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土力学基础工程

12年春期成人教育（专科）

《土力学基础工程》期末复习指导

2012年06月修订

第三部分综合练习题

一、填空题

1．地基分为天然地基和人工地基。

2．地质年代单位包括宙、代、纪、世。

3．土孔隙中的液态水以表面结合水和自由水两种形态存在。

4．岩石按其成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。

5．土的渗透变形类型主要有管涌、流土、接触流土和接触冲刷四种。

6．土中应力按产生原因分为自重应力和附加应力两种。

7．按结构的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力分为静止土压力、

被动土压力和主动土压力三种。

8．当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力由土压力和水压力两部分组成。

9．边坡挡土墙常见的形式有重力式和悬臂式两种。

10．挡土墙的计算项目包括：

滑动稳定性的验算、倾覆稳定性的验算、地基土承载力的验算以及墙身材料应力的验算。

11.土的抗剪强度指标的测试方法有原状土室内试验和现场原位试验两大类。

12．地基的最终沉降量按其成因过程通常由瞬时沉降、固结沉降、和次固结沉降三部分组成。

13．在侧限条件下，土的竖向应力与竖向应变之比，称为土的压缩模量。

14．土体在无侧限条件下的应力与应变的比值称为土的变形模量。

15．勘探的方法分为钻探、掘探和物探等等。

16．钻探的钻井方式可分为回转式、冲击式、振动式和冲洗式四种。

17．无筋扩展基础可分为墙下条形基础和柱下独立基础。

18．钢筋混凝土扩展基础又分为墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础。

19．钢筋混凝土梁板式基础分为柱下条形基础、柱下十字交叉基础、筏板基础和箱型基础。

20．深基础可分为桩基础、墩基础和地下连续墙等。

21．当冻土融化后，土含水量增加，地基土强度降低并引起沉陷，称为融陷。

22.塑性指数（plasticityindex）是指液限与塑限的差值。

23．化等级划分应由液化指数综合划分为轻微、中等、严重三级。

24．部分消除地基液化沉陷的措施主要有桩基础、深基础、加密法、换土法。

25．基坑支护的特点包括：

26．预制桩基础的成桩方式有

27．6度以下除6度乙类的地区可以不进行地基液化判别。

28．6度区的乙类建筑存在饱和砂土和饱和粉土的地基时可按7度的要求进行液化判别。

29．天然地基基础抗震验算应符合的两项要求为：

①、②

。

30．土层锚杆体系由锚头、自由段、锚固段三部分组成。

31．基槽检验方法有、、和其它方法。

二、名词解释

1．天然地基：

2．人工地基：

3．浅基础：

4．潜水：

5．地基承载力：

6.地基承载力特征值：

7.正摩阻力：

8.负摩阻力：

9.单桩竖向极限承载力：

1．天然地基：

自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基。

2．人工地基：

由人工填筑或改造的岩体、土体构成的地基。

3．浅基础：

指基础埋深小于基础宽度或深度不超过5m的基础。

4．潜水：

埋藏于地表以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水。

5．地基承载力：

地基承担荷载的能力。

6．地基承载力特征值：

指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

7．正摩阻力：

当桩相对于土向下位移,在桩上产生向上的摩擦力

8．负摩阻力：

当桩周土相对于桩向下位移时,在桩侧产生向下的摩擦力

9．单桩竖向极限承载力：

单桩在竖向荷载作用下，桩和桩周土体均能维持自身稳定，并且变形也在容许范围之内，能满足建筑物的正常使用要求所能承受的最大荷载。

三、选择题

1．以下哪一项不是深基础？

（C）

A.独立基础B.桩基础C.地下连续墙D.沉井基础

2．无侧限抗压强度试验适用于（C）。

A.饱和砂性土B.非饱和粘性土C.饱和粘性土D.非饱和砂性土

3．同一种土中，有不同种容重指标，其数值大小为（B）。

A．

B．

C．

D．

4．黏性土最主要的物理状态特征是它的（C）

A.密度B.孔隙率C.稠度D.含水量

5．三种土压力的关系为（D）

A.

B.

C.

D.

6．在剪切试验过程中，孔隙水压力始终为0的试验是（A）。

A.排水剪B.不排水剪

C.固结不排水剪D.十字板剪切

7.同一种土的压缩模量，变形模量和弹性模量三者中最小的是（C）

A.压缩模量B.弹性模量C.变形模量D.不确定

8.均质粘性土坡失稳破坏时，滑动面一般假定为（B）

A.平面B.圆柱面C.双曲面D.不确定

9.土体剪切破坏时，剪应力数值最大的点是不是破裂面上的点（B）。

A.不是B.不一定是C.一定是D.无法确定

10．（B）基础适合在高层建筑中采用。

A.箱形基础B.筏板基础C.柱下条形基础D.沉井基础

11．当上部荷载大、地基特别软弱时可以采用（A）地基。

A.箱形基础B.筏板基础C.柱下条形基础D.沉井基础

12．以下那项不属于浅基础。

（D）。

A.箱形基础B.地下连续墙

C.柱下条形基础D.沉井基础

13．基础埋置深度是指（C）

A.基础顶面到设计地面的距离B.基础顶面到建筑物底面的距离

C.基础底面到设计地面的距离

14．除岩石地基外，基础埋深宜大于（），基础顶面应低于室外设计底面（）以上。

（D）

A.0．1m0.5mB.0．3m0.5m

C.0．5m0.2mD.0．5m0.1m

15．考虑地基冻融条件却大的额基础最小埋置深度的计算公式为（C）。

A.

B.

C.

D.

16.确定基础配筋和验算材料强度时的荷载效应组合值为（C）

A.标准组合

B.准永久组合

C.基本组合设计值

D.基本组合值取分项系数为1.0

17．库伦土压力理论假定墙后土体为（A）。

A．静力平衡的刚性楔体B.极限平衡土体

C.砂土D.任何土

18.下列反映土体重度的指标中，最大的是（D）。

A.γdB.γsC.γD.γsat

19.计算被动土压力时，墙后土体应力处于（A）状态。

A.被动极限平衡　　B.弹性平衡　　　C.破坏　　D.主动极限平衡

20.土体发生强度破坏时，破裂面与大主应力作用面的夹角为（A）。

A.

B.

C.

D.90°

21．箱形基础和筏形基础要求基地边缘最小压力值必须（C）

A.等于零B.大于零C.小于零D.不明确

22．墙下钢筋混凝土条形基础的设计计算内容主要包括（A）。

A.基础宽度、基础底板高度和基础底板配筋B.基础底面积、基础高度和基础底板宽度

C.基础底面厚度、基础底板高度和基础宽度D.基础宽度、基础底板宽度和基础底面积

23.计算地基的最终沉降量是计算的基底（C）。

A．角点沉降B．边缘中点沉降C．中点沉降D．任意点沉降

24．承台混凝土强度等级不应低于（），纵向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于（）（B）。

A．C3070mmB．C2070mm

C．C3035mmD．C2030mm

25.浅基础以岩石作为持力层时（B）

A.应将基底置于中风化层顶面B.应将基底嵌入中风化层至少0.5m

C.应将基底嵌入中风化层至少1mD.应将基底置于弱风化层顶面

26.桩侧产生负摩阻力是由于土相对于桩侧（C）位移。

A.侧向B.向上C.向下D.共同

27.一均质无粘性土土坡，其内摩擦角

设计要求稳定安全系数K>1.25，则下列哪一个坡角设计较为合理。

（B）

A.25oB.20oC.30oD.35o

28．深基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小于（B）

A.0.3mB.0.5mC.0.4mD.0.6m

29．单桩竖向和水平承载力特征值，可均比非抗震设计时提高（A）。

A.25%B.30%C.35%D.40%

30.（B）适合基坑深度小于6m的支护。

A．地下连续墙B．水泥土墙C．土钉墙D．放坡

31．（B）施工不便，工期长，施工噪声、振动大及挤土大，接头防水性能较差。

A．钢板桩B．钢筋混凝土板桩C．土钉墙D．放坡

32.（D）适用于软弱地层和在建筑密集的市区施工，常用于开挖10cm以上深度的基坑，还可同时作为主体结构的组成部分。

A．钢板桩B．钢筋混凝土板桩C．土钉墙D．地下连续墙

33.单桩竖向和水平承载力特征值，可均比非抗震设计时提高（B）

A．15％B．25％C．35％D．30％

34.（A）适用于软土地区、环境要求不高、开挖深度小于6m的情况。

A．重力式挡土墙B．排桩C．地下连续墙D．钢板桩

四、简答题

1．为什么要进行地质勘察？

包括哪些工作内容？

答：

目的是是为了获取建筑场地及其有关地区的工程地质条件的原始资料和工程地质论证。

为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然和地质条件，避开或改造不利的地质因素，保证建筑物的安全和正常使用。

工程地质勘察必须结合具体建（构）筑物类型、要求和特点以及当地的自然条件和环境来进行，勘察工作要有明确的目的性和针对性。

内容有：

（1）查明建筑场地的工程地质条件，选择地质条件优越的场地；

（2）查明场区内崩塌、滑坡、岩溶等不良地质现象，分析其对建筑场地稳定性的危害程度，为拟定改善和防治这些不良地质条件的措施提供地质依据；

   （3）查明建筑物地基岩土的地层时代、岩性、地质构造、土的成因类型及其埋藏分布规律，测定地基岩土的物理力学性质；

（4）查明地下水类型、水质、埋深及分布变化；

   （5）根据建筑场地的工程地质条件，分析研究可能发生的工程地质问题，提出拟建建筑物的结构形式、基础类型及施工方法的建议；

   （6）对于不利于建筑的岩土层，提出切实可行的处理方法或防治措施。

2.请简述分层总和法计算地基沉降的主要内容和步骤。

3.朗肯土压力理论和库仑土压力理论有何异同？

朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土单元体的极限平衡条件而得出的土压力古典理论之一。

而库伦土压力理论是以整个滑动土体上力系的平衡条件来求解主动土压力，被动土压力计算的理论公式

朗肯土压力的使用范围：

假设墙背光滑，直立，填土面水平。

库伦土压力的使用范围：

墙后填土是理想的散粒体，滑动破坏面为一平面，滑动土楔体视为刚体。

4.什么是钻探、掘探、物探？

请详细叙述。

答：

钻探是指为了勘探矿床、地层构造、土壤性质等，用器械向地下钻孔，取出土壤或岩心供分析研究。

掘探是指

物探是指利用地球物理的原理，根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异，选用不同的物理方法和物探仪器，测量工程区的地球物理场的变化，以了解其水文地质和工程地质条件的勘探和测试方法。

5.哪些是确定基础埋置深度的条件？

确定基础埋置深度，应按下列条件确定：

1建筑物的用度，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；

2作用在地基上的荷载大小和性质；

3工程地质和水文地质条件；

4相邻建筑物的基础埋深；

5地基土冻胀和融陷的影响。

在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础宜浅埋，当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用上层土作持力层。

除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m。

6.为减轻新建筑物的基础埋深对原有建筑的不利影响，所采取的具体的措施有哪些？

存在相邻建筑物时，新建筑物的基础埋深应考虑其对原有建筑的不利影响。

具体的措施为：

1）宜使新基础埋深小于原基础埋深；2）若上一条不满足要求，应使两基础间净距大于它们底面高差的1～2倍；3）若上两条不满足时，施工期间应采取有效措施减少新建筑对旧建筑地基的影响，有关措施为：

①分段施工；②设临时加固支撑或打板桩或设置地下连续墙等；③加固原有建筑物地基。

7.地质条件对基础埋深有哪些影响？

在选择持力层和基础埋深时，应通过工程地质勘察报告详细了解拟建场地的地层分布、各土层的物理力学性质和地基承载力等资料。

针对工程中常遇到的四种土层分布情况，说明基础埋深的确定原则。

（1）在地基受力范围内，自上而下都是良好土层。

这时基础埋深由其他条件和最小埋深确定。

（2）自上而下都是软弱土层。

对于轻型建筑，仍可考虑按情况

（1）处理。

如果地基承载力或地基变形不能满足要求，则应考虑采用连续基础、人工地基或深基础方案。

选择哪种方案需要从安全可靠、施工难易、造价高低等方面综合考虑。

　　（3）上部为软弱土层而下部为良好土层。

此时，持力层的选择取决于上部软弱土层的厚度。

若小于2m，应选取下部良好土层作为持力层；否则可按情况

（2）处理。

　　（4）上部为良好土层而下部为软弱土层。

对于一般中小型建筑物或6层以下的住宅，宜选择上部良好土层作为持力层，基础尽量浅埋，即采用“宽基浅埋”方案。

　　当地基持力层顶面倾斜时，同一建筑物的基础可以采用不同的埋深。

为保证基础的整体性，墙下无筋基础应沿倾斜方向做成台阶形，并由深到浅逐渐过渡。

有地下水时，基础应尽量埋置在地下水位以上，以避免地下水对基坑开挖、基础施工和使用期间的影响。

对底面低于地下水位的基础，应考虑施工期间的基坑降水、坑壁围护、是否可能产生流砂或涌土等问题，并采取保护地基土不受扰动的措施。

对于具有侵蚀性的地下水，应采用抗侵蚀的水泥品种和相应的措施。

此外，还应该考虑由于地下水的浮托力而引起的基础底版内力的变化、地下室或地下贮罐上浮的可能性及地下室的防渗问题。

8.为什么要进行地基变形验算？

答：

　若地基变形量过大，将会影响建筑物的正常使用，甚至危及建筑物的安全。

因此必须进行地基变形验算以确保建筑物正常使用。

9.简述无筋扩展基础与扩展基础的设计计算的步骤。

一、确定基础尺寸基础尺寸，基础底面的长度底面的长度、基础尺寸设计包括：

基础底面的长度、宽度与基础的高度。

1、作用在基础上的荷载计算

2、中心荷载作用下基础尺寸

二、无筋扩展基础构造

10.简述砂土液化现象？

饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象

　　由于孔隙水压力上升,有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化,饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象。

其机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，由于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。

砂土液化后，孔隙水在超孔隙水压力下自下向上运动。

如果砂土层上部没有渗透性更差的覆盖层，地下水即大面积溢于地表；如果砂土层上部有渗透性更弱的粘性土层，当超孔隙水压力超过盖层强度，地下水就会携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象。

11.全部消除地基液化沉陷的措施有哪些？

请分别叙述。

1 采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分），应按计算确定，且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于0.5M，对其他非岩石土尚不宜小于1.5M。

2 采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小于0.5M。

3 采用加密法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等）加固时，应处理至液化深度下界；振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜小于本节第4.3.4条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值 。

4 用非液化土替换全部液化土层。

5 采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的1/2且不小于基础宽度的1/5。

12.周围环境条件是选择方案、确定基坑稳定安全系数控制标准等工作的重要依据，其主要包括哪几方面内容？

答：

1.与建筑物有关的条件；2.工程地质条件；3.水文地质条件；4.地基冻融条件；5.场地环境条件。

13.地基基础施工过程中的检验包括哪些内容？

天然地基的基坑（基槽）开挖后，应检验开挖揭露的地基条件是否与勘察报告一致。

如有异常情况，应提出处理措施或修改设计的建议。

当与勘察报告出入较大时，应建议进行施工勘察。

检验应包括下列内容：

1）基槽开挖后首先由施工单位全面进行钎探，以了解基底土层的均匀性，及基底下是否存在古井、基坑、菜窖、古墓等。

钎探间距和深度在无特殊要求时，可按照表8-1确定。

2）核对工程性质，包括工程的施工位置、平面形状、平面尺寸及基础埋深等是否与勘察时提供资料符合。

3）审阅施工单位的钎探记录，找出异常钎探点的分布地段及其分布规律，分析其异常的原因，必要时用其他的勘探手段进行验证。

4）检验坑（槽）底部岩土分布及其性质，对土质地基，可采用轻型圆锥动力触探或其他机具进行检验；注意防止基础底部土质扰动，做好防冻处理；充分了解坑（槽）底部地下水情况，做好防积水处理。

必要时补充勘察测试工作，解决勘察报告中未能解决的遗留问题。

5）对于压实填土地基，在分层施工的过程中应分层取样检验土的干密度和含水量。

每50~100m2面积内应有一个检验点，根据检验结果求得的压实系数，对碎石土干密度不得低于2t/m3

6）对灰土地基、砂和卵石地基、土工合成材料地基、粉煤灰地基、强夯地基、注浆地基、预压地基，其竣工后的结果（地基强度或承载力）的检验数量，对1000m2以上工程，每100m2点，至少有1点，3000m2以上工有点，每300m2至少有1点独立柱基下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。

14.简述地基基础在工程中的地位及重要性。

地基和基础是建筑物的根基。

地基的选择或处理是否正确基础的设计与施工质量的好坏均直接影响到建筑物的安全性、经济性和合理性。

从安全性来分析地基与基础的质量好坏对建筑物安全性的影响是巨大的。

一旦发生地基与基础质量事故对其补救和处理十分困难有时甚至无法补救。

因地基基础质量问题造成的建筑物倾斜或倒塌的工程实例非常之多。

我国的虎丘斜塔、意大利的比萨斜塔是典型的建筑物倾斜例子加拿大的特朗斯康谷仓整体失稳事故我国武汉的某高层建筑因地基问题造成建筑物严重倾斜并最终拆除均是地基失效的例子。

从经济性来分析基础工程占整个建筑的建设费用的比例相当大。

一般采用浅基础的多层建筑的基础造价占建筑造价的1520左右采用深基础的高层建筑基础工程造价占总建筑费用的比例为2030左右。

从合理性来分析建筑物基础形式的合理选择是保证基础安全性和经济性的关键。

但是如何做到合理选择基础形式还有许多工作要做。

近20年来的研究国内外提出了许多新型的基础形式这些工作为合理选择基础形式提供了技术支持

15.什么是地质作用，它有哪些分类？

地质作用，是指由于受到某种能量（外力、内力、人为）的作用，从而引起地壳组成物质、地壳构造、地表形态等不断的变化和形成的作用

地质作用的自然力是地质营力。

力是能的表现，按照能的来源不同，地质作用可分为外力作用和内力作用

16.基坑监测方案设计前需要的资料有哪些？

1、经评审的基坑围护方案；

2、周边建筑平面图；

3、周边管线图；

4、与监测内容有关的资料。

17.哪些建筑物应该在施工期间及使用期内进行变形观测？

下列建筑物应在施工期间及使用期间进行变形观测：

（1）地基基础设计等级为甲级的建筑物；

（2）复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物；

   （3）加层、扩建建筑物；

   （4）受邻近深基坑开挖施工影响或受地下水等环境因素变化影响的建筑物；

   （5）需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程。

（6）当基槽的回弹再压缩对建筑物本身沉降、地下管网和邻近建筑物有影响时，应对基槽的回弹进行精密水准变形监测。

五、计算

1．某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。

若土粒的相对密度Gs为2.66，计算该土样的含水量ω、密度ρ、干密度ρd、孔隙比e、饱和密度ρsat并绘出三相简图。

解：

2．有一完全饱和粘性土样，已测得

，试求Sr，e，γsat，Ip，IL。

解：

3．某土样的液限为35.2％，塑限为21.5％，天然含水量为30％，试确定该土土名和状态。

解：

所以该土处于可塑状态

4．已知某厂房采用钢筋混凝土矩形截面柱和柱下独立基础。

作用在基础顶面的上部结构荷载效应标准值为:

Fk=1100KN,Mk=250KN·m，Vk=50KN，独立柱基础底面尺寸为:

2200mm×3200mm，基础埋深d=1.8m，修正后的地基承载力特征值fa=230KPa，基础高度取750mm。

试验算基础底面尺寸是否符合地基承载力要求。

解：

基地处的总竖向力：

基地处的总力矩：

偏心距：

验算基地最大压力：

所以基底尺寸是符合地基承载力要求的。