土力学与地基基础

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《土力学与地基基础》

课 程 学 习 指 导 书

作者：刘忠玉

绪论

（一）本章学习目标

1．理解地基基础的概念、地基与基础设计必须满足的基本条件 （二）本章重点、要点 地基基础的概念

（三）本章练习题或思考题： 1．名词解释：

基础、浅基础、深基础、天然地基、人工地基 2．简答题：

1）地基基础设计必须满足的基本条件是什么？ 2）与其他材料相比，土具有什么特点？

第一章 地基土的物理性质与地下水

（一）本章学习目标

1．理解岩石与土的成因类型、土的三相组成及土的结构，土的渗流规律 2．熟练掌握土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质 3．学会渗透力与渗透破坏 4．能运用土的工程分类 （二）本章重点、要点

土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质，土的工程分类 （三）本章练习题或思考题： 1．名词解释：

岩石、矿物、粒组、颗粒级配、不均匀系数、结合水、自由水、重度、密度、比重、含水量、干密度、饱和度、孔隙比、孔隙率、饱和度、有效重度、砂土的相对密实度、界限含水量、塑性指数、液性指数、灵敏度、触变性、渗透系数、流砂、管涌、渗流力、临界水头梯度、碎石土、粉土、粘性土、淤泥、淤泥质土、上层滞水、潜水、承压水 2．填空：

1）__________是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，且塑性指数小于或等

于10的土。

2）省去%号后的液限和塑限的差值称为 。

3）土的结构一般分为单粒结构、蜂窝结构和 。 4）红粘土的液限一般大于 。

5）一基坑底地层产生自下向上的竖直渗流，已知水力梯度为i，土的饱和重度为?sat，水

的重度为?w，那么产生流砂的临界条件为?sat= 。

6）小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径，称为 。

7）通常根据 的大小将细砂、粉砂等土划分为稍湿、很湿和饱和三种状态。 8）当液性指数 时，土体处于流塑状态。 3．单项选择题： 1）当粘性土中含有较多哪种类型的水时，土具有一定的可塑性？ （ ） A．强结合水 B．弱结合水 C．毛细水 D．重力水

2）在实验室中测定土试样含水量时，常采用 （ ） A．烘干法 B．比重瓶法 C．环刀法 D．直剪法

3）当含水量发生变化时，粘性土的指标将发生变化的是 （ ） A．液限 B．塑限 C．塑性指数 D．液性指数

4）不能反映无粘性土密实度的指标是 （ ）

A．孔隙比e B．土粒相对密度ds C．标准贯入试验的锤击数 N D．干密度?d 5）假定某土样中，土粒的体积Vs?1，含水量为w，土粒相对密度为ds，水的密度为?w，孔隙比为e，则土样的总质量m为 （ ） A．ds?w B．(1?w)ds?w C．1+e D．e

6）以下土样的液性指数IL均为0.25，其中属于粘土的是 （ ） A．w=35%，wP?30% B．w=30%，wP?26.5% C．w=25%，wP?22% D．w=35%，wP?33%

7）细砂层中，两点的水头差为0.4m，渗流长度为20m， 测得平均渗流速度为

1?10?3mm/s，则渗透系数为 （ ）

A．2?10mm/s B． 2?10mm/s C．1?10mm/s D．5?10mm/s 8）如果土样A的不均匀系数比土样B的小，则 （ ） A．土样A比土样B易于压实 B．土样A的颗粒比土样B均匀 C．土样A的颗粒级配曲线比土样B平缓 D．土样A的压缩性比土样B要高 4．多项选择题：

1）土中水的下列类型中属于自由水的包括 （ ） A．强结合水 B．弱结合水 C．重力水 D．固态水 E．毛细水

2）塑性指数Ip大于10的土包括 （ ） A．碎石土 B．粉土 C．粘土 D．粉质粘土 E．砂土

3）土粒粒组的界限粒径包括 （ ） A．200mm B．20mm C．2mm D．0.075mm E．0.005mm

4）淤泥质土的特点是 （ ） A．在静水或缓慢的流水环境中沉积 B．天然含水量大于液限

C．一般处于流塑状态 D．天然孔隙比在1~1.5之间 E．天然孔隙比大于1.5

5）流砂产生的必要条件有 （ ） A．渗流自下而上 B．渗流自上而下 C．动水力大于土的有效重度 D．水头梯度小于0.5 E．细砂、粉砂或粉土地基

6）下列三相比例指标中，可由试验直接测定的是 （ ） A．孔隙比 B．密度 C．土粒相对密度 D．含水量 E．饱和度 5．简答题：

1）岩石按成因分为哪几类？

2）残积土、坡积土、冲积土和洪积土各有什么异同？ 3）土中水分哪几类？对土的工程性质各有什么影响？

?4?3?4?24）如何从土的颗粒级配曲线形态上及不均匀系数数值上评价土的工程性质？ 5）说明土的天然重度、饱和重度、有效重度和干重度的物理概念和相互关系。

6）反映无粘性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优

点？而工程上为何应用得并不广泛？

7）简述渗透定理的意义。渗透系数k如何测定？动水力如何计算？何谓流砂现象？这种

现象对工程有何影响？

8）毛细水上升的原因是什么？在哪些土中毛细现象最显著？

9）建筑物的地基可分为哪几类？其中砂土和粘性土各根据什么进行分类？ 6．计算题：

1）某土样体积为1000 cm3，质量为1870 g，烘干后测得其质量为1677 g，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1000 cm3，质量为1870 g，烘干后测得其质量为1677 g，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。

2）某干砂试样密度?= 1.66 g/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？

3）某原状土样，试验测得土的天然密度?= 1.67 t/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?sat、有效重度??。

第二章 地基中的应力

（一）本章学习目标

1．理解有效应力原理

2．熟练掌握地基自重应力，基底压力及附加应力的计算方法 3．会运用角点法计算附加应力 （二）本章重点、要点 角点法计算附加应力

（三）本章练习题或思考题： 1．名词解释：

自重应力、附加应力、基底压力、基底附加压力、有效应力 2．填空：

1）对于矩形基础，当荷载偏心矩e________l/6（l为荷载偏心方向的基底尺寸）时，基底压力可简化为梯形分布。

2）饱和土中的总应力等于 与有效应力之和。

3）当土层呈现为上硬下软情况时，竖向附加应力将产生应力 现象。 4）当地面大面积堆载q0时，地基中的竖向附加应力到处都 q0。 3．单项选择题

1）基底附加压力公式p0?p??md右边第二项中的基础埋置深度d应从那个位置算起？（ ）

A．室外设计地面 B．室内设计地面 C．天然地面 D．室内外平均设计地面 2）计算地基附加应力时，荷载采用的是 （ ） A．基底附加压力 B．地基净反力 C．基底压力 D．基础自重 3）均布矩形荷载作用面中心点处(z=0)土的竖向附加应力与荷载强度的比值是 （ ） A．0.5 B．1.0 C．0.25 D．2.0

4）一宽度为3.0m的条形基础，求得作用其上荷载的偏心矩e?0.06m，基底压力按线

性分布考虑，则基底压力分布为 （ ） A．边缘最小压力pmin?0，梯形分布 B．边缘最小压力pmin?0，三角形分布 C．基底与地基局部脱离，基底压力重新分布 D．均匀分布 4．多项选择题： 1）下列有关条形荷载在地基中产生的附加应力的论述中，正确的是 （ ） A．?z可以分布到荷载面积以外 B．?x的影响范围较浅

C．?xz的最大值出现在荷载边缘 D．条形荷载所引起的?z，其影响深度要比方形荷载小 E．荷载分布范围内任意点竖直线上的?z值，随着深度增大逐渐减小

2）地下水位下降，会引起 （ ） A．原地下水位以下土中自重应力增大 B．地基中附加应力减小 C．地面沉降 D．原地下水位以下土中自重应力减小 E．地面回弹 5．简答题：

1）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？

2）刚性基础的基底压力分布有何特点？工程中如何计算中心及偏心荷载下的基底压力？ 3）以矩形面积上均布荷载和条形荷载为例，说明地基中附加应力的分布规律？ 4）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？ 5）简述饱和土的有效应力原理。 4）简述角点法计算附加应力的要点。 6．计算题：

1）某建筑场地的地层分布见图示。其中第一层细砂厚h1 = 4.5 m，重度?=19 kN/m3，饱和重度?sat= 19.4 kN/m3，地下水位在地面下2 m处；第二层粘土厚h3 = 4.5 m，饱和重度?sat= 17.4 kN/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。 1??= 19 kN/m 细砂32?sat = 19.4 kN/m 33?sat = 17.4 kN/m 3粘土44.5m2.5m2m

第三章 土的压缩性及地基沉降

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