地基与基础课后答案

11、在某土层中，用体积为723cm的环刀取样。经测定，土样质量129.1g，烘干质量121.5g，土粒相对密度7.2sd。试求d，sat、、、w、。（g取kgN/10，w取103/mKN）解：由题意可知：V723cm，m129.1g，sm=121.5g，7.2sd。故有：土样总重Wmg=129.110103=1.291N；土颗粒重gmWss10105.12131.215N；土中水重076.0215.1291.1s。7.2wsssVWd，代入sW和w的值，求得35105.4mVs；3556107.2105.41072mVVVsv；所以，%26.6215.1076.0%100s；36/93.171072291.1mKNVW；36/88.161072215.1mKNVWsd；3635/63.2010721010107.2215.1mKNVVWwvssat；3,/63.101063.20mKNwsat。三相图：22、某完全饱和粘性土含水量为40%，土粒相对密度为2.7，求e、d。（g取kgN/10，w取103/mKN）解：由题意知土体饱和度1rS，故有wvVV。令土体体积31mV。由%40s可得：%4010103swWV（1）由7.2sd可得：7.21010)1(3wsVW（2）联解（1）、（2）式可得：KNWmVsw975.12,519.03。所以：08.1519.01519.01wwswsvVVVVVVe；3/975.121975.12mKNVWsd。三相图：3、某基础底面尺寸为mm24，基础埋深m5.1，在设计地面标高处作用偏心荷载700KN，偏心距（长边方向）0.6m，试计算基底压力，绘出基底压力分布图。解：由题意，meKNFmdmbmlk6.0,700,5.1,2,4。而KNAdGGk2405.14220。3故KPaleblGFPKKK75.1125.223)46.061(42240700)61(maxmin基底压力分布图(注:还有另一种可能，即偏心荷载作用在右边，略)：4、某建筑物地基的地质资料如图所示，试计算各层交界处的竖向自重应力。解：粘土层底KPazcz26.36213.18111；地下水位线处KPaczcz92.5266.1626.36166.1612；淤泥质粘土层底KPaczcz22.67)13()1015.17(166.1623；细砂层底KPaczcz15.805.1)1062.18(34；粉土层底KPaczcz685.1115.3)1001.19(45。45、某土样进行三轴剪切试验。剪切破坏时，测得KPa5001，KPa1003，剪切破坏面与水平面夹角为60°，求土的c、值。解：由题意，60cr，而245cr，故30。将KPa5001、KPa1003、30代入极限平衡方程：)245tan(2)245(tan231c或)245tan(2)245(tan213c可解得KPac7.57。6、（由于规范规定不同，本题只适用于建筑工程技术专业，道路桥梁工程技术专业不适用）某综合住宅楼底层柱截面尺寸为300mm400mm，已知柱传至室内设计标高处的荷载,110,780mKNMKNFkk地基土为粉质粘土，KPafmKNak165,/183，承载力修正系数6.1,3.0db，基础埋深md3.1，试确定基础底面尺寸。解：（1）、在进行地基承载力特征值修正时，基础宽度mb3时按3m取值，则)5.0()5.0()3(dfdbffmdakmdbaka。现假设mb3，进行地基承载力特征值的修正：KPadffmdaka04.188)5.03.1(186.1165)5.0(。（2）、按中心受压初步估算基底面积：208.43.120188780mdfFAGak。考虑偏心荷载的影响，将底面积0A增大20%，则276.52.18.4mA。取长短边之比2/bl，得mAb70.12/，故ml4.3。（3）、验算。KNAdGGk28.1503.17.14.320，mlGFMekkk57.0612.028.1507801105基底边缘最大压力KPafleAGFPakkk65.2252.17.195)4.312.061(76.528.150780)61(maxKPafPKPaPakk04.1885.161,31.127min满足要求，故l取m4.3，b取m7.1合适。7、某粘性土的含水率=39%，液限L=47.9%，P=25.4%塑限试求：①计算该土的塑性指数；②计算该土的液性指数；③确定该土的名称；④按液性指数确定土的状态。解:①、5.224.259.47PLPI②、604.05.224.2539PPLII③、由于17PI，故该粘性土为粘土。④、75.025.0LI，该土处于可塑状态。8、某轴心受压基础底面尺寸mbl2，基础顶面作用KNFk500，基础埋深md2，已知地质剖面第一层为杂填土，厚m5.0，31/8.16mKN，以下为粘土，32/5.18mKN，试计算基底压力和基底附加压力。解：KNAdGGk16022220基底压力KPaAGFPkkk16522160500基底处土的自重应力KPacz15.36)5.02(5.185.08.16基底附加压力KPaPPczk85.12815.3616509、某工程地基钻孔取样，进行室内压缩试验，试样初始高度为mmh200，在KPap1001作用下，测得压缩量mms2.11，在KPap2002作用下的压缩量为mms65.02。已知土样的初始孔隙比4.10e，试计算21a，并评价土的压缩性。6解：在KPap1001作用下的孔隙比256.14.11202.14.1100101ehsee；在KPap2002作用下的孔隙比178.14.112065.02.14.11002102ehssee，因此，111221215.078.0100200178.1256.1MPaMPappeea，为高压缩性土。10、某轴心受压基础的底面尺寸为mbml2,3。基础顶面作用集中荷载KNFK600，基础埋深md5.2，基础底面以上均为粘土，重度为3/18mKN。求基底压力和基底附加压力。解：由题意可求得KNAdGGK3005.22320；基底压力KPaAGFpKKk15023300600；基底处土的自重应力KPadcz455.218；基底附加应力KPappczk105451500。五、案例分析题1、[背景资料]对某建筑工程场地的土样进行塑液限试验，测得土样的%53L，%25P。题目（1）：土的界限含水量与其天然含水量有何关系？题目（2）：确定该土的种类并说明理由。题目（3）：该种土的颗粒组成有何特点？有何工程性质？答：（1）、土的界限含水量（塑限、液限）与其天然含水量无关，而是取决于其颗粒组成和搭配情况。（2）、该土为粘土，因为其17282553pI。（3）、土中粘粒含量太多。该土液限大于50%，属于高液限土，且塑性指数（26）较大，具有高塑性，此种土往往毛细水上升高度较大，吸水后容易膨胀，承载力低。不能直接用作路基填料，也不可直接用作基础的持力层。2、[背景资料]2009年6月27日清晨，上海市闵行区“莲花河畔景苑”一座在建13层住宅楼发生整体倒塌，桩基被整齐折断，造成一名工人死亡。经上海市城乡建设与交通委员会组织专家组调查，该楼房采用PHC管桩基础，桩基和楼体结构设计均符合规范要求。楼房左侧进行了地下车库7基坑的开挖，开挖深度4.6m，右侧在短期内堆积了10m高的土方。题目（1）：哪些情况下适用桩基础？题目（2）：试分析该楼房倒塌的原因。答：（1）、荷载较大，地基上部土层软弱，采用浅基础或人工地基在技术经济上不合理时；河床冲刷较大，河道不稳定，或冲刷深度不易正确计算时；地基计算沉降过大，或建筑物对不均匀沉降敏感时；需要增强抗震、抗液化能力时；施工水位或地下水位较高时。（2）、房屋倾倒的主要原因是，在短期内一侧堆土过高，最高处达10米左右，增加了地基中的水平自重应力；与此同时，另一侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度4.6米，大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力。3、[背景资料]某桥梁主墩基础采用钻孔灌注桩（泥浆护壁），地质依次为2m砾石、以下为软土。主要施工过程如下：平整场地、桩位放样、埋设护筒，采用正循环工艺成孔，成孔后立即吊装钢筋笼并固定好，对导管接头进行了抗拉试验，试验合格后，安装导管，导管底口距孔底30cm，混凝土坍落度180mm。施工单位考虑到灌注时间较长，经甲方同意，在混凝土中加入了缓凝剂。首批混凝土灌注后导管埋深为1.2m，随后的灌注连续均匀地进行。当灌注到23m时，发现导管埋管，施工人员采取了强制提升的方法。灌注到30m时，发生赌管现象，施工人员采用型钢插入法疏通。灌注完成，养生后检测发现断桩。题目（1）：护筒的作用是什么？泥浆的作用是什么？对泥浆有何要求？题目（2）：何为正循环工艺？题目（3）：指出施工过程中的错误之处。8题目（4）：断桩可能发生在何处？为什么？答：（1）、护筒的作用是固定钻孔位置，开始时对钻头起导向作用；保护孔口，防止坍塌；隔离孔内外表层水。泥浆的作用是护壁、清渣。泥浆应有较高的稠度和比重，以提高护壁和清渣能力。（2）、泥浆循环分为正循环工艺和反循环工艺。正循环工艺的主要流程为：将制备好的泥浆用泥浆泵从泥浆池抽送至钻头，泥浆从钻头喷入孔内，然后夹带钻渣流入沉淀池，经沉淀后又进入泥浆池，再泵送至钻头，如此循环。（3）、钻孔完毕后未进行清孔就吊装钢筋笼；未对导管进行闭水试验；是否加入缓凝剂应经过监理工程师批准，而不是甲方；灌注过程中强制提升导管。（4）、23m处。因为强制提升导管可能导致泥砂和水进入混凝土中。4、[背景资料]某上跨乡村道路的两跨简支梁小桥，其桥墩采用天然地基上的浅基础，使用明挖法施工，地质依次为3m粘土，以下为碎石土。地下水位线离地面2.7m。题目（1）：写出天然地基上浅基础的施工顺序。题目（2）：写出两种基坑支护方法：、。题目（3）：针对地质情况，提出你认为可行的基坑排水方法，并写出该排水工程施工中的注意事项。答：（1）、基础定位放样、基坑开挖与支护、基坑排水、基底检验与处理、砌筑或浇注基础、基坑回填。（2）、钢板桩支护、喷射砼支护等等。（3）、根据地质情况，地层上方为3m厚粘土，不容易发生流砂，可采用集水坑排水法（又能称为表面直接排水）。地下水渗流严重时，应逐层开挖，逐层排水，集水坑应设置在基础范围以外。5、[背景资料]泥岩是一种由泥及粘土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎，是一种层理或页理不明显的粘土岩。其质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显，遇水易软化（泥化）、崩解，抗风化能力极差，浸水后强度明显降低。GZ40线云南盐津段有一全强风化泥岩高边坡，坡高60m，坡角52º，经过稳定性数值分析，该边坡的稳定安全系数为1.09。设计防护方案为喷射砼防护，结果喷射砼施工完毕数周后，降了一场暴雨，边坡发生了轻微滑动，而砼面隆起严重。题目（1）、边坡滑