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岩土工程复习题 作者： 日期：厦门大学网络教育2014-2015学年第二学期岩土工程课程复习题（新版复习题中有30%是真题）本科目考试用书：地基处理（同济大学、叶书麟）和土力学（绿皮书）一、名称解释（32分，每题4分）1、最优含水量 土的压实效果与压实时的含水量有关。土在最佳含水量(wop)时压实填料，可以获取最经济的压实效果和达到最大密实度。最佳含水量是一相对值，压实功能的大小和土的类型而异，所施加的压实功越大，压实土的细粒含量越少，则最佳含水量越小，而最大密实度越高。因此，最优含水量指的是对特定的土在一定的夯击能量下达到最大密实状态时所对应的含水量。施工中很难到达最优含水率，因此，在回填土施工中并不要求达到最优含水率，而是用“压实系数”来控制回填土质量。2、灌浆法 3、压实度 压实度又称夯实度，指的是土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示1 压实度的测定主要包括室内标准密度（最大干密度)确定和现场密度试验。2 压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，材料整体性能越好。对于路基、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言，压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实实验所得最大干密度的比值；对沥青面层、沥青稳定基层而言，压实度是指现场达到的密度与室内标准密度的比值。4、降低地下水位法5 、CFG桩 CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的具有一定强度的可变强度桩。CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。6、真空预压法 真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。%L$v当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。 真空预压的原理主要反映在以下几个方面： 1)薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。 2)地下水位降低，相应增加附加应力。 3)封闭气泡排出，土的渗透性加大 真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。7、井阻作用 8、杂填土杂填土主要出现在一些老的居民区和工矿区内，是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异，极易造成不均匀沉降，通常都需要进行地基处理。以下为复习题之外，老师上课提到的考试范围：名词解释8个：（强夯置换、面积置换率、涂抹作用、排水固结法、井阻、不液化初步判别、地基的液化等级、抗液化措施表、选择有利场地建建筑、湿陷系数、湿陷起始压力、湿陷性黄土、冻土的类别）1、强夯置换强夯置换是强夯用于加固饱和软粘土地基的方法。强夯置换法的加固机理与强夯法不同，它是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。粒料墩一般都有较好的透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。复合地基中，一根桩和它所承担的桩间土体为一复合土体单元。在这一复合土体单元中，桩的断面面积和复合土体单元面积之比，称为面积置换率建筑地基处理技术规范JGJ79-20121m=d2/de2（7.1.5-1）m桩土面积置换率d桩身平均直径（m）de一1根桩分担的处理地基面积的等效圆直径等边三角形布桩de=1.05s正方形布桩de=1.13s矩形布桩de=1.13s、s1、s2分别为桩间距、纵向桩间距、横向桩间距2、排水固结法排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。3、地基的液化等级4、4、抗液化措施表抗液化措施表参照：表2中表示全部消除地基液化沉降的措施,如采用桩基、深基础、深层处理至液化深度下界或挖除全部可液化土层等。%表示部分消除地基液化沉降的措施,如加固或挖除部分可液化土层等。&表示基础结构和上部结构采取的构造措施,一般包括减小或适应建筑物不均匀沉降的各项措施。表示可不采取措施。对各项抗液化措施的要求:(1)采用桩基时,桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度(不包括桩尖部分)应按计算确定,对碎石土、砾、粗、中砂、坚硬粘性土应不小于500mm,其他非岩石土应不小于2m。(2)采用深基础时,基础底面埋入可液化深度以下稳定土层中的深度应不小于500mm。(3)采用加密法(如振冲、振动加密、砂桩挤密、强夯等)处理可液化地基时:(处理后土层的实测标准贯入锤击数N63.5应大于临界值Ncr。)要求全部消除地基液化沉降时,有效处理深度应不浅于液化深度下界。要求部分消除地基液化沉降时,有效处理深度以下未处理的残留液化土层的液化指数LLE应不大于4,对独立基础与条形基础的有效处理深度应不浅于地基主要受力层深度。5、湿陷系数湿陷性是黄土类土在上部压力作用下受水浸湿而发生沉陷的性能。土样在一定压力下的湿陷量与其原始高度之百分比，称为湿陷系数（coefficient of eollapsibihty）；在一定压力下，土样湿陷量与其浸水湿陷前高度的比值，则是相对湿陷系数（relative coefficient of collapsibility）6、湿陷起始压力黄土湿陷起始压力（initialpressureofcollapsingofloess）是湿陷性黄土发生湿陷时的最小压力值（）。是判定黄土是否发生自重湿陷及自重湿陷深度，以及在外荷作用下是否发生非自重湿陷的依据。值的大小与土的粘粒含量、天然含水率和密度有关。可根据湿陷系数（）与压力（p）的关系曲线，找出对应于=0.015的压力作为湿陷起始压力。1湿陷性黄土浸水饱和，开始出现湿陷时的压力。室内试验可用单线法压缩试验和双线法压缩试验确定。现场试验可用单线法静载荷试验和双线法静载荷试验确定。7、湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。（这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性）8、冻土冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为：1)短时冻土（数小时/数日以至半月）/2)季节冻土（半月至数月）3)多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）。地球上多年冻土/季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。随着气候变暖，冻土在不断退化。9、面积置换率10、涂抹作用11、不液化初步判别12、选择有利场地建建筑二、选择题（36分，每题3分）（垫层分类及其使用范围表、有效加固深度考选择题、单机夯击能、单位夯击能考选择题、间歇时间考选择题、加固处理、加固深度、施工顺序示意图、竖向排水体深度、湿陷性黄土地基常用的地基处理方法表）1在强夯法中，计算强夯的影响深度时的公式为（ ），其中W为夯锤质量（t），h为落距（m），s为夯沉量A D=KWh B D=Wh C D=Ws D D=KWs2加载预压法中，竖向排水砂井的深度是根据建筑物对地基稳定性和变形要求确定，下列叙述不正确的是（ ）A 以地基抗滑稳定性控制的工程，如土坝、路堤等，砂井深度应超过最危险滑动面1.5mB 以沉降控制的建筑物，如果压缩层厚度不大，砂井深度贯穿压缩土层即可C以沉降控制的建筑物，如果压缩层较厚但间有砂层或透镜体时，砂井应打至砂层或透镜体层 D 当施工条件达不到设计深度时，可采用超载预压法3下列地基中，不宜采用强夯法处理的是（ ）A 高饱和度的粉土 B 碎石土 C 砂土 D 粘性土4下列哪种情况属于对建筑抗震不利的地段（ ）A 坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等 B 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘等。C地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等D地震断裂上可能发生地表错位的部位5下列哪种情况属于对建筑抗震危险的地段（ ）A 坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等 B 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘C 非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘等。D地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等以及地震断裂上可能发生地表错位部位6关于液化指数的计算，下述正确的是（ ）A 液化指数计算的深度一般情况下应取10mB 1015m范围内权函数为10C 深度增加，权函数值相应减少 D 当实测标准贯入技术大于临界标准贯入击数时，液化指数应取负值7关于湿陷起始压力，以下阐述不正确的是（ ）A 可以用室内压缩试验或野外载荷试验确定B 在p-ds曲线上，与ds=0.015所对应的压力即为湿陷起始压力C 在p-ds曲线上，与ds=0所对应的压力即为湿陷起始压力D 可以通过使基底压力小于湿陷起始压力来避免湿陷的发生8对存在稳定性问题的边坡，常采用的加固与预防措施不包括（ ）A 排水、加固 B 削坡、减载与反压 C 挤密、压实 D 设置支挡结构9关于膨胀土，下列说法错误的是（ ）A 膨胀土裂隙发育，常有光滑面和擦痕B 膨胀土常常造成地形陡峭，有很多自然陡坎C 膨胀土地区常见浅层滑坡、地裂D 膨胀土场地上的建筑物裂缝随气候而张开和闭合10按照岩土工程勘察规范的有关规定，在季节性冻土地区，应提供（ ）A 场地土的最大冻结深度 B 场地土的计算冻结深度C 场地土的设计冻结深度 D 场地土的标准冻结深度11抗震设防标准的超越概率的概念是（ ）A 是指某场地可能遭遇大于或等于给定的地震烈度或地震动参数值的概率B 是指某场地设防烈度出现的概率C 是指基本地震烈度出现的概率D 是指地震动参数出现的概率12在砂井堆载预压法中，通常预压荷载的大小宜为接近地基的（ ）A 设计荷载 B 极限荷载 C 临界荷载 D 标准荷载三、简答题（20分，每题10分）1简述真空预压加固地基原理，分析其与堆载预压法的异同。2. 试述“三水准设防，两阶段设计”具体是指怎样的地震设防原则及设计方法。 小震不坏，中震可修，大震不倒即是三水准的简称.具体来说第一水准：遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不损坏或者不需要修理仍然可以继续使用；第二水准：当遭遇本地区设防烈度是的地震影响时，建筑物可能损坏，但经过一般的修理或者不需要修理仍然可以使用；第三水准：当遭遇高于本地区的基本设防烈度的罕遇地震时的影响，建筑物不倒或者不发生危及生命的破坏。是通过二阶段设计实现三阶段的抗震设防要求的. 第一阶段设计是多遇地震下的承载力验算和弹性变形计算。 第二阶段是罕遇地震下的弹塑性变形验算。简答（二）（以下为复习题之外，老师上课提到的考试范围）：（垫层的作用、抗震设防目标、排水固结法、5点需要展开解释。垫层的设计考简答或者计算题、强夯法作为简答题、褥垫层的作用、加固基地、建筑黄土湿陷的原因、湿陷性黄土地基的湿陷等级表、房屋开裂的特点、膨胀土的判别）1、褥垫层的作用2、排水固结法排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。3、建筑抗震设防目标抗震设防目标是指建筑结构遭遇不同水准的地震影响时，对结构、构件、使用功能、设备的损坏程度及人身安全的总要求。建筑设防目标要求建筑物在使用期间，对不同频率和强度的地震，应具有不同的抵抗能力，对一般较小的地震，发生的可能性大，故又称多遇地震，这时要求结构不受损坏，在技术上和经济上都可以做到；而对于罕遇的强烈地震，由于发生的可能性小，但地震作用大，在此强震作用下要保证结构完全不损坏，技术难度大，经济投入也大，是不合算的，这时若允许有所损坏，但不倒塌，则将是经济合理的。因此，中国的建筑抗震设计规范中根据这些原则将抗震目标与三种烈度相应，分为三个水准，具体描述为：第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震（或称小震）影响时，建筑物般不受损坏或不需修理仍可继续使用；第二水准：当遭受本地区规定设防烈度的地震（或称中震）影响时，建筑物可能产生一定的损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。第三水准：当遭受高于本地区规定设防烈度的预估的罕遇地震（或称大震）影响时，建筑可能产生重大破坏，但不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。通常将其概括为：“小震不坏，中震可修、大震不倒”。结构物在强烈地震中不损坏是不可能的，抗震设防的底线是建筑物不倒塌，只要不倒塌就可以大大减少生命财产的损失，减轻灾害。一般，在设防烈度小于6度地区，地震作用对建筑物的损坏程度较小，可不予考虑抗震设防，在9度以上地区，即使采取很多措施，仍难以保证安全，故在抗震设防烈度大于9度地区的抗震设计应按有关专门规定执行。所以建筑抗震设计规范适用于69度地区。4、黄土湿陷的原因5、湿陷性黄土地基的湿陷等级表黄土湿陷等级（collapsibility grade of loess）是根据黄土湿陷量的大小来划分的黄土湿陷性强烈程度的级别。划分的具体方法是按规定的压强（一般约为2105帕，折合20吨/平方米）求出湿陷系数，根据基底下各土层累计的总湿陷量（s）和计算自重湿陷量（zs）的大小等因素对湿陷性黄土地基进行划分的等级。划分的具体方法是按规定的压力（一般约为2105帕）求出湿陷系数，根据基底下各土层累计的总湿陷量（s）和计算自重湿陷量（zs）的大小等因素对湿陷性黄土地基进行划分的等级1 。湿陷性黄土的评价指标 s被地质学作为湿陷系数符号，代表着以s为单位的厚度土层由于浸水在规定压力作用下产生的湿陷数值，定量标识了土样代表的湿陷等级系数。地质上对黄土湿陷等级系数已有明确的划分。判断土质是否具备湿陷性为，s0.07为强烈湿陷。判断湿陷性黄土场地的湿陷类型为，自重湿陷量的实测值70mm为非自重湿陷性黄土场地；自重湿陷量的实测值70mm为自重湿陷性黄土场地。判定湿陷性黄土湿陷等级系数可按照湿陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004)的规定进行黄土湿陷等级系数判定。（表1）因此，在黄土地区修建工程应优先考虑选用非湿陷黄土地基，假如建筑工程已规划在了湿陷性黄土上，应尽量选用非自重湿陷性黄土地基。因为这种地基与自己重湿陷性黄土地基相比，要求较低。5、膨胀土的判别膨胀土判别分类标准通过对我国有关膨胀土地区的测试与研究，结合有关专家提出的观点，课题组提出了如下判别分类标准： 1、膨胀土应为土中粘粒含量较多，主要由亲水性粘土矿物所组成，具有显著的吸水膨胀和急剧的失水收缩开裂，并能产生多次循环胀缩变形，受气候影响强度急剧衰减的粘性土，应判定为膨胀土。 2、膨胀土判别应根据现场定性和室内定量两者相结合。按下列方法进行初判和详判： 1）可根据下列膨胀土的工程地质特征表现进行初判： 土的颜色为灰白、灰绿色，棕、红、灰色、黄褐色等等。 网状裂隙极发育，有蜡面，易风化呈细粒状，鳞片状隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土。 粘土细腻，滑感特强以为主，粘土中含有少量粉砂，滑感较强，含较多钙质或铁锰结核，以钙质结核为主，在旱季呈坚