《基础工程设计原理习题解答(全).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础工程设计原理习题解答(全).pdf（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 地基模型 习题解答 【1-1】某住宅总压力为 70kPa，埋深 1m，淤泥质粉质粘土的天然重度为 18kN/m3，在基础埋深 1m处 用直径1.13m的荷载板进行室外荷载板试验，得到表 1-3 数据，试确定该地基的基床系数。 荷载板试验结果 表 1-3 压力(kPa) p 0 60 79 110 135 154 184 207 235 沉降s(mm) 0 5.21 7.39 10.87 17.60 24.56 38.25 49.33 61.93 【解解】 根据式（1-21）有， 12 12 ss pp kp = 式中和分别为基础底面计算压力和土的自重压力。故有 2 p 1 p kPap
2、70 2 = kPap18118 1 = 对应的沉降由表 1-3 进行线性内插，有 mms563. 1)018( 060 021. 5 0 1 = += mms357. 6)6070( 6079 21. 539. 7 21. 5 2 = += 从而有 33 3 12 12 /108 .10 10)563. 1357. 6( 1870 mkN ss pp kp= = = 所以该地基的基床系数 33 /108 .10mkNkp= 【1-2】如图 1-13 所示，某地基表面作用 p=100kPa 的矩形均布荷载，基础的宽, 长， 试写出弹性半空间地基模型的柔度矩阵。矩形荷载面积等分为 4 个网格单元
3、，变形模量 ，泊 松比 mb2=ml4= PaEM0 . 5 0 3 . 0。 1 3 2 4 kPa100 m2 m4 PaEM0 . 5 0 图 1-13 习题 1-2 3 . 0 【解解】根据式(1-37)，弹性半空间地基模型的柔度系数可表示为： = = )( 1 )( 1 0 2 0 2 ji rE jiF aE f ii ij 其中 + + + + =11ln1lnln2 22 b a b a b a a b a b b a Fii 由题知，a=1m，b=2m，则 当 i = j 时， 406. 2 1 2 1 1ln1 2 1 2 1 ln 1 2 1 2 ln 2 1 2 22
4、= + + + + = ii F 4 3 2 0 2 11 10394. 1406. 2 1100 . 5 3 . 011 = = = ii F aE f 4 11443322 10394. 1 =ffff 当 i j 时， mrrrr2 43342112 = 5 3 2 0 2 43342112 10897. 2 2100 . 5 3 . 011 = = = rE ffff mrrrr1 42243113 = 5 3 2 0 2 42243113 10793. 5 1100 . 5 3 . 011 = = = rE ffff mrrrr236. 25 . 012 22 32234114 =+
5、= 5 3 2 0 2 32234114 10591. 2 236. 2100 . 5 3 . 011 = = = rE ffff = 4-5-5-5- 5-4-5-5- 5-5-4-5- -5-5-54 101.394 102.897 105.793 102.591 102.897 101.394 102.591 105.793 105.793 102.591 101.394 102.897 102.591 105.793 102.897 10394. 1 f 习 题 习 题 【2-1】如图 2-31 所示地质土性和独立基础尺寸的资料，使用承 载力公式计算持力层的承载力。若地下水位稳定由 0
6、.7m 下降 1m，降 至 1.7m 处，问承载力有何变化？ 图 2-31 习题 2-1 图 解：由图 231 可知： 基底处取土的浮重度 3 /2 . 88 . 90 .18mkN wsat = 基底以上土的加权平均重度 3 /0 .13 3 . 1 6 . 02 . 8)6 . 03 . 1 (2 .17 mkN m = + 由，查表 26 可得 0 20= k 66. 5,06. 3,51. 0= cdb MMM 所以，持力层的承载力为 kPa cMdMbMf kcmdba 9 . 64 166. 53 . 1 0 . 1306 . 3 8 . 12 . 851 . 0 = += +=
7、若地下水下降 1m 至 1.7m，则 基底以上土的重度为 3 /2 .17mkN m 基底处土的重度为 3 /0 .18mkN m 此时，持力层的承载力为 kPa cMdMbMf kcmdba 0 . 86 166 . 5 3 . 1 2 . 1706 . 3 8 . 1 0 . 1851 . 0 = += += 1 【2-22-2】某砖墙承重房屋，采用素混凝土(C10)条形基础，基础顶 面处砌体宽度=490mm，传到设计地面的荷载F 0 b k=220kN/m，地基土承 载力特征值fak=144kPa，试确定条形基础的宽度 。 b (1)按地基承载力要求初步确定基础宽度 假定基础埋深为d=1
8、.2m，不考虑地基承载力深度修正，即 fa=fak=144kPa m df F b Ga k 83. 1 2 . 120144 220 = = ，取 b=1.9m 初步选定条形基础的宽度为 1.9m。 地基承载力验算： kPafkPa b GF p a kk k 1448 .139 9 . 1 2 . 19 . 120220 =0.1m，满足要求。 2 【2-32-3】某钢筋混凝土条形基础和地基土情况如图 2-32 所示，已 知条形基础宽度b=1.65m，上部结构荷载Fk=220kN/m，试验算地基承 载力。 图 2-32 习题 2-3 图 解：(1)持力层承载力验算 由于 b=1.65m=+
9、=+ 所以，软弱下卧层承载力不满足。 4 【2-4】 某工业厂房柱基采用钢筋混凝土独立基础（图2-33） 。 Fk=2200kN，粘性土地基的承载力特征值fak=250kPa。试确定基础底面 尺寸。 图 2-33 习题 2-4 图 【解】【解】(1) 按仅有轴心荷载，根据式（2-29）得： 2 m1 .10 6 . 120250 2200 = = df F A Ga k 由于基础仅作用轴心荷载，考虑选用方形基础，则 mAbl18. 31 .10=m2 取l=b=3.2m (2)计算修正后的地基承载力特征值 查表2-6，=0.840.85，e=0.830.85，得： L I 6 . 1, 3 .
10、 0= db 3 /7 .18 6 . 1 6 . 01915 .18 mkN m = + Pa05.284 )5 . 06 . 1 (7 .186 . 1)32 . 3(193 . 0250 )5 . 0()3( k dbff mdbaka = += += （3）地基承载力验算： )( kPa05.284kPa84.246 6 . 120 2 . 32 . 3 2200 满足= + =+= a G k k f d A F p 所以，基础采用m2 . 3m2 . 3底面尺寸是合适的。 5 【2-5】 工业厂房柱基采用钢筋混凝土独立基础，在图2-34中列 出了荷载位置及有关尺寸，已知图示荷载：F
11、k =1850kN，Pk =159kN， Mk =112kNm，Qk =20kN。粘性土的地基承载力特征值fak=240kPa。试 确定矩形基础底面尺寸（假定3:5:=bl） 。 图2-34 习题2-5图 【解】【解】(1) 按轴心荷载初步确定基础底面积，根据式（2-29）得： 2 0 m57. 9 5 . 120240 1591850 = + = df PF A Ga kk 考虑偏心荷载的影响，将增大10%，即 0 A 5 .1057. 91 . 11 . 1 0 =AAm2 长宽比，则3:5:=bl 2 3 5 bblA=，从而进一步有 m5 . 2 3 5 5 .10 3 5 = A b
12、 m2 . 45 . 2 3 5 3 5 =bl (2) 计算基底最大压力： maxk p 基础及回填土重 kN3155 . 12 . 45 . 220=AdG Gk 基底处竖向力合力 =+=kN23243151591850 k F 基底处总力矩 =+=mkN2185 . 12048. 0159112 k M 偏心距 m l F M e k k 7 . 0 6 2 . 4 6 m094. 0 2324 218 = 所以，偏心力作用点在基础截面内。 6 基底最大压力： kPa 6 .191 1 .251 2 . 4 094. 06 1 2 . 45 . 2 23246 1 min max = = = l e lb F p k k k (3) 地基承载力特征值及地基承载力验算： 6 .
