【正文】 10．解： 豎向總應(yīng)力： 細(xì)砂層滲透性大，排水固結(jié)塊，因水位下降而產(chǎn)生的應(yīng)力增量很快就轉(zhuǎn)化為有效自量應(yīng)力，故細(xì)砂層底的自重應(yīng)力為： 6．解： 地下水位處： d對(duì)于△abf(或者△cde)，查其表，得，故有對(duì)于□bcef，a e5．解：土壩最大自重應(yīng)力（1）中心點(diǎn)下2m深處：Z(m)z/b均布荷載=100kPa三角形分布荷載=100kPa總鉛直應(yīng)力（kPa）x/b（kPa）x/b（kPa）中點(diǎn)下3020630荷載最小端30630荷載最大端31631 c ，查表45得，故a 第三層底： 五、計(jì)算題1．解：第一層底：第二層土：10．，還應(yīng)包括基礎(chǔ)及其上回填土的重量在基底所產(chǎn)生的壓力增量。8．，應(yīng)為側(cè)向與豎向有效自重應(yīng)力之比。5．，從計(jì)算公式可以看出，由于一般略小于20，故增大埋深反而會(huì)使略有增加。 20 .D四、判斷改錯(cuò)題1．，均呈線性增長。 18 .D 16 .B 13. A 12 .C 10 .D 7 .B 8 .C 5 .A 3 .C 有效重度（浮重度）三、選擇題1 .A 增加4． 自重應(yīng)力、附加應(yīng)力2．因此我們?cè)谟?jì)算地基最終沉降量時(shí)，“沉降計(jì)算深度”用應(yīng)力比法確定。要求基礎(chǔ)離開邊坡有一個(gè)最小的控制距離a. 考慮相鄰建筑物時(shí)，新老建筑物要保持一定的凈距，其具體值依原有基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)而定，一般不宜小于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的12倍； 由于附加應(yīng)力擴(kuò)散分布，他不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在荷載面積相當(dāng)大的范圍之下。7.【答】 由外荷載引起的發(fā)加壓力為主要原因。6.【答】 基底附加壓力為作用在基礎(chǔ)底面的凈壓力。 基地壓力P為接觸壓力。 (偏心荷載作用下) (中心荷載作用下) 假設(shè)條件：剛性基礎(chǔ)、基礎(chǔ)具有一定的埋深，依據(jù)彈性理論中的圣維南原理。 地下水位上升，粘性土濕化抗剪強(qiáng)度降低。 地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了一個(gè)由于降水引起的應(yīng)力增量，它使土體的固結(jié)沉降加大，故引起地表大面積沉降。3.【答】即假設(shè)地基土是均勻、連續(xù)、各向同性的半無限空間彈性體而采用彈性理論來求解土中應(yīng)力。土中孔隙應(yīng)力是指土中水和土中氣所傳遞的應(yīng)力。土中有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。附加應(yīng)力它是地基產(chǎn)生變形的的主要原因，也是導(dǎo)致地基土的強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)的重要原因。 土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。 土體在自重、建筑物荷載及其它因素的作用下均可產(chǎn)生土中應(yīng)力。第四章參考答案一、簡(jiǎn)答題1.【答】圖4—615． 已知一條形基礎(chǔ)底面尺寸為60m4m，設(shè)基底壓力均勻分布，基底中心點(diǎn)下2m深度處的豎向附加應(yīng)力為，問基底角點(diǎn)下4m深度處豎向附加應(yīng)力為多少？16． 圖4—7所示為一座平面是L形的建筑物的筏型基礎(chǔ)，試按角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力的概念分析建筑物上各點(diǎn)A~F中，哪一點(diǎn)的沉降最大？為什么？圖4—7試計(jì)算地表至黏土層底面范圍內(nèi)的豎向總應(yīng)力，有效應(yīng)力和孔隙水壓力，并繪制相應(yīng)的應(yīng)力分布圖。 ，~，其下為不透水頁巖。12． 有相鄰兩荷載面積A和B，其尺寸，相應(yīng)位置及所受荷載如圖4—5所示。 某柱下方形基礎(chǔ)邊長4m，基底壓力為300kPa，地基土重度為18kN/m3，試求基底中心點(diǎn)下4m深處的豎向附加應(yīng)力。試計(jì)算基底附加壓力P0。=16kN/m3，填土下為黏土，=，w=20％，ds=，地下水位在地表下1m。墻體作用在基礎(chǔ)頂面的豎向荷載F=230kN/m，試求基底壓力P。試求地表下4m深處土的豎向和側(cè)向有效自重應(yīng)力，豎向和側(cè)向總應(yīng)力。7．某場(chǎng)地自上而下的土層分布為：雜填土，厚度1m，=16kN/m3；粉質(zhì)黏土，厚度5m，=19kN/m3，/=10kN/m3，K0=；砂土。（答案：中心點(diǎn)下2m深處=）圖436． 按圖4—4中給出的資料，計(jì)算地基中各土層分界處的自重應(yīng)力。（答案：點(diǎn)處=）圖424．某條形基礎(chǔ)的寬度為2m，在梯形分布的條形荷載（基底附加應(yīng)力）下，邊緣（=200KPa,( =100KPa，試求基底寬度中點(diǎn)下和邊緣兩點(diǎn)下各3m及6m深度處值的值。 3．,(),設(shè)計(jì)地面以上的荷載為1200KN,基底標(biāo)高處原有土的加權(quán)平均重度為18KN/。（答案：=301KPa）（答案：第四層底=）2．某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖41所示，在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高處作用有偏心荷載680KN,基礎(chǔ)埋深為2m,底面尺寸為4m2m。第五層砂巖未鉆穿。(A)基礎(chǔ)平均深度(B)從室內(nèi)地面算起的深度(C)從室外地面算起的深度(D)從天然地面算起的埋深，對(duì)于新填土場(chǎng)地應(yīng)從老天然地面算起四、判斷改錯(cuò)題1．在均質(zhì)地基中，豎向自重應(yīng)力隨深度線性增加，而側(cè)向自重應(yīng)力則呈非線性增加2．由于土中自重應(yīng)力屬于有效應(yīng)力，因而與地下水位的升降無關(guān)3．若地表為一無限大的水平面，則土的重力在土中任一豎直面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力等于零4．在基底附加壓力的計(jì)算公式中，對(duì)于新填土場(chǎng)地，基底處土的自重應(yīng)力應(yīng)從填土面算起5．增大柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的埋深，可以減小基底的平均附加壓力6．柱下獨(dú)立基礎(chǔ)埋深的大小對(duì)基底附加應(yīng)力影響不大7．由于土的自重應(yīng)力屬于有效應(yīng)力，因此在建筑物建造后，自重應(yīng)力仍會(huì)繼續(xù)使土體產(chǎn)生變形8．土的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0為土的側(cè)向與豎向自重應(yīng)力之比9．在弱透水土層中，若地下水位短時(shí)間下降，則土的自重應(yīng)力不會(huì)明顯增大10．基底附加壓力在數(shù)值上等于上部結(jié)構(gòu)荷載在基底所產(chǎn)生的壓力增量11．豎向附加應(yīng)力的分布范圍相當(dāng)大，它不僅分布在荷載面積之下，而且還分布到荷載面積以外，這就是所謂的附加應(yīng)力集中現(xiàn)象五計(jì)算題1．某建筑場(chǎng)地的地層分布均勻，=17KN/；第二層粉質(zhì)黏土厚4m,=19KN/,=,w =31%,地下水位在地面下2m深處；第三層淤泥質(zhì)黏土厚8m，=,=,w=41%。 (C)浮重度 ； ）。 (D)無窮均布荷載19．計(jì)算土中自重應(yīng)力時(shí)，地下水位以下的土層應(yīng)采用（(A)圓形均布荷載 (B)基底附加壓力增大 ；(A)沒有影響 ）。(D)3b ；16．已知兩矩形基礎(chǔ)，一寬為2m，長為4m，另一寬為4m，長為8m，若兩基礎(chǔ)的基底附加壓力相等，則兩基礎(chǔ)角點(diǎn)下附加應(yīng)力之間的關(guān)系是（； (B)2b ；(A) (C)5b ； ）。 (D) 14．設(shè)b為基礎(chǔ)底面寬度，則條形基礎(chǔ)的地基主要受力層深度為（；；(A)； (C)20 kN/m3 ； ）。(B)基底反力 ；(C)基底附加應(yīng)力 ； (D)基底凈反力12．計(jì)算基礎(chǔ)及上回填土的總重量時(shí)，其平均重度一般?。?A)基底壓力 ； (C)30 kPa ； ）。(D)附加壓力10．已知地基中某點(diǎn)的豎向自重應(yīng)力為100 kPa，靜水壓力為20 kPa，則該點(diǎn)的側(cè)向自重應(yīng)力為（ ）。 (D)236 kPa9．由建筑物的荷載在地基內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力稱為（ ）。 (D)41kPa 8．某柱作用于基礎(chǔ)頂面的荷載為800kN，基礎(chǔ)底面積為4m2，地基土的重度為17kN/m3，則基底壓力為（ (C)72kPa ；(B)81kPa ； ）。 (D)38kPa 7．同上題，地表以下5m處土的豎向自重應(yīng)力為（ (C)16kPa ；(B)36kPa ； ）。(A)有效應(yīng)力 ； (B)總應(yīng)力 ； (C)附加應(yīng)力 ； (D)孔隙水壓力6．某場(chǎng)地表層為4m厚的粉質(zhì)黏土，天然重度=18kN/m3，其下為飽和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土層，地下水位在地表下4m處，經(jīng)計(jì)算地表以下2m處土的豎向自重應(yīng)力為（ ）。(A)靜水壓力(B)總應(yīng)力(C)有效應(yīng)力，但不等于總應(yīng)力(D)有效應(yīng)力，但等于總應(yīng)力4．地下水位長時(shí)間下降，會(huì)使（(A) =靜水壓力 ； (C)基底凈反力 ； ）。三選擇題1．建筑物基礎(chǔ)作用于地基表面的壓力，稱為（5. 計(jì)算土的自重應(yīng)力時(shí)，地下水位以下的重度應(yīng)取 和 。和 (2)第4章土中應(yīng)力 因?yàn)?，所以不?huì)發(fā)生流砂。 (2)地基的單位滲水量： b、d位于土層表面，其孔隙壓力分別為： 6. 解：(1)a、e點(diǎn)位于水面，故3. 解：(1)設(shè)所求值為，砂樣Ⅰ和砂樣Ⅱ的高度分別為和。由達(dá)西定律的公式知，可改寫為：帶入已知條件，得到：本題的要點(diǎn)在于對(duì)過水?dāng)嗝娴睦斫狻?∴ k1=k2i2/i1=2. 解：分析：如圖32，砂土為透水土層，厚6m，上覆粘土為不透水土層，厚5m，因?yàn)檎惩翆硬煌杆匀我馕恢锰幍倪^水?dāng)嗝娴母叨染鶠樯巴翆拥暮穸?，?m。9/30=（4）∵ i1=Dhab/L1=（DhacDhbc）/L1=（309）/30=，而且由連續(xù)性條件，q/A=k1i1=k2i2zb=30cm，故hwb=hb zb=8130=51cm（3）已知k2=，q/A=k2i2= k2180。 hb=hcDhbc=909=81cm又∵Dhac=180。（1）以cc為基準(zhǔn)面，則有：zc=0，hwc=90cm，hc=90cm（2）已知Dhbc=30%180。7.，每個(gè)網(wǎng)格的長寬比必須為定值。5.，改“相同”為“相反”。 判斷改錯(cuò)題1.√2.√3.，對(duì)黏性土不成正比。四、 (注：按規(guī)范當(dāng)時(shí)發(fā)生管涌) 12. C 10. C 層流、滲透系數(shù) 流砂(土)、管涌5. 常水頭法、變水頭法4. 土的粒度成分及礦物成分、土的密實(shí)度、土的飽和度、土的結(jié)構(gòu)、土的構(gòu)造、水的溫度3. 滲透性或透水性2. 填空題1.二、前者主要表現(xiàn)為流砂和管涌，后者主要?jiǎng)t表現(xiàn)為岸坡滑動(dòng)或擋土墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。具體地再說，管涌和流砂的區(qū)別是：（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界水力梯度，而管涌發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下；（2）流砂發(fā)生的部位在滲流逸出處，而管涌發(fā)生的部位可在滲流逸出處，也可在土體內(nèi)部；（3）流砂發(fā)生在水流方向向上，而管涌沒有限制。在水流滲透作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)，以至流失；隨著土的孔隙不斷擴(kuò)大，滲流速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。6. 【答】在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零時(shí)，顆粒群發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象稱為流砂(土)現(xiàn)象。5. 【答】在穩(wěn)定滲流場(chǎng)中，取一微單元體，并假定水體不可壓縮，則根據(jù)水流連續(xù)原理，單位時(shí)間內(nèi)流入和流出微元體的水量應(yīng)相等，即dqe=dq0。3. 【答】室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)滲透系數(shù)有較大差別，主要在于試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)條件等有關(guān)，即就是和滲透系數(shù)的影響因素有關(guān)，詳見上一題。（4）水的粘滯度。如黃土具有豎直方向的大孔隙，所以豎直方向的滲透系數(shù)要比水平方向大得多。 （3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。（2）結(jié)合水膜厚度。土顆粒越粗，越渾圓、越均勻時(shí)，滲透性就大。2. 【答】（1）土的粒度成分及礦物成分。也就是說，只要有水力坡度，薄膜水就會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，只是當(dāng)實(shí)際的水力坡度小于起始水力梯度時(shí)，薄膜水的滲透速度V非常小，只有憑借精密儀器才能觀測(cè)到。第3章試求(1)滲流力的大小，判斷是否會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象；(2)臨界水利梯度值。 板樁墻下的滲流圖，在長為10cm，面積的圓筒內(nèi)裝滿砂土。試求：(1)圖中所示a、b、c、d、e各點(diǎn)的孔隙水壓力；(2)地基的單位透水量。6. 圖34為一板樁打入透土層后形成的流網(wǎng)。砂Ⅰ的滲透系數(shù)；砂Ⅱ的滲透系數(shù)；砂樣斷面積A=200，試問：(1)若在砂Ⅰ與砂Ⅱ分界面處安裝一測(cè)壓管，則測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高？（2）砂Ⅰ與砂Ⅱ界面處的單位滲流量q多大？4. 定水頭滲透試驗(yàn)中，已知滲透儀直徑，在滲流直徑上的水頭損失，在60s時(shí)間內(nèi)的滲水量，求土的滲透系數(shù)。圖3－2為測(cè)定該沙土的滲透系數(shù)，打一鉆孔到基巖頂面并以102m3/s 的速率從孔中抽水。 圖3－3 圖3－1 計(jì)算題－1所示，在恒定的總水頭差之下水自下而上透過兩個(gè)土樣，從土樣1頂面溢出。五、 管涌發(fā)生在滲流溢出處，而流土發(fā)生的部位可以在滲流溢出處，也可以在土體內(nèi)部。9. 繪制流網(wǎng)時(shí)，每個(gè)網(wǎng)格的長寬比沒有要求。7