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土力学与基础答案

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一． 单项选择题(每题2分, 共20分)
1. 判断粘性土软硬状态的指标是（  C   ） 
 　A. 塑性指数      B. 液限       C. 液性指数     D. 塑限
2. 淤泥属于（  A   ）。 
　　A. 粉土         B. 粘性土       C. 粉砂        D. 细砂
3. 已知地基中某点的竖向自重应力为100 kPa，静水压力为20 kPa，土的静止侧压力系数为0.25，则该点的侧向自重应力为（   C  ）。 
　　　A. 60 kPa         B. 50 kPa        C. 30 kPa         D. 25 kPa
4. 宽度均为b，基底附加应力均为p的基础，附加应力影响深度最大的是（  D  ） 
  A. 矩形基础   B. 方形基础    C. 圆形基础（b是直径）  D. 条形基础
5. 在下列影响土的抗剪强度的因素中，最重要的因素是试验时的(   A   )。 
　　A. 排水条件        B. 剪切速率       C.应力状态        D. 应力历史
6. 地震时可能发生液化的土的类别是（  A  ） 
　　A. 细砂和粉土    B. 粘土和砂土    C. 粘土和粉土    D. 只有砂土
7. 某无黏性土坡坡角β=24°，内摩擦角φ=36°，则稳定安全系数为(  C   )
　　A.  K=1.46                       B.  K=1.50
　　C.  K=1.63                       D.  K=1.70
8. 所谓的临塑荷载，就是指（  A  ） 
　　A. 地基土将出现塑性区时的荷载 
　　B. 地基土中出现连续滑动面时的荷载 
　　C. 地基土中出现某一允许大小塑性区时的荷载 
　　D. 地基土中即将发生塑性剪切破坏时的荷载
9. 下列基础中，不属于深基础的是（  D  ） 
　　A. 沉井基础    B. 地下连续墙    C 桩基础    D. 扩展基础
10. 下列哪种情况将在桩侧产生负摩阻力？（  C  ） 
　 A. 地下水位上升            B. 桩顶荷载过大 
　　C. 地下水位下降            D. 桩顶荷载较小
二、简答题 (每题5分，共20分)
1. 什么是地基？什么是基础？它们各自的作用是什么？
基础：基础指建筑底部与地基接触的承重构件， 工程结构物地面以下的部分结构构件，用来将上部结构荷载传给地基，是房屋、桥梁、码头及其他构筑物的重要组成部分。基础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，并将荷载传递给下部的地基，因此，基础起着上承和下传的作用。
地基：地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基两类。天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。地基的作用是承受基础传来的荷载，并将荷载向土层深处传递。
2. 同一种土压缩系数是否为常数？它随什么因素变化？
答：不是。它的大小及变化与所取的P1、P2的大小有关。同一种土的压缩系数随着不用的荷载等级变化的与所取的P1、P2的大小有关均以压力由原来的自重应力P1增加到外荷载作用下的土中应力P2时土体显示的压缩性为代表。 
3. 什么是正常固结土、超固结土、欠固结土？它们在相同荷载作用下变形相同吗？
正常固结土: 在历史上所经受的先期固结压力等于现有覆盖土重。     
　　超固结土: 历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力。     
　　欠固结土:  先期固结压力小于现有覆盖土重 
　　它们在相同荷载作用下变形不相同，欠固结土变形大于正常固结土大于超固结土。
4. 何谓深基础？深基础有哪些类型？
答：深基础是指当建筑物荷载较大或下部地层较软时，需要把基础埋置于深处较好的地层，要采用特殊的基础类型或特殊的施工方法的基础，一般埋深大于5m。深井基础、墩基础、地下连续墙、沉井、沉箱等
三、论述题（每题10分，共30分）

1. 压缩指数Cc与压缩系数a哪个更能准确反映土的压缩性质？为什么？
答：压缩指数Cc和压缩系数a都是反映土的压缩性的指标，压缩系数是由e-p曲线确定的，随着压力p的不同就有不同的a；而压缩指数Cc是由e-logp曲线确定的，研究表明，e-logp曲线的后半段接近直线，所以这短直线上可以用任何两点来确定Cc，这两个指标没有准确不准确之分，压缩系数可以反映任何压力下的土的压缩性，而压缩指数可以反映土的整体压缩性，另外a是有量纲的，而Cc是无量纲的。
2. 影响土的抗剪强度的因素有哪些？
答：土的抗剪力受多种因素的影响：首先，决定土的基本性质，即土的组成、土的状态和土的结构，这些性质又与它形成的环境和应力历史等因素有关；其次，还决定于他当前所受的应力状态；再次，土的抗剪强度主要依靠室内实验和野外现场原位测试确定，实验中仪器的种类和实验方法对确定土的强度值有很大的影响。
3. 单桩承载力由哪两部分组成？ 如何确定单桩竖向承载力特征值？
答：单桩承载力由桩侧摩阻力和桩端反力两部分组成。 
单桩竖向承载力特征值一般是指单桩竖向承载力极限值除以一个安全系数(一般为2).他是对于土体这种材料,由于承载力与其变形性状密切相关 
   Ra=Quk/K           
　　 式中：
　　　Ra  —— 单桩竖向承载力特征值；
　　　Quk  —— 单桩竖向极限承载力标准值； 
　　　　K  —— 安全系数，取K=2。    
　　单桩竖向极限承载力标准值由桩侧摩阻力和桩端反力两部分组成 
　　在计算时需根据极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值分别算出桩侧摩擦力与桩底持力层的桩端反力。
四．计算题（30分）
1. 一体积为100 cm3的原状土试样，湿土质量190 g，干土质量151 g，土粒相对密度2.70，试确定该土的含水量、孔隙率、饱和度。（8分）
解：
含水量：（190-150）/151*100%＝25.8%
孔隙率：2.7*1/1.51-1＝0.788
     0.788/（1+0.788）*100%＝44.1%
饱和度：0.258*2.7/0.788＝88.4%
2. 某挡土墙高6 m，墙背竖直光滑，墙后填土面水平，填土为干砂，γ=19 kN/m3，φ =360，φ’=380。试计算作用在挡土墙的静止土压力E0、主动土压力Ea及被动土压力Ep。（10分） 
　　解：根据条件可用郎肯土压力进行计算： 
　　　　静止土压力系数：K0=1-sinφ' =0.38
　　　　静止土压力：E0=K0*γ*H^2/2=131.4kN
　　　　主动土压力系数：Ka=[tan(45-φ/2)]^2=0.26
　　　　主动土压力：Ea=Ka*γ*H^2/2=88.8kN
　　　　被动土压力系数：Kp==[tan(45+φ/2)]^2=3.85
　　　　被动土压力：Ep=Kp*γ*H^2/2=1317.3kN
3. 某砖砌承重墙厚240 mm，竖向荷载值Fk=200 kN/m。地层情况：第一层为杂填土，厚1 m，g=16 kN/m3，地下水位深1 m；第二层为粉质粘土，厚3 m，g=19 kN/m3，fa=170 kPa，Es=5.6 MPa；第三层为淤泥质粘土，厚度较大，g=17 kN/m3，fa=110 kPa，Es=1.8 MPa。试设计墙下刚性基础，并验算软弱下卧层强度。（12分） 
　　解：(1)确定地基持力层和基础埋置深度 现按最小埋深规定取d=1.5m。 
　　　 (2)按持力层承载力确定基底宽度 因为d=1.5m，所以fa= fak170kPa。  
　　　　　b》Fk/(fa-20d )=1.428
　　　　　取b=1.5m。  
　　　(3)软弱下卧层承载力验算 
　　　自重应力σcz=16×1+3*9=43kPa 
　　　由Es1/Es2=5.6/1.8=3.1，z=2.5>0.5b，查表2-7得θ＝23º。 
　　　附加应力pk=200/1.5+2.5*9=155.8kPa
　　　σz=1.5（pk-1*16-0.5*9)/(1.5+2*2.5)=31.22kPa  
　　　faz= fak+ηdγm(d+z-0.5)=110+1.0×10.75×(1.5+2.5-0.5) =147.625kPa   
　　　 σz+σcz=43+31.22=74.22kPa