土力学与地基基础 复习整理(新)

28. 地基基础的设计和计算应该满足下列基本原则： ① 甲乙丙各级建筑均应满足地基承载力计算要求； ② 控制地基变形量，使之不超过建筑物的地基变形允许值。对于甲、乙级建筑均 应进行地基变形设计验算。地基承载力小、复杂、不均匀也要验算。 29. 地基承载力的确定：按土的抗剪强度指标确定；按地基载荷试验确定；按地基规范
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端承摩擦桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩端阻力分担荷载 较大。 17. 桩的分类按施工方法分类：预制桩和灌注 桩。 ． 18. 灌注桩是直接在所设计的桩位上成孔，然后在孔内加放钢筋笼，再灌注混凝土而成 的。 沉管灌注桩的施工顺序：打桩机就位、沉管、浇灌混凝土、边拔管、边振动、安放 钢筋笼、继续浇灌混凝土、成型。 19. 钻孔灌注桩的顺序：成孔、下导管和钢筋笼、浇灌水下混凝土、成桩。 20. 按桩的设置效应分类：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。 21. 根据固结理论，黏性土固结所需时间与排水距离的平方成正比。 22. 建筑物的荷载是通过基础传递给地基的，在基础底面与地基之间产生接触压力（方 向向下） ，通常称为基底压力，由于建筑物的建造基础底面所产生的压力增量，称 为基底附加应力。由建筑物的荷载在地基内所产生的应力，称为地基附加应力。 3、 名词解释（9 分） 1. 灵敏度：保持原来含水量但天然结构被破坏的重塑土的强度比保持天然结构的原状 土的强度低，其比值可以作为结构性的指标。 2. 在一定的压实（功）下，使土最容易压实，并能达到最大密实度时的含水量成为土 的最优 （最佳） 含水量， 用 ωop 表示。 与其相应的干密度则称为最大干密度， 以 ρdmax 表示。 土孔隙中的自由水在重力作用下，只要有水头差，就会发生流动。水通过土孔隙流 动的现象称为流透，而土被水流透过的性质，称为土的渗透性。 根据土的先（前）期固结压力 pc 与现时的土层自重压力 p1=γz 的比值称为超固结 比 OCR。 （超固结状态 OCR>1；正常固结状态 OCR=1；欠固结状态 OCR<1） 主动土压力： 当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上 的土压力称为主动土压力,一般用 Ea 表示。 被动土压力： 当挡土墙在外力作用下， 向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时， 作用在墙上的土压力称为被动土压力，一般用 Ep 表示。 静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态 时，土体墙的压力称为静止土压力，一般用 Eo 表示。 三种土压力大小比较： （1）在相同条件下，Ea < Eo < Ep （2）产生被动土压力所需位移量大大超过产生土的压力所 需的位移量（△p ＞＞△a） 。 土坡滑动：一般系指土坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下和向外滑动而丧失其 稳定性。 直接支撑基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。基础埋置深度是指基 础底面至地面（天然地坪面）的距离。 为了保护基础不受人类和其他生物活动等的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小 埋深为 0.5m，且基础顶面宜低于室外设计地面 0.1m，同时又要便于周围排水沟的 布置。 当存在相邻建筑物时，新建建筑物的埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有 建筑时，两基础间的距离一定的净 距。一般不宜小于基础地面高差的 1～2 倍。 ．
Cu
d 60 d10
Cc
2 d 30 d10d 60
工程上对土的级配是否良好的判断： ① 对于级配连续的土：Cu≥5 视为级配良好的； Cu＜5 的土的土视为级配不良的 土土。 ② 对于级配不连续的土：Cu≥5，且 Cc=1～3 两个条件视为级配良好的，反之不良。 8. 土中水按存在形态分有液态水、固态水和气态水。 液态水分为结合水（强结合水、弱结合水）和自由水。 强结合水紧靠土粒表面，其性质接近于固体，不能传递静水压力。弱结合水是粘性 土在某一含水量范围内表现出可塑性的原因，图的冻胀也与弱结合水的性质有关， 对黏性土影响最大。 9. 土的结构：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。 10. 土的构造最主要特征：成层性和裂隙性 11. 相对密实度 Dr： 标准贯入试验的锤击数 N（N 越大说明土体越密实） ；①锤子重量 63.5kg；②落距， 高度 760mm；③进入土体深度 300mm 12. 黏性土：具有可塑性质的土，在外力作用下，可塑成任何形状而不发生开裂；当外 力取消后，仍可保持原来形状不变。土的这种性质称为可塑性。 13. 粘性土由一种状态转变成另一种状态的分界含水量称为界限含水量。
体积变大 体积变小 地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力。 地基破坏形式：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。 临塑荷载是指地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基底压力。 （填空/选择）承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载能力或者不适于继续 承载大变形，例如地基丧失承载能力而失稳破坏（整体剪切破坏） 正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值，例如影 响建筑物正常使用或外观的地基变形。 27. 地基基础设计等级：甲、乙、丙级 23. 24. 25. 26.
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240KN，则基础底部压力为
p
240 20 2 1.5 1.5 F G 110 kPa 2 1.5 A （要求
带公式计算）G=γG Ad（γG=20 KN/m³） 19. 双层地基：①上软下硬：应力集中 现象；②上硬下软：应力扩散 现象。 ．． ．． 20. 内摩擦角：干松砂在自然状态下所能维持的斜坡角的最大坡角。 21. 不同排水条件时的剪切试验方法及成果表达：固结不排水剪（CU） ；不固结不排水 剪（UU） ；固结排水剪（CD） 22. 无粘性土剪切的特性：
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（a）对于嵌入坚实基岩的端承桩发生屈曲破坏 （b）端承于沙层中的摩擦端承桩 （c）均匀土中的端承摩擦桩 引起桩侧负摩阻力的条件是桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。 对于甲级、乙级建筑桩基，必须通过静荷载试验。在同一条件下试桩数量，不宜少 于总数的 1%，并不应少于 3 根。工程总桩数在 50 根以内不应少于 2 根。 工程中最常用的是慢速维持荷载法， 即逐级加载。 然后施加到破坏， 分级卸载到零。 （选择/判断/填空）对打入松散的沙类土和粉土中的挤土成桩，其桩尖和端桩土被 明显挤密，故群桩效应系数 ηb>1。 当桩数少，距中心距 sa 较大时，例如 sa>6d，桩端平面处各桩传来的压力互不重叠 或重叠不多，此时群桩中各桩的工作情况与单桩一致，故 ηb=1。 当桩数较多，桩距较小时，例如常用桩距 sa=（3～4）d 时，桩端处地基传来的压力 将相互重叠。ηb>1。 桩的间距过大，承台体积增加，造价提高，间距过小，桩的承载能力不能充分发挥， 且给施工造成困难。 桩身截面强度设计使用年限不少于 50 年。 桩的混凝土强度必须达到设计强度的 100%才可以起吊和搬运。最大裂缝不得超过 0.2mm，吊点位置应按吊点间的正弯矩和吊点处的负弯矩相等的条件确定。 承台厚度应大于等于 300mm，宽度大于等于 500mm，承台边缘至桩中心距离不应 小于桩的直径或边长， 且边缘挑出部分应大于等于 150mm， 桩顶应嵌入承台一定长 度，对于大直径桩宜大于等于 100mm；对于中等直径桩宜大于等于 50mm。 承台的配筋按计算确定，对于矩形承台板，宜双向均匀配置，钢筋直径宜大于等于 Φ10，间距应满足 100～200mm。 柱下独立桩基承台在配筋不足或厚度较小的情况下将产生弯曲破坏，其破坏特征呈 梁式破坏。 软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土构成的地 基。 天然孔隙比大于或等于 1.0，且天然含水量大于液限的细粒土称为软土。
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1、 填空（20 分） 1. 土体一般由固体矿物(固相)、液体水(液相)和气体(气相)三部分组成。 2. 亲水性由大到小：蒙脱石、伊利石、高岭石。 3. 土粒的大小称为粒度。 4. 大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。 5. 划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。 （界限粒径 200mm、60mm、2mm、0.075mm 和 0.005mm 分为六个粒组：块石、碎石、砾石、沙砾、粉粒和黏粒。 ） 6. 土中所含粒组的相对含量，以土粒总量的百分数表示，称为土的颗粒级配。 7. 土的颗粒级配曲线：曲线平缓表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好；反 之，则颗粒均匀，级配不良。Cu 愈大，表示土粒愈不均匀。
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承载力表确定。 对同一土层，应选择三个试验点，如所得的特征值极差不超过平均值的 30%，则应 取该平均值作为地基承载力特征值 fak。 地基变形特征一般分为：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。 桩通过桩侧阻力和桩端阻力将荷载传递给土体。土对桩的支撑力由桩侧阻力和桩端 阻力两个部分组成。 桩端阻力的发挥不仅滞后于桩侧阻力， 而且其充分发挥所需的桩底位移值比桩侧摩 阻力到达极限所需的桩身截面位移值大得多。 单桩的破坏模式：屈曲破坏（桩的承载能力取决于桩身的材料强度） 、整体剪切破 坏（桩的承载力主要取决于桩端土的支撑力） 、刺入破坏（由桩侧摩阻力承受） 。
Dr emax e emax emin
14. 15. 16. 17.
渗透速度 v 与水力梯度 i 的一次方成正比 v=k（i - ib） 粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过全重 50%，塑性指数 IP≤10 的土称为粉土。 塑性指数 Ip＞10 的土称为黏性土，Ip>17 为黏土；10＜Ip≤17 为粉质黏土。 软土：孔隙比大（e≥1） ；天然含水量高（ω>ωL） ；压缩性高；强度低和具有灵敏 性、结构性的土层。 当黏性土 ω>ωL, e≥1.5 时称为淤泥；当 ω>ωL, 1.5>e≥1.0 时称为淤泥质土。 18. 某矩形基础，底面边长为 2m×1.5m，埋深 1.5m，上部结构传来中心竖向荷载为
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49. 土中某点发生剪切破坏时，剪切破坏面与大主应力作用线方向的夹角为 45°mn 与 σ1 作用面 夹角：45°+ ． mn 与 σ1 作用线 夹角：45°． mn 与 σ3 作用面 夹角：45°． mn 与 σ3 作用线 夹角：45°+ ． 2、 单项选择（15 分） 1. 黏土颗粒表面带（负）电现象：接直流电；阳极管中水自下而上混浊。 2. 附加应力曲线： 土的自重应力分布是条折线； 同一土层的自重应力分布按直线变化。 3. 柔性基础：和基础形状有关；刚性基础：均匀分布。 u于 ' 4. 饱和土中的应力（总应力）为有效应力和孔隙水压力之和，或者说有效应力 等 w ' u 总应力 减去孔隙水压力 u。饱和土的渗透固结也就是孔隙水压力逐渐消散和有效 w 应力相应增长的过程。 （ ' uw 或 ） 5. 土体被压缩的主要原因：空气的排出，水的排出。 6. 压缩试验（侧限压缩试验） ：室内试验；排水方向上下都有。 7. 在工程实践中，通常采用压力间隔由 p1=100 kPa 增加到 p2=200 kPa 时所得的压缩 系数 a1-2 来评定压缩性高低。 8. 直接剪切试验（三轴压缩试验优缺点对调）优缺点： 优点：仪器构造简单，试样的制备和安装方便，易于操作。 缺点：①剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀。②剪切面人为地限制在 上、下盒的接触面上，而该平面并非是试样抗剪最弱的剪切面。③不能严格控制排 水条件，因而不能量测试样中的孔隙水压力。 9. 无侧限抗压强度试验可以测定黏性土的灵敏度 St。 10. 十字板剪切试验是土的抗剪强度现场原位测试方法。 11. （选择/判断）朗金土压力理论假定：挡土墙背垂直、光滑 ；填土表面水平 ；墙 体为刚性体。 库仑土压力理论：墙后土是理想散粒体（黏聚力 c=0） ；滑动破裂面为通过墙踵 A 的平面；ABM 为刚形体不考虑其压缩变形。 12. 计算挡土墙、地基或滑坡稳定及基础抗浮稳定时，承载能力极限状态下作用的基本 组合取 γG=1.35；标准组合取 γG=1.0 13. 无筋扩展基础（刚性基础）没配钢筋；扩展基础（柔性基础）配有钢筋。柱下条形 基础不属于扩展基础。 14. 在进行扩展基础结构计算，确定基础配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载 效应组合应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合（γG=1.35） ；相应的基底反 力为净 反力（ P=F/A ） 。 ． 15. 桩的分类按承载性状分类：摩擦型桩（桩端阻力不超荷载 10%）和端承型桩。 16. 摩擦型桩（桩侧阻力） ：在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力 承受。根据桩侧阻力分担荷载的比例，摩擦型桩又分为摩擦桩和端承摩擦桩。 端承桩：桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承担，桩侧阻力可忽略不计。