土力學(xué)與地基基礎(chǔ)試題及答案

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)試題及答案

　　一、單向選擇題（每題1分，共13分）

　　1.下列哪種地基不屬于人工地基（Ａ）。[第一章]

　　A.第四紀(jì)沉積土地基

　　B.換填碎石土地基

　　C.強(qiáng)夯粘土地基

　　2.在一般高層建筑中，基礎(chǔ)工程造價約占總造價的（Ｂ）。[第一章]

　　A.5%

　　B.25%

　　C.55%

　　3.下列三種粘土礦物中，（Ａ）含量高的土可塑性最高。[第二章]

　　A.蒙脫石

　　B.伊利石

　　C.高嶺石

　　4.對于級配連續(xù)的土，（Ｃ）級配良好。[第二章]

　　A.Cu<5

　　B.Cu=5

　　C.Cu>5

　　5.滿足條件（Ｂ）的土為級配良好的土。[第二章]

　　A.Cu<5，cc>3~6

　　B.Cu>5，Cc=1~3

　　C.Cu<5，cc>2~5

　　6.若將地基視為均質(zhì)的半無限體，土體在自重作用下只能產(chǎn)生（Ａ）。[第三章]

　　A.豎向變形

　　B.側(cè)向位移

　　C.剪切變形

　　7.單向偏心荷載作用在矩形基礎(chǔ)上，偏心距e滿足條件（Ｃ）時，基底壓力呈梯形分布。（L為矩形基礎(chǔ)偏心方向邊長）[第三章]

　　A.e>L/6

　　B.e=L/6

　　C.e

　　8.上軟下硬雙層地基中，土層中的附加應(yīng)力比起均質(zhì)土?xí)r，存在（Ａ）現(xiàn)象。[第三章]

　　A.應(yīng)力集中

　　B.應(yīng)力擴(kuò)散

　　C.應(yīng)力不變

　　9.土的壓縮之中，下列三個部分中，（Ｃ）所占的壓縮量最大。[第四章]

　　A.固體土顆粒被壓縮；

　　B.土中水及封閉氣體被壓縮；

　　C.水和氣體從孔隙中被擠出。

　　10.土的壓縮試驗(yàn)中，壓縮儀（固結(jié)儀）中的土樣在壓縮過程中（Ｂ ）。[第四章]

　　A.只發(fā)生側(cè)向變形

　　B.只發(fā)生豎向變形

　　C.同時發(fā)生豎向變形和側(cè)向變形

　　11.土的壓縮系數(shù)a1-2位于（Ａ ）范圍時，土為低壓縮性土。[第四章]

　　A. a1-2<0.1MPa-1

　　B.0.1MPa-1≤a1-2＜0.5 MPa-1

　　C. a1-2≥MPa-1

　　12.采用規(guī)范法計算地基沉降時，沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψs與（Ｃ ）無關(guān)。[第四章]

　　A.基底附加壓力值

　　B.沉降計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值

　　C.基礎(chǔ)底面形狀

　　13.超固結(jié)比（OCR）指的是（ Ａ）。[第四章]

　　A.土的先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有土層自重應(yīng)力之比

　　B.現(xiàn)有土層自重應(yīng)力與土的先期固結(jié)壓力之比

　　C.現(xiàn)有土層自重應(yīng)力與土的后期固結(jié)壓力之比

　　二、填空題（每空2分，共20分）

　　1.未經(jīng)人工處理就可以滿足設(shè)計要求的地基稱為天然地基。[第1章]

　　2.基礎(chǔ)是將結(jié)構(gòu)承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分。[第1章]

　　3.土的固體顆粒物質(zhì)分為無機(jī)礦物顆粒和有機(jī)質(zhì)。[第2章]

　　4.土的顆粒級配曲線平緩說明土的顆粒不均勻，級配良好。[第2章]

　　5.土的自重應(yīng)力不引起地基變形，只有作用于地基上的附加壓力，才是地基壓縮變形的主要原因。[第3章]

　　6.地基中的附加應(yīng)力是由建筑物荷載引起的應(yīng)力增量。[第3章]

　　7.土體在外力作用下，壓縮隨時間增長的過程，稱為土的固結(jié)。[第4章]

　　8.對于堤壩及其地基，孔隙水主要沿兩個方向滲流，屬于二維固結(jié)問題。[第4章]

　　三、簡答題（共37分）

　　1.地基與基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足哪三個基本條件？[第1章]

　　答：地基與基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足三個基本條件：①作用于地基上的荷載效應(yīng)（基底壓應(yīng)力）不得超過地基容許承載力或地基承載力特征值，保證建筑物不因地基承載力不足造成整體破壞或影響正常使用，具有足夠防止整體破壞的安全儲備；②基礎(chǔ)沉降不得超過地基變形容許值，保證建筑物不因地基變形而損壞或影響其正常使用；③擋土墻、邊坡以及地基基礎(chǔ)保證具有足夠防止失穩(wěn)破壞的安全儲備。

　　2.簡述新中國成立后我國的土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)科的發(fā)展情況。[第1章]

　　新中國的成立，為解放我國生產(chǎn)力和促進(jìn)我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展開辟了一條廣闊的道路，也使土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)科得到了迅速的發(fā)展。解放后，我國在建筑工程中成功地處理了許多大型和復(fù)雜的基礎(chǔ)工程。利用電化學(xué)加固處理，采用管柱基礎(chǔ)、氣筒浮運(yùn)沉井基礎(chǔ)等。

　　自1962年以來，先后召開了八屆全國土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會議，并建立了許多地基基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)、施工隊伍和土工試驗(yàn)室，培養(yǎng)了大批地基基礎(chǔ)專業(yè)人才。不少學(xué)者對土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的理論和實(shí)踐作出了重大貢獻(xiàn)，受到了國際巖土界的重視。

　　近年來，我國在工程地質(zhì)勘察、室內(nèi)及現(xiàn)場土工試驗(yàn)、地基處理、新設(shè)備、新材料、新工藝的研究和應(yīng)用方面，取得了很大的進(jìn)展。在地基處理方面，振動碾壓、振動水沖、深層攪拌、高壓旋噴、粉體噴射、真空預(yù)壓、強(qiáng)夯以及各種土工聚合物和托換技術(shù)等在土建、水利、橋隧、道路、港口、海洋等有關(guān)工程中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。隨著電子技術(shù)及各種數(shù)值計算方法對各學(xué)科的逐步滲透，試驗(yàn)技術(shù)也日益提高，各種設(shè)計與施工規(guī)范或規(guī)程等也相應(yīng)問世或日臻完善。

　　隨著我國社會主義建設(shè)的向前發(fā)展，對基礎(chǔ)工程要求的日益提高，我國土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)科也必將得到新的更大的發(fā)展。

　　3.簡述三種粘土礦物的結(jié)構(gòu)特征及其基本的工程特性。[第2章]

　�。�1）蒙脫石。結(jié)構(gòu)單元（晶胞）是由兩層硅氧晶片之間夾一層鋁氫氧晶片所組成，稱為2:1型結(jié)構(gòu)單位層或三層型晶胞。由于晶胞之間是O-2對O-2的聯(lián)結(jié)，故其鍵力很弱，很容易被具有氫鍵的水分子鍥入而分開。當(dāng)土中蒙脫石含量較大時，則該土可塑性和壓縮性高，強(qiáng)度低，滲透性小，具有較大的吸水膨脹和脫水收縮的特性。

　�。�2）伊利石。司屬2:1型結(jié)構(gòu)單位層，晶胞之間同樣鍵力較弱。伊利石在構(gòu)成時，部分硅片中的Si4+被低價的Al3+、Fe3+等所取代，因而在相鄰晶胞間將出現(xiàn)若干一正價陽離子（K1+）以補(bǔ)償晶胞中正電荷的不足。嵌入的K1+離子，增強(qiáng)了伊利石晶胞間的聯(lián)結(jié)作用。所以伊利石晶胞結(jié)構(gòu)優(yōu)于蒙脫石。其膨脹性和收縮性都較蒙脫石小。

　�。�3）高嶺石。它是由一層硅氧晶片和一層鋁氫氧晶片組成的晶胞，屬于1:1型結(jié)構(gòu)單位層或兩層型。這種晶胞一面露出氫氧基，另一面則露出氧原子。晶胞之間的聯(lián)結(jié)是氧原子與氫氧基之間的氫鍵，它具有較強(qiáng)的聯(lián)結(jié)力，因此晶胞之間的距離不易改變，水分子不能進(jìn)入，晶胞活動性較小，使得高嶺石的親水性、膨脹性和收縮性均小于伊利石，更小于蒙脫石。

　　4.簡述土的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造的基本類型。[第2章]

　　土的結(jié)構(gòu)是指土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系等因素形成的綜合特征。一般分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)及三種基本類型。

　�。�1）單位結(jié)構(gòu)是由粗大土粒在水或空氣中下沉而形成的。全部由砂粒和更粗土粒組正的土都具有單粒結(jié)構(gòu)。因其顆粒大，土粒間的分子吸引力相對很小，所以顆粒之間幾乎沒有聯(lián)結(jié)，濕砂地可能使其具有微弱的毛細(xì)水聯(lián)結(jié)。單粒結(jié)構(gòu)可以是疏松的，也可以是緊密的。緊密狀的單粒結(jié)構(gòu)土，由于排列緊密，在動、靜荷載作用下都不會產(chǎn)生較大的沉降，所以強(qiáng)度大，壓縮性小，是較為良好的天然地基。而具有疏松單粒結(jié)構(gòu)的土，其骨架不穩(wěn)定，當(dāng)受到振動時或其他外力作用時，土粒易于發(fā)生移動，土中孔隙劇烈減少，引起土體較大變形，因此，這種土層如未經(jīng)過處理一般不宜作為建筑物的地基。

　�。�2）蜂窩結(jié)構(gòu)是主要由粉粒（0.075~0.005mm）組成的土的結(jié)構(gòu)形式。粒徑在0.075~0.005mm的土粒在水中沉積時，基本上是以單個土粒下沉，當(dāng)碰上已沉積的土粒時，由于它們之間的相互引力大于其重力，土粒就停留在最初的接觸點(diǎn)上不再下沉，逐漸形成土粒鏈。土粒鏈組成弓架結(jié)構(gòu)，形成具有很大蜂窩狀的結(jié)構(gòu)。具有很大蜂窩結(jié)構(gòu)的土有很大的孔隙，但由于弓架作用和一定程度的粒間聯(lián)結(jié)，使其可承擔(dān)一般的水平靜荷載。但當(dāng)其承受較高水平荷載或動力荷載時，其結(jié)構(gòu)將破壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的地基沉降。

　�。�3）絮凝結(jié)構(gòu)：絮凝沉積形成的土，在結(jié)構(gòu)上是極不穩(wěn)定的，隨著溶液性質(zhì)的改變或受到震蕩后可重新分散。在很小的施工擾動下，土粒之間的連接脫落，造成結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度迅速降低。但土粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度（結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）往往由于長期的壓密和膠結(jié)作用而得到加強(qiáng)�？梢姡�粘粒間的聯(lián)結(jié)特征是影響這一類土工程性質(zhì)的主要因素之一。

　　土的構(gòu)造是在同一土層上的物質(zhì)成分和顆粒大小等都相近的各部分之間的相互關(guān)系的特征。土的構(gòu)造最主要的特征就是成層性，即層理結(jié)構(gòu)。它是在土的形成過程中，由不同階段沉積的物質(zhì)成分、顆粒大小或顏色的不同，而沿豎向呈現(xiàn)的成層特征。另一個特征是土的裂隙性，裂隙的存在大大降低土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增大透水性，對工程不利。此外，也應(yīng)該注意到土中有無包裹物以及天然或人為的孔洞存在，這些構(gòu)造特征都造成土的不均勻性。

　　5.簡述土的有效應(yīng)力原理。[第3章]

　　土是一種由三相物質(zhì)（固體顆粒、孔隙水、氣體）構(gòu)成的碎散材料，受力后存在著外力如何由三種成分來分擔(dān)、各分擔(dān)應(yīng)力如何傳遞與相互轉(zhuǎn)化，以及它們與材料變形與強(qiáng)度有哪些關(guān)系等問題。太沙基早在1923年發(fā)現(xiàn)并研究了這些問題，并于1936年提出了土力學(xué)中最重要的有效應(yīng)力原理，這是土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志。其主要含義歸納如下：

　　1． 飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力可分為有效應(yīng)力和孔隙水壓力兩部分。

　　2． 土的變形（壓縮）與強(qiáng)度的變化只取決于有效應(yīng)力的變化。

　　6.簡述均布矩形荷載下地基附加應(yīng)力的分布規(guī)律。[第3章]

　　任何建筑物都要通過一定尺寸的基礎(chǔ)把荷載傳給地基�；�礎(chǔ)的形狀和基礎(chǔ)底面的壓力分布各不相同，但都可以利用集中荷載引起的應(yīng)力計算方法和彈性體中的應(yīng)力疊加原理，計算地基內(nèi)各點(diǎn)的附加應(yīng)力。 求矩形荷載下地基附加應(yīng)力時，可以先求出矩形面積角點(diǎn)下的應(yīng)力，再利用“角點(diǎn)法”求出任意點(diǎn)下的應(yīng)力。

　　①附加應(yīng)力σz自基底起算，隨深度呈曲線衰減；②σz具有一定的擴(kuò)散性。它不僅分布在基底范圍內(nèi)，而且分布在基底荷載面積以外相當(dāng)大的范圍之下；③基底下任意深度水平面上的σz，在基底中軸線上最大，隨距中軸線距離越遠(yuǎn)而越小。

　　7.分層總和法計算地基最終沉降量時進(jìn)行了哪些假設(shè)？[第4章]

　�、儆嬎阃林袘�(yīng)力時，地基土是均質(zhì)、各向同性的半無限體；②地基土在壓縮變形時不允許側(cè)向膨脹，計算時采用完全側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)；③采用基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力計算地基的變形量。

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