地基处理计算题

【例题2-8】某建筑物矩形基础，长1.2m，宽1.2m，埋深1.0m，上部荷载作用于基础底面的荷载为144kN，允许沉降为25cm，基础及基础上土的平均重度为20kN/m3，地下水埋深1m，场地地层分布如图。采用砂垫层法对地基进行处理，砂垫层的厚度为1m，应力扩散角为250，承载力为160kPa,压缩模量为20MPa。（1）垫层底面处附加应力为:(A)57.4kPa(B)32.3kPa(c)68.9kPa15.6kPa【正确答案】B（2）垫层自身的沉降为:(A)3.99mm(B)3.38mm(C)4.27mm(D)2.94mm【正确答案】B（3）下卧层沉降为:(A)18.9mm(B)21.3mm(C)15.6mm(D)24.8mm【正确答案】A深度（m）（垫层底面以下）附加应力系数01.02.00.554.00.316.00.21采用分层总合法计算深度为6m深度(m)(垫层底面以下)附加应力系数01.02.00.554.00.316.00.21采用分层总和法计算深度为6m1m1m【解】基底平均压力值：1200.120)2.12.1/(144kpkPa垫层底面处的附加应力值：3.32)250.122.1)(250.122.1()0.10.18120(2.12.100tgtgpzkPa砂垫层底自重应力：0.250.10.70.10.18czpkPa垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值为8.68)5.00.2(20.10.70.10.180.150)5.0(dffmdakazkPa杂填土γ1＝18.0kN/m31m1m淤泥质粘土重度2＝17.0kN/m3承载力akf=50kPa压缩模量sE=5MPa杂填土1＝18.0kN/m33.570.253.32czzpp68.8kPa满足承载力要求；沉降计算：1221.4sssmm375.30.12023.321021smm2121210.5[][]20.532.3(10.550.550.310.310.21)518.9saapdzaaEmm满足沉降要求【例题2-9】某四层砖混结构住宅，承重墙下为条形基础，宽1.2m，埋深为1.0m，上部建筑物作用于基础的地表上荷载为120kN/m，基础及基础上土的平均重度为20.0kN/m3。场地土质条件为第一层粉质粘土，层厚1.0m，重度为17.5kN/m3；第二层为淤泥质粘土，层厚15.0m，重度为17.8kN/m3，含水量为65%，承载力特征值为45kPa；第三层为密实砂砾石层，地下水距地表为1.0m。（1）垫层厚度为：(A)1.0m(B)1.5m(C)1.7m(D)2.0m【正确答案】C（2）垫层宽度为：(A)2.35m(B)2.93m(C)3.16m(D)3.51m【正确答案】C【解】砂垫层设计(1)确定砂垫层厚度1)先假设砂垫层厚度为1.0m，并要求分层碾压夯实，其干密度要求大于1.620t/m3。2)试算砂垫层厚度。基础底面的平均压力值为1202.10.200.12.1120kpkPa3)砂垫层底面的附加压力为2.52300.122.1)0.15.17120(2.12)(tgztgbppbpckzkPa4)垫层底面处土的自重压力为3.250.1)0.108.17(0.15.17czpkPa5)垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值为0.64)5.00.2(20.18.70.15.170.145)5.0(dffmdakazkPa5.773.252.52czzpp64kPa以上说明设计的垫层厚度不够，再重新设计垫层厚度为1.7m，同理可得：7.698.309.38czzpp72.8kPa说明满足设计要求，故垫层厚度取1.7m。(2)确定垫层宽度2.3307.122.12tgztgbbm取垫层宽度为3.2m。【例题3-9】真空预压的原理主要有哪些方面?薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载(B)地下水位降低，相应增加附加应力(C)封闭气泡排出，土的渗透性加大(D)超孔隙水压力的消散【正确答案】ABC【解】真空预压的原理主要反映在以下几个方面：1)薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。2)地下水位降低，相应增加附加应力。3)封闭气泡排出，土的渗透性加大。真空预压是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。【例题3-10】理论上,真空预压法可产生的最大荷载为：(A)50kPa(B)75kPa(C)80kPa(D)100kPa(E)120kPa【正确答案】D【解】理论上，当地基达到完全真空时，可产生1个大气压即100kPa的预压荷载。【例题3-11】工程实际中,真空预压法可产生的最大荷载约为：(A)50kPa(B)70kPa(C)85kPa(D)100kPa(E)120kPa【正确答案】C【解】理论上，当地基达到完全真空时，可产生1个大气压即100kPa的预压荷载。但在实际工程中，根据目前的技术能力，使地基达到完全真空是不可能的，一般能达到85～90kPa。【例题3-12】下列哪一种或几种预压法不需控制加荷速率?(A)砂井堆载预压(B)堆载(C)砂井真空预压(D)降水预压(E)超载预压【正确答案】CD【解】真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，故也称为负压固结。其余的堆载预压方法总应力增加，为了防止地基土剪切破坏，因此要控制加荷速率。【例题3-13】下列哪一种或几种预压法为正压固结?哪一种或几种预压法为负压固结?(A)砂井堆载预压(B)堆载预压(C)砂井真空预压(D)降水预压(E)超载预压【正确答案】（ABE）(CD)【解】真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，故也称为负压固结。其余的堆载预压方法总应力增加，为了防止地基土剪切破坏，因此要控制加荷速率。【例题3-14】排水固结法的设计原则为：(A)加固期限尽量短(B)固结沉降要快(C)充分增加强度(D)注意安全【正确答案】ABCD【解】排水固结法的设计，实质上就是进行排水系统和加压系统的设计，使地基在受压过程中排水固结、强度相应增加以满足逐渐加荷条件下地基稳定性的要求，并加速地基的固结沉降，缩短预压的时间确定竖向排水体的直径、间距、深度和排列方式；确定预压荷载的大小和预压时间，要求做到：1、加固期限尽量短；2、固结沉降要快；3、充分增加强度；4、注意安全。【例题3-15】砂井地基固结度包含以下哪几个部分?(A)竖向排水固结(B)向内径向排水固结(C)瞬时加荷条件下的固结(D)逐渐加荷条件下的固结(E)向外径向排水固结【正确答案】AB【解】砂井地基的固结度由两部分组成，一部分为竖向排水固结度，另一部分为向内径向排水固结度。【例题3-16】塑料排水带的宽度为100mm，厚度为5mm，则其当量换算直径(换算系数取1.0)为：(A)25.2mm(B)66.8mm(C)33.4mm(D)50.4mm【正确答案】B【解】塑料排水带常用当量直径表示，设计时，将塑料排水板换算成相当直径的砂井，是根据两种排水体与土的接触面积相等的原理进行的。塑料排水带宽度为b，厚度为，则换算直径可按下式计算:8.66)5100(20.1)(2bDpmm【例题3-17】排水竖井的直径为200mm，采用间距为1.5m的等边三角形布置，则竖井的有效排水直径最接近下列哪个值?(A)1.5m(B)1.6m(C)1.7m(D)1.8m【正确答案】B【解】正方形排列的每个砂井，其影响范围为一个正方形，正三角形排列的每个砂井，其影响范围则为一个正六边形。在实际进行固结计算时，由于多边形作为边界条件求解很困难，为简化起见，巴伦建议每个砂井的影响范围由多边信改为由面积与多边形面积相等的圆来求解。正方形排列时：dlle4113.正三角形排列时：dlle23105.式中de——每一个砂井有效影响范围的直径;l——砂井间距。因此，575.15.105.105.132lldem【例题3-18】塑料排水带的宽度为100mm，厚度为5mm，采用间距为2.0m的正方形布置，则其有效排水直径最接近下列哪个值?(A)2.0m(B)2.1m(C)2.15(D)2.25m(E)2.3m(F)2.35【正确答案】D【解】正方形排列的每个砂井，其影响范围为一个正方形，正三角形排列的每个砂井，其影响范围则为一个正六边形。在实际进行固结计算时，由于多边形作为边界条件求解很困难，为简化起见，巴伦建议每个砂井的影响范围由多边信改为由面积与多边形面积相等的圆来求解。正方形排列时：dlle4113.正三角形排列时：dlle23105.式中de——每一个砂井有效影响范围的直径;l——砂井间距。因此，26.2213.113.14lldem【例题3-19】有一饱和软粘土层，厚度H＝8m，压缩模量sE=1.8MPa,地下水位与饱和软粘土层顶面相齐。先准备分层铺设1m砂垫层（重度为18kN/m3）,施工塑料排水板至饱和软粘土层底面。然后采用80kPa大面积真空预压3个月，固结度达到80％。（沉降修正系数取1.0，附加应力不随深度变化）1、地基最终固结沉降接近下列哪一个值?(A)36cm(B)44cm(C)50cm(D)55cm【正确答案】B2、软粘土层的残余沉降接近下列哪一个值?(A)7cm(B)9cm(C)10cm(D)11cm【正确答案】B【解】排水固结沉降计算固结度tU的定义：在时间t内固结下沉量ts与最终固结下沉量s之比。根据地基基础设计规范沉降计算公式：附加压力值0p为：kPahrkPap98((800砂垫层）＝真空预压）＋附加应力不随深度变化，则附加应力系数1压缩层深度H＝8m，压缩模量为1.8MPa沉降修正系数1s.0如果不考虑次固结，最终固结下沉量56.431800/898scm软粘土层的残留沉降量为：71.8)8.01(56.43cmcm【例题4-6】某工程采用强夯法加固，加固面积为5000m2，锤重为10t，落距为10m，单点击数为8击，夯点数为200，夯击5遍，则：1、单击夯击能为：(A)100kN·m(B)1000kN·m(C)800kN·m(D)8000kN·m【正确答案】B2、单点夯击能为：(A)800kN·m(B)8000kN·m(C)6400kN·m(D)64000kN·m【正确答案】B3、总夯击能为：(A)800000kN·m(B)8000000kN·m(C)6400000kN·m(D)64000000kN·m【正确答案】B4、该场地的单位夯击能为：(A)160kN·m/m2(B)1600kN·m/m2(C)1280kN·m/m2(D)12800kN·m/m2【正确答案】B【解】单击夯击能：为单击夯击的能量。单击夯击能=锤重×落距=100kN×10m=1000kN·m；单点夯击能：为每一夯点的夯击能。单点夯击能=单击夯击能×单点击数=1000kN·m×8击=8000kN·m；总夯击能：为整个场地的总夯击能。总夯击能=单点夯击能×总夯点数×遍数=8000kN·m×200×5遍=8000000kN·m单位夯击能：为总夯击能与加固面积之比。单位夯击能=总夯击能/加固面积=8000000kN·m/5000m2=1600kN·m/m2现场的测试工作是强夯施工中的一个重要组成部分。测试工作一般有以下几个方面内容：1)地面及深层变形变