《高等基础工程学》考试试卷及完成要.doc

20142015学年第 一 学期考试试卷高等基础工程学 姓名 学号 工作单位 上课时间：2014年11月 地点：四川省成都市题号一二三四五六七成绩核分人签字得分1、 简述基于Mindlin解的弹性理论法求桩基沉降的方法和步骤，其计算值比实测值偏大还是偏小？（15分）答：方法：在桩中，桩顶荷载通过桩侧和桩顶传递到土中，桩间土和桩顶以下土体中的附加应力采用弹性理论Mindlin解来计算。单桩在荷载作用下沉降由两部分组成：桩身轴力产生的桩身弹性压缩引起的桩顶沉降；桩端以下土层压缩引起的桩顶沉降。只要确定桩身轴力分布和计算土中附加应力，上述两部分沉降均可计算。计算步骤：一.计算桩端阻力和桩侧阻力；二.计算桩端阻力和桩侧阻力在土中产生的附加应力；三.按分层总和法计算沉降量。计算值比实测值偏大。2、 简述确定单桩竖向抗压承载力有哪些方法，并请简单评价。（15分）答：确定单桩竖向抗压承载力是：按照桩身结构强度确定承载力；按地基对桩体的支持力确定。具体方法：现场静载荷实验法、经验公式法、极限平衡理论法、静力触探法、标准贯入试验法、打桩公式。 采用现场静载荷实验法确定单桩竖向抗压承载力直观可靠，但费力、费时，通常只在大型、重要工程或地质较复杂的桩基工程中进行试验。采用经验公式法确定单桩竖向抗压承载力是一种简化计算方法。3、简述预制桩与灌注桩作为竖向受荷桩的差异与优缺点。（15分）答：预制桩：是工厂加工好再运输到现场打的桩。优点：可按设计要求在地面良好条件下制作，桩体质量高，可大量工厂化生产，加快施工进度。缺点：预制桩截面面积有限（一般是500600mm），桩长也有限，所以承载能力不会很高。 灌注桩：是在施工现场桩位处先成桩孔，然后在孔内设臵钢筋笼等加劲材、灌注混凝土而形成的桩。优点：灌注桩无需像预制桩那样的制作、运输及设桩过程，因而比较经济。缺点：施工技术较复杂成桩质量控制比较困难。4、 简述弹性抗力法计算基坑支护结构的基本原理、计算简图，并指出其优缺点。（15分）答：基本原理：弹性抗力法是将支护结构划分为杆系有限元，利用弹性地基梁的分析方法进行内力和位移计算。计算简图：优点：与传统方法相比，弹性抗力法有效的利用了有限元 和计算机等手段，为支护结构各项参数的选取和 优化提供了极大的方便。 弹性抗力法考虑了更多的因素，如基坑分步开挖， 支护结构的刚度、土体的分层土性指标、地下水的作用、拉锚处可能存在的板桩变位等，并能够求出支护结构的位移和转角，还可以对施工中可 能出现的各种不利情况进行了预测分析。缺点：它作出的开挖面上方的土压力是主动土压力且恒定不变的假设与实际情况是有差别的，它也没有充分考虑多层锚杆体系施工过程中锚杆或支撑内力的变化以及周围环境对基坑的影响等。5、简述桩墙式支护结构的设计计算内容。（15分）答：围护墙结构的内力和变形计算；整体滑动稳定性验算；基坑底部土体的抗隆起稳定性验算；围护墙底部土体的抗渗流或抗管涌稳定性验算；基坑底部土的抗承压水头的稳定性验算；支撑或锚碇与围檩体系的结构内力、变形和稳定性计算；支撑竖向立柱的结构内力、变形和稳定性计算；支护结构的构件截面强度和节点构造设计与计算；基坑外地表变形和土体移动的验算；围护墙结构兼作工程主体结构时，按照主体结构设计所遵循的规范，验算长期荷载作用时的结构内力和变形等。6.简述7种地基处理方法，并阐明其适用性。（15分） 答：换填垫层法：以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，臵换地基表层软弱土，提高持力层 的承载力，扩散应力，减少沉降量。适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘 等的浅层处理预压法在地基中增设竖向排水体，加速地基的固 结和强度增长，提高地基的稳定性；加速 沉降发展，使基础沉降提前完成。适用于处理淤泥、淤泥质土和冲填土等 饱和粘性土地基强夯法和强 夯臵换法利用强夯的夯击能，在地基中产生强烈的 冲击能和动应力，迫使土动力固结密实。适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土、 粘性土、湿陷性黄土、杂填土等地基振冲法采用专门的技术措施，以砂、碎石等臵换 软弱土地基中部分软弱土，与未处理部分 土组成复合地基，从而提高地基承载力， 减少沉降量。适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素 填土和杂填土等地基。不加填料振冲加 密适用于处理粉粒含量不大于10%的中 砂、粗砂地基。砂石桩法：通过振动成桩或锤击成桩，减少松散砂土 的孔隙比，或在粘性土中形成桩土复合地 基，从而提高地基承载力，减少沉降量， 或部分消除土的液化性。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土 等地基 水泥粉煤灰碎石桩法：采用振动沉管成孔时对桩间土具有挤密作用。适用于粘性土、粉土、黄土、砂土、素填土 等地基。对淤泥质土应通过现场试验确定其适用性。夯实水泥土桩法：采用各种成孔机械成孔，向孔中填入水泥与 土混合料夯实形成桩体，构成桩土复合地基。 采用沉管和冲击成孔时对桩间土有挤密作用。适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、 杂填土、黏性土等地基。处理深度不超过10m的情况。7、简述刚性桩复合地基中褥垫层的作用。（10分）答：在桩顶与基础之间设置褥垫层，荷载经基础由褥垫层分配给桩与土，褥垫层对桩土荷载具有很好的分配作用。褥垫层在复合地基中起到了保证桩土共同承担荷载及增大基底摩擦的作用；适当的褥垫层厚度和模量，可使桩、桩间土具有合理的荷载分担比，从而减少基础底面的应力集中，提高复合地基的承载能力。答题要求:1、 打印题目页，作为试卷的首页。请写明姓名、学号、单位名称。2、 答题纸请采用A4白纸，手写答案，严禁打印答案。3、 请独立完成试卷，严禁抄袭。4、 12月13日交答卷。换填垫层法：以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的 材料，臵换地基表层软弱土，提高持力层 的承载力，扩散应力，减少沉降量。适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄 土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘 等的浅层处理预压法在地基中增设竖向排水体，加速地基的固 结和强度增长，提高地基的稳定性；加速 沉降发展，使基础沉降提前完成。适用于处理淤泥、淤泥质土和冲填土等 饱和粘性土地基强夯法和强 夯臵换法利用强夯的夯击能，在地基中产生强烈的 冲击能和动应力，迫使土动力固结密实。适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土、 粘性土、湿陷性黄土、杂填土等地基振冲法采用专门的技术措施，以砂、碎石等臵换 软弱土地基中部分软弱土，与未处理部分 土组成复合地基，从而提高地基承载力， 减少沉降量。适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素 填土和杂填土等地基。不加填料振冲加 密适用于处理粉粒含量不大于10%的中 砂、粗砂地基。砂石桩法：通过振动成桩或锤击成桩，减少松散砂土 的孔隙比，或在粘性土中形成桩土复合地 基，从而提高地基承载力，减少沉降量， 或部分消除土的液化性。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土 等地基 水泥粉煤灰碎石桩法：采用振动沉管成孔时对桩间土具有挤密作用。适用于粘