在学习基础工程这门课程的过程中,课后习题是巩固所学知识的重要环节。通过解答这些问题,我们能够更好地理解基础工程的基本原理和实际应用。以下是一些典型习题及其参考答案,供同学们学习参考。
习题一:地基承载力计算
问题描述:某建筑场地的地基土层为砂土,已知其内摩擦角φ=30°,黏聚力c=0,天然密度ρ=18 kN/m³,地下水位位于地面下2米处。试计算该地基的极限承载力。
解答步骤:
1. 根据太沙基公式计算极限承载力:
q_u = cN_c + γD_fN_q + 0.5γBN_r
其中,c=0,N_c=5.14(查表),γ=18 kN/m³,D_f=2m,N_q=22.5(查表),B为基础宽度。
所以,q_u = γD_fN_q = 18×2×22.5 = 810 kPa。
习题二:浅基础设计
问题描述:设计一个宽度为2米的条形基础,埋深为1.5米,承受上部结构传来的垂直荷载F=600 kN,水平荷载H=100 kN。地基土的承载力特征值f_a=200 kPa,修正后的地基承载力特征值f_az=250 kPa。试确定基础底面尺寸。
解答步骤:
1. 计算基础底面积A:
A = F/f_az = 600/250 = 2.4 m²
因此,基础宽度B = √A = √2.4 ≈ 1.55 m。
为了满足实际施工需求,可取B=1.6 m。
习题三:沉降计算
问题描述:某建筑物采用筏板基础,基底压力p=150 kPa,地基土为粉质黏土,压缩模量E_s=5 MPa,基础埋深d=2 m。试估算该建筑物的最终沉降量。
解答步骤:
1. 根据分层总和法计算沉降量:
s = ΣΔs_i = Σ(p_i-p_i-1)H_i/E_s
假设地基分为三层,每层厚度H_i=1 m,平均附加应力p_i分别为50 kPa、75 kPa、100 kPa。
则沉降量s = (50/5+75/5+100/5)×1 = 45 mm。
以上仅为部分习题的答案示例,具体问题还需结合实际情况进行详细分析。希望这些解答能帮助大家更好地掌握基础工程的核心知识点。在学习过程中,建议多查阅相关资料,加深对理论的理解,并尝试解决更多类型的题目,从而提高解决问题的能力。