第三章土中应力计算习题及答案解析
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班级: 学号: 姓名:3. 土体中的应力计算【习题3—1】山前冲洪积场地,粉质黏土①层中潜水水位埋深1.0m ,黏土②层下卧砾砂③层,③层内存在承压力,水头高度和地面齐平,问地表下7.0m 处地基土的有效自重应力最接近下列哪个选项的数值?()66A kPa ()76B kPa ()86C kPa ()136D kPa【解】()'2013118210766u kPa σσ=-=⨯+++⨯-⨯= 答案为()66A kPa 。
【习题3—2】某地基,土层分布为:0~5m 细砂,319kN m γ=,2.66s D =,0.8e =;6~10m m 黏土, 2.7s D =,318d kN m ρ=;地下水位在地表下2m 。
求地基中的自重应力(画出自重应力沿深度的分布图形)。
【解】细砂 '31 2.661109.2110.8s w D kN m e γγ--==⨯=++ 黏性土 2.710111.518s w d D e γγ⨯=-=-= '31 2.71108.511 1.5s w D kN m e γγ--==⨯=++ 自重应力:A 点(地面处)0Ac σ=B 点(地面下2m 处)19238Bc h kPa σγ==⨯=C 点(地面下5m 处)1929.2365.6Cc h kPa σγ==⨯+⨯=D 点(地面下9m 处)1929.238.5499.6Dc h kPa σγ==⨯+⨯+⨯=。
【习题3—3】某地基,土层分布为:0~3m 细砂,317.5kN m γ=, 2.66s D =,20%ω=;3~6m m 黏土,318kN m γ=, 2.72s D =,22%ω=,48%L ω=,24%P ω=;地下水位在地表下1m 。
求地基中的自重应力(画出自重应力沿深度的分布图形)。
【解】细砂 ()1s wD e ωρρ+=317.5101750g kg m ργ===()()1 2.6610.21000 1.7810.781750s w D e ωρρ+⨯+⨯===-='31 2.651109.27110.75s w D kN m e γγ--==⨯=++ 黏性土 482424p L P I ωω=-=-= 22240.08024PL P I I ωω--===-<所以该土层不受水的浮力作用,土面上还受到静水压力作用。
WORD格式可编辑 专业技术 资料整理 第三章 土中应力计算 一、填空题 1.由土筑成的梯形断面路堤,因自重引起的基底压力分布图形是 梯 形,桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下,基底的沉降是 相同 的。 2.地基中附加应力分布随深度增加呈 曲线 减小,同一深度处,在基底 中心 点下,附加应力最大。 3.单向偏心荷载作用下的矩形基础,当偏心距e > l/6时,基底与地基局部 脱开 ,产生应力 重分部 。 4.在地基中,矩形荷载所引起的附加应力,其影响深度比相同宽度的条形基础 浅 ,比相同宽度的方形基础 深 。 5.上层坚硬、下层软弱的双层地基,在荷载作用下,将发生应力 扩散 现象,反之,将发生应力 集中 现象。 6.土中应力按成因可分为 自重应力 和 附加应力 。 7.计算土的自重应力时,地下水位以下的重度应取 有效重度(浮重度) 。 8.长期抽取地下水位,导致地下水位大幅度下降,从而使原水位以下土的有效自重应力 增加 ,而造成 地基沉降 的严重后果。 9.饱和土体所受到的总应力为有效应力与 孔隙水压力 之和。
二、名词解释 1.基底附加应力:基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。 2.自重应力:由土层自身重力引起的土中应力。 3.基底压力:建筑物荷载通过基础传给地基,在基础底面与地基之间的接触应力。
三、选择题 1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为:( B ) (A)折线减小 (B)折线增大 (C)斜线减小 (D)斜线增大 2.宽度均为b,基底附加应力均为P0的基础,同一深度处,附加应力数值最大的是:( C ) (A)方形基础 (B)矩形基础 (C)条形基础 (D)圆形基础(b为直径) 3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是:( B ) (A)柱下独立基础 (B)墙下条形基础 (C)片筏基础 (D)箱形基础 4.基底附加应力P0作用下,地基中附加应力随深度Z增大而减小,Z的起算点为:( A ) (A)基础底面 (B)天然地面 (C)室内设计地面 (D)室外设计地面 5.土中自重应力起算点位置为:( B ) (A)基础底面 (B)天然地面 (C)室内设计地面 (D)室外设计地面 6.地下水位下降,土中有效自重应力发生的变化是:( A ) (A)原水位以上不变,原水位以下增大 (B)原水位以上不变,原水位以下减小 (C)变动后水位以上不变,变动后水位以下减小 (D)变动后水位以上不变,变动后水位以下增大 7.深度相同时,随着离基础中心点距离的增大,地基中竖向附加应力:( D ) (A)斜线增大 (B)斜线减小 (C)曲线增大 (D)曲线减小 8.单向偏心的矩形基础,当偏心距e < l/6(l为偏心一侧基底边长)时,基底压应力分布图简化为:( B ) (A)矩形 (B)梯形 (C)三角形 (D)抛物线形 9.宽度为3m的条形基础,作用在基础底面的竖向荷载N=1000kN/m ,偏心距e=0.7m,基 WORD格式可编辑 专业技术 资料整理 底最大压应力为:( C ) (A)800 kPa (B)417 kPa (C)833 kPa (D)400 kPa 10.矩形面积上作用三角形分布荷载时,地基中竖向附加应力系数Kt是l/b、z/b的函数,b指的是:( D ) (A)矩形的长边 (B)矩形的短边 (C)矩形的短边与长边的平均值 (D)三角形分布荷载方向基础底面的边长 11.某砂土地基,天然重度=18 kN/m3,饱和重度sat=20 kN/m3,地下水位距地表2m,地表下深度为4m处的竖向自重应力为:( A ) (A)56kPa (B)76kPa (C)72kPa (D)80kPa 12.均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数当l/b=1、Z/b=1时,KC=0.1752;当l/b=1、Z/b=2时,KC=0.084。若基底附加应力p0=100kPa,基底边长l=b=2m,基底中心点下Z=2m处的竖向附加应力为:( C ) (A)8.4kPa (B)17.52kPa (C)33.6kPa (D)70.08kPa 13.某中心受压条形基础,宽2m,埋深1m,室内外高差0.6m,埋深范围内土的重度=17 kN/m3,若上部结构传来荷载F=400kN/m,基底附加应力P0为:( C ) (A)203.9kPa (B)205.1kPa (C)209kPa (D)215kPa
14.某场地表层为4m厚的粉质黏土,天然重度=18kN/m3,其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层,地下水位在地表下4m处,经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为( B )。 (A)72kPa (B)36kPa (C)16kPa (D)38kPa 15.同上题,地表以下5m处土的竖向自重应力为( B )。 (A)91kPa (B)81kPa (C)72kPa (D)41kPa 16.某柱作用于基础顶面的荷载为800kN,从室外地面算起的基础深度为1.5m,室内地面比室外地面高0.3m,基础底面积为4m2,地基土的重度为17kN/m3,则基底压力为( C )。 (A)229.7kPa (B)230 kPa (C)233 kPa (D)236 kPa 17.由建筑物的荷载在地基内产生的应力称为( B )。 (A)自重应力 (B)附加应力 (C)有效应力 (D)附加压力 18.已知地基中某点的竖向自重应力为100 kPa,静水压力为20 kPa,土的静止侧压力系数为0.25,则该点的侧向自重应力为( D )。 (A)60 kPa (B)50 kPa (C)30 kPa (D)25 kPa 19.由于建筑物的建造而在基础底面处产生的压力增量称为( C )。 (A)基底压力 (B)基底反力 (C)基底附加应力 (D)基底净反力 20.计算基础及上回填土的总重量时,其平均重度一般取( C )。 (A)17 kN/m3 (B)18 kN/m3 (C)20 kN/m3 (D)22 kN/m3 21.在单向偏心荷载作用下,若基底反力呈梯形分布,则偏心距与矩形基础长度的关系为( A )。
(A) (B) (C) (D) 22.已知两矩形基础,一宽为2m,长为4m,另一宽为4m,长为8m,若两基础的基底附加压力相等,则两基础角点下附加应力之间的关系是( B )。 (A)两基础基底下Z深度处应力竖向应力分布相同 (B)小尺寸基础角点下Z深度处应力与大尺寸基础角点下2Z深度处应力相等 (C)大尺寸基础角殿下Z深度处应力与小尺寸基础焦点下2Z深度处应力相等 WORD格式可编辑 专业技术 资料整理 23.当地下水位突然从地表下降至基底平面处,对基底附加应力的影响是( A )。 (A)没有影响 (B)基底附加压力增大 (C)基底附加压力减小 24.计算土中自重应力时,地下水位以下的土层应采用( C )。 (A)湿重度 (B)饱和重度 (C)浮重度 (D)天然重度
25.在基底附加压力的计算公式P0=P-md,d为( D )。 (A)基础平均深度 (B)从室内地面算起的深度 (C)从室外地面算起的深度 (D)从天然地面算起的埋深,对于新填土场地应从老天然地面算起 26.只有( B )才能引起地基的附加应力和变形。 (A)基底压力 (B)基底附加压力 (C)有效应力 (D)有效自重应力 27.一矩形基础,短边b=3m,长边l=4m,在长边方向作用一偏心荷载F十G=1200 KN。试问当Pmin=0时,最大压力应为多少?( C )。 (A)120kN/m2 (B)150KN/m2 (C)200kN/m2 28.有一基础,宽度4m,长度8m,基底附加压力90 kN/m2,中心线下6m处竖向附加应力为58.28kN/m2,试问另一基础宽度为2m,长度为4m,基底附加压力为100 kN/m2,角点下6m处的附加应力为多少?( A ) (A)16.19kN/m2 (B)54.76kN/m2 (C)32.38kN/m2 29.已知一个宽b=2m,长l=4m和另一个宽b=4m,长l=8m的矩形基础底的附加应力相等,则两基础角点下竖向附加应力之间有何关系?( B ) (A)两基础角点下Z深度处竖向应力分布相同 (B)小基础角点下Z深度处的应力与大基础角点下2Z深度处的应力相等 (C)大基础角点下Z深度处的应力与小基础角点下2Z深度处的应力相等 30.当地基中附加应力曲线为矩形时,则地面荷载的形式为:( C )。 (A)条形均布荷载 (B)矩形均布荷载 (C)无穷均布荷载 31.有一个宽度为3m的条形基础,在基底平面上作出用着中心荷载F=240kN/m及力矩M=100kN·m/m。试问压力较小一侧基础边的底面与地基之间会不会脱开?( A ) (A)Pmin>0 (B)Pmin=0 (C)脱开 32.有一独立基础,在允许荷载作用下,基底各点的沉降都相等,则作用在基底的反力分布应该是:( B )。 (A)各点应力相等的矩形分布 (B)中间小、边缘大的马鞍形分布 (C)中间大、边缘小的钟形分布 33.当地下水自下向上渗流时,土层中骨架应力有何影响?( C ) (A)不变 (B)减小 (C)增大 34.有一基础埋置深度d=1.5m,建筑物荷载及基础和台阶土重传至基底总压力为100kN/m2,若基底以上土的重度为18kN/m2,基底以下土的重度为17kN/m2,地下水位在地表处,则基底竖向附加应力为多少?( C ) (A)85kN/m2 (B)73kN/m2 (C)88kN/m2 35.一矩形基础,短边b=3m,长边l=4m,在长边方向作用一偏心荷载贯F+G=1200kN。偏心距为多少时,基底不会出现拉应力?( C ) (A)0.5m (B)0.57m (C)0.67m
四、判断题 1.在均质地基中,竖向自重应力随深度线性增加,而侧向自重应力则呈非线性增加。 ( × ) 2.由于土中自重应力属于有效应力,因而与地下水位的升降无关 ( √ )