土力学与基础工程答案.doc

姜峰做的《土力学与基础工程》答案
一、名词解释
1、液限：指可塑状态与流动状态间的含水量为液（流）限含水量。
2、超固结土：先期固结压力大于现有自重压力的土(Pc>Po)。
3、流砂现象：当基坑挖土达到地下水位以下，而土是细砂或粉砂，又采用集水坑降水时，在一定的动水压力作用下，坑底下的土就会形成流动状态，随地下水一起流动涌进坑内，发生这种现象称为流砂现象，在沙漠中很普遍。
4、被动压力：挡土墙在外力作用下向后移动或转动，挤压填土，使土体向后位移，当挡土墙向后达到一定位移时，墙后土体达到极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力。
5、临塑荷载： 指基础边缘地基中刚要出现塑性区时基底单位面积上所承担的荷载，它相当于地基从压缩阶段过渡到剪切阶段时的界限荷载，即P-S曲线上a点所对应的荷载，称为地基临塑荷载。
二、简答题
第1题答:①土中的水包括结合水、自由水、气态水、固态水。②结合水的特性接近固体，不传递静水压力，100度不蒸发，密度为每立方厘米1.2～2.4克，并具有很大的粘滞性、弹性和抗剪强度。
第2题答：当基础埋置深度增加时，其地基土的变形模量随深度增加，沿荷载对称轴上的应力 z有增大的现象，这已被理论和实践研究结果所证实。这种现象在砂类土中尤其显著，一般认为较深处的土体，侧向变形受较大限制，因而沿外力作用线附近的附加应力出现应力集中的现象。
第3题答：
一是比较直剪试验优缺点
优点：结构简单，操作方便。缺点：剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀；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。剪切过程中试样面积逐渐减小，且垂直荷载发生偏心；但计算抗剪强度时却按受剪面积不变和剪应力均匀分布计算。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。根据试样破坏时的法向应力和剪应力，虽可算出大、小主应力 、 的数值，但中主应力 无法确定
二是比较三轴实验优缺点
优点：试验中能严格控制试样的排水条件，准确测定试样在剪切过程孔隙水压力的变化，从而定量获得土中有效应力的变化情况；与直剪试验相比，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬性指定破裂面位置；除抗剪强度指标外，还可测定，如土的灵敏度，压力系数、孔隙水压系数等力学指标。缺点：试样制备和试验操作比较复杂；试样中的应力与应变仍然不均匀。试验一般都是在轴对称的应力应变条件下进行的。
第4题答：土坡的作用力发生变化、土的抗剪强度降低、静水压力的作用、土坡中渗流的作用。
第5题答：有整体剪切破坏，局部剪切破坏，冲剪破坏3种地基破坏形式。经历线性变形阶段、塑性变形阶段、完全破坏阶段等三个阶段。
三、论述题
第1题答：
土的压缩模量ES的定义是土在侧限条件下的竖向附加应力与竖向应变之比值，它是通过土的室内压缩试验得到的，

土的变形模量E0的定义是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值，它是通过现场原位试验得到的，

土的压缩模量和变形模量理论上是可换算的：E0＝β.ES　但影响因素不能准确反映他们之间的实际关系。
土的弹性模量E的定义是土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。
土的弹性模量由室内三轴压缩试验确定。

第2题答：
简单条分法由于不考虑条间力作用，毕肖普条分法考虑了土条侧面的作用力，并假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同。简单条分法由于忽略了条件力的作用，不能满足所有的静力平衡条件，计算的安全系数比毕肖条分法偏低10%－20%，在滑弧圆心角较大，并且空隙水应力较大时，计算的安全系数可能比毕肖普条分小一半。杨布法则以滑动面为曲线，用抗滑切力与土条的下滑力的比值定义K。毕肖普条法考虑了土条两侧的作用力，比较合理，计算较准确。简单条分法则忽略作用力，不满足平衡条件，计算安全系数偏小。
第3题答：
原因：水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象。饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受由砂土骨架转向水，由于粉、细砂土的渗透性不良，孔隙水压力急剧上升。当达到总应力值时，有效正应力下降到0,颗粒悬浮在水中，砂土体即发生振动液化，完全丧失强度和承载能力。砂土发生液化后，在超孔隙水压力作用下，孔隙水自下向上运动。如果砂土层上部无渗透性更弱的盖层地下水即大面积地漫溢于地表;如果砂土层上有渗透性更弱的粘性土覆盖，当超孔隙水压力超过盖层强度，则地下水携带砂粒冲破盖层或沿盖层已有裂缝喷出地表，即产生所谓的“喷水冒砂”现象。地基砂土液化可导致建筑物大量沉陷或不均匀沉陷，甚至倾倒，造成极大危害。地震、爆破、机械振动等均能引起砂土液化，其中尤以地震为广，危害最大。
砂土液化的防治措施：主要从预防砂土液化的发生和防止或减轻建筑物不均匀沉陷两方面入手。包括合理选择场地;采取振冲、夯实、爆炸、挤密桩等措施，提高砂土密度;排水降低砂土孔隙水压力;换土，板桩围封，以及采用整体性较好的筏基、深桩基等方法。

四、计算题
第1题解答：
WL＝48%WP＝25%，IP＝（WL－WP）＊100＝48－25＝23
Sr=wds/e,因该土为粘性土，所以ds取值范围在2.67-2.75之间，那么：
当ds=2.67时，W＝Sre/ds=0.95*1.5/2.67=0.534，IL =(W-WP)/IP=(0.534-0.25)/23=0.012,粘土状态为硬塑；
当ds=2.75时，W＝Sre/ds=0.95*1.5/2.75=0.518，IL =(W-WP)/IP=(0.518-0.25)/23=0.0117,粘土状态为硬塑；
因为0＜IL≤0.25之间，该粘土状态为硬塑。

第2题解答：
tan32°=0.62486935190933,c=15kpa,
当σ=500kpa时,tf=c+σtanφ=15+500tan32°=327.43kpa
当σ=150kpa时,tf=c+σtanφ=15+150tan32°=108.73kpa

第3题解答：
（1）Cv=k(1+e)/aγw＝2.0*(1+0.9)/(0.025*10-2*10)=1520cm2/y
Tv=Cv/H2＊1=1520/100*1=0.00152
,那么Ut=1-0.08158=0.1842
Sw=a/(1+e)*PH=0.00025/1.9*200*1000=26.3157
St=UtSw=0.1842*26.3157=4.847cm/y
那么半沉降量则为2.423cm
(2)Ut=0.8

Tv=0.5383
T=H2Tv/Cv=5002＊0.5383/1520=88年