地基基础-课程考核要求

郑州大学现代远程教育《地基基础》课程考核要求说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功。作业要求1.简答题部分：每模块选作1题，共5题。2.计算题部分：模块一~三，每模块选作1题，模块五选作2题，共5题。3.先写题目，再写答题内容；简答语句要通顺，不能仅有关键词；计算题要有步骤，不能仅给出答案。4.请独立自主按照要求完成作业内容。作业内容1.简答题（1）模块一：土中的液态水分哪几类？对土的性质各有什么影响？答：强结合水、弱结合水、自由水、重力水，三相体、碎散性、透水性、多孔性、自然变异性或不均匀性、易变性反映无粘性土密实度状态的指标有哪些？各有什么优缺点？答：孔隙比、孔隙率、干密度、相对密实度、动力触探锤击数、等。简述达西定律及其适用范围。实验室如何测定渗透系数k？答：v=ki；常水头法和变水头法。动水力如何计算？渗透变形有几种形式？各有什么特征？答：按照渗透水流所引起的局部破坏的特征，渗透变形可分为流土和管涌两种基本形式。流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象，它主要发生在地基或土坝下游渗流出处。管涌是指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象，主要发生在砂砾土中。按国标GB50007，建筑物的地基岩土可分为哪几类？各类土的划分依据是什么？答：岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和特殊土。（2）模块二：土的自重应力分布有何特点？地下水位的升降对自重应力有何影响？答：自重应力随深度而增大，每层土内线性分布，分层土折线分布，隔水层处突变；地下水位上升，自重应力减小。刚性基础的基底压力分布有何特点？工程中如何简化计算基底压力？答：刚性基础的基底压力非线性分布；工程中简化为线性分布目前计算地基中附加应力的假定是什么？这些假定是否合理？答：把地基土视为均匀、各向同性的半无限空间弹性体；与实际有出入，当基底压力不大时，可满足工程要求简述饱和土的有效应力原理。在饱和土一维固结过程中，土的有效应力和孔隙水压力是如何变化的？答：总应力等于有效应力和孔隙水压力；影响土变形和强度的是有效应力土的压缩性常用指标有哪些？指标间有什么关系？答：压缩系数、压缩指数、压缩模量、体积压缩系数、等（3）模块三：简述库仑公式。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？答：不是定值，因为它和剪切面上的正应力有关土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少？答：不是；45°+φ/2地基的剪切破坏有哪些形式？发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何？答：整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲切破坏；发生整体剪切破坏时p-s曲线分为三段：线性变形段、曲线段、陡降段。试比较基础宽度和埋深对临塑荷载、界限荷载、地基极限承载力的影响。基本上通过桩身直接传到桩端处土层上。而桩端处承压面积很小，各桩端的压力彼此互不影响或相互影响较小，因此可近似认为端承型群桩基础中的基桩与单桩相近；群桩的承载力等于各单桩的承载力之和，群桩效应系数（群桩中各基桩平均极限承载力与单桩极限承载力的比值）η＝l。摩擦型桩：当桩数少，桩中心距sa较大时，例如大于6d，桩端平面处各桩传来的压力互不重叠或重叠不多。此时群桩中基桩的工作性状与单桩的一致，故群桩的承载力等于各单桩承载力之和；当桩数较多，桩距较小时，例如3~4d，桩端处地基中各桩传来的压力将相互重叠。此时，桩端处压力一般明显大于单桩，桩端以下压缩土层的厚度也比单桩要深，这样群桩中基桩的工作状态与单桩显著不同，群桩承载力不等于各单桩承载力之和，群桩的沉降也明显地超过单桩。若限制群桩的沉降量与单桩沉降量相同，则群桩中每一根桩的平均承载力就比单桩时要低，也就是说群桩效应系数η＜l。换土垫层法的原理是什么？如何确定垫层的厚度和宽度？为什么厚度太薄和太厚都不合适？答：换填垫层法是先将基础底面下一定范围内的软弱土层挖除，再换填其他无侵蚀性、低压缩性和强度大的散体材料，经过分层夯实，作为地基的持力层；垫层下卧层的承载力确定换填厚度；确定垫层宽度时，除应满足应力扩散条件外，还应考虑垫层应有足够的宽度及侧面土的强度条件，防止垫层材料向侧边挤出而增大垫层的竖向变形量；垫层的厚度通常不应大于3m，否则工程量大、不经济、施工难；同样垫层也不应小于0.5m，否则作用不显著、效果差。2.计算题：（1）模块一：1）某土样体积为1000cm3，质量为1870g，烘干后测得其质量为1677g，已知土粒比重ds=2.66。试求土的密度、含水量w、孔隙比e、饱和度Sr。某土样体积为1000cm3，质量为1870g，烘干后测得其质量为1677g，已知土粒比重ds=2.66。试求土的密度、含水量w、孔隙比e、饱和度Sr。答：2）某干砂试样密度=1.66g/cm3，土粒比重ds=2.69，置于雨中。若砂样体积不变，饱和度增至40%时，此砂在雨中的含水量w为多少？答：由干砂密度==1.66g/cm3得孔隙比在雨中Sr=40%，含水量某原状土样，试验测得土的天然密度=1.67t/m3，含水量w=12.9%，土粒比重ds=2.67。试求土的孔隙比e、饱和度Sr、饱和重度、有效重度。答：（2）模块二：1）某建筑场地的地层分布见图示。其中第一层细砂厚h1=4.5m，重度=19kN/m3，饱和重度=19.4kN/m3，地下水位在地面下2m处；第二层粘土厚h3=4.5m，饱和重度=17.4kN/m3，以下为不透水的岩石层。试求各层交界面处的竖向自重应力以及作用在基岩顶面的土自重应力和静水压力之和，并绘出自重应力沿深度的分布图。答：2）某饱和粘土层的厚度为10m，地面作用大面积荷载p0=150kPa。已知该粘土的压缩模量为，竖向固结系数Cv=12m2/a，求粘土层在双面排水条件下加荷1年时的沉降量。已知当应力图形为矩形时，单面排水条件下的平均固结度Ut与时间因数Tv之间的关系为。答：由干砂密度==1.66g/cm3得孔隙比在雨中Sr=40%，含水量3）在天然地面上大面积堆载，荷载强度。天然土层为两层，第一层为粗砂，厚度4.0m，重度，饱和重度；第二层为粘土层，厚度5.0m，压缩模量Es=5MPa，饱和重度；地下水位在地面下1.0m。不计第一层粗砂层的压缩量，试计算由于地面堆载而引起的粘土层的最终压缩量为多少？当上述压缩稳定后，地下水位突然下降到粘土层顶面，试问由此而产生的附加沉降是多少？答：（3）模块三：1）一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加周围压力=196kPa，试样破坏时的主应力差=274kPa，测得孔隙水压力u=176kPa，已知该土样的有效内摩擦角为=26°，试求破坏面上的有效正应力和剪应力以及试样的有效粘聚力。答：由于已知该土样的有效内摩擦角为=26°，所以破裂面与水平面夹角成=58°由试验得，破裂面上的正应力和剪应力分别为papa在破坏面上的有效正应力为pa由于此时，所以2）对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力=100kPa时，测得抗剪强度。已知同种土制备的土样承受大主应力，问小主应力满足什么条件土样才不会发生剪切破坏？答：由于砂土的内摩擦角c=0所以内摩擦角在极限平衡状态下且时，应满足所以当<时，土样不会发生剪切破坏。3）某条形荷载作用下，地基中某点的应力经计算得：=120kPa，=60kPa，=50kPa。若地基土的抗剪强度指标分别为=18°，c=20kPa，试判断该点是否被剪坏？答：该点已被剪坏4）如图所示挡土墙，墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，各填土层物理力学性质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力和水压力合力，并绘出侧压力分布图。答：计算第一层填土的土压力强度设临界深度为z0，则计算第二层填土的土压力强度主动土压力合力为（4）模块五：1）已知如图所示柱基础所受荷载标准值为Fk=1100kN，Mk=140kNm，基础底面尺寸l×b=3.6m×2.6m，基础埋深d=2.0m，地层分布情况如图所示。已知持力层承载力特征值fak=150kPa，承载力修正系数，，其压力扩散角为23°；下卧层为淤泥质土，承载力特征值fak=85kPa，承载力修正系数，；地下水位在地面下1.2m。试对下卧层承载力进行验算。答：基础埋深范围内土的加权平均重度经宽深修正后的持力层承载力特征值基础及回填土重软弱下卧层承载力验算基底处自重应力软弱下卧层顶面处自重应力软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度软弱下卧层顶面处的附加应力验算2）如图所示，某建筑物采用矩形承台下的桩基础，已知室外设计地面的标高为-0.30m，承台地面位于室外设计地面下1.5m，作用在±0.00标