2. 【答】挡土墙在侧向压力作用下,产生离开土体的微小位移或转动产生主动土压力;当挡土墙的位移的移动或转动挤向土体产生被动土压力。 3. 【答】
序号 1 2 3 4
4. 【答】如果挡土墙墙后没有考虑排水设施或因排水不良,就将使墙后土的抗剪强度降低,导致土压力的增加。此外,由于墙背积水,又增加了水压力。这是造成挡土墙倒塌的主要原因。
5. 【答】(1)主动土压力、静止土压力、被动土压力;(2)挡土墙的位移方向及大小。 6. 【答】①主动土压力是挡土墙在土压力作用下向前转动或移动,墙后土体向下滑动,达一定位移时,墙后土体处于(主动)极限平衡状态,此时墙背上作用的土压力,用
表示。
影响因素 内摩擦角外摩擦角填土面倾角变大 变小 增大 减小 主动土压力 减小 增大 增大 减小 被动土压力 增大 减小 减小 增大 墙背倾斜(俯斜)角②静止土压力是当挡土墙在土压力作用下无任何移动或转动,土体处于静止的弹性平衡状态时,此时墙背所受的土压力为静止土压力,用
表示。
③被动土压力是挡土墙的在外部荷载作用下向填土方向移动或转动时,墙挤压土体,墙后土压力逐渐增大,达到某一位移量时,墙后土体开始上隆,作用在挡土墙上的土压力达最大值,此时作用在墙背的土压力称为被动土压力④
);
。
7. 【答】库伦土压力理论的基本假定有:①墙后的填土是理想的散粒体(粘聚力②滑动破坏面为一平面;③滑动土楔体视为刚体。
8. 【答】朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑,墙后填土表面水平且延伸到无限远处,适用于粘性土和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面,滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成,墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙,应用面较广,但只适用于填土为无粘性土的情况。
9. 【答】一般由块石、毛石或混凝土材料砌筑,强身截面较大,依靠墙身自重抵抗土压力引起的倾覆弯矩。
10. 【答】堤岸挡土墙所受的是主动土压力;地下室外墙所受到的土压力,通常可视为静止土压力;拱形桥桥台所受到的一般为被动土压力,
第9章 地基承载力
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? 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。
一、 简答题
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. 【答】
地基土中应力状态在剪切阶段,又称塑性变性阶段。在这一阶段,从基础两侧底边缘开始,局部区域土中剪应力等于该处土的抗剪强度,土体处于塑性极限平衡状态,宏观上p-s曲线呈现非线性的变化,这个区域就称为塑性变形区。随着荷载增大,基础下土的塑性变形区扩大,但塑性变形区并未在基础中连成一片。 3. 【答】
地基极限承载力是指地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载,亦称地基极限荷载。它相当于地基土中应力状态从剪切破坏阶段过渡到隆起阶段时的界限荷载。
或者说是指地基中将要出现但尚未出现完全破坏时,地基所能承受的极限基底压力(或地基从弹塑性变形阶段转变为塑性破坏阶段的临界压力),以 pu 表示。 4. 【答】
地基中即将出现塑性区但还未出现塑性区时所对应的基底压力,即相应于塑性区的最大开展深度Zmax=0时所对应的基底压力为临塑荷载,用Pcr表示。
式中:d-----基础的埋置深度,m;
3
Υ0-----地基以上土的加权平均重度,KN/m; C———地基土的粘聚力,KPa;
φ——地基土的内摩擦角,在三角函数符号后用度表示,单独出现时以弧度表示。 对于轴心荷载作用下的地基,可取塑性区最大开展深度Zmax等于基础宽度的四分之一,即Zmax=?b,相应的基底压力用P?表示,称为地基的临界荷载。
3
式中:γ——地基土的重度,地下水以下用有效重度,KN/m其他各符号同Pcr表达式。 5. 【答】
根据地基剪切破坏的特征,可将地基破坏分为整体剪切破坏,局部剪切破坏和冲剪破坏三种模式。
(1)整体剪切破坏:基底压力p超过临塑荷载后,随荷载的增加,剪切破坏区不断扩大,最后在地基中形成连续的滑动面,基础急剧下沉并可能向一侧倾斜,基础四周的地面明显降起。密实的砂土和硬粘土较可能发生这种破坏形式。
(2)局部剪切破坏:随着荷载的增加,塑性区只发展到地基内某一范围,滑动面不延伸到地面而是终止在地基内某一深度处,基础周围地面稍有隆起,地基会发生较大变形,但房屋一般不会倒坍,中等密实砂土,松砂和软粘土都可能发生这种破坏形式。
(3)冲剪破坏:基础下软弱土发生垂直剪切破坏,使基础连续下沉。破坏时地基中无明显滑动面,基础四周地面无隆起而是下陷,基础无明显倾斜,但发生较大沉降,对于压缩性较大的松砂和软土地基可能发生这种破坏形式。 6. 【答】
对于平面问题,若不考虑基础形状和荷载的作用方式,则地基极限承载力的一般计算公式为: pu=qNq+cNc+γbNγ 。
可见,地基极限承载力由三部分土体抗力组成:(1)滑裂土体自重所产生的摩擦抗力;(2)基础两侧均布荷载q所产生的抗力;(3)滑裂面上粘聚力c 所产生的抗力。
上述三部分抗力中,第一种抗力的大小,除了决定于土的重度γ和内摩擦角φ以外,还 决定于滑裂土体的体积。故而极限承载力随基础宽度B的增加而线性增加。第二、第三种抗力的大小,首先决定于超载q和土的粘聚力c,其次决定于滑裂面的形状和长度。由于滑裂面的尺度大体上与基础宽度按相同的比例增加,因此,由粘聚力c所引起的极限承载力,不受基础宽度的影响。
另外还需要指出:(1) Nγ、Nq 和 Nc 随φ值的增加变化较大,特别是 Nγ值。当φ=0 时,Nγ=0,这时可不计土体自重对承载力的贡献。随着φ值的增加,Nγ值增加较快,这时土体自重对承载力的贡献增加。(2)对于无粘性土(c=0),基础的埋深对承载力起着重要作用。这时,基础埋深太浅,地基承载力会显著下降。
第10章 土坡和地基的稳定性
1.简答题
1. 土坡稳定有何实际意义?影响土坡稳定的因素有哪些?
2. 何为无黏性土坡的自然休止角?无黏性土坡的稳定性与哪些因素有关? 3. 简述毕肖普条分法确定安全系数的试算过程?
4. 试比较土坡稳定分析瑞典条分法、规范圆弧条分法、毕肖普条分法及杨布条分法的异同?
5. 分析土坡稳定性时应如何根据工程情况选取土体抗剪强度指标和稳定安全系数? 6. 地基的稳定性包括哪些内容?地基的整体滑动有哪些情况?应如何考虑? 7. 土坡稳定分析的条分法原理是什么?如何确定最危险的圆弧滑动面? 8. 简述杨布(Janbu)条分法确定安全系数的步骤。
1 简答题
1.【答】
山区的天然山坡,江河的岸坡以及建筑工程中因平整场地、开挖基坑而形成的人工斜坡,由于某些外界不利因素的影响,造成边坡局部土体滑动而丧失稳定性,边坡的坍塌常造成严重的工程事故,并危及人身安全,因此,应选择适当的边坡截面,采取合理的施工方法,必要时还应验算边坡的稳定性以及采取适当的工程措施,以达到保证边坡稳定。减少填挖土方量、缩短工期和安全节约的目的。
影响边坡稳定的因素一般有一下几个方面:
(1)土坡作用力发生变化。例如由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受荷,或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的震动改变了原来的平衡状态。
(2)土体抗剪的强度的降低。例如土体中含水量或孔隙水压力的增加。
(3)静水压力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝,对土坡产生侧向压力,从而促进捅破的滑动。
(4)地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常是边坡失稳的重要因素,这是因为渗流会引起动水力,同时土中的细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去,使土体的密实度下降。
(5)因坡脚挖方而导致土坡高度或坡脚增大。 2. 【答】
砂土的自然休止角:砂土堆积成的土坡,在自然稳定状态下的极限坡脚,称为自然休止角,砂土的自然休止角数值等于或接近其内摩擦角,人工临时堆放的砂土,常比较疏松,其自然休止角略小于同一级配砂土的内摩擦角。
一般来讲,无黏土土坡的稳定性与坡高无关,只和坡角、土的内摩擦角有关,且只要坡角小于土的内摩擦角就稳定;当无黏土土坡有渗流时,除以上因素,还和土体本身的重度有关。 3. 【答】
可用文字叙述之,下面以程序简图描述之。
4. 【答】
几种方法的异同用表格简单表述如下:
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