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土力学与基础工程同步练习题答案绪论 1.什么是地基 什么是基础地基:承受建筑物荷载的地层. 基础:建筑物最底下的一部分,由砖石,混凝土或钢筋混凝土等建筑材料建造.其作用是将上部结构荷载扩散,减少应力强度传给地基. 2.为确保建筑物的安全和使用良好,在地基与基础设计中必须同时满足的两个技术条件为:地基 的强度条件,地基的变形条件. 3.土具有哪两类工程用途一类是作为建筑物的地基,在土层上修建厂房,住宅等工程,由地基土承受建筑物的荷载;另一类用土作为建筑材料,修筑堤坝与路基. 第一章 工程地质 1.地质作用包括外力地质作用和内力地质作用两种类型. 2.岩石按成因可分为岩浆岩,沉积岩和变质岩三大类. 3.根据岩屑搬运和沉积的情况不同,第四纪沉积层分为哪几种类型根据岩屑搬运和沉积的情况不同,第四纪沉积层分为以下几种类型:残积层,坡积层,洪积层,冲积层,海相沉积层和湖沼沉积层 4.名词解释:断层和节理岩层在地应力的作用下发生破裂,断裂面两侧的岩体显著发生相对位移,称为断层; 岩层在地应力作用下形成断裂构造,但未发生相对位移时称节理. 5.何谓不良地质条件 为什么不良地质条件会导致工程事故良好的地质条件对建筑工程是有利的,不良地质条件则往往由于承载力低会导致建筑物地基基础的事故,应当特别注意.常见的不良地质条件有:断层,岩层节理发育的场地,滑坡,河床冲淤,岸坡失稳,河床侧向位移等. 6.地下水对建筑工程有哪些影响地下水对建筑工程的主要影响如下1)基础埋深:通常设计基础的埋置深度应小于地下水位深度;(2)施工排水:当地下水位埋藏浅,基础埋置深度大于地下水位深度时,基槽开挖与基础施工必须进行排水;(3)地下水位升降:地下水位上升,将使粘性土软化,增大压缩性;失陷性黄土则产生严重失陷,膨胀土吸水膨胀,将基础顶起;地下水位下降则会使建筑物产生附加沉降(4)当地下室常年或雨季处在地下水位以下,必须做好防水层;(5)当地下水中含有害的化学物质,对建筑物具有侵蚀性;(6)地下水的浮力可将空心结构物浮起,需要进行响应的措施来解决;(7)存在承压水的地区,基槽开挖深度要计及承压水上面的隔水层的自重压力应大于承压水的压力.否则,承压水可能冲破基槽. 7.地下水有何运动规律 达西定律的物理概念是什么土的渗透系数 的物理意义为单位水力坡降时的渗透速度. kwDiG= 动水力 的数值等于水力坡降乘以水的重度. DG8.地下水按埋藏条件不同可分为上层滞水,潜水和承压水三类. 9.什么是土的渗透性 渗透系数的物理意义是什么地下水通过土颗粒之间的孔隙流动,土体可被水透过的性质称为土的渗透性. 土的渗透系数 的物理意义为单位水力坡降(即k1=i时)时的渗透速度. 值的大小与土的组成,粒径级配,孔隙比以及水的温度有关. k10.名词解释:流土与管涌当动水力的数值等于或大于土的浮容重 时土体被水冲气的现象,称为流土. DG当土体级配不连续时,水流可将土体粗颗粒孔隙中的细粒土带走,破坏土的结构,这种作用称为管涌. 11.某土力学实验室进行粉砂渗透试验,试样长度为15cm,试样截面积为5cm2,试验水头为20cm.实验经历10s,测得渗流量为3cm3.求粉砂的渗透系数K. 由kFiLhkFqtQ= 有15205103=k 得 scmk/105.74 =12.某建筑工程基槽排水,引起地下水由下往上流动.水头差 70cm,渗径为 60cm,砂土的饱和重度为.问土是否会发生流土 3/2.20mkNsat=由33/2.10/7.11106070mkNmkNiGwsatwD= = 所以发生流土. 第二章 土的物理性质及工程分类 1.土与其他连续介质的建筑材料相比,具有压缩性高,强度低和透水性大三个显著的工程特性. 2.土的三相组成是什么土的三相组成是指土由固体矿物,水和气体三部分组成. 3.何谓土的粒径级配 粒径级配曲线的纵坐标表示什么工程中常用土中各粒组的相对含量,占总质量的百分数来表示,称为土的粒径级配. 粒径级配曲线的纵坐标表示小于某粒径的土占总质量的百分数. 4.不均与系数反映土的什么性质 10uC表示土的级配良好. 5.土的物理性质指标有哪些 其中哪几个可以直接测定土的密度和土的重度;土粒比重()ssdG;土的含水率.此三项土的基本物理性质指标,均由实验室直接测定. 6.土的密度和土的重度的物理意义和单位有何区别土的密度为单位体积土的质量, . 3/cmg土的重度为单位体积土所受的重力,即108.9=g, . 3/mkN7.何谓孔隙比 何谓饱和度土的孔隙比为土中空隙体积与固体颗粒的体积之比. 土的饱和度表示水在空隙中充满的程度. 8.用三相草图计算时,为什么有时候总要假设总体积V=1 什么时候假设1=sV计算更简便在三相草图计算中,根据情况令 V=1 或1=sV,常可以使计算简化,因为土的三相之间是相对的比例关系. 9.无粘性土最主要的物理状态指标是什么 用孔隙比e,相对密度和标准贯入试验击数来划分密实度各有何优缺点 rDN无粘性土最主要的物理状态指标是密实度. 用一个指标判别砂土的密实度,应用方便.但是仅用一个指标e,无法反映土的粒径级配的因素. e为了克服上述用一个指标 ,对级配不同的砂土难以准确判别的缺陷,用天然孔隙比e与同一种砂e的最松状态孔隙比 和最密实状态孔隙比 进行对比,看 靠近 还是 ,以此来判别它的密实度. 标准贯入试验,是在现场进行的一种原位测试, 值的大小,反应土的贯入阻力的大小,亦即密实度的大小. N10.粘性土的物理状态指标是什么粘性土的物理状态指标是:液限()%L;塑限()%P;缩限()%S;塑性指数;液性指数 ;活动度 ;灵敏度 . PILIAtS11.何谓液限 如何测定 何谓塑限 如何测定粘性土呈液态与塑态之间的分解含水率称为液限L.可用锥式液限仪或蝶式液限仪测定. 粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水率称为塑限.可用滚搓法或液,塑限联合测定法测定. 12.塑性指数的定义和物理意义是什么液限与塑限的差值,去掉百分数的符号,称塑性指数,记为 . PI物理意义:细颗粒土体处于可塑状态下,含水率变化的最大区间.一种土的L与P之间的范围大,即 大,表明该土能吸附结合水多,但仍处于可塑状态,亦即该土粘粒含量高或矿物成分吸水能力强. PI13.何谓液性指数 如何应用液性指数来评价土的工程性质粘性土的液限指数为天然含水率与塑限的差值和液限与塑限差值之比,即:据液性指数 大小不同,可将粘性土分为5种软硬不同的状 态,当LIP时,以上公式的分子大于分母,即 ,土处于流塑状态.之间为塑态,可分为4等分,靠近坚硬的为硬塑,靠近流塑的为软塑,中间为可塑状态. 1LI10=LI14.何谓硬塑,软塑状态 10=LI之间为塑态,可分为4等分,靠近坚硬的为硬塑,靠近流塑的为软塑,中间为可塑状态. 15.地基土分哪几大类 各类土的划分依据是什么地基土分为岩石,碎石土,砂土,粉土,粘性土和人工填土. 岩石可按坚固程度,风化程度或完整程度划分;碎石土由大至小可分为漂石,卵石,圆砾三种;砂土力学与基础工程 第 4 页共 42 页土可分为砾砂,粗砂,中砂,细砂和粉砂;塑性指数10PI粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土称粉土;土的塑性指数 时称为粘性土;按人类活动堆填形成的各类土称为人工填土. 10PI16.何谓粉土 粉土的工程性质如何评价塑性指数粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土称粉土;密实的粉土为良好地基.饱和稍密的粉土,地震时容易产生液化,为不良地基. 10PI17.淤泥和淤泥质土的生成条件,物理性质和工程特性是什么生成条件:在静水或缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成的粘性土或粉土. 物理性质:淤泥天然含水率L,天然孔隙比 .淤泥质土天然含水率5.1eL,天然孔隙比 5.10.1e工程性质:压缩性高,强度低,透水性低,为不良地基. 18.在某住宅地基勘察中,已知一个钻孔原状土试验结果为:土的密度,土粒比重,土的含水量3/80.1cmg=70.2=sG%0.18=.求其余五个物理性质指标. 孔隙比 77.0=e孔隙度 %5.43=n饱和度 632.0=rS干密度 ,干重度 3/525.1cmgd=3/25.15cmgd=饱和密度 3/96.1cmgsat=饱和重度 3/6.19cmgsat=有效重度 3/6.9cmgwsatsat= =19.今有一个湿土试样质量为200g,含水量为15.0%.若要制备含水量为20.0%的试样,需加多少水答案:258kg 20. 已知原状土样,经试验测得基本物理性质指标为:土粒比重67.2=sG,含水量为%9.12=,密度为.求该土样的干密度3/67.1cmg=d,孔隙比e,孔隙度 ,饱和密度nsat和饱和度 . rS土样的干密度 3/48.1cmgd=孔隙比 805.0=e孔隙度 %6.44=n饱和度 426.0=rS第三章土的压缩性与地基沉降计算 1.地基土产生压缩的原因有哪些外因建筑物荷载作用; 地下水位大幅度下降, 施工影响,基槽持力层土的结构扰动; 振动影响,产生震沉; 温度变化影响; 浸水下沉. 内因固相矿物本身压缩极小,物理学上有意义,对建筑工程来说市没有意义的; 土中液相水的压缩,在一般建筑工程荷载akP600100=作用下,很小,可忽略不计; 土中空隙的压缩,土中水与气体受压后从空隙中挤出,使土的孔隙减小. 2.名词解释:土的渗流固结过程由于土的颗粒很细,孔隙更细,土中的水从很细的弯弯曲曲的孔隙中挤出需要相当长的时间,这个过程称为土的渗流固结过程. 3.何谓有效应力原理饱和土体所承受的总压力为有效应力与孔隙水压力之和,即: += 亦即 =这个公式称为有效应力原理. 4.侧限条件是指侧向限制不能变形,只有竖向单向压缩的条件. 5.何谓弹性模量何谓压缩模量钢材或混凝土试件,在受力方向的应力与应变之比称为弹性模量E. 土的试样单向受压,应力增量与应变增量之比称为压缩模量 . sE6.侧限压缩模量与压缩系数有何关系土的侧限压缩模量与压缩系数 ,两者都是常用的地基土压缩性指标,两者都由侧限压缩试验结果求得,因此, 与之间并非相互独立,而是具有下列关系: sEasEa11+=sE 7.荷载-沉降量典型曲线通常可以分为哪三个变形阶段各阶段表示什么含义荷载-沉降量典型曲线通常可以分为直线变形阶段(压密阶段),局部剪损阶段和完全破坏阶段三个变形阶段. 直线变形阶段当荷载较小时,(比例界限)时,地基被压密,荷载与变形关系接近直线关系. 0pp完全破坏阶段当荷载继续增大时,在后,压板连续急剧下沉.地基土中的塑性变形区已联成连续的滑动面,地基土从压板下被挤出来,在试坑底部形成隆起的土堆,此时,地基已完全破坏,丧失稳定. 0pp8.由载荷试验结果如何确定地基承载力特征值当sp 曲线上有比例界限时,取该比例界限点对应的荷载值; aa当极限荷载能确定,且时,取极限荷载的一半,即up02ppu2不能按上述,要求确定时,当压板面积为,可取250.025.0m015.001.0=ds所对应的荷载值,但其值不应大于加载量的一半. 9.证明土的变形模量与压缩模量的关系式据压缩模量定义zzsE=,可得竖向应变: zzzE= (a) 在三向受力情况下的应变: 土力学与基础工程第 7 页共 42 页 ()zyxxEE+ = (b) (zyyyEE)+ = (c) ()yxzzEE+ = (d) 在侧限条件下,0=yx,由式(b),(c)可得: zyx+=1(e) 将式(e)代入(d)得: Ezz =1212(f) 比较式(a)与式(f)得:EEs112112=(g) 即: sEE =121210.何谓土层自重应力如何计算在未修建建筑物之前,由土体本身自重引起的应力称为土的自重应力,记为c. 地面下深度为处土层的自重应力zcz,等于该处单位面积上土柱的重量,可按下式计算: =+=niiinnczhhhhh1332211式中 i第层土的天然重度, ,地下水位以下一般用浮重度i3/mkN; 第层土的厚度, ; ihim从地面到深度处的土层数. nz11.何谓基础底面附加压力如何计算建筑物荷载在地基中增加的压力称为附加压力. 基础位于地面上设基础建立在地面上,则基础底面的附加压力,即基础底面接触压力:pp=0. 基础位于地面下通常基础建在地面以下.设基础的埋置深度为 ,在基础底面中心点的附加压力为 do*m =0 12.分层总和法计算地基的最终沉降量的计算原理和假定是什么计算原理