参考答案
一、选择题： 1 A 16 D 2 A 17 A 3 B 18 D 4 C 19 B 5 C 20 C 6 A 21 A 7 A 22 C 8 B 23 A 9 D 24 B 10 B 25 B 11 D 26 B 12 B 27 A 13 B 28 C 14 C 15 B 二、简答题：
1.答：施加围压σ3后，打开孔隙水压力阀，测定孔隙水压力，然后打开排水阀，使试样充分排水固结，再关闭排水阀，施加轴向力进行剪切。
2.答：分层时在压缩层深度范围内按≤0.4B的厚度划分每一个薄层，在地下水位处或土层的分界面处都要算一个分层。
3.答：地基最终沉降量由瞬时沉降量、主固结沉降量和次固结沉降量三部分组成。 对于干净的粗砂，可以认为次固结沉降量是零。
4.答：影响饱和土液化的主要因素有：土的类别、排水条件、土的密实度、土的初始固结压力及振动作用强度和持续时间。
5.答：因为桩侧土的横向抗力呈空间分布状态，为简化计算，分析时将空间受力状态化为平面状态考虑，同时桩的截面形状会影响到横向抗力，因此通常要用计算宽度而不用桩的实际宽度（或直径）。
6.答：⑴单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。
⑵ 由桩身材料强度和土对桩支承力综合确定。其中确定土对桩支承力方法主要有：桩的静载荷试验和按静力学公式计算、打桩公式等。
7.答：⑴基底平均应力设计值p≤地基承载力设计值f，且pmax≤1.2f。 ⑵对承受水平荷载作用的构筑物及建造在斜坡上的建筑物应满足稳定性要求。 ⑶基础沉降量应小于地基容许变形值。 ⑷基础本身要有足够的强度、刚度和耐久性。
8.答：对于无粘性土，颗粒级配对其工程性质起着决定性的作用，因此颗粒级配是无粘性土工程分类的依据和标准。而对于粘性土，由于它与水作用十分明显，土粒的比表面积和矿物成分在很大程度上决定这种土的工程性质，而体现土的比表面积和矿物成分的指标主要有液限和塑性指数，所以液限和塑性指数是对粘性土进行分类的主要依据。
9.答：先从保证持力层不受外界因素的影响出发，确定基础的最小埋置深度。再从满足各种力学检算的要求考虑，选择最小埋置深度以下某一土层作为持力层，从而确定基础的埋置深度。
具体来说，基础底面应位于气候、雨水及动植物影响深度范围以下；严寒地区基础埋深应大于冻结深度；水中基础的埋深要考虑河床的冲刷深度；在此前提下，再考虑建筑物荷载大小、性质和使用要求、场地的水文工程地质条件选择基础的最终埋置深度。
10.答：通常我们把长径比（L/d）小于10的桩称为短桩，反之称为长桩。
之所以要区分长桩和短桩是因为它们在横向荷载的作用下桩身变位的形式不同。短桩在横向荷载作用下绕着某一点作刚性转动，桩轴线始终保持为直线。而长桩在横向力的作用下桩身产生挠曲变形，桩轴线为一曲线。
由于桩身变形不同，因此在计算桩身内力时计算方法是不同的。所以在设计计算时通常要将桩区分为长桩和短桩，再采用不同的方法去计算和检算。
11.答：塑性指数Ip是指液限与塑限的差值，用百分率的数值表示。它表示细粒土处于可塑状态下，含水量的变化范围，它与土的矿物成分、化学成分、土粒大小、粘粒含量和溶液的PH值有关，而与土的天然含水量无关。塑性指数Ip越大，说明土能吸附的结合水越多，粘粒含量越高或矿物的吸水能力越强，工程中常用该指标对细粒土进行分类。
液性指数IL是指土的天然含水量与塑限的差值和液限与塑限的差值之比。它不仅与土的矿物成分、化学成分、土粒大小、粘粒含量和溶液的PH值有关，而且与土的天然含水量也有关。工程中常用此指标来判断土的软硬程度（或稠度状态）。
12.答：极限承载力是指地基土发生整体剪切破坏时作用在单位面积地基土上的最小压力，或指地基即将丧失稳定性时的承载力。
允许承载力是指保证地基土不会发生剪切破坏而失去稳定性，同时又不会使建筑物因产生过大变形而影响其安全和正常使用时的单位面积地基土所能承受的最大压力。
它们的不同点是：⑴极限承载力只考虑地基强度的要求，而允许承载力除考虑地基强度的要求以外，还考虑建筑物容许变形量的要求；⑵极限承载力与地基土的性质、基础的埋深、基础形状和基础宽度有关，而允许承载力除与上述因素有关外，还与上部结构类型有关；⑶允许承载力与上部结构有关，故不是一个常量，而是随上部结构的变化而变化。 三、计算题：
1.答：σzBC＝(σzB+σzC)/2=(115+75)/2=95kPa ΔSBC=σzBChBC/Es=95×2/5000=38mm
同理，总沉降量S=(165+25)×(2.5+2+2.5)/(2×5000)=133mm 因为Ut=60%
所以St=Ut×S=60%×133mm=79.8mm 2.答：Ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45°-30°/2)=0.33
Pa0=Ka×q=0.33×10=3.3kPa Pa1=Ka×(γh+q)=0.33×(18×5+10)=33kPa Ea=(Pa0+Pa1)/2×h=(3.3+33)/2×5=90.75kN/m 土压力强度分布图为：
3.答：(1)Es=
1?e1?0.7==8.5×103kPa=8.5MPa a2?10?4(2)∵a=2×10-4m2/kN=0.2MPa-1，0.1MPa-1＜a＜0.5MPa-1 ∴该土为中等压缩性土。 (3)S=
(p2?p1)(200?100)?2=0.35mm h=?3?1038.5?10Es4.答：若使土体达到极限平衡状态，根据极限平衡条件可得出σ1′为：)
σ1′=σ3tg2(45°+φ/2)+2c·tg(45°+φ/2)
=44.3tg2(45°+28°/2)+2·11.5·tg(45°+28°/2)=160.98kPa
因此，要保证土样不被剪坏，大主应力σ1应小于σ1′即：σ1＜160.98kPa。 5.答：(1)持力层强度的检算:
持力层的容许承载力[σ]=σ0+k1γ1(b-2)+k2γ2(h-3) 因为k1=0，k2=1.5，h=2m＜3m，故[σ]=σ0=180kPa
作用在基底形心处的外力为：∑N=N1+N2=4719+1386=6105kN ∑M=1386×0.35+244.5×(10.59+2)+1.4×(10.28+2)+28×(4.79+2)=3770.67kN·m ∑H=244.5+1.4+28=273.9kN
基底平均应力σ=ΣN/F=ΣN/(a×b)=6105/(7.5×7.4)=110kPa＜[σ]=180kPa ?max=ΣN/F+M/W=110+3770.67×6/7.5×7.42=165.09kPa＜1.2[σ]=216kPa ?min=ΣN/F-M/W=110-3770.67×6/7.5×7.42=54.91kPa＞0 故持力层强度强度满足要求。 (2)基础自身强度的检算：
基础的刚性角β=arctg(1/1)=45°，而砼的容许刚性角[β]=45° 即β=[β]，基础自身强度满足要求。 (3)偏心距的检算：
偏心距e=∑M∑N=3770.67/6105=0.618m＜b/6=7.4/6=1.23m 所以偏心距满足要求。
6.答：地基土容许承载力[σ]＝σ0+k1γ1(b-2)+k2γ2(h-3)
＝300+0+1.5×17×(9-3)＝453kPa
∵αh＜2.5
∴基础按刚性桩计算
C0＝m0h＝40000×9＝360000kPa/m ∵基础持力层为粘性土
∴ω＝12(2Hh+3M)/[mb0h4+18WC0a]
＝12×(2×800×9+3×16000)/[40000×9×94+18×33.3×360000×5] ＝2.18×10-4 ∵b0＝b+1
∴b＝b0-1＝9-1＝8m 则基底竖向压应力为：
max＝N/A±C0ωa/2＝N/(a·b)±C0ωa/2 ?min＝24000/(5×8)±360000×2.18×10-4×5/2＝??796.2kPa
?403.8kPa?0∵σmax＝796.2kPa＞1.2[σ]＝1.2×453＝543.6kPa ∴地基承载力不满足要求。
7.答：∵γ1＝18.0kN/m3，G1＝2.7，ω1＝35% ∴利用三相简图可得: γ1′＝[(G1-1)·γ1]/[G1(1+ω1)]
＝[(2.7-1)×18.0]/[2.7×(1+0.35)]＝8.4kN/m3 同理，∵γ2＝18.9kN/m3，G2＝2.72，ω2＝34.3% ∴γ2′＝[(G2-1)·γ2]/[G2(1+ω2)]
＝[(2.72-1)×18.9]/[2.72×(1+0.343)]＝8.9kN/m3 第一层土顶面处的自重应力为:σCZ0＝γ1h0＝0
地下水面处的自重应力为:σCZ1＝γ1h1＝18.0×3.6＝64.8kPa 第一层土底面处的自重应力为：
σCZ2＝γ1h1+γ1′h1′＝18.0×3.6+8.4×(6.0-3.6)＝84.96kPa 第二层土底面处的自重应力为：
σCZ3＝σCZ2+γ2′h2＝84.96+8.9×4＝120.56kPa 自重应力分布图如下：
8.答：(1)持力层强度的检算：
持力层的容许承载力[σ]＝σ0+k1γ1(b-2)+k2γ2(h-3) 因为k1=0，h=2.7m＜3m，故[σ]＝σ0＝270kPa
偏心距e＝M/N＝900/4230＝0.213m＜a/6＝7.8/6＝1.3m 基底平均应力σ＝N/F＝N/(a×b)＝4230/(7.8×7.2)
＝75.32kPa＜[σ]＝270kPa
基底应力的最大值σmax＝(N/F)(1+6e/a)＝75.32×(1+6×0.213/7.8)
＝87.66kPa＜1.2[σ]＝324kPa
因此持力层强度满足要求。 (2)软弱下卧层强度的检算： 已知σ0＝100kPa，h＝6.0m，
故γ2′＝[16×0.8+19.5×1.9+(19.5-10)×(5.2+0.8-2.7)]/6.0＝13.53kPa 软弱下卧层的容许承载力
[σ]＝σ0+k2γ2′(h-3)＝100+1.5×13.53×(6.0-3)＝160.89kPa 软弱下卧层顶面处的自重应力为：
σcz＝16×0.8+19.5×1.9+(19.5-10)×(6.0-2.7)＝81.2kPa
软弱下卧层顶面处的附加应力为：(以基底附加应力按22°扩散至下卧层顶面处) σz=[(σ-∑γihi)×a×b]/[(a+2Ztg22°)×(b+2Ztg22°)]
＝[75.32-(16×0.8+19.5×1.9)]×7.8×7.2/(7.8+2×3.3×tg22°)(7.2+2×3.3×tg22°) ＝13.85kPa
∴σcz+σz＝81.2+13.85＝95.05kPa＜1.2[σ]＝160.89kPa 下卧层强度满足要求。 (3)基底偏心矩的检算： e＝M/N＝900/4230＝0.213m [e]＝ρ＝a/6＝7.8/6＝1.3m
∵e＜[e]
∴基底偏心矩满足要求。 (4)基础倾覆稳定性的检算:
K0＝s/e＝a/2e＝7.8/(2×0.213)＝18.31＞1.5 ∴倾覆稳定性满足要求。
9.答：若A点竖向有效应力σ′≤0，则A点将隆起，基坑将失稳。以A点的σ′=0为基坑开挖的极限状态。
A点总应力、孔隙水压力分别为： σ=γ·(10-H)=18.9×(10-H) u=γ1·5=9.81×5=49.05kPa
由σ′=σ-u=0，得：18.9×(10-H)-49.05=0 H=7.40m
10.答：固结应力σＺ=(200+100)/2=150kPa
最终沉降量s=σＺHa/(1+e1)=150×1000×2.5×10-4/(1+0.85)=20.27cm Ut=st/s=15.0/20.27=0.740 查表得：Tv=0.422
固结系数CV=k(1+e1)/aγw=2.5×(1+0.85)/2.5×10-4×0.098=1.9×105cm2/年 t=TvH2/CV=0.422×10002/1.9×105=2.22年
11.答：因为e0=0.65m＞B/6=3.5/6=0.583m，pmin＜0
基底应力发生重分布，按应力重分布公式计算最大基底应力pmax。 pmax=2(F+G)/[3(B/2-e0)]=2×480/[3(3.5/2-0.65)]=290.9kPa 按照“规范”要求：p=(F+G)/B≤f且pmax≤1.2f 即f≥(F+G)/B=480/3.5=137.14kPa
且pmax=290.9≤1.2f，得f≥290.9/1.2=242.42kPa
因此：取f≥242.42kPa，即地基承载力设计值至少为242.42kPa才能满足要求。 12.答：(1)Rk=qp·Ap+Up∑qsili=1600×0.3×0.3+4×0.3(15×8+20×2)=336kN 因为n=12根＞3根，所以R=1.2，Rk=403.2kN
(2)Qi=(N+G)/n=(4400.4+20×2.7×3.7×2)/12=400kN＜R=403.2kN 单桩承载力满足要求。 (3)Qmin=(N+G)/n±Mymax/∑yi2
=(4400.4+20×2.7×3.7×2)/12±805×1.5/(6×0.52+6×1.52) =480.5kN＜1.2R=1.2×403.2=?单桩承载力满足要求。
max?483.84kN
?319.5kN?0