土力学与基础工程复习题和答案

土力学与基础工程复习题及答案

一、单项选择题

1.用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的（）

A.颗粒级配越好B．颗粒级配越差C．颗粒大小越不均匀D．不均匀系数越大

2.判断粘性土软硬状态的指标是( )

A.塑性指数B．液性指数C．压缩系数D．压缩指数

3不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是（）。

A.γsat＞γ＞γd＞γ′

B.γsat＞γ′＞γ＞γd

C.γd＞γ＞γsat＞γˊ

D.γd＞γ′＞γ＞γsat

4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是（）

A．均匀的C．折线的B．曲线的D．直线的

5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是（）

A．附加应力的变化B．总应力的变化C．有效应力的变化D．自重应力的变化6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4 用于矩形底面基础设计时，其结果（)

A.偏于安全B．偏于危险C．安全度不变D．安全与否无法确定

7.无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β 与土的内摩擦角φ 之间的关系是( )

A.β<φ B．β=φ C．β>φ D．β≤φ

8．有两个不同的基础，其基础总压力相等，问在同一深度，哪个基础产生的附加应力大（）A．宽度小的基础产生的附加应力大

B．宽度小的基础产生的附加应力小

C．宽度大的基础产生的附加应力大

D．两个基础产生的附加应力相等

9．在土中对土颗粒产生浮力作用的是( )

A．强结合水B．弱结合水C．毛细水D．重力水

10．评价粘性土软硬状态的物理指标是( )

A．含水量B．孔隙比C．液性指数D．内聚力

11．淤泥质土是指( )

A．w> w P，e≥1.5的粘性土B．w> w L，e≥l.5的粘性土

C．w> w P，1.O≤e <1.5的粘性土D．w> w L，1-O≤e<1.5的粘性土

12．基底附加压力式中d表示( )

A．室外基底埋深B．室内基底埋深

C．天然地面下的基底埋深D．室内外埋深平均值

13.为了方便比较，评价土的压缩性高低的指标是( )

A．a1-2 B．a2-3 C. a1-3 D．a2-4

14．原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的( ) A．液化指标B．强度提高系数C．固结系数D．灵敏度

15．作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的？( )

A. E a

B. E P < E0< E a C．E a

16．刚性基础台阶允许宽高比的大小除了与基础材料及其强度等级有关外，还与( ) A．基底压力有关B．地基土的压缩模量有关

C．基础的底面尺寸有关D．持力层的承载力有关

17、衡量土的颗粒级配是否良好，常用（）指标判定。

A、不均匀系数

B、含水量

C、标贯击数

D、内摩擦角

18、中心荷载作用的条形基础底面下地基土中最易发生塑性破坏的部位是（）

A、中间部位

B、边缘部位

C、距边缘1/4基础宽度的部位

D、距边缘1/3基础宽度的部位

19、对土骨架产生浮力作用的水是（）

A、重力水

B、毛细水

C、强结合水D弱结合水

20、如果土的竖向自重应力记为σcz，侧向自重应力记为σcx，则二者关系为（）

A、σcz〈σcx

B、σcz= σcx

C、σcz=K0σcx

D、σcx=K0σcz

21、下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（）

A、滑动圆弧的圆心位置

B、滑动圆弧的半径

C、土坡的坡高

D、土坡的坡角

22、钢筋砼柱下条形基础的肋梁高度不可太小，一般宜为柱距的（）

A、1/10～1/8

B、1/8～1/4

C、1/4～1/3

D、1/3～1/2

为（）

23、已知某砂土测得e=0.98，e max=1.35，e min=0.85，则其相对密实度D

γ

A、0.26

B、0.74

C、0.5

D、0.37

24、衡量土的颗粒级配是否良好，常用（）指标判定。

A、不均匀系数

B、含水量

C、标贯击数

D、内摩擦角

二、填空题

1、建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。

2、土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数Cu 值愈____。

3、人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。

4、地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型。

5、在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成_______关系的半

空间。

6、前期固结压力大于现有土自重应力的土称为________土。

7、土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和________验测定。

8、无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与____有关。

9、塑性指数小于或等于10，粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土称

为。

10、粘性土的土坡稳定安全系数是与之比。

11、直剪试验按加荷速率的不同，分为快剪、和慢剪三种。

12、是评价单桩承载力最为直观和可靠的方法。

13、钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的以上方可起吊，应达到设计强

度的方可运输。

14、符合下列条件之一者为二级地基（中等复杂地基）：（1）岩土种类较多，不均匀，

性质变化较大。（2）。

15、地基剪切破坏的形式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和三种。

16、砂土是按粒组含量来分类的。无粘性土一般指和、。

17、根据地质成因条件的不同，有以下几类土：、、、等等。

18、土的抗剪强度室内试验方法通常有、、三种。

19、天然含水量大于，天然孔隙比大于或等于的粘性土称为淤泥。

20、颗粒分析试验对于粒径小于或等于60mm，大于0.075mm的土，可用测定。

21、当动水压力等于或大于土的有效重度时，土粒处于悬浮状态，土粒随水流动，这种

现象称为。

22、单桩竖向承载力的确定，取决于两个方面，一是取决于桩本身的材料强度，二是取

决于。

23、等高式大放脚是皮砖一收，两边各收进砖长。

24、符合下列条件者为三级地基（简单地基）：（1）岩土种类单一，均匀，性质变化不

大；（2）。

三、名词解释

1.残积土

2附加应力

3.主动土压力

4.软弱土层

5被动土压力

6.群桩效应

7.换填垫层法

四、计算题

1、已知地基中某点受到大主应力σ1＝200Kp a，小主应力σ3＝100Kp a，土的ϕ=28°,C=10Kp a。试求最大剪应力值和最大剪应面上的抗剪强度。

2、某挡土墙墙背垂直、光滑、填土面水平，截面尺寸及墙后填土情况如图所示，试进行挡土墙的土压力及作用点。

3、基础平面图形如图所示，均布荷载为p0=100 Kp a，试计算图中A、B两点下深度z=6m

处的附加应力。

4、某饱和粘土层的厚度为10m，在大面积荷载p0=120kPa作用下，设该土层的初始孔

隙比e0=1，压缩系数α=0.3MPa-1，压缩模量Es=6.0MPa，渗透系数k=1.8cm/年。对粘土层在单面排水条件下分别求（1）加载一年时的沉降量；（2）沉降量达成156㎜所需的时间。（Tv=0.12时Uz =0·39；Tv =0·53时Uz =0·78）

五、问答题

1、深基础有哪些特点？

2、什么叫土的压缩性？土体压缩变形的原因是什么？

3、简述桩基础的设计内容？

4、简述地下水位变化对土中自重应力、地基沉降的影响？

5.何谓基础埋置深度？选择基础埋置深度应考虑哪些因素的影响？

6. 在天然地基上的浅基础设计，其内容及一般步骤怎样？

7.何谓换土垫层？砂或砂-碎石垫层主要有哪些作用？

8、影响基础埋置深度的因素？

9、为了解决不均匀沉降的问题，通常可采用哪些方法？

10、以条形均布荷载下地基中附加应力σz为例，说明附加应力σz分布规律。

11、分层总和法的基本假定是什么？有哪几种表达式？

参考答案

一、选择

BBADC AAA

DCDCADCA

ABADD B B A

二、填空

1基础2小3杂填土4潜水5线性6超固结7无侧限抗压8坡角

9、粉土10、抗剪力、剪切力11、固结快剪12、现场静荷载试验

13、70% 100% 14、特殊性岩土15、冲剪破坏

16、碎石土、砂土、粉土17、残积土、坡积土、洪积土、冲积土

18、直剪试验、三轴试验、无侧限压缩试验19、液限、1.5

20、筛析法21、流砂22、地基土对桩的承载力

23、两1/4 24、无特殊性岩土

三、名词解释

1．原岩经风化作用而残留在原地的碎屑物，称为残积土。

2．由建筑物的荷载或其他外载在地基内所产生的应力称为附加应力。

3. 在墙后填土作用下，墙发生离开土体方向的位移，当墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。

4.把处于软塑、流塑状态的粘性土层，处于松散状态的砂土层，以及未经处理的填土和其他高压缩性土层视作软弱土层。

5、当挡土墙在外力作用下向墙背填土方向转动或移动时，墙背挤压土体，使土压力逐渐增大。当位移量达一定值时，土体也开始出现连续的滑动面，形成的土楔随挡土墙一起向上滑动。在这个土楔即将滑动时，作用在挡土墙上的土压力增至最大，这就是被动土压力。

6、群桩基础受竖向荷载作用后，由于承台一桩一土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而于单桩明显不同，这种现象称为群桩效应。

7、换填垫层法是一种直接置换地基持力层软弱土的处理方法，施工时将基底下一定深度的软弱土层挖除，分成回填砂、碎石、灰土等强度较大的材料，并加以夯实振密。

四、计算题

1题解：剪应力值公式为：

ασστ2s i n 23

1-=

当取α=45°时得最大剪应力值：

kPa 50452sin 2

1002002sin 23

1max =⨯-=-=ασστ 最大剪应力面上的搞剪强度为：

kPa 150452cos 2

10020021002002cos 223

13

1=⨯-++=-++=ασσσσσ kPa tg tg C f 5.892815010=⨯+=+=ϕστ

2题解：将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚度为：

m q h 13.31650===

在顶面处的土压力强度为：

()kPa hK a a 5.163045tan 13.31621=-⨯⨯== γσ

在墙底处的土压力强度为：

()()()()()kPa

H q Ka H h a 9.4223045tan 51650245tan 222=-⨯+=-+=+= ϕγγσ 总土压力为：

()()m kN H E a a a /5.1482/59.425.162/21=⨯+=+=σσ

土压力作用点位置：

()()()()9.425.16355.169.42255.163221121+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+⨯=+⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+=a a a a a H H z σσσσσ =1.44m

3题解：Ⅰ、图1分成三个小矩形：

①、矩形1中L/b=3/2=1.5；z/b=6/2=3，查表得αc1=0.059

附加应力σz1=αc1p 0=0.059×100=5.9 Kp a

②、矩形2中L/b=7/2=3.5；z/b=6/2=3，查表得αc2=0.090

附加应力σz2=αc2p 0=0.090×100=9.0 Kp a

③、矩形3中L/b=8/4=2；z/b=6/4=1.5，查表得αc3=0.160

附加应力σz3=αc3p 0=0.160×100=16.0 Kp a

所以总的附加应力σz =σz1+σz2+σz3=5.9+9.0+16.0=30.9 Kp a

Ⅱ、图2为对称图形，把上部分成三个小矩形，用叠加原理算出在B 点的附加应力总和，再乘两倍得总图形的附加应力：

①、矩形1中L/b=6/3=2；z/b=6/3=2，查表得αc1=0.120

附加应力σz1=αc1p 0=0.120×100=12.0Kp a

②、矩形2中L/b=6/4=1.5；z/b=6/4=1.5，查表得αc2=0.145

附加应力σz2=αc2p 0=0.145×100=14.5 Kp a

③、矩形3中L/b=6/6=1；z/b=6/6=1，查表得αc3=0.175

附加应力σz3=αc3p 0=0.175×100=17.5 Kp a

所以总的附加应力σz =（σz1+σz3-σz2）×2=(12.0+17.5-14.5)×2

=30.0 Kp a

4题解：1）求t=1年时的沉降量

粘土层中附加应力沿深度是均匀分布的：

粘土层的最终沉降量： kPa

p z 1200==σmm H E s s z 200106000

1204=⨯==σ

粘土层的坚向固结系数：

对于单面排水条件下，坚向固结时间因数：

由Uz –Tv 曲线查得相应的固结度Uz =0·39，则得t=1年时的沉降量：

在双面排水条件下，坚向时间因数：

由Uz –Tv 曲线查得相应的固结度Uz =0·75，则得t=1年时的沉降量：

（2）求沉降量达156㎜所需的时间

平均固结度将为：

由Uz –Tv 曲线查得相应的时间因数Tv =0·53，在单向排水条件下：

在双向排水条件下：

五、问答题

1 答（1）深基础施工方法较复杂

（2）深基础的地基承载力高

（3）深基础施工需专门设备

（4）深基础技术较复杂

（5)深基础造价较高

（6）深基础工期较长

2答：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。

土体产生压缩变形是因为在压缩过程中，颗粒间产生相对移动、重新排列并互相挤紧，同时，土中一部分孔隙水和气体被挤出导致土中孔隙体积减小，产生压缩变形。

3答：(1)选择装的类型和几何尺寸，初步确定承台底面标高；

()()年/102.10003

.01.0118.11250cm a e k c w v ⨯=⨯+⨯=+=γ12.010001102.1252=⨯⨯==H t c T v v mm

s U s z t 7820039.0=⨯==48.05001102.1252=⨯⨯==H t c T v v mm s U s z t 15020075.0=⨯==78.0200156===s s U t z 年4.4102.1100053.05

2

2=⨯⨯==v v c H T t 年1.1102.150053.05

2

2=⨯⨯==v v c H T t

(2)确定单桩竖向承载力特征值；

(3)确定桩的数量、间距和平面布置方式；

(4)验算单桩承载力（必要时验算桩基沉降）；

(5)桩身结构设计；

(6)承台设计；

(7)绘制桩基施工图。

4答：当地下水位发生下降时，土中的自重应力会增大。地下水位下降后，新增加的自重应力会引起土体本身产生压缩变形。由于这部分自重应力的影响深度很大，故所引起的地面沉降往往是可观的。

地下水位上升时，土中自重应力会减小。地下水位的上升会导致基坑边坡坍塌，或使新浇筑、强度尚低的基础底板断裂。一些地下结构可能因水位上升而上浮。

5答：基础埋置深度是指基础底面至地面（一般指室外地面）的距离。基础埋深的选择关系到地基基础方案的优劣、施工难易和造价的高低。影响基础埋深的因素主要有以下四个方面

(1)与建筑物及场地环境有关的条件；

(2)土层的性质和分布；(3)地下水条件；(4)土的冻胀影响。

6、答：1、选择基础的类型和材料；2、选择基础的埋置深度；

3、确定地基承载力；

4、根据地基承载力，确定基础底面尺寸；

5、进行必要的地基验算（包括变形和稳定性验算）；

6、根据基础的材料强度，确定基础的构造尺寸；

7、绘基础施工图。

7答：换填垫层法是一种直接置换地基持力层软弱土的处理方法，适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土地基即暗沟、暗塘等的浅层处理。施工时将基底下一定深度的软弱土层挖除，分成回填砂、碎石、灰土等强度较大的材料，并加以夯实振密。

砂或砂-碎石垫层主要有哪些作用：

(1)提高地基持力层的承载力；

(2)减少基础的沉降量；(3)加速地基的排水固结。

8、影响基础埋置深度的因素？

答：1、建筑场地的地质条件及地下水的影响；

2、建筑物用途及基础构造的影响；

3、基础上荷载大小及其性质的影响；

4、相邻建筑物基础埋深的影响；

5、季节性冻土的影响。

9、为了解决不均匀沉降的问题，通常可采用哪些方法？

答：(1)选择承载力大而变形小的地基(坚硬土层或岩层)作持力层，采用桩基础或其它深基础；

(2)选用恰当而有效的地基处理方法，对软弱地基进行处理（采用人工地基）；

(3)从地基、基础和平共处部结构共同工作的观点为出发，在建筑、结构和施工方面采

取措施。

10、以条形均布荷载下地基中附加应力σz为例，说明附加应力σz分布规律。

答：①、σz不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是所谓地基附加应力的扩散分布；

②、在离基础底面（地基表面）不同深度z处各个水平面上，以基底中心下轴线处的

σz为最大，随着距离中轴线愈远愈小；

③、在荷载分布范围内之下任意点沿垂线的σz值，随深度愈向下愈小。

④、在荷载面积范围以外,在基底处σz的为0,然后随深度增加而增加,σz为达某一值时,

又随深度增加而减少。

11、分层总和法的基本假定是什么？有哪几种表达式？

答：⑴、基本假定

A、地基土层在荷载作用下只产生坚向压缩，而无侧向膨胀。

B、按基础中心点下的附加应力计算土层的压缩量。

C、基础的沉降量，是由基底下地基变形计算深度范围内各层土的压缩量总和而成。

⑵、表达式有：

A、B、C、D、

i

i

i

i

i

i

i

H

e

e

e

H

s

1

2

1

1+

-

=

=ε

()

i

i

i

i

i

i

H

e

p

p

a

s

1

1

2

1+

-

=

i

Si

i

i

H

E

p

s

∆

=

i

i

v

i

H

p

m

s∆

=