华南理工大学2020-2021网络教育本科《土力学与基础工程》-平时作业
《土力学与基础工程》
2020-2021学年第一学期平时作业
一、填空题：(每题1分, 共8分)
1、土是岩石风化的产物，是矿物颗粒的松散集合体。
2、土一般为三相土，即由固体、液体和气体三部分组成。
3、塑性指数表明粘性土处在可塑状态时的含水率变化的范围，液性指数可作为判定土的软硬程度的指标。
4、水透过孔隙流动的现象称为渗透，土可以被水透过的性质称为土的渗透性。
5、土的压缩随时间变化的过程称为土的固结。
6、粘性土的库仑定律表达式为τf=otanφ。
7、基坑坑壁的支护和加固措施包括挡板支护、板桩墙支护和混凝土加固。
8、群桩基础的承载力常小于各单桩承载力之和，但有时也可能会大于或等于各种单桩承载力之和，群桩的沉降也明显大于单桩，这种现象叫做群桩效应。
二、单选题：(每题1分, 共12分)
1、下列指标中哪项指标可作为判定土的软硬程度的指标。（ D ）
A.干密度
B. 稠度
C. 塑性指数
D. 液性指数
2、满足条件（ B ）的土为级配良好的土。
A.Cu<5，Cc>3~6
B.Cu>5，Cc=1~3
C.Cu<5，Cc>2~5
D.Cu>5，Cc=2~5
3、《公路土工试验规程》中，粗粒组与细粒组的分界粒径为（ A ）。
A.0.074mm
B.60mm
C.2mm
D.0.5mm
4、由土体自重力在地基内所产生的竖向有效应力称（ C ）。
A.基底压力
B.基底附加压力
C.自重应力
D.地基附加应力
5、单向偏心荷载作用在矩形基础上，偏心距e满足条件（ C ）时，基底压力呈梯形分布。（L为矩形基础偏心方向边长）
A.e>L/6
B.e=L/6
C.e< L/6
D.以上都不对
6、竖向集中力作用下沿集中力作用线上的地基附加应力随深度增加而（ A ）。
A.减小
B.增大
C.不变
D.以上都不对
7、土的压缩系数a1-2位于（ A ）范围时，土为低压缩性土。
A. a1-2<0.1MPa-1
B.0.1MPa-1≤a1-2＜0.5 MPa-1
C. a1-2≥0.5MPa-1
D.以上都不对
8、在运用分层总和法计算地基沉降量时，计算深度取至地基附加应力与自重应力比值为（ B ）处。
A.10%
B.20%
C.30%
D.40%
9、作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力
的大小关系，下列表述哪项是正确的? （ C ）
A.Ea B.Ep C.Ea D.E0 10、朗肯土压力理论的适用条件是（ D ）。 A.墙后填土为无粘性土 B.墙后无地下水 C.墙后填土为粘性土 D.墙背直立、光滑、填土面水平 11、当塑性开展区最大深度z max=b/3时，相应的临界荷载用（ B ）表示。 A.p1/2 B.p1/3 C.p1/4 D.p1/5 12、（ A ）将基础下一定深度内的软弱或不良土层挖去，回填砂、碎石或灰土等强度较高的材料，并夯至密实的一种地基处理方法。 A.换土垫层法 B.加筋法 C.胶结法 D.排水固结法 三、简答题：(每题4分，共20分) 1、地基与基础的概念及分类。 答：通常把直接承受建筑物荷载，并受其影响的那一部分地层称为地基。未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基：若天然地层软弱，其承载力不能满足设计要求时，则需先经人加固，再修建基础，这种地基称为人工地基。基础是建筑物的下部结构，一般埋深小于5m且能用一般方法施工的基础属于浅基础，当埋深大于5m，采用特殊方法施工的基础属于深基础。 2、写出界限含水率的定义，并列举出三个界限含水率。 答：界限含水率是指粘性土从一个稠度状态时的分界含水率。（1）缩限是固态与半固态之间的界限含水率；（2）塑限是半固态与塑态之间的界限含水率；（3）液限是塑态与液态之间的界限含水率。 3、如何运用土的压缩系数及压缩指数判断土的压缩性？ 答：（1）运用压缩系数a1-2判断土的压缩性：a1-2<0.1MPa-1时，为低压缩性土：MPa-1≤a1-2<0.5 MPa-1时，为中压缩性土：a1-2≥0.5 MPa-1时，为高压缩性土。（2）运用压缩指数Cc判断土的压缩性：Cc<0.2时，为低压缩性土：Cc=0.2~0.4时，为中压缩性土：Cc>0.4时，为高压缩性土。 4、基础埋深与哪些因素有关？ 答：基础埋深与下列因素有关：（1）建筑物用途和结构类型；（2）基础荷载影响；（3）工程地质条件；（4）河流冲刷深度影响；（5）冻土深度的影响；（6）地形条件影响；（7）保证持力层稳定所需要的最小埋置深度。 5、静载试验中，出现何种情况可认为桩已达到破坏状态？ 答：静载试验中，当出现下述情况之一时，可认为桩已达到破坏状态：（1）桩的沉降量突然增大，总沉降量大于40mm，且本级荷载下的沉降量大于前一级荷载下沉量的5倍。（2）总位移量大于或等于40mm，且本级荷载作用后24h桩的沉降未趋稳定。 四、计算题(每题10分，共60分) 1、使用体积50cm3的环刀切取土样，侧的土样质量为100g，烘干后的质量为80g，又经比 重试验测得G s ＝ 2.70，试求该土的质量密度ρ、重度γ、含水率ω和干重度γd 。 解：质量密度：3100 250 m v ρ= ==（g/cm ） ； 重度：γ=ρg=2×9.81=19.62（KN/m 3 ）； 含水率：10080100%100%25%80 s s m m m ω--= ?=?=； 干重度：380 9.8115.7(/)50 s d m g KN m v ?= ?=?=。 2、试计算下图所示土层的自重应力，并绘制自重应力曲线。 填土 γ1=16kN/m 3 z 1=1m 粘土 γ2=19kN/m 3 z 2=2m 砂土 γ3=20kN/m 3 z 3=2m 解：σcz 1=γ 1 z 1=16×1=16（kPa ）； σcz 2=γ1z 1+γ2z 2=16×1+19×2=54（kPa ）； σcz 3 =γ1z 1+γ2z 2+γ3z 3=16×1+19×2+20×2=94（kPa ）。 自重应力曲线绘制如下图所示： 3、试计算下图所示土层的自重应力。 解：杂填土层底处：σcz 1=γ 1 z 1=17×2=34（kPa ）； 粉质粘土层底处：σcz 2=γ 1 z 1+γ2z 2=17×2+19×3.8=106.2（kPa ）； 淤泥质粘土层底处：σcz 3=γ 1 z 1+γ2z 2+(γ 3 sat-γw )z 3=17×2+19×3.8+(18.01-9.81)×4.2=140.64（kPa ）； 中砂层底处：σcz 4= γ 1 z 1+ γ2z 2+(γ 3 sat- γw )z 3+(γ4sat-γw )z 4=17×2+19× 3.8+(18.01-9.81)× 4.2+(19.41-9.81)×2=159.84（kPa ）。 4、某钻孔土样的压缩试验及记录如下表所示，计算各土层的α1-2并评定各土层的压缩性。 表 土样的压缩式样记录 解：1# 土样：1 12123 210.9520.9360.16()(200100)10 e e MPa p p -----= ==--?a ； 因为：0.1MPa -1 ≤α1-2=0.16 MPa -1 ＜0.5MPa -1 ，所以属于中压缩性土； 2# 土样：112123 210.9950.905 0.90()(200100)10 e e MPa p p -----= ==--?a ； 因为：α1-2=0.90MPa -1 >0.5MPa -1 ，所以属于高压缩性土。 5、已知土的粘聚力c =30kPa ，内摩擦角φ=30o ，土中某截面上的倾斜应力p =160kPa ，且p 的方向与该平面成θ=55o 时，该平面是否会产生剪切破坏？ 解：受力面上的正应力σ=psinθ=160×sin55°=131.06（kPa ）； 剪应力τ=pcosθ=160×cos55°=91.77（kPa ）； 其抗剪强度τf=σtanφ+c=131.06×tan30°+30=105.67（kPa ）＞τ=91.77（kPa ），所以该平面不会破坏。 压 力（kPa ） 0 50 100 200 300 400 孔隙比 1# 土样 0.982 0.964 0.952 0.936 0.924 0.919 2#土样 1.190 1.065 0.995 0.905 0.850 0.810 6、某挡土墙高9m ，墙背铅直光滑，墙后填土表面水平，有均布荷载q =20kPa ，土的重度为γ=19kN /m 3 ，φ=30，c =0。试绘出墙背的主动土压力分布图，确定总主动土压力三要素。 解：（1）计算层面处的土压力强度，2 2 301 tan (45)tan (45)2 23 a K ? =- =- =，c=0。墙顶处：σz1=q=20kPa ，pa1=σz1×Ka=20×1 3=6.67（kpa ）； 墙踵处：σz2=q+γH=20+19×9=191（kPa ），p a2=σz2×Ka=191×1 3=63.67（kPa ）。 （2）绘出压力强度分布图，其压力强度沿墙高为梯形分布； （3）求土压力三要素： 1 (6.6763.67)92a E =?+?=316.53kN/m ，方向指向墙背，与墙背垂直。 作用线距离墙踵高为： 919 6.679(63.67 6.67)9223 3.28316.53 c y ??+?-?? ==（m ）