河海大学土木工程专业-基础工程考试整理

第一章地基模型1.地基模型概念描述地基土应力应变关系的数学表达式。2.常见的弹性地基模型选择地基模型时考虑的因素文克勒地基模型：假定地基由许多独立的互不影响的弹簧组成，P=KS（K基床系数，S形变，P压应力）。地基越软，土的抗剪强度越低，越接近实际。忽略了地基中的剪应力。地基基床系数可由载荷板实验、室内三轴试验、固结试验获得。弹性半空间地基模型：假定：地基视为均匀的、各向同性的弹性半空间体。该模型可扩散应力和变形，但计算沉降较实测大，差异原因：一般认为是地基压缩层厚度是有限的，且地基是分层的，即使同一种土，变形模量随深度增加。分层地基模型：尤其适于明显呈层状分布，各层差异较大，基础埋置深度大的情况，能较好地反应地基土扩散应力变形的能力，能较容易地考虑土层非均质性沿深度的变化和土的分层性，结果较符合实际。缺点是未考虑土的非线性，过大的地基反力将引起地基土的塑性变形。非弹性地基模型：适用较广。1土的变形特征和应力水平；2土层的分布情况；3基础及上部结构刚度及其形成过程；4基础的埋深；5荷载的种类；6时效；7施工过程（开挖、回填、降水及施工速度）。第二章浅基础设计原理1.地基基础设计时，要考虑的因素有1选择基础的材料、基础结构形式；2选择基础的埋置深度；3确定地基承载力；4基础形状和布置，以及相邻基础、地下构筑物和地下管道的关系；5上部结构类型和使用要求及对不均匀沉降的敏感性；6施工期限、施工方法及所需的施工设备；7地震区还需考虑抗震要求。2.浅基础的类型按基础所用材料分：灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础；按基础刚度分：无筋扩展(刚性)基础、扩展（柔性）基础；按基础的结构形式分：独立基础、条形基础、筏板基础、箱型基础、壳型基础等。3.何为基础的埋深，确定基础埋深考虑的因素？基底到天然地面的垂直距离建筑物的用途、类型及荷载的大小性质；工程地质及地质水文条件；相邻建筑物基础埋深的影响；地基土冻胀或融陷的影响；补偿基础。4.书27页。5.无筋扩展基础与钢筋混凝土扩展基础的区别无筋扩展基础：刚性基础，抗压能力强、施工方便，抗拉、抗剪强度不高、自重大，基础相对高度比较大。扩展基础：柔性基础，有较好的抗剪、抗弯能力，可以通过扩大基础底面面积的方法来满足地基承载力的要求，而不必增加基础的埋深。6.地基变形验算的种类沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。7.减轻不均匀沉降危害的措施有建筑措施：建筑物体型力求简单；增强结构的整体刚度；设置沉降缝（应力突变处）；相邻建筑物基础间应有合适的净距；调整某些设计标高。结构措施：设置圈梁；选择合适的结构形式；减轻建筑物和基础自重；减小或调整基底附加应力；加强基础的刚度。施工措施：先建重、高建筑，后建轻低的建筑；建筑物施工前，使地基预先沉降；注意沉桩、降水对邻近建筑的影响；基坑开挖坑底土的保护。8.确定地基承载力的方法有按照承载力理论公式确定；按照现场载荷试验确定；规范查表法。9.天然地基上浅基础设计的主要内容选择基础的材料、类型和平面布置；选择基础的埋置深度；确定地基承载力；确定基础尺寸；进行地基变形与稳定性验算；进行基础结构设计；绘制基础施工图，提出施工说明。第三章浅基础结构设计1.地基反力分布假设有哪些？其适用条件各是什么地基反力分布应根据基础形式和地基条件等确定。主要有直线分布法和弹性地基梁法，对墙下条形基础和柱下独立基础，地基反力通常采用直线分布；对柱下条形基础和筏板基础等，当持力层土质均匀、上部结构刚度较好、各柱距相差不大、柱荷载分布较均匀时，地基反力可认为符合直线分布，基础梁的内力可按直线分布法计算；当不满足上述条件时，宜按弹性地基梁法计算。2.简述基础结构设计的主要内容根据浅基础的建造材料不同，其结构设计的内容也不同。由砖、石、素混凝土等材料建造的刚性基础，在进行设计时，采用控制基础宽高比的方法使基础主要承受压应力，并保证基础内产生的拉应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。由混凝土材料建造的扩展基础，截面设计的内容主要包括基础底面尺寸、截面高度和截面配筋等。3.如何区分无限长梁和有限长梁？文克勒地基上无限长梁和有限长梁的内力是如何求解的？无限长梁与有限长梁的区分由柔性指数确定，当基础梁的柔性指数大于或等于二时为无限长梁；当柔性指数在π/4到π之间时为有限长梁。文克勒地基上无限长梁和有限长梁的内力是先假定地基每单位面积上所受的压力与其相应的沉降量成正比，而地基是由许多互不联系的弹簧所组成，某点的地基沉降仅由该点上作用的荷载所产生，再通过求解弹性地基梁的挠曲微分方程得出计算内力值。第四章桩基础1.桩的种类据承台位置：低桩承台桩，地面（或冲刷线）以下；高桩承台桩，地面（或冲刷线）以上。按荷载传递机理分：端承桩（磨擦端承桩端承为主）、摩擦桩（端承磨擦桩）。按沉桩方法分：挤土桩、非挤土桩、部分挤土桩、混合桩。按施工方法分：预制桩、灌注桩。2.轴向荷载沿桩身如何传递影响桩侧桩端阻力的因素有哪些？2.1加荷于桩顶，桩身压缩，桩侧受土的向上摩阻力。传递至桩周土，桩身荷载和压缩变形随深度递减。荷载增加，桩身压缩量增大，桩下部的摩阻力随之逐步调动起来，产生桩端阻力。桩端土层压缩加大桩土相对位移，从而使桩身摩阻力进一步发挥出来。当桩身摩阻力达极限，继续加荷，荷载增量将全部由桩端阻力承担。桩端持力层大量压缩并塑性变形，直至桩端阻力达到极限，位移迅速增大至破坏。此时，桩达到其极限承载力3.试说明单桩的破坏模式及其承载力的确定方法？静荷载试验法、经验参数法、静力计算法、高应变动测法等4.什么是桩的负摩阻力产生负摩阻力的原因有哪些当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降速率大于桩的下沉，桩侧土相对于桩作向下位移，使土对桩产生向下作用的摩阻力，称其为负摩阻力。负摩阻力产生原因有：桩基附近地面大面堆载，引起地面沉降，产生负摩阻力；土层中抽取地下水或其他原因，因自重固结下沉；桩穿过欠固结土层（如填土）进入硬持力层，自重固结下沉；打桩，桩周土产生超孔隙水压力，停止后桩周土的再固结作用引起下沉；因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。5.群桩效应，单桩与群桩中的一根桩的承载力有何不同由于承台、桩、土相互影响和共同作用，群桩中任一根桩的工作性状都不同于孤立的单桩，群桩承载力不等于各桩之和，群桩沉降也明显地超过单桩，即是群桩效应。对于端承桩，单桩与群桩中的一根桩的承载力近似相等；摩擦型桩，单桩的承载力比群桩中的一根桩的承载力大第五章沉井基础1.沉井基础的定义、特点井筒状的结构物，以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填，塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。沉井的优点：埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡土围堰结构物，施工工艺并不复杂；沉井施工时对邻近建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础影响小。沉井的缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来一定困难。2.沉井基础下沉困难时，可采取哪些措施解决下沉困难的措施主要是增加压重和减少井壁摩阻力。增加压重的方法：提前接筑下节沉井；在井顶加压砂袋、钢轨等重物；不排水下沉时，可井内抽水。减小井壁摩阻力的方法：井壁内埋设高压射水管组，射水辅助下沉；利用泥浆套或空气幕辅助下沉；增大开挖范围和深度；必要时还可采用0.1~0.2kg炸药起爆助沉。3.沉井下沉何时可能出现突沉井壁摩阻力较小，当刃脚下土被挖除时，沉井支承削弱；排水过多；挖土太深；出现塑流（补措施：控制均匀挖土，减小刃脚处挖土深度；在设计时可采用增大刃脚踏面宽度或增设底梁的措施提高刃脚阻力）。4.沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工三种：旱地施工：整平场地；制造第一节沉井；拆模及抽垫；挖土下沉（排水、不排水）；沉井接高；地基检验和处理；封底、充填井孔及浇筑顶盖。筑岛施工：当水深小于3m，流速≤1.5m/s时，可采用砂或砾石在水中筑岛，周围用草袋围护；若水深或流速加大，可采用围堤防护筑岛。水深较大，筑岛法很不经济，且施工也困难，可改用浮运法施工。沉井在岸边做成，利用在岸边铺成的滑道滑入水中，然后用绳索引到设计墩位。5、沉井下沉倾斜的原因及采取的措施1沉井刃脚下的土软硬不均2没有对称地抽除垫木或没有及时回填夯实，并在四周的回填土夯实不均3没有均匀挖土使井内土面高差悬殊4刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜5刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处理6排水开挖时井内涌砂7井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均造成对井壁的偏压预防措施及处理方法1加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜及时纠正2分区，依次，对称，同步地抽除垫木，及时用砂或砂砾填夯实3在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取放4在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度5不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石，在井外射水或开挖，增加偏心压载以及施加水平外力等措施