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土力学地基基础
 
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       第一章 地基的应力及变形

1. 何谓理想弹性体,半无限空间体和直线变形体?如何判断空间和平面问题?
2. 地下水为变化对土的自重应力有何影响?当地下水位突然降落和缓慢降落时,对土的自重应力影响是否相同?为什么?
3. 何谓基底压力?如何计算?
4. 何谓附加应力?有何意义和用途?。
5.某高15cm,横断面为50cm2的圆柱试样,再侧向不许可变形的条件下,垂直应力σz =1000 kPa时,测得侧向应力σx=σy=65 kPa。已知E=10000 kPa 。(1)试求土的侧膨胀系数μ及线变形模量;(2)试求压力从100 kPa增加到150 kPa时,土样增加的垂直变形;(3)试问在无侧限实验条件下,侧向应力σx=σy=0时,压力从100 kPa增加至150 kPa时,土样增加的垂直变形。
6.有一高8cm,直径为4cm的圆柱形试样,在四周均等的应力100 kPa作用下变形稳定后,再施加垂直应力200 kPa和侧向应力100 kPa,测得相应的垂直变形为1.12mm,侧向变形为0.11mm。试求该试样变形模量E及侧膨胀系数μ。
7.在面积为1×1m2的荷载板上施加100 kPa,测得地面垂直变形为1.0cm。若建筑物基础为10×10m2,基底压力p=100 kPa。(1)试分析建筑物基础底面处垂直变形与荷载板的垂直变形是否相等,为什么?(2)试问地面以下深范围内为硬土层,其下为软土层,上述结论有何变化?
8.某粘土原状试样的压缩实验结果如下表:

压力强度(kPa)
0
17.28
34.60
86.60
173.2
346.4
693.8
1385.6
孔隙比
1.06
1.029
1.024
1.007
0.989
0.953
0.913
0.835

压力强度(kPa) 2771.2 5542.4 11084.8 2771.2 6928.0 1732 34.6
孔隙比 0.725 0.617 0.501 0.538 0.577 0.624 0.665


(1) 试确定前期固结压力pc;(2)试求压缩指数cc;(3)已知土层应力为293 kPa,试判断该土层的固结状态。
5. 某长条形基础,B=20m,偏心荷载3000kN/m,偏心距为0.8m,地下水位很深,均质土层后为30m,其下为岩基,压缩试验资料见下表。G=2.72,湿容重γ=19kN/m3,含水量w=30%,求基础中点的最终沉降量S=?

P(kPa)
0
50
100
200
300
400
500
600
e
0.75
0.71
0.67
0.60
0.545
0.50
0.465
0.45


       第二章 渗透与固结

1. 饱和砂土,排水以后含水量为12%,容重17.6kN/m3。相对密度G=2.68,确定砂土的单位排水量和孔隙比。
2. 粘土上有砂土厚为5m,水位在砂土顶面以下2m处。水位以上砂土的平均e=0.52,Sr=37%,粘土w=42%,砂土G=2.65,粘土G=2.68。求地面以下10m处的总压力、有效压力和空隙水压力,并绘出沿深度的压力分布图。
3. 试证明在一维固结中,土层达到同一固结度所需的时间t与土层的渗流厚度H的平方成正比。这一结论的主要先决条件是什么?
4. 两个不同的粘土层A和B,其厚度HA=1.5 HB。当荷载(无限均布)由120kPa骤然增大至180kPa时,土层的孔隙比由0.57减至0.50,土层的孔隙比由0.6减至0.59。已知达到50%固结度所需时间tB=3 tA。求两土层渗透系数之比。
5. 在6m厚的粘土层上作用着60kPa的荷载,加载后一年的平均固结度达50%。设粘土层上下两面排水时,问固结系数等于多少?
6. 条形基础B=4,其下有均布垂直荷载p=200kPa,求饱和土地基M点下2m、4m及6m处增加的总应力 、 、初始空隙水应力u及有效应力 。计算时分别假设A=0与A=0.8,A为空隙水应力系数。

      第三章 土的抗剪强度和地基承载力
1. 直剪实验结果如下表:

P(kPa)
50
100
200
300
τ(kPa)
23.4
36.7
63.9
90.8

(1) 求摩擦角与粘结力;(2)当=280,=80时,判断是否达到极限平衡?安全系数多大?(3) 求土样达破坏时大主应力面与小主应力面的方向。
2. 砂土抗剪强度试验数据见下表,求土的摩擦角。

P(100kPa)
100
200
300
τ(100kPa)
57.7
115.5
172.0

3.某竖直土柱由两部分组成,有关数据如图所示。试求土柱重量W沿m-m斜面(与水平面加角为150)的发向力N,切向力T和抗滑力Tf 。土层1:φ=220,c=12kPa,γ=20kP/m3;土层2:φ=150,c=8kPa,γ=18kP/m3
4.已知土的φ=280,c=0,若承受 =350kPa, =150kPa。(1)绘应力圆与抗剪强度线;(2) 绘τf、τ与△τ=τf-τ随2α变化的关系曲线;(3)从图中求出△τ最小值及其作用面与最大主应力面的夹角。
5.某土样φ=320,c=0。当 与 作用达极限平衡时的一组滑动面如图a所示。现取dfe和efh为脱离体,如图b、c所示。(1)求出θ1、θ2的数值;(2)绘出图b和c中四个斜面上的合力,并标明其方向。
6.一粘土层,γ=18.5kN/m3, =150,c=46kPa欲在其上建造建筑物,若基础为方形,B=2.0m,埋深D=3.0m,试用太沙基方法确定地基承载力。

     第四章 土压力和土坡稳定


1. 挡土墙墙背竖直且光滑,求作用在墙上A点的 、 、 、 。若墙向前移动,使其后填土处于主动状态时,其值如何?
2. 试比较库仑、朗肯理论有哪些相同点和不同点?
3. 某深度粘土土层的γ=18 kN/m3, =50,c=12kPa,今欲在该土层上开挖H=8m的基坑边坡。试设计稳定边坡的坡度及危险滑弧的位置。
4. 利用圆弧分析法计算土坡稳定时,稳定安全系数可能有两种表示法:

式中:Ni ——各土条滑动面上的发向力;
、 ——分别为土条重量顺土坡滑动方向及反滑动方向的切应力;
li ——各土条弧段长度; 、ci ——各土条弧面上土的强度。
试分析上述两种方法哪种合理?为什么
5. 土坡稳定计算中,怎样选择强度指标 、c?防止边坡滑动有哪些措施?
第五章 有效应力原理

1. 某均质土层,其 20.6kN/m3, =19.0kN/m3, =10kN/m3,静止侧压力系数 =0.4。
(1) 若地下水位与地面其平,试绘出地面下10m以内的 及水压力随深度的变化图形;
(2) 若水位在地面以上2m处,试绘出地面下10m以内的 及水压力随深度的变化图形;
(3) 若地下水为在地面以下2m处,同样绘出 及水压力随深度的变化图形。
从上述三种情况的分析中,可以牢固的掌握土中两种力系的概念。
2. 三个饱水粘土试样,先施加 =100kPa并使其完全固结;再分别施加 、 并实测空隙水应力系数A。 、 及A均如题17所给数据。试求此时的 、 及A。
3. 用文字叙述抗剪强度的有效应力原理。

 
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