[电子书]陈希哲《土力学地基基础》(第5版)配套题库【课后习题+章节题库(含考研真题)+模拟试题】

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作者:冲刺线教育
版次:1
更新时间:2019-03-21
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页数:151
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目录

内容简介

第一部分 课后习题

第一章 工程地质

第二章 土的物理性质及工程分类

第三章 土的压缩性与地基沉降计算

第四章 土的抗剪强度与地基承载力

第五章 土压力与土坡稳定

第六章 工程建设的岩土工程勘察

第七章 天然地基上浅基础的设计

第八章 桩基础与深基础

第九章 软弱地基处理

第十章 特殊土地基

第十一章 地震区的地基基础

第二部分 章节题库(含考研真题)

第一章 工程地质

第二章 土的物理性质及工程分类

第三章 土的压缩性与地基沉降计算

第四章 土的抗剪强度与地基承载力

第五章 土压力与土坡稳定

第六章 工程建设的岩土工程勘察

第七章 天然地基上浅基础的设计

第八章 桩基础与深基础

第九章 软弱地基处理

第十章 特殊土地基

第十一章 地震区的地基基础

第三部分 模拟试题

陈希哲《土力学地基基础》(第5版)配套模拟试题及详解(一)

陈希哲《土力学地基基础》(第5版)配套模拟试题及详解(二)

内容简介

本书是详解研究生入学考试指定考研参考书目为陈希哲主编的《土力学地基基础》(第5版)的配套题库,包括课后习题、章节题库和模拟试题三大部分。

第一部分为课后习题及详解。本部分对陈希哲主编的《土力学地基基础》(第5版)教材每一章的课后习题进行了详细的分析和解答,并对个别知识点进行了扩展。课后习题答案经过多次修改,质量上乘,特别适合应试作答和临考冲刺。

第二部分为章节题库及详解。本部分严格按照陈希哲主编的《土力学地基基础》(第5版)教材内容进行编写,每一章都精心挑选经典常见考题,并予以详细解答。熟练掌握本书考题的解答,有助于学员理解和掌握有关概念、原理,并提高解题能力。

第三部分为模拟试题及详解。参照陈希哲主编的《土力学地基基础》(第5版)教材,根据各高校历年考研真题的命题规律及热门考点精心编写了两套考前模拟试题,并提供详尽的解答。通过模拟试题的练习,学员既可以用来检测学习该考试科目的效果,又可以用来评估对自己的应试能力。

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试读(部分内容)

第一部分 课后习题

第一章 工程地质

(1)复习思考题

1.工程地质包括哪些主要内容?工程地质作为一门独立的学科与土木建筑工程有何关系?

答:(1)工程地质的主要内容包括第四纪沉积层,即:松散岩石——土;矿物与岩石;不良地质现象对工程的危害;地下水的埋藏深度、运动规律与地下水水质对工程的影响等。

(2)工程地质与建筑工程的关系:各类建筑物无不建造在地球表面。因此,地表的工程地质条件的优劣,直接影响建筑物的地基与基础设计方案的类型、施工工期的长短和工程投资的大小。

2.常见的矿物有哪些?原生矿物与次生矿物有何不同?

答:(1)常见的矿物有:

石英、云母、正长石、斜长石、方解石、辉石、角闪石等。

(2)原生矿物与次生矿物的不同之处:

原生矿物由岩浆冷凝而成,如石英、长石、云母等。而次生矿物通常由原生矿物风化产生,如长石风化产生高岭石、辉石或角闪石风化生成绿泥石,也有从水溶液中析出生成的,如方解石与石膏等。

3.矿物的主要物理性质有哪些?鉴定矿物常用什么方法?怎样区分石英与方解石?

答:(1)矿物的主要物理性质有:形态、颜色、光泽、硬度、解理、断口。

(2)鉴定矿物常用的方法有肉眼鉴定法、偏光显微镜法精密鉴定法。

(3)区分石英与方解石运用肉眼鉴定法,假设甲、乙两种矿物,颜色都是白色,光泽都是玻璃光泽;硬度不同:甲矿物为3度,乙矿物为7度;解理也不同:甲矿物为完全解理,乙矿物无解理。最后将稀盐酸滴在矿物上,甲矿物起泡,乙矿物无反应。根据以上情况,结论为:甲矿物为方解石,乙矿物为石英。

4.岩石按成因分哪几类?各类岩石的矿物成分、结构与构造有何区别?试举出各类岩石的三种常见岩石。花岗岩、闪长岩、砂岩、石灰岩、石英岩和板岩属于哪类岩石?

答:(1)岩石按成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。

(2)各类岩石的矿物成分、结构与构造的区别:岩浆岩矿物成分为浅色矿物(石英、正长石等)和深色矿物(黑云母、角闪石等)。结构根据矿物结晶程度、颗粒大小和均匀程度分为显晶质、隐晶质、玻璃质和斑状4种。构造有块状构造、流纹状构造、气孔状构造和杏仁状构造。沉积岩矿物成分为原生矿物(石英、长石等),次生矿物(方解石、白云石等)。结构按成因和组成物质不同分为碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。构造为层理构造。变质岩矿物成分除了石英、长石等常见岩浆岩、沉积岩中的矿物外,还有变质作用形成的特殊矿物,如滑石、绿泥石等。结构主要有变晶结构(等粒、斑粒、鳞片)和变余结构。构造分为块状构造、板状构造、千枚状构造、片状构造和片麻状构造等。

(3)花岗岩、闪长岩为岩浆岩;砂岩、石灰岩为沉积岩;石英岩和板岩为变质岩。

5.何谓第四纪沉积层?它是如何生成的?根据搬运与沉积条件不同,第四纪沉积层分哪几种类型?

答:(1)地表的岩石,经物理化学风化、剥蚀成岩屑、黏土矿物及化学溶解物质;又经搬运、沉积而成的沉积物;年代不长,未压密硬结成岩石之前,呈松散状态,称为第四纪沉积层,即“土”。

(2)根据岩屑搬运和沉积的情况不同,第四纪沉积层分为以下几种类型:残积层,坡积层,洪积层,冲积层,海相沉积层和湖沼沉积层。

6.何谓坡积层?坡积层有何特点?若建筑物造在坡积层上应注意什么问题?

答:(1)当雨水和融雪水洗刷山坡时,将山上的岩屑顺着斜坡搬运到较平缓的山坡或山麓处,逐渐堆积成坡积层。

(2)坡积层的特点:坡积层搬运距离不远,物质来源于当地山上,颗粒由坡顶向坡脚逐渐变细,坡积层表面的坡度越来越平缓。坡积层的厚薄不均,土质也极不均匀。通常坡积层的孔隙大,压缩性高。

(3)建筑物造在坡积层上需注意的问题:如作为建筑物地基,应注意不均匀沉降和地基稳定性。

7.冲积层有哪些主要类型和特点?平原河谷冲积层中,哪一种沉积层土质较好?哪一种沉积层土质最差?何故?

答:(1)冲积层的主要类型:平原河谷冲积层;山区河谷冲积层;山前平原冲积洪积层;三角洲沉积层。

(2)冲积层的特点:在地表的分布广。

(3)平原河谷冲积层中,河床沉积层土质较好,因为上游河床颗粒粗,下游河床颗粒细。因岩屑经长距离搬运,颗粒具有一定的磨圆度。粗砂与砾石的密度较大,为良好的天然地基。古河道沉积层土质最差,因为此种沉积层通常存在较厚的淤泥、泥炭土,压缩性高,强度低,为不良地基。

8.洪积层是怎样生成的?有何特性?以洪积层作为建筑物地基需注意什么问题?

答:(1)由暴雨或大量融雪形成山洪急流,冲刷并搬运大量岩屑,流至山谷出口与山前倾斜平原,堆积而成洪积层。

(2)洪积层的特性:

洪积层在谷口附近多为大的块石、碎石、砾石和粗砂,谷口外较远的地带颗粒变细,这是因为谷口处的地形窄,流速大,谷口外地势越来越开阔,山洪的流速逐渐减慢之故。其地貌特征为:靠谷口处窄而陡,谷口外逐渐变为宽而缓,形如扇状,称为洪积扇。

(3)以洪积层作为建筑物地基需注意的问题:

洪积层中往往存在黏性土夹层、局部尖灭和透镜体等产状。若以洪积层作为建筑地基时,应注意土层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降。

9.沼泽沉积层有何演变过程?它由什么土组成?这种土的含水率、透水性和压缩性如何?如必须在沼泽沉积层上造永久性建筑物怎么办?

答:(1)湖泊逐渐淤塞和陆地沼泽化,演变成沼泽。沼泽沉积物即沼泽土,主要由半腐烂的植物残余物一年年积累起来形成的泥炭组成。泥炭的含水率极高,透水性很小,压缩性很大。

(2)必须在沼泽上修建建筑物,必须通过首先岩土工程勘察详细了解场地和地基的工程地质、水文地质、环境条件,对其进行分析评价,确定沼泽相沉积物的物理力学、渗透、成分、腐蚀性等全方位特征。其次根据具体情况和拟建建筑物特征和要求以及环境要求、业主工期、经济性要求等综合考虑,选择合适的地基处理方法或桩基础类型。预防出现地基稳定事故和变形过大事故。在施工过程中和建筑物使用期,除了保证施工质量外,还必须通过监测手段,确保建筑物安全。

10.何谓不良地质条件?为什么不良地质条件会导致建筑工程事故?

答:(1)不良地质条件指对工程程建设有影响的地质条件,工程地质条件指工程活动的地质环境,它包括岩土类型及性质、地质构造、地形地貌、水文地质、不良地质现象和天然建筑材料等方面,是一个综合概念。根据工程地质条件的定义,不良地质条件包括:复杂的、具有特殊性的岩土体;结构面发育;复杂的地形地貌;复杂的水文地质条件;各种不良地质作用及其形成的灾害;天然建材的缺乏或距离太远或质量太差、人类工程活动对场地地基影响大等等。断层、节理、滑坡、河床冲淤、岸坡失稳、河沟侧向位移等等都是不良地质条件的具体类型。

(2)不良地质条件会导致建筑工程事故的原因:

不良地质条件对建筑物、场地、地基及周边环境等构成威胁和危害,它影响到建筑物的整体布局、成本、工期、设计和施工方法。

11.什么是断层?断层与节理有何不同?两者对建筑工程各有什么危害?

答:(1)岩层在地应力作用下发生破裂,断裂面两侧的岩体显著发生相对位移,称为断层。

(2)断层与节理的不同:断层显示地壳大范围错断,而节理是岩层在地应力作用下形成的断裂构造,但未发生相对位移,通常节理的长度仅数米。

(3)对建筑工程的危害:断层和节理对建筑物、场地、地基及周边环境等构成威胁和危害,它影响到建筑物的整体布局、成本、工期、设计和施工方法。永久性建筑物,尤其是水库大坝应避免横跨在断层上。一旦断层活动,破坏挡水坝,库水下泄,相当于人造洪水,后果不堪设想。岩体被节理切割成碎块,破坏了岩层的整体性。

12.在山麓或山坡上造建筑物,应注意什么问题?试举实例加以说明。

答:(1)在山麓或山坡上造建筑物应注意:在山麓建房,为利用土地削去坡脚。在坡上建房,增加坡面荷载。这些人类活动都是山坡失稳的因素,所以应注意边坡变形过大、开裂和滑坡问题。

(2)实例:大连市南山滑坡:大连市发展很快,平地已缺建筑场地,一些建筑修在南山坡下,一些建筑修在半山腰上。由于山坡滑动,使若干工程发生墙体或地基开裂,例如,大连日报社库房位于南山北麓,因北坡滑动,使墙体发生3条裂缝,缝长约100cm,缝宽约l5mm。又如辽宁省委干部休养所,建在半山腰上,楼房北侧地面因滑坡沉降达45cm,楼房北侧混凝土护面已拉裂,缝长接近50m,缝宽10~20mm。1985年8月19日南山发生大滑坡,吞没坡下四座民房。

13.靠近河岸修建筑物,可能会发生什么工程事故?如何才能避免事故发生?

答:可能会发生河床冲淤、岸坡失稳、河沟侧向位移等事故。可在建筑物靠河岸一侧设基坑围护、井点、深井降水等。

14.地下水对建筑工程的影响,包括哪些方面?怎样消除地下水的不良影响?

答:(1)地下水对建筑工程的影响包括基础埋深、施工排水、地下水位升降、地下室防水、水质侵蚀性、空心结构物浮起、承压水冲破基槽。

(2)消除地下水的不良影响,需进行详细的岩土工程勘察,详细了解地下水的水文地质条件及其变化规律、地下水对岩土体性能、建筑材料和环境的影响,根据具体情况采取处理措施。

15.地下水运动有何规律?达西定律的物理概念是什么?何谓土的渗透系数?如何确定渗透系数的大小?

答:(1)地下水的运动规律:地下水在重力作用下,一般由高处向低处流动。地下水通过土颗粒之间的孔隙流动。

(2)达西定律的物理概念:达西定律是反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律。

(3)土的渗透系数k是一个待定的比例系数,其物理意义为单位水力坡降(即i=1)时的渗透速度。

(4)渗透系数k的确定方法:现场试验;室内试验;经验值。

16.试阐述动水力、流土和管涌的物理概念和对建筑工程的影响。

答:(1)动水力的物理概念及对建筑工程的影响:土体中渗流的水对单位体积土体的骨架作用的力称为动水力。此动水力是水流对土体施加的体积力,单位是kN/m3。地下水流动时,若水流的方向为由上向下,此时动水力的方向与重力方向一致,使土颗粒压得更紧,对工程有利。反之,如水流由下向上流动,动水力的方向与重力方向相反。当动水力足够大时,会将土体冲起,造成破坏。

(2)流土的物理概念及对建筑工程的影响:当动水力GD的数值大于或等于浮重度γ′时土体被水冲起的现象。在非黏性土中的流土变形形式如泉眼群、沙沸、土体翻滚最终被渗流托起。在黏性土中的流土变形,则表现为土块隆起、膨胀、浮动、断裂等现象。

(3)管涌的物理概念及对建筑工程的影响:当土体级配不连续时,水流可将土体粗粒孔隙中充填的细粒土带走,破坏土的结构,这种作用称为管涌。长期管涌的结果,形成地下土洞,土洞由小逐渐扩大,可导致地表塌陷。

(2)习题

1.如何鉴定矿物?准备一些常见的矿物,如石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、方解石、云母、滑石和高岭土等,进行比较与鉴定。

答:鉴定矿物常用的方法有:

肉眼鉴定法:一般矿物可用小刀、放大镜和10%浓度的稀盐酸等简单物品,根据上述矿物的各项物理性质进行鉴定。

偏光显微镜法精密鉴定法。

2.岩浆岩有何特征?准备若干常见的岩浆岩标本,如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、玢岩和辉岩进行鉴定。

答:岩浆岩的特征是:矿物成分为浅色矿物(石英、正长石等)和深色矿物(黑云母、角闪石等)。结构根据矿物结晶程度、颗粒大小和均匀程度分为显晶质、隐晶质、玻璃质和斑状4种。构造有块状构造、流纹状构造、气孔状构造和杏仁状构造。

3.沉积岩最显著的特征是什么?准备多种常见的沉积岩标本,如砾岩、角砾岩、砂岩、凝灰岩、泥岩、页岩、石灰岩和泥灰岩等,进行对比与鉴定。

答:沉积岩的特征是:矿物成分为原生矿物(石英、长石等),次生矿物(方解石、白云石等)。结构按成因和组成物质不同分为碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。构造为层理构造。

4.变质岩有什么特征?准备几种常见的变质岩,如大理岩、石英岩、板岩、云母片岩和片麻岩进行比较与鉴定。

答:变质岩的特征是:变质岩矿物成分除了石英、长石等常见岩浆岩、沉积岩中的矿物外,还有变质作用形成的特殊矿物,如滑石、绿泥石等。结构主要有变晶结构(等粒、斑粒、鳞片)和变余结构。构造分为块状构造、板状构造、千枚状构造、片状构造和片麻状构造等。

5.新建一个钢筋混凝土水池,长度50m,宽度20m,高度4m,池底板与侧壁厚度均为0.3m。水池的顶面与地面齐平,地下水位埋藏深度2.50m。侧壁与土之间的摩擦强度按10kPa计算。问水池刚竣工,尚未使用时是否安全?

答:底板浮力计算:底板~水面之间的水位深度h=4-2.5=1.5m。

底板静水压力强度:Pwwh=10×1.5=15kPa=15kN/m2

底板面积S底板=50×20=1000m2

底板上的浮力P=Pw×S底板=15000kN。

钢筋混凝土重度一般取γ=24kN/m3,钢筋混凝土水池四个侧壁体积V1=2×[(50×4×0.3)+(20-2×0.3)×4×0.3]=166.56m3,扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积V2=[(50-0.6)×(20-0.6)]×0.3=287.5m3

所以,水池本身钢筋混凝土的体积V=V1+V2=454m3

水池的重量G=γV=24×454=10896kN。

摩擦力f=μS侧壁=10×2×[(50×4)+(20×4)]=5600kN。

G+f=10896+5600=16496kN>P=15000kN。安全。

6.某工程基槽开挖深度为4.0m,地下水位深5.0m。地基土的天然重度:水上γ=20kN/m3,水下γsat=21kN/m3。地面以下6.0m处存在承压水,承压水的水头为3.2m。问基槽是否安全?

答:承压水水头3.2m,故承压水层顶部,即6m处的承压力强度Pwwh=10×3.2=32kPa=32kN/m2

基坑底部—承压水含水层顶部之间土层厚度2m,土体自重压力P=γh1sath2=20×1+21×1=41kPa。

因为P>Pw,所以基槽安全。

7.某工程的地基为粗砂进行渗透试验,已知试样长度为20cm,试样截面面积为5cm2,试验水头为50cm。试验经历10s,测得渗流量为5cm3。求粗砂的渗透系数k。

答:由渗透系数的计算公式,粗砂的渗透系数为:

8.某土力学实验室进行粉砂渗透试验,试样长度为15cm,试样截面面积为5cm2,试验水头为20cm。试验经历10s,测得渗流量为3cm3。求粉砂的渗透系数k。

答:由渗透系数的计算公式,粗砂的渗透系数为:

【说明】题中条件“10s”改为“10min”,则计算结果为k=7.5x10-4cm/s。

9.试用其他方法,证明动水力GD的存在并计算其数值的大小。

答:动水压力计算公式:GD=iγw,本题中要求用另外的方法。采用有效应力法。

地下水渗流时,土体中有效应力与静水条件下不同。

(1)地下水向上渗流:

取图1中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向:

(式

与自重应力作用下相比,孔隙水压力μ多了一个γwΔh,有效应力少了一个γwΔh。

(2)地下水向下渗流:

取图2中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向:

(式

与自重应力作用下相比,孔隙水压力μ少了一个γwΔh,有效应力多了一个γwΔh。

(3)从公式中,可以得到:

公式3中,γwi就是渗流力及其表达式,渗流力是一种体积力。

 

图1-3-1  地下水向上渗流  图1-3-2  地下水向下渗流

10.某建筑工程基槽排水,引起地下水由下往上流动。水头差70cm,渗径为60cm,砂土的饱和重度γsat=20.2kN/m3。问是否会发生流土?

答:实际水力坡度i=h/L=70/60=1.17。

临界水力坡度icr=γ'/γw=(γsatw)/γw=(20.2-10)/10=1.02。

因为i>icr,不安全,会发生流土。

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