郑州大学远程教育土力学地基与基础练习题或思考题答案1(2)

2019-04-01 16:52

( )

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。

角点法之实质 ——附加应力叠加原理。 角点其实是附加应力积分公式的原点 ,因而不在角点(原点)下的附加应力不能直接求出。

( a ) ( b ) ( c ) ( d ) 角点法的应用:

(1)矩形荷载面内任一点 O 之下的附加应力 [ 如图(a)所示 ] :

(2)矩形荷载面边缘上任一点 O 之下的附加应力 [ 如图(b)所示 ] :

(3)矩形荷载面边缘外一点 O 之下的附加应力 [ 如图(c)所示 ] :

其中Ⅰ为 ofbg ,Ⅲ为 oecg 。

注意:基础范围外“虚线”所构成的矩形其实是虚设的荷载分布的范围,因而要减去其“产生”的附加应力;

(4)矩形荷载面外任一点 O 之下的附加应力 [ 如图(d)所示 ] :

其中Ⅰ为 ohce ,Ⅱ为 ogde ,Ⅲ为 ohbf 。 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 (一)本章学习目标

1.理解土的压缩性和固结状态

2.熟练掌握地基最终沉降量的计算方法

3.学会按太沙基一维固结理论计算地基沉降与时间的关系

(二)本章重点、要点

地基最终沉降量的计算方法,地基沉降与时间的关系 (三)本章练习题或思考题: 1.名词解释:

土的压缩性、压缩系数、压缩模量、超固结比、先期固结压力、饱和粘性土的渗透固结、固结度 2.填空:

1)设某可压缩土层符合太沙基一维固结理论的基本假定,已知该土层为单面排水时,固结度达到80%需要4年的时间。如果该土层变为双面排水,要达到相同的固结度,则需要____1___年的时间。

2)按分层总和法计算软土地基最终沉降量时,常用 作为确定地基沉降计算深度的标准。

3)饱和土渗透固结的过程就是孔隙水压力逐渐消散和 有效 相应增加的过程。 4)土的先期固结压力与现有 自重应力 之比称为超固结比(OCR)。 3.单项选择题 1)土的压缩性越低,则土的 ( )

A.压缩模量越小 B.压缩系数越大 C.塑性指数越大 D.室内压缩曲线越缓 2)高压缩性土的压缩指数a1-2 ( )

A.?0.5MPa-1 B.<0.2MPa-1 C.<0.1MPa-1 D. 0.1~0.5MPa-1 4.多项选择题:

1)下列有关按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002推荐的方法计算地基最终沉降量的论述正确的是 ( )

A.该方法假定地基土压缩时不发生侧向变形 B.该方法按天然土层分层

C.该方法采用平均附加应力系数的概念 D.该方法引入了沉降计算经验系数 E.该方法按附加应力与自重应力的比值小于等于0.2确定地基沉降计算深度

2)一般压力作用下,计算土体压缩量时可以忽略 ( )

A.孔隙水的压缩 B.孔隙水的排出 C.孔隙气体的压缩 D.孔隙气体的排出 E.土颗粒的压缩 5.简答题:

1)室内压缩试验有何特点?

答:土的室内压缩试验亦称固结试验,是研究土压缩性的最基本的方法。室内压缩试验采用的试验装置为压缩仪(图片)。试验时将切有土样的环刀置于刚性护环中,由于金属环刀及刚性护环的限制,使得土样在竖向压力作用下只能发生竖

向变形,而无侧向变形。在土样上下放置的透水石是土样受压后排出孔隙水的两个界面。压缩过程中竖向压力通过刚性板施加给土样,土样产生的压缩量可通过百分表量测。常规压缩试验通过逐级加荷进行试验,常用的分级加荷量p为:50 kPa , 100 kPa , 200 kPa , 300 kPa , 400 kPa。

2)土的压缩性指标有哪些?它们之间有何关系?

3)简述分层总和法和规范法计算地基最终沉降量的异同。

答:规范法实质上是一种简化了的分层总和法。由分层总和法计算步骤知道,分层厚度不得大于0.4b,要计算各分层处的自重应力、附加应力及它们的平均值,而压缩性指标也都是随深度变化的。其什算工作量相当大。因此很有必要简化分层总和法。

规范法大致从以下几个方面采取了简化措施:

(1)不按0.4b分层,基本上每天然土层就当作一层来计算变形量,省去了分层总和法中压缩性指标随深度变化的麻烦。

(2)采用平均附加应力系数使繁琐的计算工作表格化、简单化。

(3)地基变形计算深度重新作了规定。分层总和法以地基附加应力与自重应力之比为0.2或0.1作为控制标准(简称应力比法),该法已沿用成习,并有相当经验。但它没有考虑到土层的构造与性质,过于强调荷载对压缩层深度的影响,而对基础大小这一更为重要的因素则重视不足。规范法采用相对变形作为控制标准(简称变形比法),即要求在计算深度处向上取一定厚度土层的计算沉降量不大于计算深度范围内总沉降量的0.025倍。 可见,变形比法纠正了应力比法上述毛病,使之更切合实际。

(4)引人沉降计算经验系数。上述简化措施必带来一些误差,再加上分层总和法本身理论上的误差一起,使计算结果与实际情况有出人。大量沉降观测资料结果表明:当地基土层较密实时,计算沉降值偏大;当土层较软弱时,计算沉降值偏小。为此,规范引入经验系数进行修正,由于该系数是从大量的工程实际沉降观测资料中,经数理统计分析得出的,它综合反映了许多因素的影响,因此,规范法更接近于实际。

由此可见,规范法和分层总和法基本原理、基本假定是一致的,但计算方法上规范法较为简单、方便,所以在工业与民用建筑的常规设计中,一般多采用规范法计算基础的最终沉降量。

4)土的应力历史对土的压缩性有何影响? 答:历史应力打会使土体压缩,前期压缩大,后期应力平衡后就不会继续产生压缩。工程中应注意的是当荷载卸除后要考虑土体的回弹。尤其是历史应力较大的地区施工时涉及到土体开挖,一定要注意这个问题。

5)有效应力与孔隙水压力的物理意义是什么?在饱和土一维固结过程中,土的有效应力和孔隙水压力是如何变化的?

答:可以设想一下一个湿透了得海绵,当你用手压它时的瞬间,所有的压力由孔隙水压力承担,之后或压力增大,孔隙水排出,海绵开始承担压力,只是一部分,压力即续加大,海绵被压缩,模量增大,承载力增大,大到最后压力完全由海绵组织承担,孔隙水压力减少为零.总的来说饱合土的固结就是孔隙水压力的消散和有效应力的增长.

6.计算题:

1)某饱和粘土层的厚度为10 m,地面作用大面积荷载p0 = 150 kPa。已知该粘土的压缩模量为Es?5MPa,竖向固结系数Cv = 12 m2/a,求粘土层在双面排水条件下加荷1年时的沉降量。已知当应力图形为矩形时,单面排水条件下的平均固结度Ut与时间因数Tv之间的关系为Ut?1?8?2e??2Tv4。

2)在天然地面上大面积堆载,荷载强度p?50kPa。天然土层为两层,第一层为粗砂,厚度4.0m,重度??18kN/m3,饱和重度?sat?18kN/m3;第二层为粘土层,厚度5.0m,压缩模量Es = 5 MPa,饱和重度?sat?20kN/m3;地下水位在地面下1.0m。不计第一层粗砂层的压缩量,试计算由于地面堆载而引起的粘土层的最终压缩量为多少?当上述压缩稳定后,地下水位突然下降到粘土层顶面,试问由此而产生的附加沉降是多少?


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