土力学及其工程应用A.doc

试题科目名称： 姓名： 学号： 济 南 大 学在职攻读工程硕士专业学位研究生课程考试试题报考专业领域： 建筑与土木工程 考试科目名称： 土力学及其工程应用A 姓名： 刘觉 学号： （所有答题内容必须写在答题纸上，写在试卷、草稿纸上无效）一（15分）什么叫颗粒级配曲线，如何定性和定量分析土的级配？答：图的颗粒级配土中各个粒组的相对含量。确定各粒组相对含量的方法：1颗粒分析实验2筛分法3沉降分析法实验成果颗粒级配曲线，进行曲线分析：曲线越陡，表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。二（15分）试比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的优缺点和各自的适用范围？答；郎肯土压力理论应用半空间的应力状态和极限平衡理论的概念比较明确，公式简单，便于记忆，对于粘性土和无粘性土都可以用该公式直接计算，但由于该理论忽略了墙背与填土之间的摩擦影响，是计算的主动土压力增大，而计算的被动土压力偏小。库伦土压力理论根据墙后滑动土的静力平衡条件导的公式，考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土倾斜情况，但由于该理论假设填土时无粘性土，因而不能用库伦理论的原始公式直接计算粘性土的土压力。三（15分）(1)分层总和法有哪些前提条件？ 与实际情况会有哪些不同？试给予简要评述。（2）计算建筑物最终沉降量的分层总和法与GB2002规范法有什么不同点？答地基沉降的分层总合法的基本用意是为了解决地基的成层性和非均质性所带来的计算上的困难。以均质弹性半空间的应力来计算非均质地基的变形的做法、在理论上显然不协调，其所引起的计算误差也还没有得到理论和实验的充分验证最为适用于土体的单向压缩变形计算，因为K0条件下的土体只有体积变形，所以计算所得的是地基最终固结沉降，通常粗略地把单向压缩分层总和法的计算结果看成是地基最终沉降，而不考虑地基瞬时沉降。传统的和规范推荐的两种单向压缩分层总和法，就计算方法而言并无太大差别，规范法的重要特点引入了沉降计算经验系数以校正计算值与实测值的偏差。砂土地基在荷载作用下由土的体积变形和剪切变形引起的沉降在短时间内几乎同时完成。地基沉降计算深度用于确定地基沉降有影响的土层范围保证满足沉降计算的精度要求。地基沉降计算深度的确定标准有二种：应力比法和与变形比法规范 还有弹性理论法和数值计算法。四（15分）影响基底压力分布的因素有哪些？在什么情况下可将基底压力简化为直线分布？答：基底压力的大小和分布情况，与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素有关。对于具有一定刚度以及尺寸较小的扩展基础，其基底压力当作近似直线分布。五（20分）试说明砂土液化的机理，并简要论述砂土液化的判别和处理方法。答：饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象砂土液化。 由于孔隙水压力上升,有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化,饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象。其机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，由于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。砂土液化后，孔隙水在超孔隙水压力下自下向上运动。如果砂土层上部没有渗透性更差的覆盖层，地下水即大面积溢于地表；如果砂土层上部有渗透性更弱的粘性土层，当超孔隙水压力超过盖层强度，地下水就会携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象。地震、爆炸、机械振动等都可以引起砂土液化现象，尤其是地震引起的范围广、危害性更大。砂土液化的防治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。六（20分）（1）试结合自己的工程经验分析本地区基坑的支护特点，（2）说明土钉墙基坑支护适合与不适合的土性，并分析其原因。 答 1.工程概况余杭城建集团综合商务楼工程位于杭州市余杭区世纪大道北注：侧，地块东侧为良熟村村道，北侧为良熟村农居，西侧为新建的余杭1、c，值采用报告中标准值；区疾控中心。现场地已平整，原始地貌属冲海积平原，地形平坦，地理2、其中5层中参数的值按经验取得固快值；位置优越，交通方便。用地面积为8870m2，地上建筑面积为3、杂填土参数按取值。29444m2；设地下室二层，地下建筑面积为12205m2，总建筑面积为根据本实际情况，支护方案设计应本着结构安全、造价经41650m2。开挖面积约为7100m2，围护延长约344m。东西济、施工方便的基本原则，综合考虑多种不利因素和不利条件及周边最大跨度为76m，南北最大跨度为104m。环境对变形要求比较严格，最终选用排桩（钻孔灌注桩）加二道内支2地质条件撑支护方案，辅以三轴水泥搅拌桩挡土止水。使用该种支护方式，可根据地质报告，开挖影响范围内的土层分布依次为：以有效的控制变形；此种支护方式在市区大量应用效果较好，技术比1杂填土：杂色、灰色，稍湿-湿，松散。上部以碎石、块石、砖块较成熟。等建筑垃圾为主，局部含少量生活垃圾，硬杂物含量不均匀，占20%3支护结构主要设计要点（二道撑）70%不等；下部以粘性土、粉性土为主，含少量植物根茎。全场分1、桩径、桩长选取：桩径、桩长选择的合适与否对安全性布置。特点：1）基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救。2）基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。3）基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建（构）筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建（构）筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。4）基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。5）基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性，作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低，土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。6）基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。7）基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建（构）筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。2.支护应用范围适用条件3.1 支护的应用范围 支护一般适合于地下水位以上或经过降排措施后的素填土、普通性粘土、粘性的砂土和粉土等较为均匀土体边坡。当场地同时存在土层和不同风化程度岩体时应用土钉支护特别有利。支护范围非常广泛主要有： （1）基坑或竖井的支挡。 （2）基坑工程的抢险。 （3）斜坡面的稳定。 （4）与预应力锚杆相结合做斜面的防护。 （5）托换基础。适用条件 支护一般适用与地下