土力学与基础工程作业

土力学与基础工程作业

2013–2014学年度第二学期

一、简答题 1. 土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？

答：土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成的三相系。固相物质分无机矿物颗粒和有机质，构成土的骨架，骨架之间贯穿着大量孔隙，孔隙中充填着液相的水和空气。土的三相组成的比例，不是固定的。它随着环境的变化，将产生相应的变化，对土的力学性能有很大影响。由于空气易被压缩，水能从土中流出或流进。当土只是由土粒和空气，或是土粒和水组成二相体系时，前者为干土，后者为饱和土。

2. 计算自重应力时，为什么地下水位以下要用浮重度？

答：通常认为地下水位以下的砂性土是应该考虑浮力作用的，采用土的浮重度r`来计算自重应力。而粘性土地基需要结合粘性土的稠度状态来确定，当IL≤0，即位于地下水位以下的土为坚硬粘土时，土体中只存在强结合水，不能传递静水压力，故认为土体不受水的浮力作用，采用土的饱和重度rsat 来计算自重应力当IL≥1，即位于地下水位以下的土为流动状态时，土颗粒之间存在大量自由水，能够传递静水压力，故认为土体受到水的浮力作用，采用土的浮重度r`来计算自重应力；当0

3. 同一种土压缩系数是否为常数？它随什么因素变化？

答：不是。它的大小及变化与所取的P1、P2的大小有关。同一种土的压缩系数随着不用的荷载等级变化的与所取的P1、P2的大小有关，均以压力由原来的自重应力P1增加到外荷载作用下的土中应力P2时土体显示的压缩性为代表。

4. 地基破坏类型有几种？

答：地基整体滑动破坏，地基局部剪切破坏，地基冲切剪切破坏。

A）地基破坏的模式整体剪切破坏： 三角压密区，形成连续滑动面，两侧挤出并隆起，有明显的两个拐点。 浅基下密砂硬土坚实地基。

（B）地基破坏的模式局部剪切破坏：基础下塑性区到地基某一范围，滑动面不延伸到地面，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。常发生于中等密实砂土中（C）地基破坏的模式刺入剪切破坏（冲剪破坏）：基础下土层发生压缩变形，基础下沉，当荷载继续增加，附近土体发生竖向剪切破坏。

5. 何谓深基础？深基础有哪些类型？

答：深基础是埋深较大的基础，一般埋深大于5m，深基础类型有：深井基础，墩基础，地下连续墙，护坡工程。

二、论述题 1. 什么是地基？什么是基础？它们各自的作用是什么？

答：地基：我们将受建筑物影响在土层中产生附加应力和变形所不能忽略的那部分土层称为地基。地基的作用是承受基础传来的荷载，并将荷载向土层深处传递。基础：建筑物的下部通常要埋入土层一定深度，使之坐落在较好的土层上。我们将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构，称为基础。基础位于建筑物上部结构和地基之间，承受上部结构传来的荷载，并将荷载传递给下部的地基，因此，基础起着上承和下传的作用。

2. 影响土的抗剪强度的因素有哪些？

答：土的抗剪力受多种因素的影响：首先、决定土的基本性质，即土的组成，土的状态和土的结构，这些性质又与它形成的环境和应力历史等因素有关；其次，还决定于他当前所受的应力状态；再次，土的抗剪强度主要依靠室内实验和野外现场原位测试确定，实验中仪器的种类和实验方法对确定土的强度值有很大的影响。

3. 桩有哪些分类，常用桩的特点和适用性如何。

答：按桩的分力分类：

a.端承桩： 荷载仅依靠桩端支承力来承担，而不考虑桩侧摩擦力的作用。当桩侧土是软弱和松砂且桩端土质坚硬时，多采用此类桩。

b.摩擦桩： 荷载主要依靠桩身摩擦力来承受，有时桩端也起一定的支承作用。当桩侧土质较好，端部坚硬土层埋藏深度较深时采用此类桩。

按桩身材料分：

a.木桩： 适宜于常年在地下水位以下的地基，木材多用衫木、松木和橡木，桩长一般为4m～10m，直径18cm～26cm，在干湿交替的环境下极易腐烂。 b.钢筋混凝土桩： 可以预制，也可以灌注现浇，桩长和截面尺寸可以任意选择，承载力高，耐久性好，工程中被普遍采用。

c.钢桩： 可以采用各种型钢，承载力很高，吊装，运输都较方便，但耗钢材多，造价高，目前只在重点工程中采用。 按承台位置的高、低分：

a.高承台桩基： 承台高于地表，它的受力和变形不同于低承台桩基，一般应用在桥梁，码头。

b.低承台桩基： 承台低于地表，由于受到土侧向的约束，桩的纵向挠曲和桩顶侧向位移忽略不计，多应用于房屋建筑工程中。 按施工方法分：

a.预制桩： 在工厂或现场制作成桩后，用锤击，振动打入，静力压入等送入土中。钢筋混凝土桩，钢桩，木桩等均属于预制桩。其优点是质量易保证，速度快，制作方便，缺点是存储，吊装，运输不便。

b.现浇灌注桩由于成孔方式不同又可分为： 沉管灌注桩、钻孔(冲孔)灌注桩、钻扩(爆扩)灌注桩、人工挖孔灌注桩适宜于无水或少水的较密实的各类土层中，桩的直径不宜小于1.4m，孔深不宜超过20m。人工挖孔灌注桩的施工工序为：开挖桩孔，护壁支撑，排水，吊装钢筋笼及灌注桩身混凝土。 如按桩功能分：受压桩，抗拔桩，锚桩，护坡桩等。 如按成桩方式分：挤土桩，部分挤土桩，非挤土桩等

三、计算题

1. 一体积为100 cm3的原状土试样，湿土质量190 g，干土质量151 g，土粒相对密度2.70，试确定该土的含水量、孔隙率、饱和度。

解： 水量（190-151）/151*100%=25.8%

天然密度190/100=1.9g/cm3

干密度151/100=1.51g/cm3

孔隙比2.7*1/1.51-1=0.788

孔隙率0.788/(1+0.788)*100%=44.1% 饱和度0.258*2.7/0.788=88.4%

2、某饱和粘土，已知其有效应力强度指标C=0，280，孔隙水压力系数A=0.8，如将该土样在各向等压3=50kPa下固结稳定，然后在不排水条件下施加偏应力13=46kPa，问该土样是否被剪坏？

解：土样不会被剪坏。

3、某挡土墙高8 m，墙后填土为两层，其物理力学性质指标如图所示，试用朗肯理论计算作用在墙背主动土压力的分布、大小及其作用点。