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土力學與地基基礎試題及答案
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.第四紀沉積土地基
B.換填碎石土地基
C.強夯粘土地基
2.在一般高層建筑中，基礎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，土層中的附加應力比起均質(zhì)土時，存在（Ａ）現(xiàn)象。[第三章]
A.應力集中
B.應力擴散
C.應力不變
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)驗系數(shù)ψs與（Ｃ ）無關。[第四章]
A.基底附加壓力值
B.沉降計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當量值
C.基礎底面形狀
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)有土層自重應力之比
B.現(xiàn)有土層自重應力與土的先期固結(jié)壓力之比
C.現(xiàn)有土層自重應力與土的后期固結(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計要求的地基稱為天然地基。[第1章]
2.基礎是將結(jié)構承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構組成部分。[第1章]
3.土的固體顆粒物質(zhì)分為無機礦物顆粒和有機質(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.地基中的附加應力是由建筑物荷載引起的應力增量。[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.地基與基礎設計必須滿足哪三個基本條件？[第1章]
答：地基與基礎設計必須滿足三個基本條件：①作用于地基上的荷載效應（基底壓應力）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與基礎工程學科的發(fā)展情況。[第1章]
新中國的成立，為解放我國生產(chǎn)力和促進我國科學技術的發(fā)展開辟了一條廣闊的道路，也使土力學與基礎工程學科得到了迅速的發(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雜的基礎工程。利用電化學加固處理，采用管柱基礎、氣筒浮運沉井基礎等。
自1962年以來，先后召開了八屆全國土力學與基礎工程會議，并建立了許多地基基礎研究機構、施工隊伍和土工試驗室，培養(yǎng)了大批地基基礎專業(yè)人才。不少學者對土力學與基礎工程的理論和實踐作出了重大貢獻，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、地基處理、新設備、新材料、新工藝的研究和應用方面，取得了很大的進展。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、真空預壓、強夯以及各種土工聚合物和托換技術等在土建、水利、橋隧、道路、港口、海洋等有關工程中得到了廣泛應用，并取得了較好的經(jīng)濟技術效果。隨著電子技術及各種數(shù)值計算方法對各學科的逐步滲透，試驗技術也日益提高，各種設計與施工規(guī)范或規(guī)程等也相應問世或日臻完善。
隨著我國社會主義建設的向前發(fā)展，對基礎工程要求的日益提高，我國土力學與基礎工程學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)構特征及其基本的工程特性。[第2章]
（1）蒙脫石。結(jié)構單元（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。當土中蒙脫石含量較大時，則該土可塑性和壓縮性高，強度低，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)構單位層，晶胞之間同樣鍵力較弱。伊利石在構成時，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+）以補償晶胞中正電荷的不足。嵌入的K1+離子，增強了伊利石晶胞間的聯(lián)結(jié)作用。所以伊利石晶胞結(jié)構優(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)構及構造的基本類型。[第2章]
土的結(jié)構是指土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關系等因素形成的綜合特征。一般分為單粒結(jié)構、蜂窩結(jié)構及三種基本類型。
�。�1）單位結(jié)構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。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水聯(lián)結(jié)。單粒結(jié)構可以是疏松的，也可以是緊密的。緊密狀的單粒結(jié)構土，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)構的土，其骨架不穩(wěn)定，當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)構是主要由粉粒（0.075~0.005mm）組成的土的結(jié)構形式。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上不再下沉，逐漸形成土粒鏈。土粒鏈組成弓架結(jié)構，形成具有很大蜂窩狀的結(jié)構。具有很大蜂窩結(jié)構的土有很大的孔隙，但由于弓架作用和一定程度的粒間聯(lián)結(jié)，使其可承擔一般的水平靜荷載。但當其承受較高水平荷載或動力荷載時，其結(jié)構將破壞，導致嚴重的地基沉降。
�。�3）絮凝結(jié)構：絮凝沉積形成的土，在結(jié)構上是極不穩(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)構破壞，強度迅速降低。但土粒之間的聯(lián)結(jié)強度（結(jié)構強度）往往由于長期的壓密和膠結(jié)作用而得到加強�？梢姡沉ｉg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系的特征。土的構造最主要的特征就是成層性，即層理結(jié)構。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度和穩(wěn)定性，增大透水性，對工程不利。此外，也應該注意到土中有無包裹物以及天然或人為的孔洞存在，這些構造特征都造成土的不均勻性。
5.簡述土的有效應力原理。[第3章]
土是一種由三相物質(zhì)（固體顆粒、孔隙水、氣體）構成的碎散材料，受力后存在著外力如何由三種成分來分擔、各分擔應力如何傳遞與相互轉(zhuǎn)化，以及它們與材料變形與強度有哪些關系等問題。太沙基早在1923年發(fā)現(xiàn)并研究了這些問題，并于1936年提出了土力學中最重要的有效應力原理，這是土力學成為一門獨立學科的重要標志。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力可分為有效應力和孔隙水壓力兩部分。
2． 土的變形（壓縮）與強度的變化只取決于有效應力的變化。
6.簡述均布矩形荷載下地基附加應力的分布規(guī)律。[第3章]
任何建筑物都要通過一定尺寸的基礎把荷載傳給地基�；A的形狀和基礎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力計算方法和彈性體中的應力疊加原理，計算地基內(nèi)各點的附加應力。 求矩形荷載下地基附加應力時，可以先求出矩形面積角點下的應力，再利用“角點法”求出任意點下的應力。
①附加應力σz自基底起算，隨深度呈曲線衰減；②σz具有一定的擴散性。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而越小。
7.分層總和法計算地基最終沉降量時進行了哪些假設？[第4章]
①計算土中應力時，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；③采用基底中心點下的附加應力計算地基的變形量。
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