土力学与基础工程期末复习题答案(2)

⑴ 深基础施工方法较复杂； ⑵ 深基础的地基承载力较高； ⑶ 深基础施工需专门设备； ⑷ 深基础技术较复杂 ⑸ 深基础的造价往往比较高 ⑹ 深基础的工期较长 13.不良地基的分类 ⑴ 湿陷性黄土地基 ⑵ 膨胀土地基 ⑶ 泥炭土地基 ⑷ 多年冻土地基 ⑸ 岩溶与土洞地基 ⑹ 山区地基

⑺ 饱和粉细砂与粉土地基 14.影响土坡稳定性的条件

⑴ 土坡坡度；⑵土坡高度；⑶土的性质；⑷气象条件；⑸地下水的渗流；⑹地震。 15.工程建设可行性研究勘察的目的和主要任务

⑴目的：对拟选场址的稳定性和适宜性做出工程地质评价； ⑵主要任务：

① 搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质岩土工程资料即当地的建筑经验；

② 在分析已有资料的基础上，通过现场踏勘，了解场地的地层分布、构造、成因与地质年代和岩土性质、不良地质作用即地下水的水位、水质情况。

③ 对各方面条件较好且倾向于选取的场地，如已有资料不充分，应进行必要的工程地质测绘即勘探工作。

④ 当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析。

三．计算(5′×5)

1. 某海港码头仓库设计独立浅基础。基础底面尺寸：长度l?4.0m，宽度b?2.0m，基础

m。地基为饱和土，内摩擦角??0，粘聚力c?10kPa，天然重度埋深d?2.0??19.0kN/m3，（1）计算此仓库地基的极限荷载和地基承载力；若其他条件都不变，问

以下两种情况，地基的极限荷载和承载力为多少？（2）只把基础宽度b?2.0m加大一倍为

4.0m；（3）只把基础埋深d?2.0m加大一倍为4.0m。（安全系数均取1.5）

解：（1）地基的极限荷载 鉴于地基为饱和软土，??0，应用公式

b??d??pu?5c?1?0.2??1?0.2???dl??b?? 计算极限荷载

b??d??pu?5c?1?0.2??1?0.2???dl??b??2.0??2.0???5?10?1?0.21?0.2????19.0?2.0?104kPa4.02.0????

f? 地基承载力

pu104??69.3kPaK1.5

（2）把基础宽度加大一倍b?4.0m

b??d??pu?5c?1?0.2??1?0.2???dl??b??4.0??2.0???5?10?1?0.21?0.2????19.0?2.0?104kPa4.04.0???? 地基极限荷载

f? 地基承载力

pu104??69.3kPaK1.5

（3）只把基础埋深加大一倍为d?4.0m

b??d??pu?5c?1?0.2??1?0.2???dl??b??2.0??4.0???5?10?1?0.21?0.2????19.0?4.0?153kPa4.0??2.0?? 地基极限荷载

f? 地基承载力

2. 某住宅工程地质勘查中取原状土做实验。用天平秤50cm湿土质量为95.15g，烘干后

3pu153??102kPaK1.5

质量为75.05g,土粒比重为2.67。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙度、饱和度。

3V?50cm解：已知：

m?95.15gms?75.05gGs?2.67

??则

m95.15??1.90g/cm3V50 ms75.05??1.50g/cm3V50

?d????

????1??100%?26.7%??d?

mw?m?ms?20.1g

Vw?mw

?w?20.1cm3

Vs?

ms?28.11cm3Gs

3V?V?V?V?1.79cmaws

?sat?ms?mw?Va?w?1.94g/cm3V

e?

Vw?Va?0.78Vs Vw?Va?43.8%V

n?

Sr?

Vw?0.918Vw?Va

3. 已知某挡土墙高度H?8.0m，墙背竖直、光滑，填土表面水平，墙后填土为中砂，重度（1）计算作用在挡土墙??18.0kN/m3，饱和重度?sat?20kN/m3，内摩擦角??30。

上的总静止土压力P（2）当墙后地下水位上升至离墙顶4.0m时，计0，总主动土压力Pa；算总主动土压力Pa与水压力Pw（静止土压力系数K0?0.4） 解：（1）墙后无地下水情况：

总静止土压力

P0 应用公式

P0?1?H2K0K?0.4，可得总2，取中砂的静止土压力系数011P0??H2K0??18.0?82?0.4?230.4kN/m22静止土压力

总主动土压力

Pa 挡土墙墙背竖直、光滑，填土表面水平，适用朗肯土压力理论，由公式

Pa?1?H2Ka2

?1130?Pa??H2Ka??18.0?82?tan2?45???192kN/m222??

（2）墙后地下水位上升情况 ① 总主动土压力

Pa 因地下水位上、下砂重度不同，土压力分两部分计算：

3H?4.0m??18.0kN/m1水上部分墙高，重度

?1130?Pa1??H2Ka??18.0?42?tan2?45???48kN/m222??

???sat??w?20?10?10kN/m3?H?4.0m2水下部分墙高，用浮重度

112Pa2??H1KaH2???H2Ka?18.0?4.0?0.333?4??10?42?0.333?122.5kN/m22 Pa?Pa1?Pa2?48?122.5?170.5kN/m

总主动土压力

112Pw??wH2??10?42?80kN/m22水压力

4. 一办公楼地基土样，用体积为100cm的环刀取样试验，用天平测得环刀加湿土的质量为241.00g，环刀质量为55.00g，烘干后土样质量为162.00g，土粒比重为2.70，计算该土样的?，

3Sr， n，?，?sat，?d，并比较各种密度的大小。

3m?162g，Gs?2.70 V?100cm解：已知：，m?241.00?55.00?186g，s则

mw?m?ms?24g

Vs?ms?60cm3Gs mw?14.8%ms

??

3V?V?V?40cmvs

Vw?

mw?w?24cm3

3V?V?V?16cmavw

Sr?

Vw40??0.67Vv60

Vv?40%V m???1.86g/cm3V m?ms?Va?w?sat?w?2.02g/cm3V n?

?d???1.62g/cm31??

所以

?sat????d

5. 已知地基土中某点的最大主应力为

?1?600kPa，最小主应力?3?200kPa。绘制该点?max值及其作用面的方向，并计算与最大主应力面呈

应力状态的莫尔应力圆；求最大剪应力

夹角??15的斜面上的正应力和剪应力。 解：取直角坐标系?的位置。以

??600kPa，?3?200kPa??，在横坐标o?上，按应力比例尺确定1?1?3为直径做圆，即为所求莫尔应力圆，如图

最大剪应力计算

?? 由公式

?1??32sin2?，将数值代入得：

??

?1??32sin2??600?200sin2??200sin2?2

???max，此时2??90，即??45

当sin2??1时，

当??15时，

600?200600?200?cos30?573kPa2222 ???3600?200??1sin2??sin30?100kPa22

???1??3??1?3cos2??

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