土力学与地基基础期末考试复习题.docx

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土力学与地基基础期末考试复习题

1.测得某粘性土的液限为40％，塑m数为17，含水量为30%，则其相应的液性指数为：

（C）

A.0.59B.0.50C.0.41D.0.35

22.若土的初始孔隙比为0.8，某应力增量下的压缩系数为0.3MPa-1，则土在该应力增量下的压缩模量等于（C）。

A.4MPaB.5MPaC.6MPaD.7MPa

8. 地下水位下降将引起A。

（A）超静孔压减小（B）房屋倾斜（C）地面沉降

13. 无侧限抗压强度试验，可以测定土的A。

（A）灵敏度（B）压缩模量（C）固结不排水抗剪强度

48、土的强度指的是（）

A、抗剪强度B、抗压强度C、抗拉强度D、三者都不是

49、无侧限抗压强度试验适用于测试何种抗剪强度指标（）

A、砂土B、粘性土C、粉土D、饱和粘性土

59、作用在基础底面的压力大于__________时，地基发生整体滑动破坏。

（A）临塑荷载（B）临界荷载（C）极限荷载（D）地基承载力

72、某土的含水量为65%，液限42%，塑限22%，孔隙比为1.6，该土定名为。

（A）粘土（B）淤泥（C）淤泥质粘土（D）粉质粘土

73、下列对地基沉降计算深度的影响最为显著？

（A）基底附加应力（B）基础底面尺寸（C）土的压缩模量（D）基础埋置深度

74、请选择正确的界限含水量排序。

（A）缩限>塑限>液限；（B）塑限>缩限>液限（C）液限>缩限>塑限（D）液限>塑限>缩限。

75、150m高的建筑，采用天然地基，基础埋深不宜小于。

（A）15m（B）10m（C）20m（D）18m

填空题：

4、钻孔灌注桩的施工中，常用的清孔方法有：

_抽浆清孔_、_掏渣清孔_和换浆清孔_。

5、护筒的作用：

固定桩位,并作钻孔导向；保护孔口防止坍塌；隔离孔内外表层水并保持孔内水位高出施工水位以稳固孔壁。

6、湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两类。

7、挤密砂（碎石）桩对松散砂土地基的加固机理主要有_挤密作用、排水减压和砂土地基预振作用。

1、地基中某点的总应力等于__土的自重应力__与附加应力之和。

2、饱和土的渗透固结是土中孔隙水压力消散和__有效应力_相应增长的过程。

3、地基在局部荷载作用下的总沉降包括_初始沉降_、固结沉降和次固结沉降。

4、对于饱和土，各向等压条件下的孔隙压力系数B等于__1___；对于干土，B等于__0_____。

5、同一挡土墙，产生被动土压力时的墙体位移量S1与产生主动土压力时的墙体位移量S2的大小关系是__S1＞_S2__。

6、无粘性土坡处于极限平衡状态时，坡角

与土的内摩擦角

的关系是__

_≤_

__。

7、对一定宽度的刚性基础，控制基础构造高度的指标是_刚性角_。

8、砌体承重结构建筑物地基的变形特征是__局部倾斜_。

9、打入桩的入土深度应按所设计的桩端标高和__桩的长度__两方面控制。

10、垫层设计的主要内容是确定断面合理的_厚度_和宽度。

11、土的结构有单粒结构、蜂窝结构、和絮状结构三种基本类型。

12、单桩的破坏模式有桩身材料屈服、持力层土整体剪切破坏、刺入剪切破坏、沿桩身侧面纯剪切破坏和在把力作用下沿桩身侧面纯剪切破坏。

13、地基发生整体剪切破坏经历的三个阶段为压密阶段、剪切阶段

和破坏阶段。

14、欠固结土的超固结比＜1.0。

15、砂垫层设计的主要内容包括确定垫层的厚度、宽度和质量控制标准。

16、地下水按埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水。

17.单桩竖向承载力的确定，取决于桩的材料强度与土的支承能力两个方面。

18.换填层法垫层设计主要内容是确定垫层的厚度与宽度。

19.一般砌体承重结构房屋的长高比不太大，变形特征以局部倾斜为主，应以该变形特征作为地基的主要变形特征值。

20.饱和土体中发生从A点向B点的渗流，其原因是由于两点之间存在水头差。

21无粘性土的抗剪强度来源于内摩擦，粘性土的抗剪强度来源于内摩擦

和粘聚力。

22.地基中某点的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和。

23.饱和土的渗透固结是土中孔隙水压力消散和有效应力相应增长的过程。

1.  颗粒级配曲线越平缓（陡），不均匀系数越大（小），颗粒级配越好（差）。

为获得较大密实度，应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。

2.  粘粒含量越多（少），颗粒粒径越细（粗）。

比表面积越大（小），亲水性越强（弱），可吸附弱结合水的含量越多（少）粘土的塑性指标越大（小）。

3. 塑性指标

，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反映了粘粒的含量、粘土矿物等因素。

因此《规范》规定

为粉质粘土，

为粘土。

4.  对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，工程上用指标

、液性指数来衡量。

5.  决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的密实成度，它是用指标相对密实度来衡量。

6. 粘性土的液性指标

，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，《规范》按IL将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。

7. 粘性土的塑性指标

，液性指标

，试述测定和计算Ip、IL的工程意义。

8. 工程上常用不均匀系数Cu，表示土的颗粒级配，Cu小于5时视为均匀的，Cu大于10时视为不均匀的土。

9. 土中水由于其受到土粒表面电分子的吸引力，按存在形态划分为结合水，自由水。

10. 无粘性土基本呈单颗结构。

其土粒排列是影响无粘性土工程性质好坏的主要因素，而粘性土呈蜂窝结构和絮状结构，因此其孔隙比，压缩性高，抗剪强度高，结构性强。

12.  粘性土具有蜂窝，絮状结构，其土粒间联结力由于土粒间胶结和长期压密而得到加强，称为结构强度，因此，这种土扰动后强度降低。

St

且大于4时称为高灵敏度土。

13.  当土体两点之间有水头差，有渗流通道时，则渗流发生，渗流速度ｖ＝

，与水头差成正比，与渗流路径成反比。

14.  地下水在孔隙中渗流时直线渗透定律的表达式为

，但在粘性土中，只有当水头梯度超过起始梯度时才开始渗流

15.  渗透力（即动水压力）是渗流水对土骨架的压力，渗透力的表达式是

，产生流砂的条件是自下而上的渗透力超过土的有效重度。

16.附加应力引起土体压缩，自重应力影响土体的抗剪强度。

17.   自重应力不引起地基沉降，附加应力引起地基沉降，自重应力在欠固结土层、地下水位下降、大面积堆土，等情况下也会引起地面沉降。

18. 土中竖向附加应力

的影响深度与

相比，

的影响深度范围要大，

在荷载边缘处最大。

19.甲、乙两矩形基础，甲的长、宽为2Ａ×2Ｂ，乙的长、宽为A×B，基底附加应力相同，埋置深度d也相同。

若自基底向下，沿中心线给出甲、乙两基础下的附加应力曲线，进行对比看到在Z乙＝1/2Z甲处，

甲＝

乙。

20.  饱和粘土的沉降由瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降沉降组成，计算这几部分沉降时，其压缩性指标要分别采用弹性模量、压缩模量、次压缩系数。

21.    附加应力自基础底面起算，随深度呈递减。

自重应力自天然底面、算起，随深度呈增加。

22.  压缩系数越大，压缩模量越小，则土的压缩性越高。

这两个指标通过压缩试验，绘制e～p曲线得到。

23.  超固结比OCR指的是先期固结压力和现在土的自重应力的比；根据OCR的大小可把粘性土分为正常固结土、超固结土、欠固结土、三类；OCR<1的粘性土属欠固结土土。

24.  土的压缩试验是在完全侧线条件下完成的。

压缩定律是

，其中a叫压缩系数，它反映了土的压缩性的大小。

25.  某土层在其自重作用下已达到固结稳定，且自它形成到现在没有受过地质的剥蚀作用，那么这一粘土层属于正常固结土。

26 用分层总和法计算地基沉降时，采用侧限条件下压缩性指标使沉降计算值偏小，采用

指标又使计算值偏大，相互有所补偿。

27   时间因素Tv=

。

29.无粘性土的抗剪强度来源于土颗粒间的摩擦及啮合，粘性土的抗剪强度来源于土粒间的胶结和土粒间的摩擦力。

30.  粘性土抗剪强度库伦定律的总应力的表达式

=

，有效应力表达式

=

。

31.  剪切试验按排水条件不同，划分为快剪，慢剪，固结快剪；一般快剪的指标比慢剪的指标小。

32. 饱和粘性土的固结度U=

，也可以表示成U=

，随固结度的提高，饱和粘性土抗剪强度增长。

33.无粘性土的抗剪强度公式

=

。

34.地基为厚粘性土层，施工速度快，应选择快剪抗剪强度指标。

35. 某些工程施工工期较长，能固结排水，当工程完工以后，使用荷载短期内突增，宜选择固结快剪抗剪强度指标。

36.土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的极限平衡状态。

37.摩尔应力圆  图的抗剪强度指标是C和

，测定抗剪强度指标的工程用途是强度及稳定性验算。

38随荷载增加，地基变形的三个阶段是弹性阶段，塑性阶段，破坏阶段。

39.破裂角指的是破裂面与大应力作用面的夹角，其大小为

40十字板剪切实验适用于原位测定饱和软粘土土的抗剪强度，测得的土体相当于不排水剪试验条件下的抗剪强度指标。

41、若基底压力P不变，增大基础埋置深度D，土中的附加应力将减小，地基的沉降也将减小。

42、在计算成层土的自重应力时，地下水位以上土层的重度取天然度，地下水位以下的重度取浮重度，不透水层以下的重度取饱和重度

43、在大主应力（σ1）不变的情况下，当作用于土体上的小主应力（σ3实际）小于极限状态下的小应力（σ3）时，土体处于破坏状态。

44.土的渗透系数K越大，说明土的渗透性能越强，颗粒越细，含粘粒越多的土渗透系数越小。

45、.土的级配是否良好，常用__不均匀系数Cu______和曲率系数Cc两个指标综合确定。

46、比较土中前期最大固结压力与土中现有覆盖土重的大小，土可处在正常固结土、超固结土和___欠固结土_____三种状态。

47、土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的_抗剪强度_______。

48、饱和土体在外荷载作用下，孔隙水被挤出，孔隙体积逐渐___减小__________，从而产生压缩变形的过程，称为____固结______________。

49、干土是由固相和气相组成的二相体；饱和土是由固相和液相组成的二相体。

50、土粒表面的静电引力内强外弱，通常将吸附在土粒表面的水化膜分为内外两层，吸附在内层的为强结合水；吸附在外层的为弱结合水。

51、絮状结构是粘土特有的结构形式。

52、塑性指数IP大，说明该土能吸附的结合水多。

53、粘性土指塑性指数IP＞10的土，可分为粉质粘土和粘土。

54、软弱地基处理根据地质特征包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土构成的地基。

55、建筑物的地基分为人工地基和天然地基两类；基础按埋深，可分为深基础和浅基础两类。

1、土的灵敏度定义为：

原状土的无侧限抗压强度与经重塑后的土体无侧线抗压强度之比。

√

名词解释

2.基础：

介于上部结构与地基之间的部分，即建筑物最底下的一部分。

3.刚性基础：

指抗压性能较好，而抗拉、抗剪性能较差的材料建造的基础。

4.柔性基础：

用钢筋砼修建的基础。

5.基础埋置深度：

指基础底面至地面的距离。

6.持力层：

直接支承基础的土层。

其下的土层为下卧层。

7.刚性角：

自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角

8.单桩的竖向承载力：

指单桩在树下是竖向荷载作用下，桩土共同工作，地基土和桩身的强度和稳定性得到保证，沉降变形在容许范围内时所承担的最大荷载值。

9.湿陷性黄土：

黄土和黄土状土在一定压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏，产生显著下沉的黄土。

10.群桩效应：

指群桩基础收竖向荷载作用后，由于承台、桩、地基土的相互作用，使其桩端阻力、桩侧阻力、沉降的性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩之和，沉降量则大于单桩的沉降量。

12.桩侧负摩阻力：

当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。

14.冻胀：

由于土中水的冻结和冰体的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用。

15.固结度：

土层在固结过程中，某时刻土层各点土骨架承担的有效应力面积与起始超孔隙水压力面积之比，称为该时刻土的固结度。

16.土的压缩模量：

土在完全侧限条件下，竖向应力增量与相应的应变增量的比值。

17.最优含水量：

粘性土在某种击实功作用下，达到最密时的含水量。

18.软弱地基：

地表下相当深度范围内存在软弱土。

19.倾斜：

独立基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。

20.颗粒级配：

土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数

21.界限含水量：

粘性土从一种状态变为另一种状态的分界含水量

22.自重应力：

由土的自重在地基内所产生的应力

23.附加应力.由建筑物的荷载或其他外载在地基内所产生的应力

24.土的压缩性：

土在压力作用下体积缩小的特性

25.土的极限平衡状态：

土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态

26.地基承载力：

地基单位面积承受荷载的能力

解答题

1.换土垫层的作用？

答：

①提高地基承载力②减小地基沉降量③加速软土的排水固结④防止冻胀⑤消除膨胀土的胀缩作用。

2.确定地基承载力的方法？

答：

1、按土的抗剪强度指标用理论公式计算

2、按现场载荷试验的P-S曲线

3、其他原位试验结果确定

3.在什么情况下考虑桩侧负摩阻力作用？

答;①桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对软硬土层时

②桩周存在软弱土层，邻近底面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆积时

③由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。

4.单桩竖向承载力的确定方法？

答：

按材料强度确定，静载荷试验方法，静力触探法，经验公式法，动力试桩法。

5.桩的分类？

答：

1、按承载性状分：

①摩擦型桩（摩擦桩；端承摩擦桩）②端承型桩（端承型；摩擦端承型）

2、按施工方法分：

预制桩；灌注桩。

6.为什么要验算软弱下卧层的强度？

答：

满足软弱下卧层验算的要求实质上也就是保证了上覆持力层就爱那个不发生冲剪破坏。

如果软弱下卧层不满足要求，应考虑增大基础底面积或改变基础埋深，甚至改用地基处理或深基础设计的地基基础方案。

7.简述确定基础埋置深度需要考虑的因素。

答：

（1）地基地质条件；

（2）河流冲刷深度；（3）当地冻结深度；

（4）上部结构形式；（5）当地的地形条件；

（6）保证持力层稳定所需的最小埋置深度。

8.基础工程设计计算的基本原则？

答：

1、基础底面的压力小于地基承载力容许值

2、地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值

3、地基及基础的整体稳定性有足够保证基础本省的强度、耐久性满足要求

9.流土与管涌有什么不同？

它们是怎样发生的？

答：

流土是指在向上渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒同时起动而流失的现象。

而管涌是渗透变形的另一种，是指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙孔道中发生移动而被带出的现象。

流土主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处。

而管涌主要发生在砂砾中。

当土体在上下游水位差作用下产生的水力坡降大于等于该土的临界水力坡降时，就会发生流土或管涌渗透破坏，或地基为成层土时，当有由下向上渗流，粘土层底面的有效为零时即发生流土破坏。

10.土的压缩性指标有哪些？

各通过什么试验测得？

答：

土的压缩性指标有:

压实系数a、压缩模量Es、压缩指数Cc、变形模量E0,其中a、Es、Cc是通过侧限压缩试验测得,E0则通过载荷试验、旁压试验（或现场原位测试）测得

11.简述分层总和法计算最终沉降量的主要步骤，并写出计算公式

答：

分层总和法计算地基最终沉降量的主要步骤有：

（1）地基土分层：

分层厚度hi≤0.4B，不同土层分界面和地下水面都应作为分层面；

（2）计算地基土中的自重应力，并按比例画在基础中心线的左边；

（3）计算地基土中的附加应力，并按比例画在基础中心线的右边；

（4）确定地基压缩层深度Zn（一般土取附加应力等于自重应力的20%，软土取附加应力等于自重应力的10%的标高作为压缩层的下限）；

（5）计算各分层的沉降量：

（6）求和得地基最终沉降量。

12,。

地下水位变动对地基中应力、沉降有何影响?

地下水位上升对地基承载力有何影响?

答：

地下水位下降会引起原地下水位以下土中的有效自重应力增加，从而造成地表大面积附加下沉。

地下水位上升，虽然不会增加自重应力，但由于使原来地下水位和变动后地下水位之间那部分土压缩性增大，也会产生附加沉降量。

地下水位上升，由于水下部分的天然重度改为浮重度，地基承载力降低。

1.某土样重180g，饱和度Sr=90%，土粒比重为2.7，烘干后重135g。

若将该土样压密，使其干密度达到1.5g/cm3。

试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。

解：

由已知条件可得原土样的三相数值为：

m=180gms=135gmw=180－135=45g

Vs=135/2.7=50cm3Vw=45cm3Vv=Vw/Sr=45/0.9=50cm3V=50＋50=100cm3

土样压密后的三相数值为：

V=135/1.5=90cm3Vv=90－50=40cm3Vw=40cm3

mw=40gm=135＋40=175gγ=175/90×10=19.4kN/m3

W=40/135×100%=29.6%=40/50=0.8Sr=40/40×100%=100%

2.某完全饱和土样，经试验测得湿土质量为185克，干土质量为145克，体积为100cm3。

若将土样压密，使干重度等于1.65g/cm3，问土样孔隙比减小多少?

答：

依题意有：

W=185g，Ws=145g，V=100cm3，Sr=100%

则：

Ww=W-Ws=185-145=40g，Vw=Ww/γw=40cm3

由Sr=100%知Vv=Vw=40cm3，Vs=V-Vv=100-40=60cm3

此时e=Vv/Vs=40/60=0.667压密后，γd=Ws/V′=1.65g/cm3

因为压密前后Ws、Vs均不变，故V′=Ws/γd=145/1.65=87.9cm3

Vv′=V′-Vs=87.9-60=27.9cm3所以：

e′=Vv′/Vs=27.9/60=0.465

土样孔隙比减小了e-e′=0.667-0.465=0.202

3.条形基础下地基土中M点的应力为：

σx=100Kpa，σz=250Kpa，τxz=40Kpa，已知土的C=0，φ=30º，试求：

①与大主应力面成60º的倾斜面上的正应力σ和剪应力τ；②M点处土是否达到极限平衡状态？

为什么？

解：

①σ1=（σx+σz）/2+√［（σx-σz）/2］2+τxz2

=（100+250）/2+√［（250－100）/2］2+402=260Kpa

σ3=（σx+σz）/2－√［（σx-σz）/2］2+τxz2

=（100+250）/2－√［（250－100）/2］2+402=90Kpa

与大主应力面成60º的平面上的正应力为：

（α=60º）

σ=（σ1+σ3）/2+［（σ1－σ3）/2］·cos2α

=（260+90）/2+［（260－90）/2］•cos（2×60º）=132.5Kpa

与大主应力面成60º的平面上的剪应力为：

τ=［（σ1－σ3）/2］·sin2α

=［（260－90）/2］•sin（2×60º）=73.61kpa

②sinθmax=（σ1－σ3）/（σ1+σ3）=（260－90）/（260+90）=0.486

θmax=29.1º<φ=30º故M点处土未达到极限平衡状态。

4.某建筑物条形基础，受偏心荷载的作用（如图所示）。

图中B=3.5m，埋深D=2.0m，若取1延米考虑，

则（F+G）=480KN/m，偏心距e0=0.65m，问按照建筑地基基础设计规范，地基承载力设计值至少为多少才能满足要求。

解：

因为e0=0.65m>B/6=3.5/6=0.583m，pmin<0，基底应力发生重分布，按应力重分布公式计算最大基底应力pmax。

pmax=2（F+G）/[3（B/2-e0）]=2×480/[3（3.5/2-0.65）]=290.9kpa

按照“规范”要求：

p=（F+G）/B≤f且pmax≤1.2f

即f≥（F+G）/B=480/3.5=137.14kpa

且pmax=290.9≤1.2f，得f≥290.9/1.2=242.42kpa

因此：

取f≥242.42kpa，即地基承载力设计值至少为242.42kpa才能满足要求。

5.某条形基础，基础宽度B=4m,埋深D=2m,地基土的重度=18.5kN/m3,内聚力c=15kpa，内摩擦角=20°。

①试按太沙基公式确定地基的极限承载力。

②如果安全系数K=2.5，求地基承载力的设计值。

解：

由=20°查曲线图可得：

Nc=17.7Nq=7.44N=4代入太沙基公式可得

Pu=cNc+qNq+BN/2=15×17.7+18.5×2×7.44+（18.5×4×4）/2=688.78kpa

地基承载力为f=Pu/K=688.78/2.5=275.5kpa

6.某工业厂房柱基础，基底尺寸4×6m²，作用在基础顶部的竖向荷载F=3000kN，弯矩M=2100kN·m，地质条件及基础埋深如图所示，地下水位于基础底面处，试验算该地基土承载力是否满足要求。

（γw=10kN/m³，γG=20kN/m³）

解：

fa=fak+b（B-3）+d（D-0.5）=160+0.5×（21-10）×（4-3）+2.0×19×（2.5-0.5）=241.5kpa

G=4×6×2.5×20=1200KN

e=M/（F+G）=2100/（3000+1200）=0.5m

又

故地基土承载力满足要求。

7.已知某土体的抗剪强度表达式f=0.3+tg20，当该土体中某点的最大主应力1=300kPa，最小主应力3=100kPa。

试问：

①该点所处的应力状态?

②最大剪应力值及最大剪应力作用面与最大主应力作用面所成角度。

答：

（1）由τf=0.3＋σtg20°知φ=20°，c=0.3kPa,且σ1=300kPa,σ3=100kPa

若σ3=100kPa，则使该点达到极限平衡状态的大主应力值为:

σ1′=σ3tg2（45°+φ/2）+2c·tg（45°+φ/2）

=10