第四章 土的抗剪强度和地基承载力
4.1 概述
⒋1.1 地基强度的意义
⒈荷载下土的三个状态
为了保证建筑工程安全与正常使用，除了防止地基的有效变形外，还应确保地基的强度足以承受上部结构的荷载。
土在荷载的作用下经历三个阶段：
第一，压密阶段Ⅰ：此时基础底面的压应力p 较小，p —s 曲线开始oa 段，呈直线分布。这时压力与沉降的为线性关系；
第二，局部剪切破坏阶段Ⅱ：基础底面的压应力p 增大到一定值，p —s 曲线向下弯曲，呈曲线分布，如ab 段。此时，地基边缘出现了塑性变形区，局部发生剪切破坏。
第三，滑动破坏阶段Ⅲ：当基底压力p 很大，p —s 曲线近似呈竖直向下直线分布，如bc 段。此时，地基中的塑性变形区已经扩展，连成一个连续的滑动面，因此，建筑物整体失去稳定，发生倾倒事故。
由此可见，各类建筑物工程设计中，为了建筑物的安全可靠，要求建筑地基必须同时满足下列两个技术条件：
⑴地基变形条件：包括地基的沉降量、沉降差、倾斜与局部倾斜，都不超过国家规定的地基变形允许值。
⑵地基强度条件：在建筑物上部荷载的作用下，确保地基的稳定性，不发生地基剪切或滑动破坏。
4．1．2土的强度成果的应用
1地基承载力与地基稳定性
当上部荷载较小，地基处于压密阶段或地基中塑性变形区很小时，地基是稳定的。
当上部荷载很大，地基中的塑性变形区越来越大，最后连成一片，则地基发生整体滑动，即强度破坏，这种情况下地基是不稳定的。
2土坡稳定性
⑴天然土坡：自然界天然形成的土坡，如山坡、河岸、海滨等。如在山坡和山麓上建造房屋，一旦山坡失稳势必毁坏房屋。
⑵人工土坡：人类活动造成的土坡，如基坑开挖、修筑堤防、土坝、路基等等。
3挡土墙及地下结构上的土压力
在各类挡土墙及地下结构设计中，必须计算所承受的土压力的数值，土压力的计算建立在强度理论的基础上。
⒋2 土的极限平衡条件
土的极限平衡条件，是指土体处于极限平衡状态时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系式，即σ1、σ3与内摩擦角υ、粘聚力с之间的数学表达式。
4．2．1土体中任一点的应力状态
1最大主应力与最小主应力
假定土体是均匀的、连续的半空间材料，研究水平地面下任一深度z处M点的应力状态。由M点取一微元体，并使微元体的上下面平行于地面。分析微原体的受力情况。
微元体顶面和底面作用力，均为σ1=γz
式中σ1——作用在微元体上的竖向法向应力，即土的自重应力，kPa;
微元体侧面作用力，为σ2=σ3=ζγz
式中σ2、σ3——作用在微元体侧面的水平向法向应力，kPa;
ζ——土的静止侧压力系数，小于1。
因为土体并无外荷作用，只有土的自重作用，故在微元体各个面上没有剪应变，也就没有剪应力。
注：凡是没有剪应力的面称为主应面。作用在主应面上的力称为主应力。
2任意斜面上的应力
在微元体上任取一截面mm，与大主应面即水平面成α角，斜面mm上作用法向应力σ和剪应力τ。
取dy=1，按平面问题计算。设直角坐标：以m点为坐标原点o，ox向右为正，oz向下为正。根据静力平衡条件，取水平与竖向合力为零。
∑x=0:σ·sinα·dl-τ·cosα·dl-σ3·sinα·dl=0
∑z=0:σ·cosα·dl-τ·sinα·dl-σ1·cosα·dl=0
得任意截面上法向应力与剪应力：
σ=
τ=
式中σ——与大主应面成角的截面上的法向应力，；
τ——同一截面上的剪应力，。
3用摩尔应力圆表示斜面上的应力
取τ—σ直角坐标系。在横坐标Oσ上，按一定的应力比例尺，确定σ1和σ3的位置，以σ1-σ3为直径作圆，即为摩尔应力圆。取摩尔应力圆的圆心为O1，自O1σ1逆时针转2α角，得半径o1a。a点为摩尔圆圆周上一点。此a点的坐标(σ，τ)，即为该点处与最大主
应力面成α角的斜面上的法向应力和剪应力值。
4．2．2 摩尔—库伦破坏理论
土的强度破坏通常是指剪切破坏。当土体的剪应力τ等于土的抗剪强度τf
时的临界状
态称为临界状态。
土的强度特指抗剪强度，土体破坏特指剪切破坏。库仑认为：当土体中任何一个面上的剪应力等于抗剪强度时土体就会破坏；土体中任何一个面上的抗剪强度τ
f
都可以表述成为
作用于该面上的法向应力σ的函数。试验证明，法向应力变化范围不大时，抗剪强度τf
与
作用在剪切面上的法向应力σ成正比，比例系数为内摩擦系数。粘性土的抗剪强度τf
比砂
土的抗剪强度增加一项土的粘聚力。如图。可用下式表示： 砂土 τf = tan ψ 粘性土 τf =c+tan ψ 式中τf —土的抗剪强度，kPa ；
σ—剪切破坏面的法向总应力。kPa ； c —土的粘聚力（无粘性土c=0） ψ—内摩擦角，度。 С和ψ称为土的抗剪强度指标。 这就是库仑定律。
⒋2.3土的极限平衡条件
⒈地基中任意平面mn 上的应力状态
土的极限平衡条件:是指土体处于平衡状态时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系式，即σ1、σ2与内摩擦角υ、粘聚力C 之间的数学表达式。
土体中任意平面上的总应力σ0,可以分解为垂直于该面的法向应力σ和平行于该面的剪应力τ。
τ与地基抗剪强度τf 之间的关系是: 当τ<τf 时,该平面为稳定状态; τ>τf 时,该平面发生剪切破坏; τ=τf 时，该平面处于平衡状态. ⒉无粘性土、粘性土的极限平衡状态
如图4.4，将摩尔圆和无粘性土抗剪强度曲线τ=σ·tg υ绘于同一坐标图上，根据图可以直接看出土中某点各方向代表的平面是否达
到极限平衡状态。由图可见：摩尔圆位于抗剪强度曲线的右下方，二者相离。过原点O 做摩尔圆的切线与横坐标的夹角θ
max
<υ，表明此无粘性土的内摩擦角为υ，土中某点的最大主
应力为3σ，最小主应力1σ，则过该点的任意方向的平面，都不发生剪切破坏,即该点处于弹性平衡状态。
若减小3σ或增大1σ（如图圆2），摩尔圆将与抗剪强度曲线相切，表示土体达到极限平衡状态，即θmax
=υ，此摩尔应力圆
称为摩尔破裂圆。
由摩尔圆通过三角函数换算可得无粘性土的极限平衡条件：
)
245()
245(2
1
3
2
3
1
φσσφσσ-?=+?=
tg tg
3粘性土的极限平衡条件为：
)
245(2)245()245(2)245(213231φφσσφφσσ-?--?=+?++?= tg c tg tg c tg
4.3 抗剪指标的确定
4．3．1 直接剪切试验
直接剪切试验是最早的测定土的抗压强度的试验方法。
1试验装置
⑴应变控制直剪仪
⑵环刀
⑶位移量测设备
2试验方法与步骤
⑴试样制备
⑵安装试样
⑶测记初始读数
⑷施加竖向压力
⑸施加水平剪切荷载
⑹终止试验
⑺测定剪切后试样含水量
⑻重复步骤⑵—⑺
4．3．2 三轴压缩试验
1应用范围：重大工程与科学研究必须进行三轴压缩试验。
2试验成果
⑴最大主应力与最小主应力差
⑵轴向应力与主应力差关系曲线
⑶摩尔破损应力圆包线
3三种试验方法
⑴不固结不排水试验：又称快剪试验。在试样施加周围压力σ3之前，即将试样的排水阀关闭，即不固结情况下施加轴向力进行剪切，在剪切过程中排水阀始终关闭，即不排水试验。总之，在施加σ3与σ1过程中都不排水，在试样中存在孔隙水压力u。
⑵固结不排水试验：又称固结快剪。施加周围压力σ3时，试样充分排水固结。
⑶固结排水试验：又称慢剪试验。在剪切过程中，均充分排水，孔隙水压力完全消散。4．3．3 无侧限抗压强度试验
1适用土质：饱和粘性土。
2试验原理：相当于三轴压缩试验中，周围压力σ3=0时的不排水剪切试验。
3试验装置：应变控制式无侧限压力仪，百分表，天平。
4试验成果
⑴轴向应变
⑵轴向应力
⑶无侧限抗压强度
⑷土的粘聚力
⑸土的灵敏度
4．3．4 十字板剪切试验
十字板剪切试验是一种抗剪强度试验的原位测试方法，不用取原状土，而在工地现场直接测试地基土的强度。适用于地基为软弱粘性土、取原状土困难的条件，并可避免在软土中取土、运送及制备试样过程中受扰动影响试验成果的可靠性的缺点。
⒋4 影响抗剪强度指标的因素
4．4．1 抗剪强度的来源
⒈无粘性土
⑴内摩擦力：内摩擦力是指土粒表面之间的摩擦力。在土体剪切过程中，剪切面上下之间的土粒发生相对移动所产生的摩擦力。它存在于土体内部，故称内摩擦力。
内摩擦力由作用于剪切面的法向压力σ与土体的内摩擦系数tg υ组成，内摩擦力是这两项的乘积。
⑵咬合力
①天然休止角：天然休止角是指卵石、砾石等粗土粒在松散状态无荷载作用下的坡角，试验证明它与坡高无关。通常采用它作为内摩擦角。
②密实卵石的稳定坡角：人工压密或天然沉积的卵石处于稳定状态时的最大坡度称为密实卵石的稳定坡角。它远大于天然休止角，且与坡高密切相关。
③结构力C ：粗颗粒间相互交错、镶嵌与连锁作用产生的抗剪强度称为结构力。 ④咬合作用：粗粒土中由于天然休止角稳定坡角和结构力的作用称为咬合作用。 因此，粗粒土的抗剪强度按下式计算： C tg f
+Φ?=στ
式中 Ф—粗土粒咬合作用的内摩阻角，度。 C —粗土粒咬合作用的结构力，kPa 。
2粘性土
粘性土的抗剪强度包括内摩擦力与粘聚力两部分。
⑴内摩擦力：粘性土的内摩擦力与无粘性土中的粉细砂相同。土体受剪切时，剪切面上下颗粒相对移动时，土粒表面相互摩擦产生的阻力，其数值一般小于无粘性土。
⑵粘聚力：粘聚力是无粘性土区别于粘性土的特征，使粘性土的颗粒粘结在一起成为团粒结构，而非无粘性土的单粒结构。
①电分子吸引力：粘性土颗粒极细，土粒表面带负电荷，土中水分子的正电荷一端与土粒表面吸引，定向排列成结合水，产生粘聚力。
②土中天然胶结物质：土中含有硅、铁、碳酸盐等物质，对土粒产生胶结作用，使土具有粘聚力。
⒋⒋2影响抗剪强度指标的各种因素
由库仑定律可知：土的抗剪强度与法向应力σ、土的内摩擦角υ和土的粘聚力с三者有
关。因此，影响抗剪强度指标的各种因素可归纳为两类：
⒈土的物理化学性质的影响
⑴土粒的矿物成分：砂土中石英矿物含量多，内摩擦角大；云母矿物含量多，则内摩擦角小。粘性土的矿物成分不同，粘土表面结合水和电分子力不同，其粘聚力也不同。
⑵土的颗粒形状与级配：土的颗粒越粗，表面越粗糙，内摩擦角υ越大。土的级配良好，υ大；土粒均匀，υ小。
⑶土的原始密度：土的原始密度越大，土粒之间的接触点多且紧密，则土粒之间的表面摩擦力和粗粒土之间的咬合力越大，即和越大。同时，土的原始密度越大，土的孔隙小，接触紧密，粘聚力也必然大。
⑷土的含水量：当土的含水量增加时，水分在土粒表面形成润滑剂，使内摩擦角减小。对粘性土来说，含水量增加，将使薄膜水变厚，甚至增加自由水，则土粒之间的电分子力减弱，使粘聚力降低。
⑸土的结构：粘性土具有结构强度，如粘性土的结构受扰动，则其粘聚力降低。 ⒉孔隙水压力的影响
由“有效应力原理”可知：作用在试样剪切面上的总应力σ为有效应力σ与孔隙水u 之和，即u +=σσ
。在外荷载σ的作用下，随着时间的增长，孔隙水的压力u 因排水而逐
渐消散，同时有效应力σ相应的增加。而孔隙水的压力作用于土中的自由水上，不会产生土粒间的内摩擦力，只有作用在土粒骨架上的有效应力σ才能产生内摩擦强度。因此，若土的抗剪强度试验的条件不同，影响土中孔隙水是否排出与排出多少，亦即影响有效应力σ的数值大小，使抗剪强度试验结果不同。
⑴固结排水剪（慢剪） 试验控制条件：如在直剪试验中，施加垂直压力σ后，使孔隙水压力完全消散，然后再施加水平剪力。每级剪力施加后都充分排水，使试样在整个试验过程中都处于充分排水的条件下，即试样中的孔隙水压力u=0，直至土试样剪损。这种试验方法称为排水剪，试验结果测得抗剪强度最大。
⑵不固结不排水剪（慢剪） 试验控制条件：与上述固结排水剪相反。如在直剪试验中，施加垂直压力σ后立即加水平剪力，并快速试验，在3-5分钟内把试样剪损。在整个试验过程中不让土中水排出，使试样中始终存在孔隙水压力u ，因此土中有效应力σ减小，所以实验结果测得的抗剪强度值最小。
⑶固结不排水剪（固结快剪）试验控制条件：相当于以上两种方法的组合。如在直剪试验中，施加垂直压力 后充分排水，使孔隙水压力全部消散，即固结后再快速施加水平剪力，并在3-5分钟内把试样剪损。所以实验结果测得的抗剪强度值居中。
⒋5地基的临塑荷载和临界荷载
⒋⒌1地基的临塑荷载
⒈定义
地基的临塑荷载是指在外荷载作用下，地基中刚开始产生塑性变形时基础底面单位面积上所承受的荷载。
由“土的压缩压缩性原位测试”中现场荷载加以说明。由荷载试验成果p-s 关系曲线可见：荷载试验第一阶段为压密阶段，即直线变形阶段；第二阶段为局部剪切破坏阶段，p-s 曲线呈下弯曲线形。荷载第一阶段与第二阶段之分界a 点对应的荷载称为临塑荷载，也就是随着荷载的增大，地基土由弹性变形开始产生塑性变形的界限荷载。 ⒉地基临塑荷载的计算公式 c N d N d ctg ctg c d p c d cr +=+-?+=
γγφ
φφγπ2
)
(
式中 cr p —地基的临塑荷载，kpa ； γ—地基埋深范围内土的重度，kN/m 3
; d —基础埋深，m ；
c —基础底面下土的粘聚力，kPa ； υ—基础底面下土的内摩擦角，度； c
d N N ,—承载力系数：
2
2φφπφφ-
++
+=
ctg ctg N d ， 2
π
φφφ
π-
+?=
ctg ctg N c
。
⒋⒌2地基的临界荷载
1意义；大量的工程实践表明，采用临塑荷载作为地基的承载力，十分安全且偏于保守。因此，为了提高地基承载力的数值，降低工程量，节省造价，引进临界荷载的概念。
2定义
当地基中的塑性变形区最大深度为： 中心荷载基础 4
max b z =
偏心荷载基础 3
max b z =
与此相对应的基础地面压力，分别以4
1p 或3
1p 表示，称为临界荷载。
3临界荷载计算公式
⑴中心荷载
c N N N
d ctg ctg c b d p c d ++=++-?++=412411)(γφ
φφγγππ
式中 b —基础宽度，m ；矩形基础短边，圆形基础采用A b =，A 为圆形基础底面积。
1N —承载力系数。 ⑵偏心荷载
c N N N
d ctg ctg c b d p c d ++=++-?++=3123131)(γφ
φφγγππ
式中 N 1/3—承载力系数。 ⑶承载力系数 )
(424
1π
φφπ
-+=
ctg N
)
(3231π
φφπ
-+=
ctg N
评论：①上述临界荷载与临塑荷载公式，均由条形基础均布荷载推导得来。若对矩形基础或圆形基础，也可应用上述公式计算。
②以上公式应用弹性理论，对于已出现塑性区情况下的临界荷载公式来说，条件不严格。但因塑性区的范围不大，其影响为工程所允许，故临界荷载作为地基承载力，应用仍较广。
⒋6 地基的极限荷载
4.6.1地基的极限荷载概念
1定义
地基的极限荷载特指地基在外荷载的作用下产生的应力达到极限平衡状态时的荷载。 由现场荷载试验结果p-s 曲线上，相当于第二阶段与第三阶段交界处b 点所对应的荷载称为地基的极限荷载。 ⒉极限荷载的计算公式 ⑴一般计算公式（示意图⒋5）：
q c r u qN cN bN p ++=γ2
1
式中
u p —地基极限荷载，kpa 。
q —地基的旁侧荷载，其值为基础埋深范围的土的自重压力kpa d ,γ。 c —基础底面下土的粘聚力，kPa ；
γN N N q c ,,—地基承载力系数，均为)2
45(φ
α+= tg 的函数。
.;);(2543αααααγtg tg N tg N tg tg N q c -==+=
3极限荷载的工程应用
在进行建筑物设计时，采用极限荷载作为地基承载力时必须有一定的安全系数K 进行修正。K 值的大小，应根据建筑工程的等级、规模与重要性及各种极限荷载公式的理论、假定条件与适用情况而定。通常取安全系数K=1.5-3.0。
⒋⒍2 太沙基（K.Terzaghi ）公式
适用范围：适用于基础底面粗糙的条形基础；并推广应用于方形基础与圆形基础。 理论假定：
①条形基础，均布荷载作用。
②地基发生滑动时，滑动面的形状，两端为直线，中间为曲线，左右对称，如图⒋6。 ③滑动土体分为三区，如图⒋6：
Ⅰ区—
位于基础底面下，呈楔形弹性压密区。由于土体与基础粗糙底面的摩擦力作用，
此区的土体不发生剪切位移，处于压密状态。滑动面ab ’与基础底面aa ’之间的夹角为土体内摩擦角υ。 Ⅱ区—滑动面为曲面，呈对数螺旋线。Ⅰ区正中的底部b ’点
处，对数螺旋线的切线为竖向，C 点处对数螺旋线的切线与水平线夹角为245
φ-
。
Ⅲ区—滑动面为斜向平面，剖面图上呈等腰三角形。滑动体斜面与水平地面的夹角为
245φ- 。
⒈条形基础（较密实地基）
⑴作用于Ⅰ区土体上诸力:在均匀分布的极限荷载
u p 的作用下，
地基处于极限平衡状态时，作用于Ⅰ区土楔上的诸力，包括：①土楔a b a ''顶面的极限荷载
u p ；②土楔a b a ''自
重；③土楔斜面b a '上作用的粘聚力c 的竖向分力；④Ⅱ区、Ⅲ区土体滑动时，对斜面b a '的被动土压力的竖向分力。
⑵太沙基公式：根据作用于土体上的诸力和在竖直方向的静力平衡条件可得太沙基公式。
q c u qN cN bN p ++=γγ2
1
太沙基公式的承载力系数γN N N q c ,,必须根据内摩擦角υ值，查专用承载力系数图。
⑶适用条件 ①地基土较密实；
②地基完全剪切整体滑动破坏，即荷载试验结果曲线上有明显的第二拐点。 ⒉条形基础（松软地基）
若地基土松软，荷载试验结果曲线没有明显拐点的局部剪损情况，极限荷载按下式计算：
q c
u N q N c N b p '+'+'=3
2
21γγ
式中 γN N N q c
''',,—局部剪损时的承载力系数根据内摩擦角υ值，查专用承载力系数图。 ⒊方形基础
对于方形基础，对极限荷载公式中的数字作适当修改：
q c u qN cN N b p ++=2.14.00γγ
式中 0b —方形基础的边长。
⒋圆形基础
圆形基础的极限荷载公式与方形基础的极限荷载公式类似：
q c u qN cN N b p ++=2.13.00γγ
式中 0b —圆形基础的直径。
⒌地基承载力
应用太沙基公式进行基础设计时，地基承载力为：
K
p f u =
式中 K —地基承载力安全系数，0.3≥k 。
⒋⒍3斯凯普顿（Skempton ）公式
⒈适用条件
⑴饱和软土地基，摩擦角0=φ
。当地基土的内摩擦角0=φ时，太沙基公式难以应用。
⑵浅基础，即基础埋深b d 5.2≤。
⑶矩形基础，需考虑基础宽度与长度的比值b/l 的影响。 ⒉极限荷载公式
d b
d
l b c p u γ+++=)2.01)(2.01(5
式中 c —地基土的粘聚力，取基础底面以下0.7b 深度范围内的平均值，kpa 。 γ—地基埋深范围内土的重度，kN/m 3
; ⒊地基承载力
K
p f u
=
式中 k —斯凯普顿安全系数，可取5.1~1.1=K 。
⒋⒍4汉森（Hansen J.B.）公式
⒈适用条件
⑴倾斜荷载作用
⑵基础形状：基础的长宽比，条形和矩形基础的影响均已计入；
⑶基础埋深：适用基础埋深d
⒉极限荷载公式 q q q q c c c c r r r uv i d S qN i d S cN i S bN p ++=12
1
γ
式中
uv p —地基极限荷载的竖向分力，kpa 。
1γ—基底持力层的重度，地下水位以下用有效重度。 q —基底有效旁侧荷载，kpa 。 γN N N q c ,,—承载力系数。
q c d d ,—基础埋深系数，如在埋深范围内存在强度小于持力层的弱土层时，应将此弱土层的厚度扣除。
b
d d d q c 35
.01+==。 q c i i i ,,γ—倾斜系数，于作用荷载倾斜角0δ有关。查表可得。当基础中心受压时，
q c i i i ,,γ=1
基础形状系数： b l S r
4.01-= ；l
b S S q
c 2.01+== 对于条形基础： 1===γS S S q c
⒊滑动面的最大深度 b z λ=max
式中 λ——系数，与荷载倾斜角0δ有关。 ⒋地基为多层土时的计算
若地基土在滑动面范围内由n 个土层组成，各层的抗剪强度相差不太悬殊，则可按下式计算加权平均重度与加权平均抗剪强度指标，然后应用汗森公式。
∑∑===n i i
n
i i
i p
h h 1
1
γγ；∑∑===n i i
n
i i
i p
h c h c 1
1
；∑∑===n i i
n
i i
i p
h h 1
1
φφ
式中 p p p c φγ,,—分别为加权平均重度、加权平均粘聚力、加权平均内摩擦角。 h i —第i 层土的厚度，m ； γi —第i 层土的重度，kN/m 3
； c i —第i 层土的粘聚力，kPa ； υi —第i 层土的内摩擦角，度；
5工程应用
⑴安全系数：地基安全系数K ≥2.0。
⑵应用效果：在西欧应用很广，我国上海、天津等地进行工程校核，结果较满意。
⒋⒍5影响极限荷载的因素
⒈地基破坏形式
⑴地基整体滑动破坏：当地基土良好或中等，上部荷载超过地基极限荷载时，地基中的塑性变形区扩展连成整体，导致地基发生整体滑动破坏。
⑵地基局部剪切破坏：当基础埋深大、加荷速率快时，因基础旁侧荷载大，阻止地基整体滑动破坏，使地基发生基础底部局部剪切破坏。
⑶地基冲切剪切破坏：若地基为松砂或软土，在外荷作用下使地基产生大量沉降，甚至竖向切入土中，发生冲切剪切破坏。
⒉地基土的指标
⑴土的内摩擦角：土的内摩擦角值的大小，对地基极限荷载的影响最大。υ越大，则tg(45°+υ/2)越大，则承载力系数γN N N q c ,,越大，故极限荷载值就越大。
⑵土的粘聚力：如地基土的粘聚力增加，则极限荷载一般公式中的第二项增大，即p u
增大。
⑶土的重度：若地基土的重度增大，则p u 增大。 ⒊基础设计的尺寸
⑴基础宽度：若基础设计宽度加大时，地基极限荷载公式第一项增大，即p u增大。
⑵基础埋深：基础埋深加大时，则基础旁侧荷载增加。
⒋荷载作用方向
⑴荷载为倾斜方向：荷载越大，则相应的倾斜角就越大，则相应的倾斜系数就越小。，因而，极限荷载就越小；反之越大。
⑵荷载为竖直方向：倾斜角为零，倾斜系数为1，则极限荷载大。
⒌荷载作用时间
⑴荷载作用时间短暂：若荷载作用时间很短，则极限荷载可以提高。
⑵荷载长期作用：若荷载长期作用，土产生蠕变降低土的强度，即极限荷载降低。
四、问答题 1. 孔隙率：土中孔隙体积与土总体积之比。 2．地基极限承载力：当地基土体中的塑性变形去充分发展并形成连续贯通的滑移面时，地基所 p也称为地基极限承载力。 能承受的最大荷载，称为极限荷载 u 3. 静止土压力：刚性挡土墙保持原来位置静止不动，则作用在挡土墙上的土压力。 4. 颗粒级配：混合土的性质不仅取决与所含颗粒的大小程度，更取决于不同粒组的相对含量，即土中各粒组的含量占土样总重量的百分数。这个百分数习惯上称为土的颗粒级配。 5．土坡失稳：是指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性。6．土粒比重：土颗粒与同体积4℃纯水的质量之比。 7．最优含水量：土的压实效果与含水量有关，当土的含水量达到某一特定值时，土最容易被压实，获得最大干密度，这个特定的含水量值就是最优含水量。 13．孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比。 14．粒径级配：土中某粒组的相对含量。 15．冲积土：由江河水流搬运的岩石风化产物在沿途沉积而成。 16．风化作用：是指由于气温变化、大气、水分及生物活动等自然条件使岩石破坏的地质作用。17．风积土：由于风夹带砂砾对岩石的打磨和风对岩石风化碎屑的吹扬、搬运、沉积而成的土称为风积土 18．土的稠度：粘性土在不同含水量时呈现不同的软硬程度，称为土的稠度。 19、土的粒径级配：是指土中不同大小颗粒的相对含量。粒径级配曲线的纵坐标是指小于某粒径的土重占总土重的百分数 20．表面结合水：细小土粒因表面的静电引力吸附周围的水分子而形成的一层水膜。密度较大，不能传递静水压力。 21．土粒比重：土颗粒与同体积4℃纯水的质量之比。 22．灵敏度：评价粘性土结构性强弱的指标，是指同一粘性土的原状土与重塑土的无侧限抗压强度之比。 23．最优含水量：土的压实效果与含水量有关，当土的含水量达到某一特定值时，土最容易被压实，获得最大干密度，这个特定的含水量值就是最优含水量。 24．粘性土可塑性：在外力作用下，粘性土可任意改变形状而不裂、不断。当外力拆除后，土仍能保持已改变的形状，这就是可塑性。 25．孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比。 26．粒径级配：土中某粒组的相对含量。 27．冲积土：由江河水流搬运的岩石风化产物在沿途沉积而成。 28．风化作用：是指由于气温变化、大气、水分及生物活动等自然条件使岩石破坏的地质作用。
一．地基承载力计算方法：按《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89） 1．野外鉴别法 岩石承载力标准值f k（kpa） 注：1.对于微风化的硬质岩石，其承载力取大于4000kpa时，应由试验确定； 2.对于强风化的岩石，当与残积土难于区分时按土考虑。 碎石承载力标准值f k（kpa） 注：1.表中数值适用于骨架颗粒空隙全部由中砂、粗砂或硬塑、坚硬状态的粘土或稍湿的粉土所充填的情况； 2.当粗颗粒为中等风化或强风化时，可按其风化程度适当降低承载力，当颗粒间呈半胶结状时，可适当提高承载力； 3.对于砾石、砾石土均按角砾查承载力。 2．物理力学指标法 粉土承载力基本值f（kpa） 注：1.有括号者仅供内插用； 2.折算系数§=0。 粘性土承载力基本值f（kpa） 注：1.有括号者仅供内插用； 2.折算系数§=0.1。
沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值f（kpa） 注：对于内陆淤涨和淤泥质土，可参照使用。 红粘土承载力基本值f（kpa） 注：1.本表仅适用于定义范围内的红粘土； 2.折算系数§=0.4。 素填土承载力基本值f（kpa） 注：本表只适用于堆填时间超过10年的粘性土，以及超过5年的粉土；所查承载需经修正计算。3．标准贯入试验法 砂土承载力标准值f k（kpa） 注:1.砾砂不给承载力; 2.粉细砂按粉砂项给承载力;3.中粗砂按中砂项给承载力; 4.细中砂按细砂项给承载力; 5.粗砾砂按粗砂项给承载力; 6.N63.5需修正后查承载力. 粘性土承载力标准值f k（kpa） 注：N63.5需经修正后查承载力。 花岗岩风化残积土承载力基本值f（kpa） 注：花岗岩风化残积土的定名： 2mm含量≥20%为砾质粘性土； 2mm含量＜20%为砂质粘性； 2mm含量=0为粘性土
土力学与地基基础作业 一、简答题（每题6分，共60分） 1、什么是残积土？ 2、什么是主动土压力？ 3、什么是土的抗剪强度？ 4、什么是软弱地基？ 5、什么是基础埋置深度？确定基础埋深的基本原则是什么？ 6、选择基础埋置深度应考虑哪些因素的影响？ 7、垫层有什么作用？ 8、简述直接剪切试验和三轴压缩度验的优缺点。 9、简述三种粘土矿物的结构特征及其基本的工程特性。 10、地基变形依其特征分为哪几种？ 二、填空题（每空1分，共12分） 1、常用的土的颗粒级配分析方法有、。 2、墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零，则该深度称为。 3、土的抗剪强度指标在室内通过试验、和验测定。 4、由于桩、承台、土的相互作用，单根桩与群桩中的桩相比在桩侧阻力、桩端阻力、沉降等方面性状有明显不同，这种现象称为________。 5、设计地下室的外墙时，外墙所受到的侧向压力通常采用三种土压力中的________。 6、判别粘性土软硬状态的指标是________。 7、基底附加压力式中d表示________。 8、原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的________。 9、土的颗粒级配曲线平缓说明土的颗粒，级配良好。 三、计算题（每题7分，共28分） 1、某框架柱采用预制桩基础，如图示，柱作用在承台顶面的荷载标准组合值为Ｆｋ=2600kN，Mk= 300kN·m，承台埋深d=1m，单桩承载力特征值为Ra=700kN。试进行单桩竖向承载力验算。
2、如图所示的某建筑物柱下单独基础，其基底尺寸ι=6m，b=2m，作用在±0.00标高（室内地面）处的竖向荷载设计值为2295- 6kN，天然地面标高为-0.45m，其他指标见图。试按持力层承载力的要求，验算基底尺寸是否合适。 3、某场地第一层为粘性土层，厚度为4m，其下为基岩，经试验测得粘性土层的平均孔隙比e=0. 700，平均压缩系数a=0.5Mpa-1。求该粘性土的平均压缩模量Es。现在粘性土层表面增加大面积荷载p= 1OOkPa，求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终固结沉降量。 4、对某原状土样进行侧限压缩试验，在1OOkPa、200kPa压力作用下稳定后的孔隙比分别为0. 744和0.709，试计算该土在此压力段的压缩模量。
浅谈地基岩土承载力确定方法 摘要：本文就岩土工程勘察阶段划分，确定岩土勘察工作因素作了介绍,就确定建筑物地基承载力的方法和取值问题作了探讨。 关键词：地基承载力土工试验原位测试区域经验 岩土工程勘察要求正确反映建设场地的岩土工程条件，评价岩土工程问题，并提出解决岩土工程问题的方法和建议。因此,岩土工程勘察必须明确勘察工作的因素,按照勘察阶段进行工作,并且必须与各个设计阶段的相适应。地基承载力是工程建设的重要依据，它决定着地基形式及地基处理方案的形式，所以在岩土工程勘察过程中，承载力的确定是非常重要的环节。 1影响地基基础承载力确定的主要因素 1.1自然条件。主要指当地气象、水文，场地地形起伏变化情况，地貌单元与类型，地震烈度，不良地质现象。 1.2场地地质条件。地基的强度; 地基土变形量,以及对建筑地基作出岩土工程评价。 1.3当地建筑经验；目前各大城市都有现成的沉降观测资料，这些资料相当于原型载荷试验，通过这些资料的分析和工程地质比拟来确定地基承载力。 1.4地基的土性。地基土是经过漫长的地质年代形成的, 经历了各种各样的变化过程, 其土质特性表现出很大的变异性。大量的试验和统计结果表明, 土性参数的变异系数比一般的人工材料的变异系数要大。 1.5地基的荷载。荷载主要包括土体的自重和上部结构作用荷载, 土体自重的变异性较小, 上部结构作用荷载根据不同的情况, 变异系数可能会起较大的变化。 1.6地基的测试。岩土工程土性测试中需要控制的边界条件、初始条件和加荷条件都比较复杂, 实施起来比较困难,与实际情况的差别可能比较大, 因此, 测试结果常常不能确切地反映真实情况。 1.7计算方法。岩土工程中的各种力学计算方法不及其他工程结构的完善和成熟, 由计算方法不精确可能引起的误差较难精确估计。 2地基承载力取值方法 2.1原位测试。通过现场直接试验确定承载力的方法。包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等。其中用载荷试验法确定持力层承载力标准值是一种常用的方法。地基承载力问题属于土力学中的强度和稳定性的课
本章学习要点： 地基承载力是指地基土单位面积上所能承受地荷载，这是土力学地重要问题之一.由于地基土地复杂性，要准确地确定地基极限承载力也是比较复杂地问题. 文档来自于网络搜索 本章学习地基在外荷裁作用下地破坏形式，地基地临塑荷载、临界荷载与极限荷载，确定地基承载力地理论公式、地基承载力设计值地确定和影响地基承载力地因素，要求掌握地基承载力地确定与计算，并从这些计算公式中了解影响地基承载力地因素. 文档来自于网络搜索 第一节概述 地基随建筑物荷载地作用后，内部应力发生变化，表现在两方面：一种是由于地基土在建筑物荷载作用下产生压缩变形，引起基础过大地沉降量或沉降差，使上部结构倾斜，造成建筑物沉降；另一种是由于建筑物地荷载过大，超过了基础下持力层土所能承受荷载地能力而使地基产生滑动破坏. 文档来自于网络搜索 因此在设计建筑物基础时，必须满足下列条件： 地基：强度——承载力——容许承载力 变形——变形量（沉降量）——容许沉降量 一、几个名词 、地基承载力：指地基土单位面积上所能随荷载地能力.地基承载力问题属于地基地强度和稳定问题. 、容许承载力：指同时兼顾地基强度、稳定性和变形要求这两个条件时地承载力.它是一个变量，是和筑物允许变形值密切联系在一起. 文档来自于网络搜索 、地基承载力标准值：是根据野外鉴别结果确定地承载力值.包括：标贯试验、静力触探、旁压及其它原位测试得到地值. 文档来自于网络搜索 、地基承载力基本值：是根据室内物理、力学指标平均值，查表确定地承载力值，包括载荷试验得到地值）. 通常文档来自于网络搜索 、极限承载力：指地基即将丧失稳定性时地承载力. 二、地基承载力确定地途径 目前确定方法有： ．根据原位试验确定：载荷试验、标准贯入、静力触探等.每种试验都有一定地适用条件. ．根据地基承载力地理论公式确定. ．根据《建筑地基基础设计规范》确定. 根据大量测试资料和建筑经验，通过统计分析，总结出各种类型地土在某种条件下地容许承载力，查表. 文档来自于网络搜索 一般：一级建筑物：载荷试验，理论公式及原位测试确定； 二级建筑物：规范查出，原位测试；尚应结合理论公式； 三级建筑物：邻近建筑经验. 三、确定地基承载力应考虑地因素 地基承载力不仅决定于地基地性质，还受到以下影响因素地制约. ．基础形状地影响：在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑地，对于非条形基础应考虑形状不同地基承载地影响. 文档来自于网络搜索 ．荷载倾斜与偏心地影响：在用理论公式计算地基承载力时，均是按中心受荷考虑地，但荷载地倾斜荷偏心对地基承载力是有影响地. 文档来自于网络搜索 ．覆盖层抗剪强度地影响：基底以上覆盖层抗剪强度越高，地基承载力显然越高，因而基坑开挖地大小和施工回填质量地好坏对地基承载力有影响. 文档来自于网络搜索 ．地下水地影响：地下水水位上升会降低土地承载力. ．下卧层地影响：确定地基持力层地承载力设计值，应对下卧层地影响作具体地分析和验算. ．此外还有基底倾斜和地面倾斜地影响：地基土压缩性和试验底板与实际基础尺寸比例地影响.相邻基础地影响，加荷速率地影响和地基与上部结构共同作用地影响等. 文档来自于网络搜索 在确定地基承载力时，应根据建筑物地重要性及结构特点，对上述影响因素作具体分析. 第二节地基地变形和失稳 临塑荷载和极限承载力 现场荷载试验表明：地基从开始发生变形到失去稳定地发展过程，典型地－曲线可以分成顺序发生地三个阶段，即压密变形阶段（）、局部剪损阶段（）和整体剪切破坏阶段（以后）见图－（见教材），三个阶段之间存在着两个界限荷载.
一．填空题 1. 下图是a、b两个土样固结不排水试验结果，表示孔隙水压力与轴向应变的关系，则a土 样为_ __固结土，b土样为_ ___固结土。 2. 下图是a、b两个土样固结不排水试验结果，表示轴向应力增量与轴向应变的关系，则a 土样为_ __固结土，b土样为_ __固结土。 3. 在荷载作用下，建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，地基剪切 破坏的形式可分为整体剪切破坏、_和_三种。 二．选择题 1．饱和软黏土的不排水抗剪强度等于其无侧限抗压强度的( )。 A．2倍B．1倍C．1／2倍D．1／4．倍 2．软黏土的灵敏度可用( )测定。 A．直接剪切试验B．室内压缩试验C．标准贯入试验D．十字板剪切试验3．通过无侧限抗压强度试验可以测得黏性土的( )。 A．a和E s B．c u和k C．c u和S t D．c cu和φcu 4．在现场原位进行的试验是( )。 A．直接剪切试验B．无侧限抗压强度试验 C．十字板剪切试验D．三轴压缩试验 5．无侧限抗压强度试验属于( )。 A．不固结不排水剪B．固结不排水剪C．固结排水剪D．固结快剪6．十字板剪切试验属于( )。 A．不固结不排水剪B．固结不排水剪C．固结排水剪D．慢剪 7．十字板剪切试验常用于测定( )的原位不排水抗剪强度。 A．砂土B．粉土C．黏性土D．饱和软黏土 8．三轴压缩试验在不同排水条件下得到的内摩擦角的关系是( )。 A．φu>φcu>φd B．φu<φcu<φd C．φcu>φu>φd D．φd>φu>φcu 9．若代表土中某点应力状态的莫尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点（）。 A．任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度 B．某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度 C．在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度 D．在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度
地基容许承载力的确定方法 地基的容许承载力是单位面积上容许的最大压力。容许承载的基本要素是：地基土性质；地基土生成条件；建筑物的结构特征。极限承载力是能承受的最大荷载。将极限承载力除以一定的安全系数，才能作为地基的容许承载力。 浆砌片石挡墙地基承载力达不到设计要求时,将基础改为砼基础是为了增加挡墙的整体性.这也只能是相差不大时才行.一般来说要深挖直至达到要求.如果深挖不行只有扩大基础,降低压强.或者改为其它方案 从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下 地基；而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基 地基容许承载力与承载力特征值 所有建筑物和土工建筑物地基基础设计时，均应满足地基承载力和变形的要求，对经常受水平荷载作用的高层建筑高耸结构、高路堤和挡土墙以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算地基稳定性。通常地基计算时，首先应限制基底压力小于等于地基容许承载力或地基承载力特征值( 设计值) ，以便确定基础的埋置深度和底面尺寸，然后验算地基变形，必要时验算地基稳定性。 地基容许承载力是指地基稳定有足够安全度的承载能力，也即地基极限承载力除以一安全系数，此即定值法确定的地基承载力；同时必须验算地基变形不超过允许变形值。地基承载力特征值是指地基稳定有保证可靠度的承载能力，它作为随机变量是以概率理论为基础的，分项系数表达的极限状态设计法确定的地基承载力；同时也要验算地基变形不超过允许变形值。因此，地基容许承载力或地基承载力特征值的定义是在保证地基稳定的条件下，使建筑物基础沉降的计算值不超过允许值的地基承载力。 地基容许承载力:定值设计方法 承载力特征值:极限状态设计法 按定值设计方法计算时,基底压力P不得超过修正后的地基容许承载力.
土力学与地基基础习题 一、简答题、填空题、名词解释部分 1、不均匀系数 2、曲率系数 3、什么情况是级配不良？什么是级配良好？ 4、对粘性土的塑性、工程性质影响最大的是__(选项：强结合水、弱结合水、毛细水、重力水)。 5、电泳、电渗实验说明什么？在基坑排水中，把阳极放在基坑中还是岸边？ 6、简述土的单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。 7、①某粘性土，G s=2.72，用环刀法测密度，环刀重42g，环刀加土重150g，环刀高20mm，内径61.8mm，则该土的密度是__（保留2位小数）g/cm3。容重是__（保留1位小数）kN/m3。 ②用烘箱法测该土样的含水量，铝盒编号C1553，铝盒重11.18g，盒加湿土重28.83g，烘干冷却后盒加干土重24.32g，则该土样的含水量是__％（保留2位小数）。③该土样的孔隙比是__（保留3位小数），饱和度是__％（保留2位小数）。 8、将某土样分成三份：A、B、C，向A里加入适量的水调和均匀，用76g的液限仪圆锥在5秒内沉入深度恰好为10mm，取出该土样测其含水量为39％；将B稍烘干进行搓条，当直径达到3mm时土条表面出现均匀裂缝并开始断裂，测其含水量为23％；直接测得C的含水量为30％。则该土的液限是__％，塑限是__％，塑性指数是__，液性指数是__，该地基土是__（选项：粉土、粉质粘土、粘土），该土处于__（选项：坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑）状态。 9、(保留3位小数)某环刀内土为粉土，G s=2.72，含水量为36％，密度为1.68g/cm3，环刀高为20mm，净面积30cm2，把环刀内土样放置在压缩仪上进行压缩，开始时在1kPa压力作用下压缩仪上测微表读数为8.72，在100kPa压力作用下24小时后测微表读数为7.70（其中仪器变形量为0.04），在200kPa压力作用下24小时后测微表读数为7.54（其中仪器变形量为0.06），则土样原始孔隙比e0=__，100kPa压力下固结后孔隙比e1=__，200kPa压力下固结后孔隙比e2=__，土的压缩系数a1-2=__（要写单位），100kPa压力下土固结后的压缩模量 E s=__（要写单位），该土是__（选项：低压缩性土、中压缩性土、高压缩性土）。 10、基础埋深1.5m，埋深范围内土重度为18kN/m3，基础底面积2m33m，基础顶面有竖向荷载600kN，则基底压力是多少？基底附加压力是多少？2m深处与4m深处附加压力哪个大？如果基础还作用一弯矩200kN2m，则基底最大压力是多少？ 11、有两个基础，埋深都是1m，基底面积分别是1m32m（小基础）和2m34m（大基础），经过计算，基底压力、附加压力完全相同，小基础基底角点正下方3m深处附加压力是30kPa，问大基础基底中心点下方3m深处附加压力是多少？ 12、已知土样的一组直剪试验成果，在正应力为σ=100kPa、200kPa、300kPa和400kPa时，测得的抗剪强度分别为τ=85kPa、112 kPa、135 kPa和160 kPa。请作出抗剪强度包线并在图中标出c和υ，该土的抗剪强度指标粘聚力c=__，摩擦角υ=__。
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1、处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验来测定？( C ) A．荷载试验B．现场十字板剪切试验 C．标准贯入试验 D．轻便触探试验 2、评价下列说法的正误。( D ) ①土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土中的水力梯度也越大 ②任何一种土，只要水力梯度足够大，就可能发生流土和管涌 ③土中一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小 ④渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关 A．①对B．②对C．③和④对D．全不对 3、通过土粒承受和传递的应力称为( A )。 A．有效应力B．总应力C．附加应力D．孔隙水压力 1、由某土颗粒级配累计曲线得： 6012.5mm d=， 100.03mm d=，该土的不均匀系数 u c为( A )。 A．416.7 B．4167 C．2.4×10-3D．12.53 2、对无粘性土的工程性质影响最大的因素是( B )。 A．含水量B．密实度C．矿物成分D．颗粒的均匀程度 3、土透水性的强弱可用土的哪一个指标来反映？( D ) A．压缩系数B．固结系数C．压缩模量D．渗透系数 4、当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下土自重应力为( C )。 A．静水压力B．总应力C．有效应力，但不等于总应力D．有效应力，等于总应力 5、所谓土的固结，主要是指( B )。 A．总应力引起超孔隙水压力增长的过程B．超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程 C．总应力不断增加D．总应力和有效应力不断增加的过程 6、下列说法中正确的是( B )。 A．土的抗剪强度与该面上的总正应力直接相关B．土抗剪强度与该面上的有效正应力成正比 C．剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上D．破裂面与小主应力作用面夹角为45°+?/2 7、若代表土中某点应力状态的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点( C )。 A．任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度B．某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度 C．在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度D．在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度8、当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( B )。 A．在外荷载作用下推挤墙背土体B．被土压力推动而偏离墙背土体 C．被土体限制而处于原来的位置D．受外力限制而处于原来的位置 9、对于( C )，较易发生整体剪切破坏。 A．高压缩性土B．中压缩性土C．低压缩性土D．软土 10、计算挡土墙压力时，荷载效应( D )。 A．应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 B．应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合 C．应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数 D．应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0
大工秋《土力学与地基基础》在线作业答案 大工10秋《土力学与地基基础》在线作业1 1. 某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%，液限为33%，塑限为17%，该土的液性指数为()。 A. 0.71 B. 0.91 C. 0.81 D. 0.61 正确答案：C 满分：5 分 2. 当砂土相对密实度为0的时候，砂土处于最()状态。 A. 最密实 B. 最疏松 C. 不密实也不疏松 D. 无法判断 正确答案：B 满分：5 分 3. 含水量对下列哪种土的过程性质影响较大？() A. 粉土 B. 粉砂 C. 细砂 D. 碎石土 正确答案：A 满分：5 分 4. 有一原状土样切满于体积为60cm3的环刀内，称得总质量为114g，经105℃烘干至恒重为89g，已知土粒比重为2.69。则该土的天然含水量为()。 A. 28% B. 27% C. 36% D. 42% 正确答案：A 满分：5 分 5. 某工程地基经验获得原状土样的基本指标：土粒比重为2.70，天然含水量为18.9%，密度为1.71g/cm3，则该土的饱和度为()。 A. 58.2% B. 63.7% C. 34.8% D. 78.4% 正确答案：A 满分：5 分 6. 某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%，液限为33%，塑限为17%，该土的塑性指数为()。 A. 3 B. 16
D. 6 正确答案：B 满分：5 分 7. 当砂土相对密实度为1的时候，砂土处于最()状态。 A. 最密实 B. 最疏松 C. 不密实也不疏松 D. 无法判断 正确答案：A 满分：5 分 8. 有一原状土样切满于体积为60cm3的环刀内，称得总质量为114g，经105℃烘干至恒重为89g，已知土粒比重为2.69。则该土的饱和度为()。 A. 91.% B. 85.1% C. 92.9% D. 76.5% 正确答案：C 满分：5 分 9. 某工程地基经验获得原状土样的基本指标：土粒比重为2.70，天然含水量为18.9%，密度为1.71g/cm3，则该土的孔隙比为()。 A. 0.396 B. 0.568 C. 0.877 D. 0.945 正确答案：C 满分：5 分 10. 有一原状土样切满于体积为60cm3的环刀内，称得总质量为114g，经105℃烘干至恒重为89g，已知土粒比重为2.69。则该土的孔隙比为()。 A. 0.813 B. 0.974 C. 0.798 D. 0.793 正确答案：A 满分：5 分 大工10秋《土力学与地基基础》在线作业1 1. 砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的。 A. 错误 B. 正确 正确答案：A 满分：5 分 2. 天然土若为饱和土，则天然密度与饱和密度相等。
小桥涵地基承载力检测 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000（P28）“小桥涵的地基检验可采用直观法或触探方法，必要时可进行土质试验”。就我国在建高速公路桥涵地基承载力而言，设计单位在施工图中多给出了地基承载力要求，如圆管涵基底承载力要求100kpa、箱涵250 kpa等等。因此承建单位一般采用（动力）触探法对基底进行检验。 触探法可分为静力触探试验、动力触探试验及标准贯入试验，那么它们分别是怎样定义的？适用范围又是什么呢？我想我们检测人 员是应该搞清楚的。 1、静力触探试验：指通过一定的机械装置，将某种规格的金属触探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于粘性土，粉土和砂土，主要用于划分土层，估算地基土的物理力学指标参数，评定地基土的承载力，估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。（多为设计单位采用）。 2、动力触探试验：指利用锤击功能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。动力触探试验适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩及各类土；动力触探分为轻型、重型及超重型三类。目前承建单位一般选用轻型和重型。①轻型触探仪适用于砂土、粉土及粘性土地基检测，（一般要求土中不含碎、卵石），轻型触探仪设备轻便，操作简单，省人省
力，记录每打入30cm的锤击次数，代用公式为R=（0.8×N-2）×9.8（R-地基容许承载力Kpa ， N-轻型触探锤击数）。②重型触探仪：适用于各类土，是目前承建单位应用最广泛的一种地基承载力测试方法，该法是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将触探头打入土中，记录打入10cm的锤击数，代用公式为y=35.96x+23.8( y-地基容许承载力Kpa ， x-重型触探锤击数)。 3、标准贯入试验：标准贯入试验是动力触探类型之一，其利用质量为63.5 kg的穿心锤，以76cm的恒定高度上自由落下，将一定规格的触探头打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，接着将标准贯入器再打入土中30 cm，用此30 cm的锤击数（N）作为标准贯入试验指标，标准贯入试验是国内广泛应用的一种现场原位测试手段，它不仅可用于砂土的测试，也可用于粘性土的测试。锤击数（N）的结果不仅可用于判断砂土的密实度，粘性土的稠度，地基土的容许承载力，砂土的振动液化，桩基承载力，同时也是地基处理效果的一种重要方法。（多为测试中心及设计单位采用）。
第9章地基承载力（答案在最底端） 一、简答题 1.地基破坏模式有几种？发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何？ 1.【答】 在荷载作用下地基因承载力不足引起的破坏，一般都由地基土的剪切破坏引起。试验表明，浅基础的地基破坏模式有三种：整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏。 地基整体剪切破坏的主要特征是能够形成延伸至地面的连续滑动面。在形成连续滑动面的过程中，随着荷载(或基底压力)的增加将出现三个变形阶段：即弹性变形阶段、弹塑性变形阶段以及破坏(或塑性流动)阶段。即地基在荷载作用下产生近似线弹性(p-s曲线首段呈线性)变形；当荷载达到一定数值时，剪切破坏区(或称塑性变形区)逐渐扩大，p-s曲线由线性开始弯曲；当剪切破坏区连成一片形成连续滑动面时，地基基础失去了继续承载能力，这时p -s曲线具有明显的转折点。 2.何为地基塑性变形区？ 3.何为地基极限承载力(或称地基极限荷载)？ 4.何为临塑荷载、临界荷载p1/4？ 5.地基破坏型(形)式有哪几种？各有何特点。 6.试述地基极限承载力一般公式的含义。 二、填空题 1.确定地基承载力的方法一般有原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法等。 2.地基极限承载力的公式很多，一般讲有和公式等。(给出任意两个) 3.一般来讲，浅基础的地基破坏模式有三种： 、和。 4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力，它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k，且要验算地基变形不超过允许变形值。 三、选择题 1.下面有关P cr与P1/4的说法中，正确的是（）。 A. P cr与基础宽度b无关，P1/4与基础宽度b有关 B. P cr与基础宽度b有关，P1/4与基础宽度b无关 C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关 D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关 2.一条形基础b=1.2m，d=2.0m，建在均质的粘土地基上，粘土的Υ=18KN/m3，φ=150，c=1 5KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为（） A. 155.26KPa, 162.26KPa B.162.26KPa, 155.26KPa C. 155.26KPa, 148.61KPa D.163.7KPa, 162.26Kpa 3.设基础底面宽度为b，则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=（）的基底压力。 A.b/3 B.> b/3 C. b/4 D.0，但塑性区即将出现 4.浅基础的地基极限承载力是指（）。 A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载
高等教育自学考试土力学及地基基础测试题五 一、单项选择题(本大题共24小题，每小题1分，共24分)。 1. 钢筋混凝土预制桩的优点在于（ A ）。 A.桩身质量易于保证 B.直径大 C.对周围环境影响小 D.适用所有土层 2. 预制桩的最小间距为（ B ）。 A.2.5d 3. 在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂土，静载荷试验要求的间歇时间不得少于（ A ）天。 4. 用静载试验确定单桩承载力时，如果Q-S曲线呈缓变型，则常取桩顶总沉降量为一定值时所对应的荷载为单桩竖向极限承载力，该沉降量宜取（ B ）。 A.10mm B.40mm C.100mm D.150mm 5. 对于打入式预制桩，设置桩之后，宜隔一段时间才开始进行静载试验，如果桩所穿过的土层是一般粘性土，一般间歇时间不少于（ C ）。 6. 当桩的长径比l／d较小，桩身穿越软弱土层，桩端设置在密实砂层、碎石类土层或微风化岩层中，这类桩宜按（A）。 A.端承桩设计 B.摩擦桩设计 C.摩擦端承桩设计 D.端承摩擦桩设计 7. 桩端进入粘性土持力层的深度不宜小于（ C ）。 A.0.5倍桩径倍桩径倍桩径倍桩径 8. 以承受竖向荷载为主的桩基础，桩顶嵌入承台的长度不宜小于（ C ）。 A.10mm C.50mm D.150mm 9. 端承型群桩基础，群桩效应系数η的值为（B）。 当桩产生负摩擦阻力时，桩相对于地基土的位移是（ A ）。 A.向上 B.向下 C.相对不动 D.侧向 11. 桩侧负摩阻力的产生，将使桩的（ B ）。 A.竖向承载力增加，桩身轴力加大 B.竖向承载力减小，桩身轴力加大 C.竖向承载力减小，桩身轴力减小 D.竖向承载力增加，桩身轴力减小 12. 相同条件下的桩基静载荷试验桩数不少于总桩数的（ A ）。 ％，且不少于3根％，且不少于3根 ％，且不少于3根％，且不少于3根 13. 其他条件相同时，下列情况中，对应的群桩效应系数最小的是（ B ）。 A.桩数越多、桩距越大 B.桩数越多、桩距越小 C.桩数越少、桩距越大 D.桩数越少、桩距越小 14. 钢筋混凝土灌注桩在工作期间如有地下水下降的可能，设计时应考虑（ C ）。 A.桩的抗浮问题 B.桩的抗腐问题 C.桩的负摩擦力问题 D.桩的施工方法问题 15. 淤泥是指（ B ）。 A.ω＞ωp，e≥的粘性土 B.ω＞ωL，e≥的粘性土 C.ω＞ωp，≤e＜的粘性土 D.ω＞ωL，≤e＜的粘性土16. 淤泥质土是指（ D ）。 A.ω＞ωp，e≥的粘性土 B.ω＞ωL，e≥的粘性土 C.ω＞ωp，≤e＜的粘性土 D.ω＞ωL，≤e＜的粘性土 17.一般情况下，软土的不排水抗剪强度值小于（ B ）。 18.砂井预压法处理地基中，砂井的作用是（ B ）。 A.与土形成复合地基一起承载 B.加快土层的排水固结 C.挤密土体 D.施工中使土振密 19.在堆载预压加固地基时，砂井或塑料排水板的作用是（ A ）。 A.预压荷载下的排水通道 B.土中加筋 C.挤密土体 D.形成复合地基 20. 对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是（ C ）。 A.减小液化的可能性 B.减小冻胀 C.提高地基承载力 D.消除湿陷性 21.砂井堆载预压法属于（ B ）。 A.化学加固法 B.排水固结法 C.碾压夯实法 D.振冲密实法 22.下列土中，不适宜 ．．．于采用强夯法加固的是（ D ）。 A.杂填土 B.黄土 C.松砂 D.饱和软粘土 23.下列地基中，不适合 ．．．用水泥土搅拌法处理的是（ D ）。 A.淤泥 B.低强度粘性土 C.粉土 D.人工填土 24. 下列土类中，不适宜 ．．．用强夯法处理的是（ C ）。 A.松散砂土 B.杂填土 C.饱和软粘土 D.湿陷性黄土 二、填空题(本大题共20小题，每空1分，共20分) 1.按设置效应，可将桩分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩三类。 2.按桩的性状和竖向受力情况，桩可分为摩擦型桩和端承型桩两大类。 3.群桩中的桩数愈多、桩距愈小，则桩端处的应力重叠现象愈严重，群桩效应系数 愈____小_____。 4.工厂预制的钢筋混凝土桩，分节的长度一般不超过___12m_____。 5.由于桩、承台、土的相互作用，单根桩与群桩中的桩相比在桩侧阻力、桩端阻力、沉降等方面性状有明显不同，这种现象称为___群桩效应____。 6.当土层相对于桩侧向下位移时，产生于桩侧的向下的摩阻力称为桩侧负摩阻力。 7.桩和桩周土之间没有产生相对位移的截面位置称为__中性点___。 8.遇有地下水位较高或具有砂层时，钻孔灌注桩常利用__泥浆___保护孔壁，以防坍孔。 9. 单桩竖向承载力的确定，取决于两个方面，一是取决于桩本身的材料强度，二是取决于__地层的支承力___。 10.一般认为确定单桩承载力最可靠的方法是__静载荷试验____。 11.含水量及饱和度高、孔隙比大、透水性低且灵敏度高的粘性土和粉土称为_ 软土____。 12.人工填土包括素填土、冲填土和杂填土。 13.在整治和疏通江河时，用挖泥船把江河底部的泥砂用水力冲填形成的人工填土称为__冲填土____。 14.持力层主要由软弱土组成的地基称为软弱地基。 15.砂垫层的设计应满足建筑物对地基承载力和___沉降___的要求。 16.确定砂垫层的宽度，应从两个方面考虑，一是要有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出，二是要满足__压力扩散角___的要求。 17.换填垫层法中经常采用砂垫层，一般情况下，砂垫层的厚度宜为___1-2m_____。 18.常用砂井堆载预压法处理饱和软粘土地基，其中砂井的主要作用是___加快土层的排水固结____。
土力学与地基基础练习册 习 题 一 一、填空 1．土的物理性质是土的最基本的工程特性。 2．土的结构分为单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构三种。 3．土的构造主要有层理构造和裂隙构造两种。 4．反映土单位体积质量（重力）的导出指标有浮密度、饱和密度和干密度。 5．土的基本指标包括土的密度、土粒相对密度和土的含水量，在试验室中分别用环刀法、比重瓶法和烘干法来测定。 6．土的不均匀系数Ku 越大，曲线越平缓，粒径分布越不均匀。 7. 基底附加压力求得后，可将其视为作用在地基表面的荷载，然后进行地基中的附加应力计算。 8．土粒比重是土粒的质量与同质量相同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比 。用比重瓶方法测定。 9．土的密度是质量与单位体积之比。 四、计算 1. 某粘土的含水量w=36.4%, 液限wL=48%、塑限wp=25.4%，要求： 1).计算该土的塑性指标Ip ； 2).确定该土的名称； 3).计算该土的液性指标IL ； 4).按液性指标数确定土的状态。 解： ] 为粘土;176.224.2548 p L p W W I 为可塑态 ;487.06 .224 .254.36 P P L I W W I
习 题 二 一、填空 1．某点在地下水位以下,当地下水位下降时该点自重应力将增加;地下水位上升时该点自重应力将减小。 四、计算 1.某构筑物基础如下页图所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN ，偏心距1.31m ，基础埋深为2m ，底面尺寸为4m ×2m 。试求基底平均压力P 和边缘最大压力P max ，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。 解： KPa ab G F P 5.3002 )89.02(32000 3)(2max 89.02 422068031 .1680 G F M e KPa A G F P 1254 320680
我们高速公路使用的是4.5X+24，设计院给的，是“铁”字辈的，。以前工程是8X-20。 N10型触探仪的适用范围是100~230KPa，在这个范围内用这个公式是对的，这个公式本来就是用这些数据回归出来的，所以出了这个范围就不能用这个公式，否则就不准确啦，但现在各个项目的地基承载力不一定在这个范围，为了方便检测，就用这个公式外延计算，我个人认为这样是不合理的. [/quote] 我也同意此观点，我觉得对于地基为粘土和亚粘土，并且呈可塑状或者硬塑状时是实用的，对其他土质只有指导作用，是不实用的。工地上为了达到简单，才使用N10型触探仪测试其承载力。 同意此意见，我们以前在高速公路中，有时业主也要求做空隙比，根据空隙比查看承载力，这样比较精确，操作上也不是很麻烦。 N10型触探仪的适用范围是100~230KPa，在这个范围内用这个公式是对的，这个公式本来就是用这些数据回归出来的，所以出了这个范围就不能用这个公式，否则就不准确啦，但现在各个项目的地基承载力不一定在这个范围，为了方便检测，就用这个公式外延计算，我个人认为这样是不合理的. 近几年，我国高速公路发展迅猛，由于高速公路是全封闭的，所以需要修建许多的构造物，如机耕通道、人行通道及排水涵、盖板涵等。因为地基承载力不足，结构物局部不均匀沉降时有发生。因此应该引起高度重视。以下结合本人多年从事公路工程试验检测工作的切身体会，片面地谈谈非桩基础的小桥涵地基承载力检测。 1、小桥涵地基承载力的检测方法（仅针对土质地基）小桥涵地基检测方法是多种多样的，建设单位一般建议采用标准贯入法，该法是采用质量为63.5Kg穿心锤，以76cm的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中30cm，用此30cm的锤击数作为标准贯入试验的指标。而目前施工单位更多的采用一种叫N10的轻型触探仪，此方法更为方便经济，适用于砂类土、粘性土地基，代用公式为R=（0.8×N-2）×9.8（R-地基容许承载力Kpa ， N-轻型触探锤击数）。 2、为确保地基承载力质量，基坑开挖应注意哪些？⑴基坑开挖一定要结合当地天气预报，基坑开挖至基底30-50cm时，可根据天气情况来安排下一步工序，在天气晴朗时，将预留部分挖除，随即进行基坑检查，检验合格后马上进行基础的施工。⑵挖至标高的土质基坑不得长期暴露、拢动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基地承载力，符合要求后，应立即进行基础施工。⑶应避免超挖。如超挖，应将松动部分清除，其处理方案应报监理、设计单位批准。 3、土质地基达不到承载力要求时如何处理？ 一般采用换填法加固（本节3条引自公路桥涵施工技术规范实施手册P46） ⑴深度小于2m的基坑中淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等，宜全部挖除，挖除宽度应比基础各边宽出0.5m。当渗水难以排干时，则应换填水稳性好的中砂、粗砂、砂砾石、碎石等材料，并分层夯实，压实度应达到90%-95%；当渗水能排干时，可换填强度较高的土或灰土。 ⑵单独使用砂砾垫层、矿渣垫层或灰土垫层，其厚度应由软弱下卧土层的允许
地基土承载力一般可按（ ）确定。 ? A 、基础埋置深度? B 、地基土破坏形式? C 、理论公式计算法? D 、原位试验法? E 、规范表格法测定土体抗剪强度的三轴试验，可采用（ ）作为土体破坏时的偏差应力。 ? A 、某一规定时间所对应的强度值? B 、剪切位移量达6 mm 时所对应的强度值? C 、峰值强度? D 、有效应力? E 、应变为15%时所对应的强度值流砂现象发生在（ ）。? A 、土体内部? B 、土体表面渗流溢出处? C 、细砂? D 、粉砂? E 、颗粒很大的粗颗粒土中 不适用于达西渗透定律的土壤介质类型有（A 、B ）。? A 、颗粒很大的粗粒土如砾石、卵石? B 、粘性很大的密实粘土? C 、层流状态? D 、壤土? E 、细砂、管路敷设技术通过管线敷设技术，不仅可以解决吊顶层配置不规范问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。