班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线西南交通大学20072008 学年第( 2 )学期考试试卷课程代码 0134300 课程名称 基础工程 考试时间 120 分钟 题号一二三四五六七八九十总成绩得分 阅卷教师签字： 一、简答题（每小题6分，共5题30分）1.确定浅基础埋深时，应主要考虑哪几方面的因素？答案：1） 建筑物的结构条件和场地环境条件；2） 地基的工程地质和水文地质条件；3） 季节性冻土地基的最小埋深；2.请解释文克勒地基模型的含义，以及该模型的适用范围。答案：该地基模型是由捷克工程师文克勒（E.Winkler）于1867年提出的。该模型认为地基表面上任一点的竖向变形s与该点的压力p成正比，地基可用一系列相互独立的弹簧来模拟，即 式中k为基床系数或称地基系数。当地基土的抗剪强度相当低（如淤泥、软粘土等）或地基的压缩层厚度比基底尺寸小得多，一般不超过基底短边尺寸的一半时，采用文克勒地基模型比较合适。3.试简述以无限长梁的计算公式为基础，利用叠加原理求解有限长梁的方法（可配合图形说明）。答案：将梁AB向两端无限延伸得到一无限长梁，将原荷载P、M作用于无限长梁上，无限长梁在A、B两截面上将分别产生内力Ma、Va和Mb、Vb。而A、B两截面原本为自由端，剪力和弯矩应为零。为保证有限长梁与无限长梁在AB间等效，需要在无限长梁的A、B两处分别施加两组集中荷载MA，PA，MB，PB，称为端部条件力，并使这两组力在A、B截面产生的弯矩和剪力分别等于外荷载P、M在无限长梁上A、B截面处所产生弯矩的负值（即：-Ma，-Mb，-Va，-Vb），以保证原梁A、B截面上的弯矩和剪力等于零的自由端条件。然后应用无限长梁计算公式求解出MA，PA，MB，PB。最终将已知的外荷载P、M和端部条件力MA、PA、MB、PB共同作用于无限长梁AB上，按照无限长梁的计算公式分别计算梁段AB在这些力作用下各截面的内力及变形，然后对应叠加，就得到有限长梁在外荷载P、M作用下的内力及变形。4.何谓桩侧负摩阻力、中性点？在哪些情况下应考虑桩侧负摩阻力的作用？答案：当桩周围的土体由于某些原因发生下沉，且变形量大于相应深度处桩的下沉量，即桩侧土相对于桩产生向下的位移，土体对桩产生向下的摩阻力，这种摩阻力称之为负摩阻力。正负摩阻力分界的地方称之为中性点。通常，在下列情况下应考虑桩侧的负摩阻力作用：1）在软土地区，大范围地下水位下降，使土中有效应力增加，导致桩侧土层沉降；2）桩侧有大面积地面堆载使桩侧土层压缩；3）桩侧有较厚的欠固结土或新填土，这些土层在自重下沉降；4）在自重湿陷性黄土地区，由于浸水而引起桩侧土的湿陷；5）在冻土地区，由于温度升高而引起桩侧土的融陷。5.简要说明高承台桩基础分析的步骤（即如何根据承台外荷载求得基桩内力）。答案1）应用群桩整体刚度系数建立承台位移与外荷载的关系式，求解出承台的整体位移；2）根据承台的整体位移求得各根单桩桩顶的位移（包含横向位移、竖向位移和转角）；3）应用单桩刚度系数建立单桩内力同桩顶位移的关系，求出各根单桩的内力二 计算题6 图示柱下独立基础，基底尺寸为3500mm3000mm，土层条件为：杂填土：16.0kN/m3；粉质粘土：18.5kN/m3，fak225kPa，b0.3，d1.6；淤泥质粘土：17.8kN/m3，修正后的承载力特征值faz80kPa；（1）若柱传至基础的荷载（设计地面处）为：Fk980kN，Hk20kN，Mk100kNm，试计算竖向合力的偏心矩e，并验算基础持力层是否满足承载力要求？（提示： ）（2）若地基压力扩散角为23，在（1）的荷载条件下，试验算软弱下卧层是否满足承载力要求？ （本题17分）（1）持力层承载力修正=265.2kPa 2分合力偏心矩 2分平均压应力 2分承载力检算 2分 3分； 持力层承载力满足设计要求（2）自重应力 2分附件应力 4分 故软弱下卧层承载力不满足7 在题6中，若柱截面尺寸为900mm700mm，基底尺寸为3500mm3000mm，基础埋深和地基条件不变。（1）若传至基础的荷载（设计地面处）为Fk1050kN，Hk50kN，Mk80kNm（基本组合值），作用方向不变，试计算基底净反力；（2）若采用高度为800mm（有效高度750mm）的C20钢筋混凝土扩展基础，验算基础的抗冲切强度（柱下）是否满足要求。（要求画出计算简图） （提示：，hp1.0，ft1.1MPa） （本题14分）（1）弯矩 1分净反力 3分 （2） 由于 1分 抗冲切力： 2分 3分 1分 满足 画图3分8 图示Winker地基梁的横截面为矩形，已知截面宽度b=1.0m，截面惯性矩I=0.025m4，弹性模量Ec=2.0107kPa，地基基床系数k=20MN/m3，荷载已示于图中，求梁在A点处的弯矩和剪力。（提示：无限长梁的弯矩、剪力计算公式分别为 ） （本题10分） 1分在作用下： 1分 1分在作用下：计算以2点为对称中心的A点的对称点A（x0）的弯矩和剪力，然后根据对称性求的A点的弯矩和剪力。A点： 2分 2分无限长梁在弯矩作用下，弯矩关于作用点反对称，剪力关于作用点对称故： 1分 1分所以： 1分也可利用对称性求解，即结构对称、外力对称，则弯矩对称，剪力反对称。9 对于摩擦型钻（挖）孔灌注桩，假设（1）桩侧摩阻力沿桩身均匀分布；（2）桩的端阻力为0。设桩在地面以上的长度为l0，地面以下的长度为l，桩的弹性模量和桩身截面积分别为E、A，试推导在桩顶轴力N0作用下桩身弹性压缩量se的计算公式。 （本题9分） 2分 2分桩侧摩阻力沿桩身均匀分布，则摩阻力分布函数为 2分 3分10 如图所示的柱下桩基础，柱截面尺寸为1m0.9m，桩为截面尺寸0.3m0.3m的预制方桩。由桩传至基础的荷载（基本组合值）为（设计地面处）：F4500kN，Mx600kNm，My540kNm；各土层的承载力指标（经深度修正后）：粉质粘土：qsik75kPa，qpk1600kPa；中砂：qsik78kPa，qpk4400kPa；（1）计算单桩的极限承载力Quk；（2）按简化算法计算桩所承受的最大轴向压力（承台及其上部土体的平均重度取为20kN/m3）；（3）按公式验算承台受角桩冲切的承载力是否满足要求。（提示：01，ft1.43MPa，h00.9m，） （本题20分）（1）极限承载力 4分 （2）最大轴向压力： 1分 4分（3）冲切检算 2分 2分 5分 满足抗冲切要求。 2分