第二章天然地基上浅基础
1.浅基础和深基础的区别？
浅基础埋入地层深度较浅，施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，浅基础在设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构设计和施工方法也较简单；深基础埋入地层较深，结构设计和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。
2.何谓刚性基础，刚性基础有什么特点？
当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由基础反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，断面不会出现裂缝，基础内部不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。
刚性基础的特点是稳定性好，施工简便，能承受较大的荷载，所以只要地基强度能满足要求，他是桥梁和涵洞等结构物首先考虑的基础形式。
3.确定基础埋深应考虑哪些因素？基础埋深对地基承载力，沉降有什么影响？
1地基的地质条件，2河流的冲刷深度，3当地的冻结深度，4上部结构形式，5当地的地形条件，6保证持力层稳定所需的最小埋置深度。
基础如果埋置在强度比较差的持力层上，使得地基承载力不够，直接导致地基土层下沉，沉降量增加，从而影响整个地基的强度和稳定性。
4何谓刚性角，它与什么因素有关？
自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角称为刚性角。它与基础圬工的材料强度有关。
5刚性扩大基础为什么要验算基底合力偏心距？
目的是尽可能使基底应力分布比较均匀，以免基底两侧应力相差过大，使基础产生较大的不均匀沉降，墩台发生倾斜，影响正常使用。
6地基（基础）沉降计算包括哪些步骤？在什么情况下应验算桥梁基础的沉降？
（1）确定地基变形的计算深度；（2）确定分层厚度；（3）确定各层土的压缩模量；（4）求基础地面处的附加压应力；（5）计算地基沉降；（6）确定沉降计算经验系数；（7）计算地基的最终沉降量。
（1）修建在地质情况复杂、地层分布不均或强度较小的软黏土地基及湿陷性黄土上的基础；（2）修建在非岩石地基上的拱桥、连续梁桥等超静定结构的基础；（3）当相邻基础下地基土强度有显著不同货相邻跨度相差悬殊二必须考虑其沉降差时；（4）对于跨线桥、跨线渡槽要保证桥或槽下净空高度时。
7水中基坑开挖的围堰形式有哪几种？它们各自的适用条件和特点是什么？
（1）土围堰、草袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰和地下连续墙围堰等
（2）在水深较浅（2m以内），流速缓慢，河床渗水较小的河流中修筑基础，可采用土围堰或草袋围堰。
堰外流速较大时，可在外侧用草袋柴排防护
1.桩基础的特点？适用于什么情况？
答：具有承载力高，稳定性好，沉降小而均匀，在深基础中具有耗用材料少，施工简便的特点。（1）荷载较大，适宜的地基持力层位置较浅或人工基础在技术上经济上不合理时。（2）河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构下面的土层有可能被侵蚀.冲刷.如采用深基础不能保证安全时（3）当基础计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩）层，将荷载传到较结实（低压缩性）土层，以减少建筑物沉降并使沉降较均匀。（4）当建筑物承受较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时（5）当施工水位或地下水位较高，采用其他深基础施工不便或经济上不合理时。（6）地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物的抗震能力，桩基础穿越可液化土层并伸入下部密实稳定土层，可消除或减轻地震对建筑物的危害。
2.柱桩与摩擦桩受力情况有什么不同？在各种情况具备时优先考虑哪种？
答：摩擦桩基桩所发挥的承载力以侧摩擦力为主。柱桩基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主。在各种条件具备时应优先考虑柱桩，因为柱桩承载力较大，较安全可靠，基础沉降也小。
3高桩承台和低桩承台各有哪些优缺点,它们各自适用于什么情况？
答：高桩承台是承台地面位于地面以上，由于承台位置较高，在施工水位以上，可减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业，施工较为方便，但稳定性低
低桩承台是承台的承台底面位于地面以下，在水下施工，工作量大，但结构稳定
7钻孔灌注桩有哪些成孔方法，各使用什么条件?
1、旋转钻进成孔，适用于较细、软的土层，在软岩中也可以使用，成孔深度可达100米；
2、冲击钻进成孔，适用于含有漂卵石、大块石的土层及岩层，也能用于其他土层，成孔深度不大于50米。
3、冲抓钻进成孔，适用于粘性土、砂性土及夹有碎卵石的沙砾土层，成孔深度应小于30米。
9、如何保证钻孔灌注桩的施工质量？
根据土质、桩径大小、入土深度和集聚设备等条件选用适当的钻具和钻孔方法。采用包括制备有一定要求的泥浆护壁，提高孔内泥浆水位，灌注水下混凝土等相应的施工工艺和方法，并且在施工前应做试桩以取得经验。
10、钻孔灌注桩成孔时，泥浆起什么作用，制备泥浆应控制哪些指标？
1、在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔。
2、泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位。
3、泥浆相对密度大，具有挟带钻渣的作用，利于钻渣的排出，此外，还有冷却机具和切土润滑的作用，降低钻具磨损和发热活动。
孔内保持一定稠度的泥浆，一般相对密度以1.1-1.3为宜，在冲击钻进大卵石层时可用1.4以上，粘度为20s，含砂率小于6%。在较好的粘性土层中钻孔，也可灌入清水，使钻孔内自造泥浆，达到固壁效果。调制泥浆的粘土塑性指数不宜小于15.
13从哪些方面来检测桩基础的质量？各有何要求？
1、桩的几何受力条件检验：桩的几何受力条件主要是指有关桩位的平面布置、桩身倾斜度、桩顶和桩底标高等，要求这些指标在容许误差的范围之内。
2、桩身质量检验：对桩的尺寸，构造及其完整性进行检测，验证桩的制作或成桩的质量。
3、桩身强度与单桩承载力检验，保证桩的完整性，检测桩身混凝土的抗压强度，预留试块的抗压强度不低于设计采用混凝土相应抗压强度，对于水下混凝土应高于20%。
14*为什么在粘土中打桩，桩打入土中后静置一段时间，一般承载力会增加？
静置一段时间加速土排水固结，土层更加密集，桩与土之间的粘结力增加，摩擦角增加，导致剪切强度增加，桩侧极限摩阻力增加，承载力增加，同时桩底土层抗力也相应增加。
15*什么是桩的负摩阻力？它产生的条件是什么？对基桩有什么影响？
当桩固土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下的摩阻力，称其为负摩阻力。
桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩，阴齿，负摩阻力不但不能为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载。
16*单桩轴向容许承载力如何确定？哪几种方法比较符合实际？
答：（1）静载试验法（2）经验公式法（3）静力触探法（4）动测试桩法（5）静力分析法最符合实际的是静载实验法与经验公式法。
17*试述单桩轴向荷载的传递机理？
答：单桩轴向荷载由桩侧摩阻力和桩底摩阻力组成，随着荷载增加，摩阻力随之增加，桩身
摩阻力达到极限后，荷载再增加，桩端阻力增加，当桩端阻力达到了极限，即达到了桩的极限承载力
18*桩侧摩阻力是如何形成的，它的分布规律是怎么样的？
答：桩侧摩阻力除与桩土间的相对位移有关，还与土的性质，桩的刚度，时间因素和土中应力状态
以及桩的施工方法有关。桩侧摩擦阻力实质上是桩侧土的剪切问题。桩侧土极限摩阻力值与桩侧土
的剪切强度有关，随着土的抗剪强度的增大而增大，从位移角度分析，桩的刚度对桩侧摩阻力也有影响
在粘性土中的打入桩的桩侧摩阻力沿深度分布的形状近乎抛物线，在桩顶处的摩阻力等于零。
1什么叫“m”法，它的理论根据是什么？这方法有什么优缺点？
假定地基系数c随深度成正比例增长，m为地基土比例系数。M法基本假定是认为桩侧为温克尔离散线性弹簧，不考虑桩土之间粘着力和摩阻力，桩作为弹性构件考虑，当桩受到水平外力作用，桩土协调变形，任意深度产生桩测水平抗力与该点水平位移成正比，且c随深度成正比增长。
优缺点1根据m法假定，凸弹性抗力与位移成正比，此换算忽视桩身位移2换算土层厚Hm 仅与桩径有关，与地基土类，桩身材料等因素无关，显然过于简单
2地基土的水平向土抗力大小与哪些因素有关？
土体的性质，桩身刚度大小，桩的截面形状，桩与桩间距，桩入土深度及荷载大小
3“m”法为什么要分多排桩和单排桩，弹性桩和刚性桩？
单排桩是指在水平外力H作用面向垂直平面上，由多根桩组成单排桩的基础。多排桩，指在水平外力作用平面内有一根以上的桩的桩基础，不能直接应用单桩形式计算桩内力公式计算各桩顶作用力，需应用结构力学另行计算。当入土深度h>2.5/α，桩相对刚度小，必须考虑桩实际刚度，按弹性桩计算，当桩入土深度h不大于2.5\α，则桩相对刚度较大，可按刚性桩计算
4在“m”法中高桩承台与低桩承台的计算有什么异同？
低桩承台考虑承台侧面土的水平抗力与桩和桩侧土共同作用抵抗和平衡水平外荷载作用，考虑低桩承台侧面土的水平土抗力是与共同作用时，桩内力与位移计算仍可按前述方法，只需在力系平衡中考虑承台侧面土的抗力因素。
5用“m”法对单排架桩基础的设计和计算包括哪些内容？计算步骤是怎样的？
（1）桩的挠曲微分方程的建立及其解；（2）计算桩身内力及位移的无量纲法；（3）桩身最大弯矩位置和最大弯矩的确定；（4）桩顶位移的计算公式；（5）单桩及单排桩桩顶按弹性嵌固的计算（6）计算步骤及其验算要求
6承台应进行哪些内容的验算？
承台设计包括承台材料，形状，高度，地面标高和平面尺寸确定以及强度验算
7什么情况下需要进行桩基础的沉降计算，如何计算
超静定结构桥梁或建于软土，湿陷性黄土地基或沉降较大的其他图层静定结构桥梁墩台的群桩基础应计算沉降量并进行验算
计算：根据分层和法计算沉降量，再由公路基规规定满足下式：s,<=2根号L，△s≤根号L 8桩基础的设计包括哪些内容？通常应验算哪些内容？怎样进行这些验算？
包括桩基础类型，桩径桩长桩数，桩布置。
承台位置与尺寸。
单根基桩验算，群桩基础承载力和沉降量验算，承台强度验算。单根桩验算：N+G≤K【P】
9什么是地基系数？确定地基系数的方法有哪几种？目前我国公路桥梁桩基础设计计算时采用是哪一种？
文克尔假定中，任一点所承受压力与该点变形比值即为地基系数。确定地基系数有m法，k 法，c法，及常数法。我国采用m法
1沉井基础与桩基础的荷载传递有何区别？
沉井基础是依靠自身重力克服井壁摩擦力下沉至设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井恐，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础，他是整体承受荷载。在桩基础是由桩顶竖向荷载传递给侧面土及底层土及底层土发生位移或形变产生桩侧摩阻力和桩底摩阻力。
2沉井基础有什么特点？
埋置深度可以很大，整体性强，稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，沉井既是基础又是施工时的档土墙和挡土围堰结构物，施工工艺并不负杂，因此在桥梁工程中得到较广泛的应用。同时，沉井施工时对邻近建筑物形象较小且内部空间可以利用，因而常用作工业建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础，也常用作竖井和地下油库等3 简述沉井按立面的分类以及各自的特点？
答：主要有竖直式，倾斜式及台阶式等。竖直式沉井在下沉过程中不易倾斜，井壁接长较简单，模板可重复使用。倾斜式及台阶式井壁可以减小土与井壁的摩阻力，其缺点是施工较复杂，消耗模板多，同时沉井下沉工程中容易发生倾斜。
4沉井在施工中会出现哪些问题，应如何处理？
1 沉井发生倾斜和偏移。倾斜：在沉井高的一侧集中挖土，在低的一侧回填砂石，在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层，必要时可在沉井顶面施加水平力扶正。偏移：先使沉井倾斜，然后均匀除土，使沉井底中心线下沉至设计中心线后，再进行纠偏。
2 沉井下沉困难。增加沉井自重：可提前浇筑上一节沉井，以增加沉井自重，或在沉井顶上压重物迫使沉井下沉，对不排水下沉的沉井，可以抽出井内的水以增加沉井自重，用这种方法要保证土不会产生流砂现象。减小沉井外壁的摩阻力：可以将沉井设计成梯形，钟形，或在施工中尽量使外壁光滑，也可在井壁内埋置设高压射水管组，；利用高压水流冲松井壁附近的土，且水流沿井壁上升而润滑井壁，使沉井摩阻力减小。
5泥浆润滑套的特点和作用是什么？
泥浆润滑套是把配置的泥浆灌注在沉井井壁周围，形成井壁和泥浆接触。主要包括射口挡板，地表围圈及其压浆管。射口挡板作用是防止泥浆管射出的泥浆直冲土壁而起到缓冲作用，防止土壁局部坍落堵塞射浆口。地表围圈作用是沉井下沉时防止土壁坍落。保持一定数量的泥浆储存量以保证在沉井下沉过程中泥浆补充到新造成的空隙内，通过泥浆在围圈内地流动，调整各压浆管出浆的不平衡。压浆根据井壁的厚度有内管法和外管法2种。厚壁沉井采用内管法，薄壁采用外管法。泥浆润滑套采用的泥浆可有效提高沉井下沉的施工效率，减少井壁的坯土数量，加大了沉井的下沉深度。施工中沉井稳定性好。
6沉井基础的设计计算包含哪些内容？
（1）非岩石地基上沉井基础计算（2）基底嵌入基岩内地计算方法（3）墩台顶面水平位移的计算（4）验算
7沉井基础基底应力验算的基本原理是什么？
计算出来的最大应力不应超过沉井底面处土地允许压应力
8沉井结构计算有哪些内容？
（1）沉井自重下沉验算（2）第一节沉井的竖向挠曲验算（3）沉井刃脚变力计算（4）井壁受力计算（5）混凝土封顶及其井盖计算
9浮运沉井计算有何特殊性
浮运沉井在浮运过程中和就位接高下沉过程均为浮体，要有一定吃水深度，使重心低不易情妇，保证浮运时稳定；同时还必须具有足够高出水面高度，使沉井不因风浪沉没。因此，除前述计算，还应考虑沉井浮运过程受力情况，进行浮体稳定性（沉井重心，浮心和定倾半径分析确定与比较）和井壁露出水面高度等验算
10 简述沉井刃脚内力分析的主要内容？
（1）刃脚向外挠曲的内力计算。刃脚切入土中一定深度，由于沉井自重作用，在刃脚斜面产生土地抵抗力，使刃脚向外挠曲。这种最不利情况是刃脚斜面上土的抵抗力最大，而井壁
外地土压力和水压力最小时，根据沉井的构造，土层情况及其施工感情抗分析确定。（2）刃脚向内挠曲的内力计算。计算刃脚想内挠曲的最不利情况是沉井已经下沉到设计标高，刃脚下的土已经挖空而尚未浇筑封底混凝土，此时将刃脚作为根部固定在井壁的悬臂梁，计算最大的向内弯矩
11地下连续墙有何优缺点
优点：结构刚度大，整体性，防渗性和耐久性好；施工时无噪音，无振动，施工速度快，建造深度大，能适应较复杂地质条件；可以作为地下主体结构一部分，节省挡土结构造价
缺点：每段连续墙之间接头质量难以控制，墙面需加工处理做衬壁，施工技术高，制浆及处理系统占地较大。
12地下连续墙施工中对泥浆有何要求？
泥浆质量对地下墙施工具有重要意义，控制泥浆性能指标有密度，黏度，失水量，ph，稳定性，含沙量等。施工过程泥浆要与地下水，砂，土，混凝土接触，膨润土等掺和成分有所损耗，还会混入土渣等使泥浆质量恶化，要随时根据泥浆质量变化对泥浆加以处理或废弃。处理后泥浆检验合格后方可重复使用
1工程中常采用的地基处理方法可分几类？概述各类地基处理方法的特点，适用条件和优缺点。
答：物理处理：置换、排水、挤密、加筋
化学处理：搅拌、灌浆
热学处理：热加固、冻结
2地基处理要达到哪些目的？
针对软弱土地基上建造建筑物可能产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求；改善地基土压缩特性，减少沉降和不均匀沉降；改善其渗透性，加速固结沉降过程；改善土的动力特性，防止液化；消除或减少特殊土的不良工程特性。
3软黏土工程特性有哪些？如何区别淤泥和淤泥质土？
（1）含水率较高，孔隙比较大；（2）抗剪强度低；（3）压缩性较高；（4）渗透性很小；（5）结构性明显；（6）流变性显著。
淤泥是指天然含水率大于液限，天然孔隙比大于等于1.5的黏性土
淤泥质土是指天然孔隙比小于1.5但大于等于1.0的黏性土
5 试说明砂桩、振冲桩对不同土质的加固机理和设计方法，它们的适用条件和范围？
答：砂桩：加固机理对松散的沙土层，砂桩的加固机理有挤密作用、排水加压作用，对于松软粘性土地基中，主要通过桩体的置换和排水作用加速桩间土的排水固结，并形成复合地基，提高地基的承载力和稳定性，改善地基土的力学性质。设计方法：1.砂土加固范围的确定 2.所需砂桩的面积A1 3.砂桩根数 4.砂桩的布置及其间距 5.砂桩长度 6.砂桩的灌砂量.振冲桩：加固机理1、对砂类土地基振动力除直接将砂层挤密压实外，还向饱和砂土传播加速度，因此在振动器周围一定范围内砂土产生振动液化。2、对粘性土地基软粘土透水性很低，振动力并不能使饱和土中孔隙水迅速排除而减小孔隙比，振动力主要是把添加料振密并挤压到周围粘土中去形成粗大密实的桩柱，桩柱与软粘土组成复合地基。设计方法：振冲桩加固砂类土的设计计算，类似于挤密砂桩的计算，即根据地基土振冲挤密前后孔隙比进行；对粘性土地基应按照复合地基理论进行，另外也可通过现场试验取得各项参数。6强夯法和重锤夯实法的加固机理有何不同？使用强夯法加固地基应注意什么问题？
答：强夯法也称为动力固结法，是一种将较大的重锤从6-20米高出自由下落，对较厚的软土层进行强力夯实的地基处理方法，土体在夯击能量作用下产生孔隙水压力是土体结构被破坏，土粒间出现裂隙，形成排水通道，渗透性改变，随着孔隙水压力的消散土开始密实，抗剪强度，变形模量增大。而重锤夯实法是应用起重机将重锤提到一定高度然后自由落下，重复夯击地基，使得表层夯击密实而提高强度。
使用强夯法夯击地基应注意;1，施工前，应进行原位试验，取原状土测出相关数据2，施工过程还应对现场地基土层进行一系列对比观测。3，减少在建筑物和人口密集处使用。7* 选用砂井，袋装砂井和塑料排水板时的区别是什么？
答：用砂井法处理软土地基，不能保持砂井在软土中排水通道的畅通，影响加固效果。
袋装砂井预压法与砂井比较优点是：施工工艺和机具简单、用砂量少；间距较小，排水
固结效率高，井颈小，成孔时对软土扰动也小，有利于地基土的稳定及其连续性。
塑料板与砂井比较优点是：1.塑料板由工厂生产，材料质地均匀可靠，排水效果稳定；2.
塑料板质量轻，便于施工操作；3.施工机械轻便，能在超软弱的地基上施工；施工速度快，工程费用低。
8 *挤密砂桩和排水砂井的作用有何不同?
答:挤密砂桩主要通过桩体的置换和排水作用加速桩间土的排水固结,形成复体地基,提高地基承载力.排水砂井的作用排水固结。
9*土工合成材料的作用是什么?
答:不同的土工合成材料有不同的作用,其主要作用有隔离,加筋,反滤,排水,防渗,防护.用土工合成材料代替砂石做反滤层,能起到排水反滤的作用.当土地工合成材料用作土体加筋时,其基本作用是给土体提供抗拉强度.
机械工程材料期末考试 一．填空题（共30分，每空1分） 1．液态金属结晶的基本过程是形核与晶核长大。 2．铁素体（F）是碳溶于α-Fe 所形成的间隙固溶体，其晶格类型是：体心立方。 3. 检测淬火钢件的硬度一般用洛氏（HRC）硬度；而检测退火和正火钢件的硬度常用布氏（HRB）硬度。4．GCr15钢是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是1.5% 。5．16Mn钢是合金结构钢，其碳的质量分数是0.16% 。6．QT600-03中的“03”的含义是：最低伸长率为3% 。7. 钢与铸铁含碳量的分界点是：2.11% 。 8．贝氏体的显微组织形态主要有B上和B下两种，其中B下的综合性能好。9．钢的淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，马氏体晶粒越粗大，残余奥氏体的量越越多。 10．钢加热时A的形成是由A晶核的形成、A晶核向F和Fe3C 两侧长大、残余Fe3C的溶解、A的均匀化等四个基本过程所组成的。11．一般表面淬火应选中碳成分钢，调质件应选用中碳成分钢。13．碳钢常用的淬火介质是水，而合金钢是油。 14．T10钢（Ac1≈727℃，Accm≈800℃）退火试样经700 ℃、780 ℃、860 ℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+Fe3C ，Fe3C+M+Ar ，M+Ar 。 15．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：P+Fe3CⅡ （网状），P ，P+F 。得分 二．判断题（共10分，每小题1分）（正确√ 错误×，答案填入表格）1．在其他条件相同时，砂型铸造比金属型铸造的铸件晶粒更细。× 2．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。√ 3．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。√ 4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响
控制工程基础习题解答 第一章 1-5．图1-10为张力控制系统。当送料速度在短时间内突然变化时，试说明该控制系统的作用情况。画出该控制系统的框图。 图1-10 题1-5图 由图可知，通过张紧轮将张力转为角位移，通过测量角位移即可获得当前张力的大小。 当送料速度发生变化时，使系统张力发生改变，角位移相应变化，通过测量元件获得当前实际的角位移，和标准张力时角位移的给定值进行比较，得到它们的偏差。根据偏差的大小调节电动机的转速，使偏差减小达到张力控制的目的。 框图如图所示。 角位移 题1-5 框图 1-8．图1-13为自动防空火力随动控制系统示意图及原理图。试说明该控制系统的作用情况。
该系统由两个自动控制系统串联而成：跟踪控制系统和瞄准控制系统，由跟踪控制系统 获得目标的方位角和仰角，经过计算机进行弹道计算后给出火炮瞄准命令作为瞄准系统的给定值，瞄准系统控制火炮的水平旋转和垂直旋转实现瞄准。 跟踪控制系统根据敏感元件的输出获得对目标的跟踪误差，由此调整视线方向，保持敏感元件的最大输出，使视线始终对准目标，实现自动跟踪的功能。 瞄准系统分别由仰角伺服控制系统和方向角伺服控制系统并联组成，根据计算机给出的火炮瞄准命令，和仰角测量装置或水平方向角测量装置获得的火炮实际方位角比较，获得瞄准误差，通过定位伺服机构调整火炮瞄准的角度，实现火炮自动瞄准的功能。 控制工程基础习题解答 第二章 2-2．试求下列函数的拉氏变换，假定当t<0时，f(t)=0。 (3). ()t e t f t 10cos 5.0-= 解：()[][ ] ()100 5.05 .010cos 2 5.0+++= =-s s t e L t f L t (5). ()?? ? ? ?+ =35sin πt t f 图1-13 题1-8图 敏感元件
一：分析三大岩的成因、矿物成分、结构及构造特征，并比较其不同之处。 1岩浆岩成因：高温熔融的岩浆在向地表上升过程中，由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而形成岩浆岩。岩浆岩形成的方式有两种：一种是岩浆的侵入形成侵入岩，另一种是火山的喷出形成喷出岩。 岩浆岩矿物成分：1浅色矿物如石英、正长石斜长石、白云母等。2）深色矿物如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。岩浆岩结构：全晶质结构（等粒结构似斑状结构），半晶质结构（斑状结构），非晶质结构 岩浆岩构造：块状构造流纹状构造气孔状构造杏仁状构造 2沉积岩成因：岩石、矿物在内外力作用下破碎成碎屑物质后，经水流、风吹和冰川等的搬运，堆积在大陆低洼地带或海洋，再经胶结、压密等成岩作用而形成的岩石称为沉积岩。 沉积岩矿物成分（1）碎屑物质。（2）粘土矿物（3）化学沉积矿物（4）有机质及生物残骸 沉积岩结构：碎屑结构泥质结构结晶结构生物结构 沉积岩构造：层理构造。沉积岩的层理构造、层面构造和含有化石是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。 3变质岩成因：岩浆岩或沉积岩在高温、高压或其他因素作用下，经变质作用所形成的岩石称为变质岩。 变质岩矿物成分（1）原生矿物（2）变质矿物 变质岩结构：变质岩的结构与岩浆岩类似，以结晶结构为主； 变质岩构造: 片理构造(板状构造片状构造千枚状构造片麻状构造 ). 块状构造 二：1.简述影响岩石工程性质的因素。 内因:1组成岩石的矿物成分:?单矿岩比复矿岩耐风化.矿物的硬度大，岩石抗压强度高。矿物的相对密度大，岩石相对密度也大，岩石抗压强度高.深色矿物的抗风化能力要比浅色矿物的抗风化能力差.在岩浆岩中酸性岩比基性岩的抗化学风化能力高；沉积岩抗风化能力要比岩浆岩和变质岩高。2 结构、构造等:结晶结构的岩石孔隙度小，吸水率低。在荷载作用下变形小，弹性模量大，抗压强度高，细晶岩石的强度要高于同成分的粗晶岩石的强度，胶结连结3.片理构造、流纹构造等影响岩石的物理力学性质:层理、节理、裂隙和各种成因的孔隙，使岩石结构的连续性与整体性受到一定程度的影响或破坏，从而使岩石的强度和透水性在不同方向上发生明显的差异; 外因:即由来自岩石外部的客观因素，如气候环境、风化作用、水文特性等。 2.褶皱构造和断层构造的特征是什么？野外如何识别？断层构造对工程有何影响？ ○1褶曲的基本形态向斜和背斜背斜是岩层向上拱起的弯曲形态，其中心部位（即核部）岩层较老，翼部岩层较新，呈相背倾斜。?向斜是岩层向下凹的弯曲形态，其核部岩层较新，翼部岩层较老，呈相向倾斜。 .野外识别褶曲构造的方法穿越法 :垂直岩层走向进行观察。用穿越的方法便于了解岩层的产状、层序及其新老关系。追索法: 平行岩层走向进行观察的方法。平行岩层走向进行追索观察便于查明褶曲延伸的方向及其构造变化的情况。穿越法和追索法，不仅是野外观察识别褶曲的主要方法，同时也是野外观察和研究其它地质构造现象的一种基本方法。通常以穿越法为主,追索法为辅的原则. ○2断层：正断层：一般规模不大，断层线较平直，断层面倾角常大于45度。逆断层:一般为规模较大的区域性断层。平移断层：倾角大，断层面近直立，断层线较平直。
（1）地区的标准冻结深度为 0 =1.8m 2）按式 2-30求设计冻结深度，即 d = 0 zs zw ze 第二层土： d>0.5mm 占 40%<50%， d>0.25mm 占 55%>50%，为中砂， zs =1.30 查表 2-12 求 zw 第一层土： 按表 2-10查粉土， 19%< =20%<22%，底面距地下水位 0.8m<1.5m ，冻胀 等级为Ⅲ级 冻胀类别为冻胀 zw =0.90 第二层土：按表 2-10 查中砂，地下水位离标准冻结面距离为 0.2m<0.5m 冻胀等级为 Ⅳ级 冻胀类别为强冻胀 zw =0.85 查表 2-13 求 ze 城市人口为 30 万，按城市的近郊取值 ze =0.95（注意表格下面的注释） 按第一层土计算： d1 =1.8*1.2*0.90*0.95=1.85m 按第二层土计算： d2 =1.8*1.3*0.85*0.95=1.89m 表明：冻结深度进入了第二层土内，故残留冻土层主要存在于第二层土。可近似取冻深 最大的土层，即第二层土的冻深 1.89m 来作为场地冻深。 如果考虑两层土对冻深的影响，可通过折算来计算实际的场地冻深。 折算冻结深度： Z d ' =1.2 +（1.85 - 1.2）* 1.89 =1.864m 1.85 （3）求基础最小埋深 按照正方形单独基础，基底平均压力为 120kp a ，强冻胀、采暖条件，查表 2-14 得允许 残留冻土层厚度 h max =0.675m 由式 2-31求得基础的最小埋置深度 d min = d - h max =1.89-0.675=1.215m 或者：最小埋置深度 d min = 'd - h max =1.864-0.675=1.189m 综合可取 d min =1.2m 查表 2-11 求 zs 第一层土： I p = L - P =8<10 且 d>0.075mm 占土重 10%<50% ，为粉土， zs =1.20
第一章 一、填空题 1．工程材料按成分特点可分为金属材料、非金属材料、复合材料；金属材料又可分为有色金属和黑色金属两类；非金属材料主要有无机非金属、有机非金属；复合材料是指。 2．金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性等；强度的主要判据有屈服点和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；洛氏硬度测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3．理解静拉伸试验过程和应力-应变曲线图。 二、判断题材料所受的应力小于屈服点σs时，是不可能发生断裂的。（×） 第二章 1 名词解释 晶体：指其原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度 变质处理：有意地向液态金属中加入某些变质剂以细化晶粒和改善组织达到提高材料性能的目的。 各向异性：在晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列密度不同，因而导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能的不同形核率：在单位时间内，单位体积中所产生的晶核 2 填空 三种常见的金属晶格体心立方，面心立方，密排六方。 晶体缺陷的形式包括点缺陷，线缺陷，面缺陷。 3 问答 1 简述形过冷度和难熔杂质对晶体的影响。 答：过冷度影响：金属结晶石，形核率和长大速度决定于过冷度。在一般的液态金属的过冷范围内，过冷度愈大，形核率愈高，则长大速度相对较小，金属凝固后得到的晶粒就愈细；当缓慢冷却时，过冷度小，晶粒就粗大。 难熔杂质的影响：金属结晶过程中非自发形核的作用王伟是主要的。所以某些高熔点的杂质，特别是当杂质的晶体结构与经书的晶体结构有某些相似时将强烈的促使非自发形核，大大提高形核率。 2 简述铸锭的组织结构特点。 答：铸锭是由柱状晶粒和等轴晶粒组成的，组织部均匀，不同形状的晶粒对性能由不同的影响。 3．凝固过程中晶粒度大小的控制。 答：主要有两种方法：1增大过冷度，2变质处理 第三章 1.金属塑性变形是在什么应力作用下产生的？金属的塑性变形有哪几种基本方式？它们之间有何区别 金属的塑性形变是在切应力的作用下产生的。金属的塑性形变有滑移和孪生两种形式。它们之间的区别是：1滑移是金属键一个个断裂，而孪生是孪生面上的键同时发生断裂；2孪生之后，虽然晶体结构为改变，但孪生的晶体的晶格位向已经发生改变。 2.塑性变形对金属的组织、结构和性能有哪些影响？ 组织结构影响：当工件的外形被拉长或者压扁时其内部的晶粒的形状也被拉长或压扁。 性能影响：强硬度提高，塑韧性降低，电阻增加，耐腐蚀性降低 3.什么叫再结晶？再结晶前、后组织和性能有何变化？ 当变形金属加热至较高温度，原子具有较大扩散能力时，会在变形最激烈的区域自发的形成新的细小等轴晶粒称为再结晶。再结晶前后组织上的变化是，在形变激烈能量高的地方形核。性能上的变
第一章绪言 1. 谓工程地质学？ 答：工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科 2. 谓工程地质学的主要任务？ 答：①阐明建筑场地的工程地质条件，并指出其对建筑物有利的和不利的因素。②论证建筑场地存在的工程地质问题，进行定性和定量评价，给出确切的结论。③选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地的地质条件合理配置各个建筑物。④根据建筑场地的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工法的合理化建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求。⑤研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议。⑥为拟订改善和防治不良地质作用的措施案提供地质依据。3. 谓工程地质学的研究容？ 答：①岩土工程性质的研究。②工程动力地质作用的研究。③工程地质勘查理论技术法的研究。④区域工程地质的研究。 4. 谓工程地质条件？ 答：工程地质条件是与工程建筑有关的地质因素的综合。①岩土的类型及其工程性质。②地质构造。③水文地质条件。④动力地质作用。⑤地形地貌条件。 ⑥天然建筑材料。 5. 谓工程地质问题？ 工程地质问题指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间产生的一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑的安全。主要的工程地质问题包括①地基稳定性问题。②斜坡稳定性问题。③洞室围岩稳定性问题。④区域稳定性问题。
6. 简述工程地质学与岩土工程的关系。 答：工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸。 7. 简述工程地质学的发展历史、现状和趋势。 答：17世纪以后开始出现地质环境对建筑影响的文献资料，工程地质学产生了萌芽。20世纪初工程地质研究已经由欧美向发展中扩展并稳定发展。未来工程地质学会与其他学科更加紧密相连，与各相关学科更好地交叉和结合，促进基本理论、分析法和研究手段等各面不断更新和前进，进而使工程地质学的涵不断变化、外延扩展。 8. 简述本课程的学习要求。 答：见课本P8-P9。 第二章矿物与岩 1.谓克拉克值？地壳主要由哪些元素组成？ 答：地壳中各种化学元素平均含量的原子百分数成为原子克拉克值，又称元素丰度。地壳主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、镁、钾、钛和氢十种元素组成。 2.根据地震资料，地球部圈层可以划分为哪几个圈层？各圈层的物质组成是什 么？各圈层之间的不连续界面是什么？ 答：地球部圈层可划分为地壳、地幔和地核三个圈层。地壳由沉积岩、花岗岩和玄武岩组成；地幔由二辉橄榄岩组成；地核由铁、镍、硅构成的物质组成。莫霍面和古登堡面。
土力学与基础工程课后思考题答案 第二章 2.1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？ 土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。 土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。 特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。 影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。 2.2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值 上评价土的工程性质。 不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。 曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。 评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu<5，级配不良。 （2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。 2.3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值 的大小。 天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。 饱和重度>天然重度>干重度>浮重度 2.4土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令 V=1，什么情况下令Vs=1？ 三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。 直测指标：密度、含水量、相对密度。换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。 当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行2.5反映无黏性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点？而工程上为 何应用得并不广泛？ 指标：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。 优点：判断密实度最简便的方法是用孔隙比e来描述，但e未能考虑级配的因素，故引入密实度。 应用不广泛的原因：天然状态砂土的孔隙比e值难测定，此外按规程方法室内测定孔隙比最大值和孔隙比最小值时，人为误差也较大。 2.6下列物理指标中，哪几项对黏性土有意义？哪几项对无黏性土有意义？ 塑性指数、液性指数对黏性土有意义。粒径级配、相对密实度对无黏土有意义。 2.7简述渗透定理的意义，渗透系数K如何测定？动水如何计算？何谓流砂现象？这种现象对工程有何 影响？ 渗透定理即达西定律V=ki，其反映土中水渗流快慢。 室内测定渗透系数有常水头法和变水头法，也可在现场进行抽水实验测定。 流砂现象：当动水为GD数值等于或大于土的浮重度时，土体发生浮起而随水流动。 影响：基础因流砂破坏，土粒随水流走，支撑滑落，支护结构移位，地面不均匀沉降，引起房屋产生裂缝及地下管线破坏，严重时将导致工程事故。 2.8土发生冻胀的原因是什么？发生冻胀的条件是什么？ 原因：在气温降低以及浓度变化产生渗透压两种作用下，下卧未冻结区的水被吸引到冻结区参与冻结，使冰晶体不断扩大，在土层中形成冰夹层，土体随之发生隆起。 发生冻胀条件：（1）土的因素：冻胀通常发生在细粒土中 （2）水的因素：土层发生冻胀是由水分的迁移和积聚所致 （3）温度因素：当气温骤降且冷却强度很大时，土的冻结面迅速向下推移，冻结速 度很快。
系别：__________ 班次：____________ 姓名：___________ 学号：____________ 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。装。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。订。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。线。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 2008—2009学年第一学期 《工程材料》期末考试试卷(A) 注意：本试卷共四大题，总分100分，考试时间120分钟。本试卷适用于07模具班，共需印制61份。 1. 碳素工具钢的含碳量一般是在以下哪个范围之内（ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 2. 以下那种元素是9Mn2V 里不含的 （ ） A. C 元素 B. Ni 元素 C. Si 元素 D. Mn 元素 3. Cr12是以下哪种冷作模具钢的典型钢种 （ ） A. 高碳高铬冷作模具钢 B. 空淬冷作模具钢 C. 油淬冷作模具钢 D. 基体钢 4. 以下哪种模具钢的抗压强度、耐磨性及承载能力居冷作模具钢之首 （ ） A. 碳素工具钢 B. 火焰淬火冷作模具钢 C. 高速钢 D. DT 合金 5. 以下哪种钢号不属于热作模具钢的类型 （ ） A. 5CrNiMo B. 3Cr2W8V C. 4Cr5MoSiV D. 9SiCr 6. 高韧性热作模具钢的含碳量在以下哪个范围之内 （ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 7. 以下哪个钢种属于冷热兼用的模具钢 （ ） A. GR 钢 C.HD 钢 C. 012Al D.PH 钢 8. 以下哪个选项的塑料模具钢已列入了国家标准 （ ） A. 3Cr2Mo 和CrWMn B. CrWMn 和Cr12MoV C. 3Cr2Mo 和3Cr2MnNiMo D. 3Cr2MnNiMo 和Cr12MoV 9. SM50属于以下哪种塑料模具钢 （ ） A. 预硬型塑料模具钢 B. 碳素塑料模具钢 C. 渗碳型塑料模具钢 D. 时效硬化型塑料模具钢 10. 以下哪种表面工程技术改变了技术表面的化学成分 （ ） A. 表面改性 B. 表面处理 C. 表面涂覆 D. 电镀技术 1.按照工作条件可将模具分为 、 、 。 2.塑料模具按其成型固化可分为 、 。 3.模具的失效形式主要有 、 、 、 、 。 4.塑料模具用钢系列有七大类，分别是 、 、 、 、 、 、 。 5.表面工程技术有三类，分别是 、 、 。 6.热作模具钢的主要失效形式是 、 。 7.铁碳合金相图中三种基本相是 、 、 。 1．硬度 2.模具失效 3. 延伸率 4. 二次硬化 5. 时效 一、选择题：请将唯一正确答案的编号填入答卷中，本题共10小题，每题2分，共20分。 三、名词解释：本题共5小题，每空3分，共15分。 二、填空题：本题每空1分，共25分。
第一章 3 解：1)工作原理：电压u2反映大门的实际位置，电压u1由开（关）门开关的指令状态决定，两电压之差△u＝u1－u2驱动伺服电动机，进而通过传动装置控制 大门的开启。当大门在打开位置，u2＝u 上：如合上开门开关，u1＝u 上 ，△u＝0， 大门不动作；如合上关门开关，u1＝u 下 ，△u<0，大门逐渐关闭，直至完全关闭， 使△u＝0。当大门在关闭位置，u2＝u 下：如合上开门开关，u1＝u 上 ，△u>0，大 门执行开门指令，直至完全打开，使△u＝0；如合上关门开关，u1＝u 下 ，△u＝0，大门不动作。 2)控制系统方框图 4 解：1)控制系统方框图
2)工作原理： a)水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h ’由浮球顶杆的长度给定，杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），通过杠杆机构是进水阀的开度增大（减小），进入水箱的水流量增加（减小），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），进水阀开度增大（减小）量减小，直至达到新的水位平衡。此为连续控制系统。 b) 水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h ’由浮球拉杆的长度给定。杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），到一定程度后，在浮球拉杆的带动下，电磁阀开关被闭合（断开），进水阀门完全打开（关闭），开始进水（断水），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），直至达到给定的水位高度。随后水位进一步发生升高（降低），到一定程度后，电磁阀又发生一次打开（闭合）。此系统是离散控制系统。 2-1解： （c ）确定输入输出变量（u1，u2） 22111R i R i u += 222R i u = ?-= -dt i i C u u )(1 1221 得到：11 21221222 )1(u R R dt du CR u R R dt du CR +=++ 一阶微分方程 （e ）确定输入输出变量（u1，u2） ?++=i d t C iR iR u 1 211 R u u i 2 1-=
单项选择题（每小题 2.0 分，共80 分） 1. 关于相对地质年代的说法，正确的是（） A）在地质工作中，绝对地质年代比相对地质年代用得多。 B）侏罗纪形成的地层称为侏罗系。 C）相对地质年代的确定方法主要是根据岩石中所含放射性元素的衰变规律来确定。 D）相应每个时代单位宙、代、纪、世，形成的地层单位为宇、系、统、界。如中生代形成的地层单位称为中生系。 答案：B 2. 关于岩石地层单位的说法，不正确的是（） A）各地区在地质历史中所形成的地层事实上是不完全相同的。 B）群、组、段是地方性岩石地层单位。 C）群是地方性岩石地层的最大单位。 D）以上说法不全对。 答案：D 3. 关于第四纪的说法，不正确的是（） A）第四纪是新生代最早的一个世纪，也是包括现代在内的地质发展历史的最新时期。 B）第四纪地质历史事件及其地质作用对现在的工程建设地质环境影响最大。 C）第四纪分为更新世和全新世。 D）第四纪的地层为各种近代堆积物。 答案：A 4. 残积层是（）作用的产物。 A）水平运动。B）河流沉积作用。山洪急流。D）雨水和雪融水坡面片流。E）岩石风化。 答案：E 5. 坡积层（）作用的产物。 A）水平运动。B）河流沉积作用。C）山洪急流。D）雨水和雪融水坡面片流。E）岩石风化。 答案：C 6. 工程地质勘察成果内业整理中的裂隙玫瑰花图的绘制方法为：（） A ）在I、IV象限构成的半圆内，按一定的走向间隔，以圆心为起点、以半径长短为裂隙条数、以走向为方向画 出若干个点，将各个点连接起来，最后封闭于圆心所形成； B）在II、III象限构成的半圆内，按一定走向间隔，以圆心为起点、以半径长短为裂隙条数、以走向为方向画出若干个点，将各个点连接起来，最后封闭于圆心所形成； C）在I、II、山、IV象限构成的圆内，按一定的走向间隔，以圆心为起点、以半径长短为裂隙条
1.试述桩的分类。 （一）按承台位置分类。可分为高桩承台基础和低桩承台基础，简称高桩承台和低桩承台。 （二）按施工方法分类。可分为沉桩（预制桩）、灌注桩、管桩基础、钻埋空心桩。 （三）按设置效应分类。可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩。 （四）按桩土相互作用特点分类。可分为竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）、横向受荷桩（主动桩、被动桩、竖直桩和斜桩）、桩墩（端承桩墩、摩擦 桩墩）。 （五）按桩身材料分类。可分为木桩（包括竹桩）、混凝土桩（含钢筋和混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩）、钢桩和组合桩。 2.桩基设计原则是什么？ 桩基设计·应力求做到安全适用、经济合理、主要包括收集资料和设计两部分。 1.收集资料 （1）进行调查研究，了解结构的平面布置、上部荷载大小及使用要求等； （2）工程地质勘探资料的收集和阅读，了解勘探孔的间距、钻孔深度以及 土层性质、桩基确定持力层； （3）掌握施工条件和施工方法，如材料、设备及施工人员等； 2.设计步骤 （1）确定桩的类型和外形尺寸，确定承台埋深； （2）确定单桩竖向承载力特征值和水平承载力特征值； （3）初步拟定桩的数量和平面布置； ( 4 )确定单桩上的竖向和水平承载力，确定群桩承载力； ( 5 )必要时验算地基沉降； ( 6 )承台结构设计； ( 7 )绘制桩和承台的结构及施工图； 3.设计要求
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007 —2011）第8.5.2条指出，桩基设计应符合下列规范： （1）所有桩基均应进行承载力和桩身强度计算。对预制桩，尚应进行运输、吊装和锤击等中的强度和抗裂验算。 （2）桩基沉降量验算应符合规范第8.5.15条规定。 （3）桩基的抗震承载力验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》 （GB 50011—2010）的相关规定。 （4）桩基宜选用中、低压缩性土层作为桩端持力层。 （5）同一结构单元内的桩基，不宜选用压缩性差异较大的土层作为桩端持力层，不宜采用部分摩擦桩和部分端承桩。 （6）由于欠固结软土、湿陷性土和场地填土的固结，场地大面积堆载、降低 地下水位等原因，引起桩周土的沉降大于柱的沉降时，应考虑桩侧负摩阻力对 桩基承载力和沉降的影响。 （7）对位于坡地、岸边的桩基，应进行桩基的整体稳定性验算。桩基应与边 坡工程统一规划，同步设计。 （8）岩溶地区的桩基，当岩溶上覆土层的稳定性有保证，且桩端持力层承载 力及厚度满足要求，可利用覆土层作为桩端持力层。当必须采用嵌岩桩时，应 对岩溶进行施工勘探。 （9）应考虑桩基施工中挤土效应对桩基及周边环境的影响；在深厚饱和软土 中不宜采用大片密集有挤土效应的桩基。 （10）应考虑深基坑开挖中，坑底土回弹隆起对桩受力及桩承载力的影响。 （11）桩基设计时，应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同作用。 （12）在承台及地下室周围的回填土中，应满足填土密实度要求。 3.什么是单桩？说明桩侧极限摩阻力的影响因素是什么。 单桩: 即采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通长为柱）荷载的独立基础。 极限摩阻力的影响因素:（1）桩周土的性质； （2）桩、土相对位移； （3）桩的直径的影响； （4）桩-土界面条件的影响；
第一章 土方工程 1．某工程基础（地下室）外围尺寸40m ×25m ，埋深，为满足施工要求，基坑底面积尺寸在基础外每侧留宽的工作面；基坑长短边均按1：放坡（已知K S =，K S ′＝）。试计算： (1)基坑开挖土方量； (2)现场留回填土用的土方量； (3)多余土用容量为5m ３ 自卸汽车外运，应运多少车次？ 解： (1) ()()()()()3 132303102400.52250.521066400.520.5 4.82250.520.5 4.821410.640.5 4.820.5 4.82400.52250.521232.562245925.50() 6 A m A m A m H V A A A m =+??+?==+?+???+?+??=????????=+?+?+?+= ? ? ???? =?++=自然方量 （2） 35925.504025 4.8 1071.91()1.05 V m -??= =自然方量 （3） 外运的土为虚方 36066.986066.98n==12145 V m =?=虚方（5925.50-1071.91）1.25车
填方区 挖方区 1 T 1 T 1 T 1 T 挖方量 （3 m ） 1 W 15 20 18 240 1000 2 W 70 14 110 170 4000 3 W 15 22 120 200 4000 4 W 10 13 80 160 10000 填方量（3 m ） 1000 7000 2000 9000 19000 注：小格内单位运距为m 。 解： 表中可以看出：x 11+x 21+x 31+x 41=1000 x 11+x 12+x 13=1000 ……………… 利用“表上作业法”进行调配的步骤为： (1）用“最小元素法”编制初始调配方案 步骤1：即先在运距表（小方格）中找一个最小数值，即2170L =，于是先确定 21 X 的 值，使其尽可能地大，即取 21min(1000,4000)1000 X ==。则 1131410 X X X ===，在 空格内画上“×”号，将（1000）填入 21 X 格内； 步骤2：在没有填上数字和“×”号的方格内再选一个运距最小的方格，即4380L =， 让X 43值尽可能的大，即X 43=min(10000，2000)＝2000。同时使x 13＝x 23＝x 33＝0。同样将（2000） 填入表1-5中X 43格内，并且在X 13、X 23 、X 33格内画上“×”。 步骤3：按同样的原理，可依次确定x 42=7000，x 12=x 22 =x 32 =0；x 31=300，x 32＝x 33 ＝100，并填入表1-5，其余方格画上“×”，该表即为初始调配方案。 表1-5 土方初始调配方案 填方区 挖方区 1 T 2T 3T 4T 挖方量 （3 m ） 1W 150 200 180 240 1000 × × × （1000） 2 W 70 140 110 170 4000 （1000） × × （3000）
工程地质试题及答案 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
一. 单项选择题（每小题分，共80分） 1.关于相对地质年代的说法，正确的是( ) 2.A)在地质工作中，绝对地质年代比相对地质年代用得多。 3.B)侏罗纪形成的地层称为侏罗系。 4.C)相对地质年代的确定方法主要是根据岩石中所含放射性元素的衰变规律来 确定。 5.D)相应每个时代单位宙、代、纪、世，形成的地层单位为宇、系、统、界。 如中生代形成的地层单位称为中生系。 6.答案：B 7.关于岩石地层单位的说法，不正确的是( ) 8.A)各地区在地质历史中所形成的地层事实上是不完全相同的。 9.B)群、组、段是地方性岩石地层单位。 10.C)群是地方性岩石地层的最大单位。 11.D)以上说法不全对。 12.答案：D 13.关于第四纪的说法，不正确的是( ) 14.A)第四纪是新生代最早的一个世纪，也是包括现代在内的地质发展历 史的最新时期。 15.B)第四纪地质历史事件及其地质作用对现在的工程建设地质环境影响
最大。 16.C)第四纪分为更新世和全新世。 17.D)第四纪的地层为各种近代堆积物。 18.答案：A 19.残积层是( )作用的产物。 20.A)水平运动。B)河流沉积作用。C)\山洪急流。D)雨水和雪融水坡面片 流。E)岩石风化。 21.答案：E 22.坡积层( )作用的产物。 23.A)水平运动。B)河流沉积作用。C) 山洪急流。D)雨水和雪融水坡面片 流。E)岩石风化。 24.答案：C 25.工程地质勘察成果内业整理中的裂隙玫瑰花图的绘制方法为： （） 26.A）在I、IV象限构成的半圆内，按一定的走向间隔，以圆心为起点、 以半径长短为裂隙条数、以走向为方向画出若干个点，将各个点连接起来，最后封闭于圆心所形成； 27.B）在II、III象限构成的半圆内，按一定走向间隔，以圆心为起点、 以半径长短为裂隙条数、以走向为方向画出若干个点，将各个点连接起来，最后封闭于圆心所形成； 28.C）在I、II、III、IV象限构成的圆内，按一定的走向间隔，以圆心
根据题目要求，b2=(1.5-0.49)/2=0 ?505m 2-8:解：（1）持力层选择：考虑上部荷载不大，粘土层力学性质较 好，较厚（4.5m ），故初步选择持力层为粘土层。 （2） 基础埋深d :标准冻深1.5m ，设计冻深： Sf 叽 讥=1.5*1.0*0.85*0.9=1.15m 基础的最小埋设深度 d mi n =Z d - h max = 1.15-0.84 = 0.31m 基础深度必须大于0.5m ，可初步设定基础深度为1m （原地面以下） （3） 求地基承载力特征值 根据粘性土 e = 0.73, I L = 0.48,查规范表得：n b = 0.3, n d = 1.6 持力层承载力特征值fa （先不考虑对基础宽度进行修正）： f a =f a k d r m （d -0.5） =210 1.6 19 0.5=225.2kPa （4） 初步选择基底尺寸 计算基础和回填土重 Gk 时的基础埋深 d=1/2（1 ?0+1?3）=1? 15m 由公式b -士 = 225.2第 1.15 "3，取基础宽度b 为1血。不 需要修正 （5）验算持力层地基承载力 基础和回填土重 确定条形基础底面宽为1?5m （6）刚性基础基础高度的确定 ①素混凝土基础：宽高比取1： 1?25 P k = F k G k A 290 34.5 1.5 = 216.3kPa f a ；满足要求。
基础高度》0.505X 1.25=0?63m,取基础高度为0.70m,分两级台阶,每级台阶为350mm ②砖基础：按照两皮一收的砌法，砖基础所需的台阶数为: （7）柔性基础（钢筋混凝土）基础高度的确定 采用钢筋混凝土条形基础。C20混凝土，ft=1.10N/mm2,钢筋用HPB235级，fy= 210N/mm2 荷载设计值F=1.35Fk=290*1.35=391.5kN/m 基底净反力：pj= - = 3915二261 kPa j b 1.5 1 基础边缘至砖墙计算截面的距离： 6 =丄（1.5 一0.49）= 0.505 2 基础有效高度 21^ 131.80.171m = 171mm 0.7 f t0.7 1100 取基础高度h=250mm h0=250-40-5=205mm( >171mm。 A 4 Q d R M 一Pb2—- 33.28kN *m 2 10.7500 M 33.28 灯06 2 A859mm O.9f y h o 0.9 210 205 1500 - 490 2 60 = 8.4
第一章绪论 1.1 工程地质学的研究内容和任务是什么? 研究内容: ( 1) 岩土工程性质的研究( 2) 工程动力地质作用的研究( 3) 工程地质勘察理论和技术方法的研究( 4) 区域工程地质研究 研究任务: 1、查明和分析评价建筑场地的工程地质条件2、论证和预测发生工程地质问题的可能性, 提出防范措施3、提出及建议改进、防治或利用有关工程地质条件的措施, 加固岩土体和防治地下水的方案。4、研究岩体、土体分类和分区及区域性特点5、研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与 影响。 1.2 说明人类工程活动与地质环境的关系? 人类的工程活动和自然地质作用会改变地质环境, 影响工程地质的变化。 1.3 什么是工程地质条件和工程地质问题? 工程地质条件: 工程地质条件是与工程建筑有关的地质条件的总称。它包括工程建设物所在地区的地质环境要素: 地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料等六个方面的因素。 工程地质问题: 工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时, 工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。常见几类: 地基稳定性问题——变形、强度; 斜坡稳定性问题——地质灾害; 洞室围岩稳定性问题——地质体受力和变形; 区域稳定性问题——地震、震陷、液化、活断层。 1.4 说明工程地质学在土木工程建设中的作用? 工程地质工作在土木工程建设中是很重要的, 是设计之先驱。没有足够考虑工程地质条件而进行的设计, 是盲目的设计, 都会给工程带来不同程度的影响。轻则修改设计方案、增加投资、延误工期; 重则是建筑物完全不能使用, 甚至突然破坏, 酿成灾害。 1.5 分析图1-7和图1-8在不同工程地质下的建筑物安全稳定问题。
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5. 杠杆定律只适用于两相区。 ( ) 6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。 ( ) 7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。 ( ) 8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。 ( ) 9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。 ( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。 （ ） 四、简答题（每小题5分,共20分） 1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。并指出在室 温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？ 图1 2．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？
3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？ 4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？ 五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。（每小题2 分,共10分） 材料牌号应用零件热处理工艺 HT250 弹簧调质+氮化 Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效 7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火） 65Mn 冷冲模淬火+中温回火 38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火 六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分， 现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分） ①求该钢的含碳量；
第二章 2.1求下列函数的拉氏变换 （1）s s s s F 2 32)(23++= （2）4310)(2+-=s s s F （3）1)(!)(+-= n a s n s F （4）36 )2(6 )(2++=s s F （5） 2222 2) ()(a s a s s F +-= （6）)14(21)(2 s s s s F ++= （7）52 1 )(+-= s s F 2.2 （1）由终值定理：10)(lim )(lim )(0 ===∞→∞ →s t s sF t f f （2）1 10 10)1(10)(+-=+= s s s s s F 由拉斯反变换：t e s F L t f ---==1010)]([)(1 所以 10)(lim =∞ →t f t 2.3（1）0) 2()(lim )(lim )0(2 =+===∞ →→s s s sF t f f s t )0()0()()()](['2''0 ' 'f sf s F s dt e t f t f L st --==-+∞ ? )0()0()(lim )(lim '2''0f sf s F s dt e t f s st s --=+∞ →-+∞ +∞→? 1 )2()(lim )0(2 2 2 ' =+==+∞→s s s F s f s (2)2 ) 2(1 )(+= s s F , t te s F L t f 21)]([)(--==∴ ,0)0(2)(22' =-=--f te e t f t t 又，1 )0(' =∴f 2.4解：dt e t f e t f L s F st s --?-==202)(11 )]([)( ??------+-=2121021111dt e e dt e e st s st s
2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m ，潜水面在地表以下1m处，饱和重度；（2）粘土隔离层，厚2.0m，重度；（3）粗砂， 含承压水，承压水位高出地表2.0m（取）。问地基开挖深达1m 时，坑底有无隆起的危险？若基础埋深，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？ 【解】（1）地基开挖深1m时持力层为中砂层 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×1＋19×2=58kPa 承压含水层顶部净水压力：10×（2+2+2）=60kPa 因为58<60 故坑底有隆起的危险！ （2）基础埋深为1.5m时 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×0.5＋19×2=48kPa ≥承压含水层顶部净水压力=10×得： ≤4.8m ； 故，还应将承压水位降低6-4.8=1.2m。 2-2 某条形基础底宽b=1.8m ，埋深d=1.2m ，地基土为粘土，内摩擦角标准值=20°，粘聚力标准值=12kPa，地下水位与基底平齐，土的有效重度，基底以上 土的重度。试确定地基承载力特征值 a f。 【解】根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。 由=20°查表2-3，得因基底与地下水位平齐，故取有效重度,故：地基承载力特征值 kPa c M d M b M f k c m d b a 29 . 144 12 66 .5 2.1 3. 18 06 .3 8.1 10 51 .0 = ? + ? ? + ? ?= + + =γ γ
2-3 某基础宽度为2m ，埋深为1m 。地基土为中砂，其重度为18kN/m 3，标准贯入试验锤击数N=21，试确定地基承载力特征值a f 。 【解】 由题目知，地基持力层为中砂，根据标贯锤击数N=21查表2-5，得： kPa f ak 286)250340(15 3015 21250=---+ = 因为埋深大于d=1m>0.5m ，故还需对k f 进行修正。查表2-5，得承载力修正系数0.3=b η， 4.4=d η，代入公式（2-14）得修正后的地基承载力特征值为： kPa d b f f m d b ak k 6.325)5.01(184.4)33(180.3286)5.0()3(=-??+-??+=-+-+=γηγη 2-4 某承重墙厚240mm ，作用于地面标高处的荷载m kN F k 180=，拟采用砖基础，埋深为1.2m 。地基土为粉质粘土，318m kN =γ，9.00=e ，kPa f ak 170=。试确定砖基础的底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。 【解】 因为基础埋深d=1.2m>0.5m 故需先进行地基承载力深度修正，持力层为粉质粘土，查表2-5得 0.1=d η，得修正后的地基承载力为： ()kPa d f f m d ak a 6.1825.02.1180.1170)5.0(=-??+=-+=γη 此基础为墙下条形基础，代入式2-20得条形基础宽度： 13.12 .1206.182180 =?-=-≥ d f F b G a k γm 为符合砖的模数取b=1.2m ，砖基础所需的台阶数为： 8 602240 1200=?-= n 所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示： 2-5 某柱基承受的轴心荷载MN F k 05.1=，基础埋深为1m ，地基土为中砂，318m kN =γ，kPa f ak 280=。试确定该基础的底面边长。