【正文】 在深度 z處土的自重應(yīng)力為： 式中 — 土的重度， kN／ m3； F— 土柱體的截面積， m2。 用面上的法向應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸的正方向相同時(shí)，則剪應(yīng)力的方向與坐標(biāo)軸正方向一致時(shí)為正，反之為負(fù)，若剪應(yīng)力作用面上的法向應(yīng)力方向與坐 標(biāo)軸正方向相反時(shí)，則剪應(yīng)力的方向與坐標(biāo)軸正方向相反時(shí)為正，反之為負(fù)。土中應(yīng)力過(guò)大時(shí)，會(huì)使土體因強(qiáng)度不夠發(fā)生破壞，甚至使土體發(fā)生滑動(dòng)失去穩(wěn)定。 【例題 22】關(guān)于太沙基一維滲流固結(jié)理論的基本假定，不包括的選項(xiàng)為（ ）。 A. 孔隙水壓力可轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?yīng)力，有效應(yīng)力增大，但總應(yīng)力保持不變； B. 有效應(yīng)力部分甚至全部轉(zhuǎn)變?yōu)榭紫端畨毫Γ倯?yīng)力保持不變； C. 有效應(yīng)力保持不變，孔隙水壓力增大，使總壓力增大； D. 孔隙水壓力保持不變，有效應(yīng)力減少，使總壓力減少； 答案： B (二 )太沙基一維滲流固結(jié)理論 太沙基 (K。因此，工程中一般只考慮粘性土和粉土的變形與時(shí)間的關(guān)系。 【例題 19】某矩形基礎(chǔ)底面寬度為 8m，當(dāng)采用分層總和法進(jìn)行地基變形驗(yàn)算時(shí)，地基土的分層厚度不宜超過(guò)（ ）。 (3)計(jì)算各分層界面處基底中心下豎向附加應(yīng)力。 2. 計(jì)算步驟 (1)地基土分層。 對(duì)矩形均布荷載下的角點(diǎn)沉降、中心點(diǎn)沉降和平均沉降以及圓形均布荷載下的剛性基礎(chǔ)沉降可歸納成下式表示： 式中 e— 合力的偏心距 K— 計(jì)算系數(shù)，可按 l／ b由有關(guān)圖表查得。 A. 正常固結(jié)土 B. 超固結(jié)土 C. 欠固結(jié)土 答案： B 【例 題 17】某地層自地表以下 10m范圍內(nèi)均為粉土，其天然重度為 ,地下水位在 16m 處，已知該土層在 10m 處受到的先期固結(jié)壓力為 200 kpa，則該處粉土屬于（ ）。 1. 先期固結(jié)壓力 土層 在歷史上所曾經(jīng)承受過(guò)的最大固結(jié)壓力，稱為先期固結(jié)壓力，用 Pc表示。實(shí)測(cè)資料表明， E0與 Es的比值并不像理 論得到的在 0～ 1 之間變化，而可能出現(xiàn) E0/Es 超過(guò) 1的情況，且土的結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)或壓縮性越小，其比值越大。該參數(shù)常用于用彈性理論公式估算建筑物的初始瞬時(shí)沉降。該參數(shù)將用于地基最終沉降量計(jì)算的分層總和法、應(yīng)力面積法等方法中。 2. 變形模量 在 p～ s曲線中，當(dāng)荷載 p小于某數(shù)值時(shí)，荷載 p 與載荷板沉降之間基本呈直線關(guān)系。在計(jì)算飽和粘性土地基上瞬時(shí)加荷所產(chǎn)生的瞬時(shí)沉降時(shí)，一般應(yīng)采用彈性模量。 ～ p曲線直線段的斜率 B. e～ p曲線割線的斜率 ～ 1gp曲線直線段的斜率 D. e～ 1gp曲線割線的斜率 答案： C 4. 回彈指數(shù) Ce 卸載段和再壓縮段的平均斜率稱為回彈指數(shù)或再壓縮指數(shù) Ce。在 e～ 1gp 曲線中可以看到，當(dāng)壓力較大時(shí)， e～ 1gp 曲線接近直線。 在無(wú)側(cè)向變形，即橫截面積不變的情況下，同樣根據(jù)土粒所占高度不變的條件，土樣變形量 H可用相應(yīng)的孔隙比的變化 e=e1e2 來(lái)表示： 由此還可導(dǎo)出壓縮系數(shù) 與壓縮模量 Es之間的關(guān)系： 式中 e0為初始孔隙比（或天然孔隙比） 同壓縮系數(shù) 一樣，壓縮模量 Es也不是常數(shù)，而是隨著壓力大小而變化。 A. ；低壓縮性土 B. ；低壓縮性土 C. ；中壓縮性土 D. ；高壓縮性土 答案： D 【例題 8】在室內(nèi)壓縮試驗(yàn)時(shí)，土樣受壓后向外排出孔隙水是通過(guò)（ ）個(gè)界面。值與土所受的荷載大小有關(guān)。 根據(jù)壓縮過(guò)程中土樣變形與土的三相指標(biāo)的關(guān)系，可以導(dǎo)出試驗(yàn)過(guò)程孔隙比與壓縮量 H的關(guān)系，即 這樣，根據(jù)式 (1561)即可得到各級(jí)荷載 P 下對(duì)應(yīng)的孔隙比 e，從而可繪制出土樣壓縮試驗(yàn)的 e～p曲線及 e～ lgp曲線等。試驗(yàn)時(shí)將切有土樣的環(huán)刀置于剛性護(hù) 環(huán)中，由于金屬環(huán)刀及剛性護(hù)環(huán)的限制，使得土樣在豎向壓力作用下只能發(fā)生豎向變形，而無(wú)側(cè)向變形。 雙層地基中應(yīng)力集中和擴(kuò)散的概念有著重要工程意義，特別是在軟土地區(qū)，表面有一層硬殼層，由于應(yīng)力擴(kuò)散作用，可以減少地基的沉降，故在設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋，并在施工中采取保護(hù)措施，以免淺層土的結(jié)構(gòu)遭受破壞。當(dāng)上層土的壓縮性比下層土的壓縮性低時(shí) (即硬殼層情況 )，即 ElE2，則土中附加應(yīng)力將發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。 如圖 1557所示，在土體表面作用分布寬度為 b 的均布條形荷載 p時(shí)，土中任一點(diǎn)的豎向應(yīng)力 可采用彈性理論中的弗拉曼 (Flamant)公式在荷載分布寬度范圍內(nèi)積分得到： 六、成層地基中附加應(yīng)力的分布規(guī)律 在柔性荷載作用下，將土體視為均質(zhì)各向同性彈性土體時(shí)土中附加應(yīng)力的計(jì)算與土的性質(zhì)無(wú)關(guān)。這種計(jì)算方法一般稱為角點(diǎn)法。 如圖 1553所示，在半無(wú)限土體表面作用一分布荷載 p(x,y)，為了計(jì)算土 中某點(diǎn) M(x， y， z)的豎向正應(yīng)力 值，可以在基底范圍內(nèi)取單元面積 dF=dξdη ，作用在單元面積上的分布荷載可以用集中力 dQ 表示，dQ=p(x， y) dξdη 。 Boussinesq， 1885)解計(jì)算，其任意點(diǎn)豎向正應(yīng)力 及地表上距集中力為 r處的豎向位移凹 (沉降 )可表示成如下形式： 供查用。 【例題 5】某條形基礎(chǔ)寬度為 ，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的荷載為 120KN/m，基礎(chǔ)埋深為 2m，持力層及以上土的天然重度為 ，求基底處的附加壓力 p0。 基礎(chǔ)軸心處垂直于長(zhǎng)邊方向上受到 120KN 的水平力作用，則地基邊緣最大反力為（ ① ），最小反力為（ ② ），偏心距為（ ③ ）。 A. 馬鞍形 B. 矩形 C. 三角形 D. 梯形 答案： A (二 )地基反力的簡(jiǎn)化計(jì)算 實(shí)用上，通常將地基反力假設(shè)為線性分布情況按下列公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算： 地基平均反力 地基邊緣最大與最小反力 式中 F— 作用在基礎(chǔ)頂面通過(guò)基底形心的豎向荷載， kN； G— 基礎(chǔ)及其臺(tái)階上填土的總重， kN， G= Ad，其中 為基礎(chǔ)和填土的平均重度，一般取 =20kN／ m3，地下水位以下取有效重度， d 為基礎(chǔ)埋置深度； M— 作用在基礎(chǔ)底面的力矩， M=(F+G)? e， e為偏心距； W— 基礎(chǔ)底面的 抗彎截面模量， W= ， l、 b為基底平面的長(zhǎng)邊與短邊尺寸。對(duì)剛性基礎(chǔ) (如箱形基礎(chǔ)或高爐基礎(chǔ)等 )，在外荷載作用下，基礎(chǔ)底面基本保持平面，即基礎(chǔ)各點(diǎn)的沉降幾乎是相同的，但基礎(chǔ)底面的地基反力分布則不同于上部荷載的分布情況。 【例題 1】某土層及其物理性質(zhì)指標(biāo)如圖 1552 所示，地下水位在地表下 ，計(jì)算土中 a、 b、 c、 d各點(diǎn)處的自重應(yīng)力。粘性土則視其物理狀態(tài)而定，一般認(rèn)為 ，若水下的粘性土其液性指數(shù) IL1，則土處于流動(dòng)狀態(tài)，土顆粒之間存在著大量自由水，可認(rèn)為土體受到水浮力作用，若IL≤0 ，則土處于固體狀態(tài)，土中自由水受到土顆粒間結(jié)合水膜的阻礙不能傳遞靜水壓力，故認(rèn)為土體不受水的浮力作用，若 0IL1，土處于塑性狀態(tài)，土顆粒是否受到水的浮力作用就較難肯定，在工程實(shí)踐中一般均按土體受到水浮力作用來(lái)考慮。 2. 成層地基土 的自重應(yīng)力 地基土通常為成層土。 1. 均質(zhì)土的自重應(yīng)力 土體在自身重力作用下任一豎直切面均是對(duì)稱面，切面上都不存在剪應(yīng)力。 土是三相體，具有明顯的各向異性和非線性特征。 A. 5年 B. 10年 C. 20年 D. 50年 答案： B 【例題 33】某種土以粉土 為主，含有砂、粉質(zhì)粘土，局部夾雜少量的碎磚屑，則該土為（ ）。 在工程建設(shè)中所遇到的填土變化較大。 雜填土是由含大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等雜物的填土。根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式，填土可分為素填土、雜填土和沖填土三類。如受長(zhǎng)期荷載將產(chǎn)生流變作用，所以作為地基應(yīng)專門處理。 III— 富冰凍土 (中融陷土 )：這類土不但有較大的融陷量和壓縮量，而且在冬天回凍時(shí)有較大的凍脹性，作為地基，一般應(yīng)采取專門措施，如 深基、保溫、防止基底融化等。 多年凍土在我國(guó)主要分布在青藏高原和東北大小興安嶺，在東部和西部地區(qū)一些高山頂部也有分布。凍土按其凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)短可分為三類：瞬時(shí)凍土、季節(jié)性凍土和多年凍土。防鹽類侵蝕的重點(diǎn)部位是在接近地面或地下水干濕交替區(qū)段。在進(jìn)行建設(shè)時(shí)，如果未受用有效的防膨脹措施，造成的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的。當(dāng)土中的硫酸鈉含量超過(guò)某一定值(約 2％ )時(shí)，在低溫或含水率下降時(shí)，硫酸鈉發(fā)生結(jié)晶膨脹，對(duì)于無(wú)上覆壓力的地面或路基，膨脹高度可達(dá)數(shù)十至幾百毫米，這成了鹽漬土地區(qū)的一個(gè)嚴(yán)重的工程問(wèn)題。根據(jù)大量研究表明，只有干燥和稍濕的鹽漬土才具有溶陷性，且大多為自重溶陷。 有些鹽漬土中以含碳酸鈉或碳酸氫鈉為主，堿性較大， pH值一般為 8～ ，這種土稱為堿土，或堿性鹽漬土，農(nóng)業(yè)上稱為蘇打土。有些地區(qū)長(zhǎng)期大量開采地下水，農(nóng)田灌溉不當(dāng)，也會(huì)造成鹽分積聚。 水流是鹽類遷 移和重新分布的主要因素。鹽漬土的成因主要取決于鹽源、遷移和積聚這三個(gè)方面。當(dāng)失水后土體發(fā)生收縮，土體中出現(xiàn)裂縫，接近地表的裂縫呈豎向開口狀，往深處逐漸減弱，呈網(wǎng)狀微裂隙且閉合。 2)下伏碳酸鹽巖系地層中的巖溶發(fā)育，在地表水和地下巖溶水的單獨(dú)或聯(lián)合作用下，由于水的沖蝕、吸蝕等作用，在紅粘土地 層中可形成洞穴，稱為土洞。 紅粘土雖然其力學(xué)性能隨深度而變?nèi)酰鳛樘烊坏鼗鶗r(shí)，對(duì)一般建筑 物而言，其基底附加應(yīng)力隨深度的衰弱幅度大于強(qiáng)度減小的幅度，因此在多數(shù)的情況下滿足了持力層也就滿足了對(duì)下臥層承載力驗(yàn)算的要求。因此反映出具有高塑性的特征，特別是液限 WL比一般粘性土高，都在 50％以上。已經(jīng)形成的紅粘土，經(jīng)后期水流搬運(yùn)，土中成分相對(duì)調(diào)整，仍然保留著紅粘土的基本特征，其 WL一般大于 45％，稱為次生紅土。 3. 地基處理措施 1)用足地基強(qiáng)度，增大基底壓力； 2)采用換土、砂石墊層等措施，改良土性； 3)改變基礎(chǔ)形式，可采用樁基、墩基等。 2)場(chǎng)地內(nèi)綠化布置。 A. 黃土 B. 填土 C. 不均勻 D. 膨脹土 答案： D 【例題 28】膨脹土地區(qū)房屋損壞具有的特點(diǎn)為（ ）。在干旱季節(jié)蒸發(fā)強(qiáng)烈，坡面剝落；雨季坡面沖蝕，沖蝕溝深一般為 ～ ，最大可達(dá) ，坡面變得支離破碎。房屋損壞具有季節(jié)性和成群性兩大特點(diǎn)，房屋墻面角端的裂縫常表現(xiàn)為山墻上的對(duì)稱或不對(duì)稱的倒八字形縫，外縱墻下部出現(xiàn)水平縫，墻體外側(cè)并有水平錯(cuò)動(dòng)，由于土體的脹縮交替，還會(huì)使墻體出現(xiàn)交叉裂縫。 6. 強(qiáng)度衰減性 膨脹土的抗剪強(qiáng)度為典型的變動(dòng)強(qiáng)度，具有峰值強(qiáng)度極高而殘余強(qiáng)度極低的特性。 4. 超固結(jié)性膨脹土大多具有超固結(jié)性，天然孔隙比小，密實(shí)度大，初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。 2. 崩解性 膨脹土浸水后體積膨脹，發(fā)生崩解。 【例題 25】膨脹土主 要呈（ ）分布。 在濕陷性黃土地基的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)建筑物的類別，場(chǎng)地濕陷類型、結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)，施工與維護(hù)管理等條件結(jié)合確定。 3)施工階段的防水措施 施工場(chǎng)地應(yīng)平整，做好臨時(shí)性防洪、排水措施。 2. 防水措施 防水措施包括以下三方面： 1)場(chǎng)地防水措施 盡量選擇具有排水暢通或利于場(chǎng)地排水的地形條件，避開受洪水或水庫(kù)等可能引起地下水位上升的地段，確保管道和貯水構(gòu)筑物不漏水，場(chǎng)地內(nèi)應(yīng)設(shè)排水溝等。 B. 含水量越大孔隙比越大濕陷性越強(qiáng) D. 含水量越小孔隙比越大濕陷性越強(qiáng) 答案： D 【例題 23】原始黃土的成因，是由 ( )形成的。 黃土的濕陷性還與孔隙比、含水率以及所受壓力的大小有關(guān)。黃土受水浸濕時(shí)，結(jié)合水膜增厚楔入顆粒之間，可溶性鹽類溶解和軟化，骨架強(qiáng)度降低，土體在上覆土層的自重壓力或附加壓力共同作用下土的結(jié)構(gòu)迅 速破壞，土?；虼罂紫?，粒間孔隙減少，這就是黃土濕陷的機(jī)理。濕陷性黃土又可分為自重濕陷性和非自重濕陷性兩類。 A. 淤泥 B. 淤泥質(zhì)土 C. 機(jī)質(zhì)土 D. 泥炭土 答案： D 二、黃土 黃土是我國(guó)地域分布最廣的一種特殊性土類，它是第四紀(jì)時(shí)期形成的一種特殊堆積物。其含水量極高，壓縮性很大，且不均勻。 淤泥是指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形 成，天然含水量大于液限、天然孔隙比e≥ 的粘性土。這些特殊性土在分布上都具有區(qū)域性的特點(diǎn)，故也稱為區(qū)域性土或環(huán)境土。 (4)固結(jié)不排水剪指標(biāo) 土樣進(jìn)行固結(jié)不 排水剪試驗(yàn)時(shí)，周圍固結(jié)壓力 ，將全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力而施加的偏應(yīng)力將產(chǎn)生孔隙水壓力。當(dāng)土中的孔隙水壓力 能通過(guò)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算或其他方法加以確定時(shí)，宜采用有效應(yīng)力法。然而，直剪試驗(yàn)中只是用剪切速率的 “ 快 ” 與 “ 慢 ” 來(lái)模擬試驗(yàn)中的 “ 不排水 ” 和 “ 排水 ” ，對(duì)試驗(yàn)排水條件的控制是很不嚴(yán)格的，因此在有條件的情況下應(yīng)盡量采用三軸試驗(yàn)方法。另外，常規(guī)三軸試驗(yàn)中的試樣所受的力是軸對(duì)稱的，與工程實(shí)際中土體的受力情況不太相符，要滿足土樣在三向應(yīng)力條件下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，就必須采用更為復(fù)雜的真三軸儀進(jìn)行試驗(yàn)。 A．不固結(jié)不排水剪 B．固結(jié)不排水