土力学与基础工程复习资料和答案计算题.docx

细心整理44．地基土呈水平成层分布，自然地面下分别为粉质粘土、细砂和中砂，地下水位于第一层土底面，各层土的重度见图试计算图中1点、2点和3点处的竖向有效自重应力〔8分〕 题 44 图解： 45. 确定某土样，c=15kPa，承受的大小主应力分别为=400kPa，=180kPa，试判定该土样是否到达极限平衡状态？〔8分〕解：确定土的抗剪强度指标φ、c及最小主应力σ3假定土体处于极限平衡状态，依据极限平衡条件： kPa 因为，所以土体处在破坏状态46. 某柱下方形底面根底，底面边长2.8 m，根底埋深1.8 m，柱作用在根底顶面的轴心荷载标准组合值Fk=1250KN,第一层土为粘土，厚度3.8 m，自然重度=18 kN/m3；地基承载力特征值fak=160 kPa,深度修正系数ηd=1.6；粘土层下为淤泥层，自然重度=17kN/m3；地基承载力特征值fak=80 kPa，深度修正系数ηd=1.0，取地基压力扩散角=22°。

试分别验算地基持力层及下卧层是否满足承载力要求〔14分〕 题 46 图 解： （1） 验算持力层承载力 （2） 验算软弱下卧层承载力软弱下卧层顶面附加应力： 软弱下卧层顶面自重应力： 软弱下卧层承载力特征值：分〕 软弱下卧层承载力亦满足要求 44．用环刀切取土样，其体积为100cm3，质量为185g，试样烘干后质量为145g假设确定该土的土粒比重为2.73，试求该土的自然密度、含水量及孔隙比水的密度取1.0g／cm3)〔6分〕解：自然密度 含水量 孔隙比 45. .某挡土墙高为5.0m，墙后填土分为两层，第一层为中砂，其自然重度=19.0kN／m3，内摩擦角=14°；其次层为粘性土，其自然重度=18.5kN／m3，内摩擦角=20°，粘聚力c=8kPa，试用朗肯理论求主动土压力Ea的大小〔10分〕题45图 解： A点： B点上界面 ： B点下界面 ： C点 ： 主动土压力 46. 某“烂尾楼”工程，几年前仅施工至一层便停工，现注入资金复原建立，但需变更该楼的运用功能。

现场勘察得知，某柱接受钢筋混凝土独立根底，基底尺寸为l×b=4m×3m，埋深状况及地基持力层、下卧层状况见图假设自然地面与±0.00地面齐平，试依据持力承载力要求核算该根底能承受多大的竖向力F，并据此验算下卧层承载力是否满足要求〔14分)题46图 解： 〔1〕确定持力层承载力：b=3 m，无须宽度修正 依据，根底能承受最大的竖向力F 〔2〕验算软弱下卧层承载力当时，作用在基底上压力为地基承载力，那么软弱下卧层顶面附加应力： 软弱下卧层顶面自重应力： 软弱下卧层承载力特征值： 软弱下卧层承载力不满足要求 44． 有一10m厚的饱和粘土层，在试验室中测得其三项根本指标为ds=2.72、γ=18.5kN/m3、ω=36%其下是为砂土,确定其承压水头H=6m现要在粘土层中开挖一个窄基坑，试问基坑的最大开挖深度d为多少？(水的重度γω=10KN/m3)〔10分〕 解：计算饱和粘土的饱和重度 KN/m3 为防止基坑突涌 那么 m 45. 某挡土墙高H=5米，墙后填土为中砂，γ=18kN/m3，γsat=20 kN/m3；φ=30°；墙背垂直、光滑、填土面水平。

计算当地下水位上升到离墙顶3米时，墙背所受到的总侧压力〔10分〕解： 主动土压力：水压力： 46. 某场地土层分布及物理性质指标如下列图所示，作用在条形根底顶面的中心荷载标准值,粘土层的抗剪强度指标为，暂取根底埋深0.8m，底宽2.0m验算所选根底底面宽度是否相宜〔10分〕〔注：，承载力系数 〕 解： 条形根底在长度方向取1m计算由于偏心，故应满足 确定当，承载力系数为：， ， 44． 在对某地基土进展试验时，用环刀切取土样，土样高度2cm，上、下底面积为50cm2，称得土样质量为190g，烘干后质量为150g试计算土样的密度和含水量；假设该土样处于饱和状态，试计算土样的孔隙比8分) 解：土样密度 含水量 假设该土样处于饱和状态 ，那么孔隙体积为水的体积 孔隙比 45． 挡土墙高8m，墙后填土第一层为砂土，其次层为粘土，各土层物理力学指标如下图。

试用朗肯土压力理论计算作用在墙背上A、B、C三点的主动土压力强度及作用在挡土墙背上的主动土压力合力大小12分)解： A点： B点上界面 ： B点下界面 ： C点 ： 主动土压力合力 46. 某轴心受压矩形底面根底，底面尺寸为l×b=6m×4m，根底埋深d=2.5m，地下水位与基底平齐，其它指标如下图，试按土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值fa10分) 解： 确定根底宽度，取持力层强度指标 ，查表得承载力系数 持力层在地下水位以下取 根底底面以上为单一土层 44. 某饱和土体积为100 cm3，称重1.98 N，土烘干称重为1.64 N，求该土的含水量，孔隙比e及干重度8分) 解：含水量 该土样处于饱和状态 ，那么孔隙体积为水的体积 孔隙比 干重度 45. 某独立柱基底面为方形，m，作用在柱基上的荷载为kN，根底埋置深度m，埋深范围内杂填土重度kN／m3，其下为粘性土层，厚m自然重度 kN／m3假设确定粘土层上下点的附加应力系数分别为1.000和0.8916，试求根底下粘性土沉降量。

12分) 侧限压缩试验e-p关系p(kPa)050100200e0.890.860.840.81解： 基底压力： 基底附加压力： 粘土层上下点的附加应力： 平均附加应力： 粘土层上下点的自重应力 ： 平均附加自重应力：建筑前后粘土层的平均竖向压力为： 查表得对应的 粘土层的沉降量 46. 如下图的柱下单独根底处于匀整的中砂中，土的重度=17.5kN／m3，修正后的地基承载力特征值fa=250 kPa确定根底的埋深为2.0 m，基底为2.0 m×4.0 m的矩形，作用在柱基上的荷载如图中所示，试验算地基承载力是否满足要求10分)解： 根底及根底以上土的重量： 基底平均压力： 满足 偏心距 满足基底最大压力： 满足44．经勘察，某土料场有土料200000m3，其自然孔隙比e1=1.22，假设用这些土料填筑公路路堤，限制路堤的孔隙比为e2=0.75，那么可以填筑路堤多少方？〔8分〕 解： e1=Vv/Vs，Vv=e1Vs V=Vv+Vs=(1+e1)Vse2=Vv’/Vs，Vv’=e2Vs=0.75VsV’= Vv’+Vs=0.75 Vs+Vs=1.75 Vs=1.75×90090.09=157657.66m345. 测得某粘性土试样的无侧限抗压强度qu=300 kPa，视察试样的裂开面状况可知其裂开面与水平面的夹角为50°，试用应力圆的方法确定该土样的内摩擦角φ及粘聚力c的值，同时求出与水平面成45°角平面上作用的应力σ、τ的大小。

〔10分〕 解： ，φ=10°在无侧限条件下，σ1=300kPa，σ3=0，依据极限平衡条件：与水平面过成45°角平面上的应力：，46. 某矩形根底底面尺寸×b=6×4 m2，根底埋深d=1.8 m，作用在根底底板顶面的荷载标准值Fk=3860 kN、Mk=628 kN·m，试验算持力层承载力是否满足要求？〔12分〕Myγ=17.5kN/m3d=1.8mγsat20kN/m3=6m1.6 解： fa=200+1.6×17.5×(1.8-0.5)=236.4kPa Gk=20×6×4×1.8=864kN 满足持力层承载力满足要求44．某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量 ω=9.43%,自然密度 ρ=1.66 g/cm3确定砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62 kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg求此砂土的相对密度Dr,并判定砂土所处的密实状态 〔8分〕 解： 砂土在自然状态下的孔隙比 砂土最小孔隙比 砂土最大孔隙比 相对密实度 中密状态45. 挡土墙高5 m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，共分两层，各层的物理力学性质指标如下图。

试求主动土压力Ea，并绘出土压力分布图〔10分〕解： A点： B点上界面 ： B点下界面 ： C点 ： 主动土压力 46. 某场地土层分布及物理力学性质指标如下列。