桩基中各桩的荷载，进行单桩设计；

(6)承台设计；

(7)绘制桩基施工图。

30.已知某土样重G＝0.9kN，其中土粒重G s＝0.7kN，水重G w＝0.2kN，土样体积V=0.051m3，其中土粒体积Vs＝0.028m3，水的体积Vw＝0.023m3，试求孔隙比e、孔隙率n、含水量w、饱和重度γ

sat

，干重

度γ

d 、土粒相对密度d

s

。

解：e=Vw/Vs=0.023/0.028=0.82,

n=Vw/V×100%=0.023/0.051×100%=45%

w=Mw/Ma×100%=0.2/0.7×100%=28.6%

γ

sat

=m/V=0.9/0.051=17.6kN/m3

γ

d

=Gs/V=0.7/0.051=13.73kN/m3

d=Gs/（Vsγ

w

）=0.7/(0.028×9.8)=2.55

31.设土样厚3cm，在100~200kPa压力段内的压缩系数a1-2=2.2×10-4m2/kN，当压力为100kPa时，e=0. 6。求：（a）土样的无侧向膨胀变形模量E s；

（b）土样压力由100kPa加到200kPa时，土样的压缩量S。

解:（a ）

（b ）

32.图示浅埋基础，已知主要荷载的合力为Ｎ=5.0×103kN，对应的偏心距e=0.3m。持力层的容许承载力为420kPa，现已确定其中一边的长度为4.0m

（1）试计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。

（2）确定相应的基底最大、最小压应力。

解：由题，应有

（1）（2分）

（3分）

（2）（5分）

第二次作业

二、主观题(共12道小题)

21.名词解释:无粘性土的相对密度

答：其中e为土的孔隙比 e

max 为土的最松散时的孔隙比 e

min

为土在最密实时的孔

隙比。

22.名词解释:有效应力原理

答：有效应力原理是土力学有别于其它固体力学的重要标志，在土的强度、变形等方面有着重要的应用，主要内容包括以下两点：1、饱和土体内一点处的总应力（正应力）等于有效应力与孔隙水压力之和；2、土的强度及变形取决于土中的有效应力，而不是总应力。