《基础工程》课后习题问题详解
基础工程课后习题答案
2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m，潜水面在地表以下1m处，饱和重度错误!未找到引用源。；（2）粘土隔离层，厚2.0m，重度错误!未找到引用源。；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m（取错误!未找到引用源。）。问地基开挖深达1m 时，坑底有无隆起的危险？若基础埋深错误!未找到引用源。，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？
【解】（1）地基开挖深1m时持力层为中砂层
承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×1＋19×2=58kPa
承压含水层顶部净水压力：10×（2+2+2）=60kPa
因为58<60 故坑底有隆起的危险！
（2）基础埋深为1.5m时
承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×0.5＋19×2=48kPa
≥承压含水层顶部净水压力=10×错误!未找到引用源。得：
错误!未找到引用源。≤4.8m ；
故，还应将承压水位降低6-4.8=1.2m。
2-2 某条形基础底宽b=1.8m，埋深d=1.2m，地基土为粘土，内摩擦角标准值错误!未找到引用源。=20°，粘聚力标准值错误!未找到引用源。=12kPa，地下水位与基底平齐，土的有效重度错误!未找到引用源。，基底以上土的重度错误!未找到引用源。。试确定地基承载力特征值
a
f。
【解】根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。
由错误!未找到引用源。=20°查表2-3，得错误!未找到引用源。因基底与地下水位平齐，故错误!未找到引用源。取有效重度错误!未找到引用源。,故：地基承载力特征值
kPa
c
M
d
M
b
M
f
k
c
m
d
b
a
29
. 144
12
66
.5
2.1
3.
18
06
.3
8.1
10
51
.0
=
?
+
?
?
+
?
?=
+ +
=γ
γ
2-3 某基础宽度为2m，埋深为1m。地基土为中砂，其重度为18kN/m3，标准贯入试验锤
击数N=21，试确定地基承载力特征值a f 。
【解】 由题目知，地基持力层为中砂，根据标贯锤击数N=21查表2-5，得：
kPa f ak 286)250340(15
3015
21250=---+
=
因为埋深大于d=1m>0.5m ，故还需对k f 进行修正。查表2-5，得承载力修正系数0.3=b η，
4.4=d η，代入公式（2-14）得修正后的地基承载力特征值为： kPa
d b f f m d b ak k 6.325)5.01(184.4)33(180.3286)5.0()3(=-??+-??+=-+-+=γηγη 2-4 某承重墙厚240mm ，作用于地面标高处的荷载m kN F k 180=，拟采用砖基础，埋深为1.2m 。地基土为粉质粘土，318m kN =γ，9.00=
e ，kPa
f ak 170=。试确定砖基础的底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。
【解】 因为基础埋深d=1.2m>0.5m 故需先进行地基承载力深度修正，持力层为粉质粘土，查表2-5得 0.1=d η，得修正后的地基承载力为：
()kPa d f f m d ak a 6.1825.02.1180.1170)5.0(=-??+=-+=γη
此基础为墙下条形基础，代入式2-20得条形基础宽度：
13.12.1206.182180
=?-=-≥
d f F b G a k γm
为符合砖的模数取b=1.2m ，砖基础所需的台阶数为：
8
602240
1200=?-=
n
所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示：
2-5 某柱基承受的轴心荷载MN F k 05.1=，基础埋深为1m ，地基土为中砂，318m kN =γ，kPa f ak 280=。试确定该基础的底面边长。
【解】 因为基础埋深d=1.0m>0.5m 故需先进行地基承载力深度修正，持力层为中砂，查表2-5得 4.4=d η，得修正后的地基承载力为：
()kPa
d f f m d ak a 6.3195.01184.4280)5.0(=-??+=-+=γη
柱下独立基础代入公式2-19，基础底面边长：
87.11
206.3191050
=?-=-≥
d f F b G a k γm
取基底边长为1.9m 。
2-6 某承重砖墙厚240mm ，传至条形基础顶面处的轴心荷载m kN F k 150=。该处土层自地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m ，317m kN =γ，91.00=e ，kPa f ak 130=，MPa E s 1.81=；第二层为淤泥质土，厚度1.6m ，kPa f ak 65=，MPa E s 6.22=；第三层为中密
中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建筑物对基础埋深没有特殊要求，且不必考虑土的冻胀问题。（1）试确定基础的底面宽度（须进行软弱下卧层验算）；（2）设计基础截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的1.35倍）。 【解】 （1）确定地基持力层及基础埋深
考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原则，确定第一层粉质粘土作为持力层，其下第二层为软弱下卧层，故可按最小埋深条件确定基础埋深d=0.5m 。。 （2）初步确定基础底面尺寸
因为d=0.5m 故不需要进行地基承载力特征值埋深修正，即：
ak a f f ==130kPa 。
砖下条形基础代入公式2-20得基础宽度
25.15
.020130150
=?-=-=
d f F b G a k γm
取b =1.3m<3m ，故无需再进行宽度修正。 (3)软弱下卧层承载力验算
kPa CZ 4.372.217=?=σ
由1.36.21.821==s s E E ，7.15.02.2=-=z m >0.5b ，查表2-7得ο23=θ。
kPa d b F p G k k 4.1255.0203.1150=?+=+=
γ 下卧层顶面处的附加应力为：
()()
kPa z b p b cd k Z 4.5523tan 7.123.15.0174.1253.1tan 2=??+?-?=+-=
ο
θσσ
()kPa z d f f m d ak az 9.935.02.2170.165)5.0(=-??+=-++=γη
kPa f kPa az CZ Z 9.938.924.374.55=<=+=+σσ（可以）
(4)基础设计
依题意采用钢筋混凝土条形基础。采用C20混凝土，2
10.1mm N f t =，钢筋用HPB235
级，2
210mm N f y =。 基础埋深为0.5m 荷载设计值 kN F F k 5.20215035.135.1=?== 基底净反力 kPa b F p j 8.1553
.15.202===
基础边缘至砖墙计算截面的距离
()53.024.03.12
1
1=-?=
b m 基础有效高度
mm m f b p h t
j 107107.01100
7.053
.08.1557.010==??=
≥
取基础高度250=h mm ，2055402500=--=h mm （107>mm ）。
m kN b p M j ?=??==
9.2153.08.1552
12122
1 26
0565205
2109.0109.219.0mm h f M A y s =???==
配钢筋200@12φ，2
565mm A s =，垫层用C10混凝土。
2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm ×300mm ，作用在基础顶面的轴心荷载
kN F k 400=。自地表起的土层情况为：素填土，松散，厚度1.0m ，34.16m kN =γ；细砂，
厚度2.6m ，318m kN =γ，320m kN sat =γ，标准贯入试验锤击数N ＝10；粘土，硬塑，厚度较大。地下水位在地表下1.6m 处。试确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面及配筋。 【解】 (1)确定地基持力层
根据承载力条件，及最小埋深的限制，综合“宽基浅埋”的设计原则，选择细沙层作为持力层（素填土层厚度太小，且承载力低；硬塑粘土层埋深太大不宜作持力层） (2)确定基础埋深及地基承载力特征值
根据基础尽量浅埋的原则，并尽量避开潜水层，可取埋深d =1.0m 。查表2-5，得细砂的
d η=3.0，地基承载力特征值为：
()kPa d f f m d ak a 6.1645.00.14.160.3140)5.0(=-??+=-+=γη
(3)确定基础底面尺寸
66.10
.1206.164400
=?-=-=
=d f F l b G a k γm
取7.1==l b m 。 (4)计算基底净反力设计值
kPa b F p j 9.1867.17.140035.12
=??==
(5)确定基础高度
采用C20混凝土，2
10.1mm N f t =，钢筋用HPB235级，2210mm N f y =。取基础高
度400=h mm ，355454000=-=h mm 。因01.1355.023.020=?+=+h b c m 故按式（2-57）作冲切验算如下： kN h b b b h a l p c c j 4.87355.023.027.17.1355.023.027.19.18622222 2 00=?? ?? ??? ???? ??---???? ??--?=?? ? ???????? ??---??? ??--()()kN kN h h bc f h t p 4.870.179355.0355.03.011000.17.07.000>=?+???=+β （可以） (6)确定底板配筋。本基础为方形基础，故可取 ()()() ()()m kN bc b ac p M M j ?=+??-??= +-==I 5.563.07.123.07.19.18624 1212412 2 X 26 0842355 2109.0105.569.0mm h f M A A y s s =???===I I X 配钢筋1011φ双向，2 28425.863mm mm A s >=。 2-8 同上题，但基础底面形心处还作用有弯矩m kN M k ?=110。取基底长宽比为1.5，试确定基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。 【解】 可取基础埋深为1.0m ，由上题知地基承载力特征值kPa f a 6.164=。 (1)确定基础底面尺寸 考虑到荷载偏心作用，可将轴心荷载下所得到的基底面积之增大30％得初选基底面积： 2 6.30.1206.164400 3.13 .1m d f F A G a k =?-?=-=γ 取边长比n=1.5得基础宽度： 55.15 .16.3=== n A b m ，取6.1=b m 。 4.26.15.1=?==nb l m kN G F k k 8.47614.26.120400=???+=+ 验算偏心距： m l m G F M e k k k 4.06 231.08.476110=<==+= （可以） kPa f kPa l e A G F p a k k k 5.1976.1642.12.19.1954.2231.0614.26.18.47661max =?=<=?? ? ???+??=? ?? ? ?++= （可以） (2)计算基底净反力设计值 kPa A F p j 6.1404 .26.140035.1=??== kPa bl M bl F p j 3.2374.26.1110 35.164.26.140035.162 2max =???+??=+= kPa bl M bl F p j 9.434.26.1110 35.164.26.140035.162 2min =???-??=-= 平行于基础短边的柱边Ⅰ-Ⅰ截面的净反力： ()()kPa p p l a l p p j j c j j 7.1529.433.2374 .223.04.29.432min max min =-??++=-++ =I (3)确定基础高度 采用C20混凝土，2 10.1mm N f t =，钢筋用HPB235级，2210mm N f y =。取基础高 度500=h mm ，455455000=-=h mm 。 因m b m h b c 6.121.1455.023.020=<=?+=+，故按式（2-57）作冲切验算如下（以max j p 取代式中的j p ）： kN h b b b h a l p c c j 9.216455.023.026.16.1455.023.024.23.23722222 2 00max =???? ??? ???? ??---???? ??--?=?? ? ???????? ??---??? ??-- ()()kN kN h h bc f h t p 9.2165.264455.0455.03.011000.17.07.000>=?+???=+β （可以） (4)确定底板配筋 对柱边Ⅰ-Ⅰ截面，按式（2-65）计算弯矩： ()()()[] ()()()()[]()m kN a l b p p b b p p M c j j c j j ?=-??-++??+?= --+++=I I I 8.1373.04.26.17.1523.2373.06.127.1523.23748 1248 1 2 2max max 26 01602455 2109.0108.1379.0mm h f M A y I SI =???== 配钢筋1215φ，2 216021695mm mm A s >=，平行于基底长边布置。 ()()()()m kN a l b b p M c c j ?=+?-??=+-= 5.503.04.223.0 6.16.14024 122412 2X 260587455 .02109.0105.509.0mm h f M A y S =???==X X 按构造要求配筋1013φ，2 25871021mm mm A s >=，平行于基底短边布置。 如图所示 3-4 以倒梁法计算例题3-1中的条形基础内力。 【解】 （1）用弯矩分配法计算肋梁弯矩 沿基础纵向的地基净反力为: m KN l F bp j /5.37617 104.63 =?== ∑ 边跨固端弯矩为: m KN l bp M j ?=??==3.6355.45.37612112122 121 中跨固端弯矩为: m KN l bp M j ?=??== 5.112965.37612112122 223 1截面(左边)伸出端弯矩: m KN l bp M j l ?=??==2.18815.3762 12122 01 节点 1 2 3 4 分配系数 0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 固端弯矩 188.2 -635.3 635.3 -1129.5 1129.5 -635.3 660.3 -188.2 分配结果（kN ·m ） 188.2 -238.2 1011 -1011 1011 1011 238.2 -188.2 （2）肋梁剪力计算 1截面左边的剪力为: KN l bp V j l 5.3760.15.37601 =?== 计算1截面的支座反力 ()KN M M l l bp l R j 9.10515010115.55.376215.41211 2 12'21011=?? ? ??+-?=??????+-+= 1截面右边的剪力: ()kN R l l bp R KN R l bp V j j r 8.10189.10515.55.3764.6759.10515.3761102' 101=-?=-+=-=-=-= 取23段作为脱离体: KN R V KN R V KN R R R KN M M l bp l R r l j 5.11628.10183.21815.11628.10185.11621011101165.37621612112''22'22''2'22 3'2'2222''-=-====+=+==?? ? ??-+??=??? ??-+= 按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯矩: m KN R x bp m x x R bp j j ?-=?-??=?-= ==-=-0.3448.110118.25.3762 1 8.121M 8.25.376/8.10438 .10435.3762121max 1所以 23段对称,最大负弯矩在中间截面: m KN M l bp M j ?-=+??-=+-=2.683101165.3768 18 1222 2max 2 由以上的计算结果可作出条形基础的弯矩图和剪力图 683.2 344 344 188.2 188.2 238.2 238.2 弯矩图M(kN ·m) 1011 1011 1018.8 1162.5 376.5 675.4 剪力图V(kN) 376.5 675.4 1162.5 1018.8 补充题：设一箱形基础置于粘性土（kPa f k 300=）地基上，其横剖面上部结构及上部结构荷重如图，上部结构总重为48480KN ，箱形基础自重为18000KN ，箱形基础及设备层采用C20混凝土，上部结构梁、柱采用C30混凝土，框架柱0.5m ×0.5m ，框架梁0.25m ×0.60m ，求矩形基础纵向跨中的整体弯矩。 【解】 （1）箱型基础内力计算，按纵向整体弯曲计算，由静力平衡条件计算跨中最大弯矩为： m kN M /22690660601260601860602430303635.8859659.90015661.97221646.1281max =?-?-?-?-??+??+??+??= （2）计算箱型基础刚度F F E I 箱型基础横截面惯性矩334 112.5 3.55(12.50.8) 2.7726.326012 F I m ??= ?--?=?? 箱基刚度26.3260F F F E I E = （3）上层结构折算刚度B B E I 纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩341 20.3 2.20.532412 w I m =???= 各层上下柱的截面惯性矩341 30.50.50.015612 ui li I I m ==???= 各层纵梁的截面惯性矩341 30.30.50.009412 bi I m =? ??= 各层上下柱、纵梁的线刚度0.01560.00562.8 ui li K K === 0.0094 0.00166bi K = = 上部结构折算刚度 2122(1)20.00560.00564870.00941()20.00160.00560.0056 60.0056480.00941()0.5324 20.00160.0056 64.2658n ui li B B b bi w w bi ui li b b b b K K E I E I m E I K K K E E E E ??+=++??++?? +? ?=???+??? ?++??? ?+??+?+????+??=∑ （4）箱型基础所承担的整体弯矩F M （取F b E E =） 26.3260226901952626.3260 4.2658F F F F F F B B F b E I E M M kN m E I E I E E ==?=?++ 3-1 （a ）强柱弱梁 弱柱强梁 基础受约束较小，趋于自由变形，整体变形。 相当于叠合在一起，弯矩方向基础受到梁的约束 地基反力 弯矩中部较大弯矩较均匀 (b) 框架刚度大基础刚度大 反力均匀反力不均匀 弯矩均匀弯矩中部大 （c）中柱下压缩大边柱压缩大 反力较均匀反力中间大两边小 基础弯矩中部大 弯矩较均匀 （d ）高压缩地基 土反力不均匀 低压缩地基 土反力均匀 弯矩中部大 弯矩均匀 P115页 3-4 以倒梁法计算例题3-1中条形基础内力。 解：例题3-1，基底平均净反力 kpa lb F p j 6.1505 .2172)20001200(=??+== ∑ 沿基础纵向地基净反力线荷载 m kN l F bp j /47.376==∑ （1） 固端弯矩计算 边跨固端弯矩为：m kN l bp M j BA ?=??== 3.6355.447.376121 121221 中跨固端弯矩为：m kN l bp M j BC ?=??==4.1129647.37612 112122 2 A 截面（左边）伸出弯矩为：m kN l bp M j l A ?=??==24.188147.3761212122 两端固定的梁，力偶作用下固端弯矩 M l a b M AB 2)13(-= ，M l b a M BA 2 ) 13(-=，这里a=0 ,b=l A 端力偶荷载产生的内力是-50KN.m 。A 端固端弯矩是线荷载和力偶荷载产生弯矩的叠加，相互抵消。 所以是585.3 KN.m A 固端弯矩的分配，左边自由伸出，不传递分配弯矩，0=l A μ, 右边1=r A μ。 B 固端弯矩的分配，左边57.0444=+= BC BA BA l A i i i μ，右边43.0444=+=BC BA BC r A i i i μ 即使作为点荷载，A点弯矩荷载也应分配到A右边，因为右边分配系数是1，左边是0 。 任何超静定结构上的荷载都会产生内力，内力在弯矩二次分配要参与工作！ ●大多数同学对B端固端弯矩分配系数错误，注意长度不一样，AB和BC跨度不一样， 一个4.5m,一个是6m.线刚度是不一样的。有些是仿照例题3-3, 边支座作为铰接，所以 边跨刚度是3i BA, 但这和计算出的弯矩和传递系数1/2不符，是一种保守的简化计算。 ●A端的弯矩没有叠加力偶产生的固端弯矩。 （2）用弯矩分配法计算梁弯矩 见表1， （2）地基梁剪力和跨中弯矩计算（参考P97页例题3-3过程） 表1 A B C D 分配系数0 1 0.57 0.43 0.43 0.57 1 0 固端弯矩188.24 -585.3 635.3 -1129.4 1129.4 -635.3 585.3 -188.24 传递与分配397.06 -397.1 198.5 -198.5 -168.5 127 -127 -168.5 84.3 -63.5 63.5 -84.3 -84.3 36.2 27.3 -27.3 -36.2 84.3 18.1 -42.2 -13.9 13.9 42.2 -18.1 M(KN m) 188.24 -170.14 996.3 -1052 1052 -996.3 170.14 -188.24 -18.1 18.1 -9.05 9.05 37 27.8 -27.8 -37 18.5 -13.9 13.9 -18.5 -18.5 7.9 5.98 -5.98 -7.9 18.5 M(KN m) 188.24 -188.24 1032.2 -1032.2 1032.2 -1032.2 188.24 -188.24 弯矩和剪力图。 单位：KN.m 单位：KN P180 第4章习题答案 4-1桩端支撑在中等风化的硬质岩石上，为端承桩。忽略侧阻影响，则桩所受轴力均匀，等于桩顶传来竖向压力值800KN . 桩的沉降量即等于桩发生的弹性压缩变形（单位都统一换算成N，mm） S=mm l EA N 67 .1 10 10 10 3 400 10 800 3 4 2 3 = ? ? ? ? ? = 4-2 此题练习使用单桩竖向承载力特征值的规范经验公式 ∑ + = i sia p p pa a l q u A q R 承台埋深1.0m ，桩端进入中密中砂为1.0 m, 则桩长为（3+6+1）—1=9m 。 KN R a 7. 595 2. 277 5. 318 )1 30 6 20 2 24 ( 35 .0 4 35 .0 26002 = + = ? + ? + ? ? ? + ? = 单桩承载力特征值为595.7KN 4-3此题练习应用分配桩顶荷载计算公式 （1）确定承台埋深。根据题意，第一层土为杂填土，厚度1.0m ，此土层强度低，变形大，埋深大于等于此土层厚度。埋深确定为1m ,满足规范最小埋深0.5m 要求。 （2）计算单桩竖向承载力特征值。 初步确定桩进入粉质粘土层1m ,计算桩承载力。如不满足则再增加桩长，直到满足。如开始就取很长桩长，承载力很大，则会造成较大浪费。 去掉承台埋深1m，则桩长为6.5+1=7.5m KN l q u A q R i sia p p pa a 1. 331 6. 110 5. 220 )1 40 5.6 6( 35 .0 4 35 .0 18002 = + = ? + ? ? + ? = + =∑ （3）初步选定桩数，确定承台尺寸，布桩。 桩数6.5 1. 331 / 1850= = > a k R F n，取6根。 桩距m b s p 05 .1 35 .0 0.3 0.3= ? = = 按照常规经验，桩距一般3~4倍范围内。此题可以在这个范围调整桩距，建议取整数，例如1.1m ，1.2m 等，这样便于施工。 如果只是按照书中例题步骤模仿做题，则取桩距1.05m 承台边长 8.2)05.135.0(2=+?=a m m b 9.1)6.035.0(2=+?= 实际这是最低限要求，可以在此基础上调整，如取0.20.3?，0.28.2?。 布桩如图所示。 有些同学一开始桩取的很长，如大于12m ，则桩数就少，4根。如果按照上述步骤生硬计算，很可能布桩错位，如计算a 时，公式不加区分代入 1.05，就是错误。这个应该代入1.05/2=0.525m ，可以取整数0.6，则桩距1.2m 。 （3）计算桩顶部荷载。 根据题意，所有荷载传至设计地面。切勿生硬模仿书中例题，书中例题告知荷载传至承台顶面。一般设计，如果没有明确说明传至承台顶面，一般上部荷载的计算位置在设计地面。 KN G F Q k k k 1.3266 .19.18.22018506=???+=+= ∑+±=2 max max min )(i k k k k k x x d H M Q Q =220205.1405 .1)175135(1.326?+???+± ? ??>=<=±=01.2763972.11.376501.326KN KN R KN a 单桩竖向承载力满足要求 土力学与基础工程第一阶段在线作业100分 1.（ 2.5分）规范规定砂土的密度用（）规定。 ?A、空隙率 ?B、孔隙比 ?C、标准贯入锤击数 ?D、土粒的相对密度 我的答案：C 此题得分：2.5分 2.（2.5分）粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量50%的土是（）。 ?A、砾砂 ?B、粗砂 ?C、细砂 ?D、粉砂 我的答案：C 此题得分：2.5分 3.（2.5分）对粘性土分类定名的依据是（）。 ?A、液限 ?B、塑性指数 ?C、液性指数 ?D、塑限 我的答案：B 此题得分：2.5分 4.（2.5分）颗粒级配曲线出现水平段说明（）。 ?A、曲线不均匀，不陡峭 ?B、级配良好 ?C、孔隙比小 ?D、不存在该粒径区段的土粒 我的答案：D 此题得分：2.5分 5.（2.5分）粘性土的塑性指数的大小主要决定土体中含（）数量的多少。 ?A、粘粒 ?B、粉粒 ?C、砂粒 ?D、颗粒 我的答案：A 此题得分：2.5分 6.（2.5分）亲水性最强的矿物是（）。 ?A、伊利石 ?B、高岭石 ?C、云母 ?D、蒙脱石 我的答案：D 此题得分：2.5分 7.（2.5分）对土骨架产生浮力作用的水是（）。 ?A、重力水 ?B、毛细水 ?C、强结合水 ?D、弱结合水 我的答案：A 此题得分：2.5分 8.（2.5分）若某砂土的天然孔隙比与其能达到的最大孔隙比相等，则该土处于（）。 ?A、最疏松的状态 ?B、中等密实状态 ?C、最密实状态 ?D、无法确定其状态 我的答案：A 此题得分：2.5分 9.（2.5分）下列指标中，不能用来衡量无粘性土密实度的是（）。 ?A、天然孔隙比 ?B、土的相对密实度 ?C、土的含水量 ?D、标准贯入锤击数 我的答案：C 此题得分：2.5分 10.（2.5分）无粘性土，随着孔隙比的增加，它的物理状态是趋向于（）。 ?A、密实 ?B、松散 ?C、不变 ?D、不能确定 我的答案：B 此题得分：2.5分 11.（2.5分）处于天然状态的砂土的密实度一般用（）来测定。 ?A、轻便触控实验 ?B、现场十字板剪切试验 ?C、标准贯入试验 ?D、荷载试验 一、选择题（每小题3分，共30分） 1. 对桩的布置方案有影响的因素是（ A B C ）。 A.桩的中心距； B.上部结构布置； C.荷载分布； D.承台标高和其材料性能 2. 在极限承载力下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承担的桩称为（ C D ）。 A.摩擦端承桩； B.端承桩； C.摩擦桩； D.端承摩擦桩 3. 减少建筑物不均匀沉降的建筑措施包括下述（A B C ） A建筑物体型力求简单； B 适当设置沉降缝； C 合理确定相邻建筑物的间距； D 设置圈梁 4.某地区标准冻深为 1.9m，地基由均匀的粉砂土组成，为冻胀土，场地位于城市市区，基底平均压力为130 kPa，建筑物为民用住宅，基础尺寸2.0m×2.0m，基础的最小埋深（ B ）m。 A 1.2； B 1.15； C 1.25； D 1.9 5.在地下水位较高的市区建设高层建筑，适宜采用的桩型有（ A C ）。 A.静压式预制桩； B.打入式预制桩； C.钻孔灌注桩； D.挖孔灌注桩 6. 淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等地基的浅层处理，宜采用（ D ）。 A堆载预压法； B 强夯法； C 振冲法； D 换填法 7. 对于基底压力分布下列说法中( B C D )正确。 A柔性基础底面的接触压力是均匀分布的； B 柔性基础基底反力分布与作用荷载分布相同； C 刚性基础在中心荷载作用下沉降均匀，基底的沉降处处相等，基底保持水平； D刚性基础当中心荷载不大时，基底反力呈马鞍形分布 8混凝土灌注桩的桩身混凝土强度等级不得低于（ D ） A C35； B C25； C C20； D C15 9.地基基础设计为甲级的建筑物，在进行地基基础设计时，需要进行的计算和满足的是（ABCD） A.持力层地基承载力； B.软弱下卧层地基承载力； C.地基变形设计； D.地基的抗冻胀要求 10. 部分挤土桩中包括（ B D ）。 A混凝土预制桩； B 钢管桩； C 沉管灌注桩； D 预钻孔打入式预制桩 二、简答题（每小题8分，共40分） 控制工程基础习题解答 第一章 1-1．控制论的中心思想是什么？简述其发展过程。 维纳（N.Wiener）在“控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学”中提出了控制论所具有的信息、反馈与控制三个要素，这就是控制论的中心思想 控制论的发展经历了控制论的起步、经典控制理论发展和成熟、现代控制理论的发展、大系统理论和智能控制理论的发展等阶段。具体表现为： 1．1765年瓦特（Jams Watt）发明了蒸汽机，1788年发明了蒸汽机离心式飞球调速器，2．1868年麦克斯威尔（J.C.Maxwell）发表“论调速器”文章；从理论上加以提高，并首先提出了“反馈控制”的概念； 3．劳斯（E.J.Routh）等提出了有关线性系统稳定性的判据 4．20世纪30年代奈奎斯特（H.Nyquist）的稳定性判据，伯德（H.W.Bode）的负反馈放大器； 5．二次世界大仗期间不断改进的飞机、火炮及雷达等，工业生产自动化程度也得到提高； 6．1948年维纳（N.Wiener）通过研究火炮自动控制系统，发表了著名的“控制论—关于在动物和机器中控制和通讯的科学”一文，奠定了控制论这门学科的基础，提出 了控制论所具有的信息、反馈与控制三要素； 7．1954年钱学森发表“工程控制论” 8．50年代末开始由于技术的进步和发展需要，并随着计算机技术的快速发展，使得现代控制理论发展很快，并逐渐形成了一些体系和新的分支。 9．当前现代控制理论正向智能化方向发展，同时正向非工程领域扩展（如生物系统、医学系统、经济系统、社会系统等）， 1-2．试述控制系统的工作原理。 控制系统就是使系统中的某些参量能按照要求保持恒定或按一定规律变化。它可分为人工控制系统（一般为开环控制系统）和自动控制系统（反馈控制系统）。人工控制系统就是由人来对参量进行控制和调整的系统。自动控制系统就是能根据要求自动控制和调整参量的系统，系统在受到干扰时还能自动保持正确的输出。它们的基本工作原理就是测量输出、求出偏差、再用偏差去纠正偏差。 1-3．何谓开环控制与闭环控制？ 开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。系统特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。 闭环控制：系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。闭环的反馈有正反馈和负反馈两种，一般自动控制系统均采用负反馈系统，闭环控制系统的特点：精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡。 1-4．试述反馈控制系统的基本组成。 反馈控制系统一般由以下的全部或部分组成（如图示）： 1．给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号 《工程数学基础(Ⅰ)》第一次作业答案 你的得分：100.0 完成日期：2013年09月03日20点40分 说明：每道小题括号里的答案是您最高分那次所选的答案，标准答案将在本次作业结束(即2013年09月12日)后显示在题目旁边。 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题4.0 分，共80.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.( D ) A.(-6, 2, -4) B.(6, 2, 4)T C.(2, 6, 4) D.(3, 6, 4)T 2.( D ) A. B. C. D. 3.设A为3x2矩阵，B为2x4矩阵，C为4x2矩阵，则可以进行的运算是 ( ) ( B ) A.AC T B B.AC T B T C.ACB T D.ACB 4.设A是可逆矩阵，且A+AB=I，则A-1 等于 ( )( C ) A.B B.1+ B C.I + B D.(I-AB)-1 5. ( D ) A.|A+B|=| A |+|B| B. | A B|=n| A||B| C. |kA|=k|A| D.|-kA|=(-k)n|A| 6. ( D ) A. 6 B.-6 C.8 D.-8 7.设A B均为n阶方阵，则成立的等式是( )( B ) A.|A+B|=| A |+|B| B.| A B|=| BA| C.(AB)T= A T B T D.AB= BA 8.设A,B,C均为n阶方阵,下列各式中不一定成立的是 ( )( A ) A.A(BC)=(AC)B B.(A+B)+C=A+(C+B) C.(A+B)C=AC+BC D.A(BC)=(AB)C 9.设α1,α2,α3是3阶方阵A的列向量组，且齐次线性方程组Ax＝b有唯一解， 则 ( )( B ) A.α1可由α2,α3线性表出 B.α2可由α1,α3线性表出 C.α3可由α1,α2线性表出 D.A,B,C都不成立 10.设向量组A是向量组B的线性无关的部分向量组，则 ( )( D ) A.向量组A是B的极大线性无关组 B.向量组A与B的秩相等 C.当A中向量均可由B线性表出时，向量组A，B等价 D.当B中向量均可由A线性表出时，向量组A，B等价 11.设n阶方阵A的行列式|A|=0则A中( )( C ) A.必有一列元素全为0 B.必有两列元素对应成比例 C.必有一列向量是其余向量线性表示 D.任一向量是其余向量的线性组合 12. ( A ) A. B. 单项选择题 1、在同一条件下，进行静载荷试验的桩数不宜少于总桩数的（）。 1. 2% 2. 4% 3. 3% 4. 1% 2、某联合桩基础如下图所示，柱1的轴力N1=3500kN，柱2的轴力N2=2000kN。试求：柱荷载产生的最大桩顶反力最接近下列哪个数值？（） 1. 800 kN。 2. 500kN； 3. 600 kN； 4. 700 kN； 3、对土层情况、各桩的直径、入土深度和桩顶荷载都相同的摩擦型群桩（s=3d）的沉降量将比单桩（）。 1.小 2.大或小 3.大 4.两者相同 4、某墙下条形基础，顶面的中心荷载F k=180kN/m，基础埋深d=1.0,地基承载力特征值 f a=180kPa，确定基础的最小底面宽度是（）。 1. 1.0m 2. 1.2m 3. 0.8m 4. 1.13m 5、多层砌体承重结构设置圈梁时，若仅设置两道，则应（）。 1.在房屋中部适当楼层窗顶或楼板下面各设置一道 2.在基础面附近和顶层窗顶或楼板下面各设置一道 3.在基础面附近和底层窗顶或楼板下面各设置一道 4.在顶层和下一层窗顶或楼板下面各设置一道 6、在下列措施中不能预防沉桩对周围环境的影响的是（）。 1.设置防震沟 2.控制沉桩速率 3.采取预钻孔沉桩 4.采取有远到近的沉桩顺序 7、由（）得到的地基承载力特征值无须进行基础宽度和埋深修正。 1.地基载荷试验 2.以上都是 3.规范承载力表格 4.土的抗剪强度指标以理论公式计算 8、强夯法一般不宜加固（）。 1.弱风化岩 2.碎石土 3.粘性土 4.杂填土 9、条形基础的地基主要受力层深度为（）。 1. 6b 2. 2b 3. 3b 4. b 10、预制桩的垂直偏差应控制的范围是（）。 1. 1﹪之内 2. 3﹪之内 3. 1.5﹪之内 4. 2﹪之内 11、地基的短期承载力与（）无关。 1.土的状态 2.土的抗剪强度指标 3.基础宽度 控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2)s(s s s F(s)++-= s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++= 控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2 +++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的 传递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。 4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。 控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1 +==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少? 2、设单位反馈系统的开环传递函数为G （S ）=) 1(1 +s s ，求阶跃响应性能指标δ%及 s t （5%）？ 微波遥感基础 大作业 学院：电子工程学院 一. 微波传感器与光学或红外相比的优缺点？ 答：优点: （1）能够全天候、全天时工作 微波具有穿透云层、雾和小雨的能力，而且太阳辐射对辐射测量没有太大的影响。因此微波辐射测量既可在恶劣的气候条件下，也可以在白天和黑夜发挥作用，具有较强的全天候、全天时的工作能力，这一特性优于可见光和红外波段的探测系统。 （2）对地物有一定的穿透能力 微波对地物的穿透深度因波长和物质不同有很大差异，波长越长，穿透能力越强。同一种土壤湿度越小，穿透越深。微波对干沙可穿透几十米，对冰层能穿透100m左右，但对潮湿的土壤只能穿透几厘米到几米。a.微波穿透土壤的深度与土壤湿度、类型及工作频率有关。b. 微波穿透植物层的深度，取决于植物的含水量，密度，波长和入射角。如果波长足够长而入射角又接近天底角，则微波可穿透植被区而到达地面。因此，微波频率的高端（波长较短）只能获得植被层顶部的信息，而微波频率的低端（波长较长），则可以获得植被层底层甚至地表以下的信息。 （3）对某些地物具有特殊的波谱特性 比如微波高度计和合成孔径雷达具有测量距离的能力，可用于测定大地水准面；还可以利用微波探测海面风在可见光、红外波段所观测的颜色基本上取决于植被和土壤表层分子的谐振特性，而微波波段范围内观察到的“颜色”则取决于研究对象面或体的几何特性以及体介电特性，这样，将微波、可见光和红外辐射配合运用，就能够研究表面上几何的和体介电的特性以及分子谐振的特性。另外，微波还可以提供某些附加的特性，这使其在某些应用方面具有独到之处。例如，根据不同类型冰的介电常数不同可以探测海冰的结构和分类；根据含盐度对水的介电常数的影响可以探测海水的含盐度等等。 （4）具有多极化特性 不同的极化特性，表现更加丰富的目标特征信息。HH 极化方式，VV 极化方式， HV 极化方式，VH 极化方式。 （5）雷达可以进行干涉测量 微波遥感的主动方式即雷达遥感不仅可以记录电磁波的振幅信号，还可以记录电磁波的相位信息，通过相位信息可以进行雷达干涉测量。例如：可以实现地形主动干涉测量，微波遥感的主动方式可进行干涉测量对地形变化进行监测，实现InSAR地形测量 缺点： （1）SAR一般是侧视成像，侧视SAR图像具有阴影、迎坡缩短、顶底倒置等几何失真。 （2）光学成像通常是一次成像，而SAR是多次扫描后的叠加成像，成像的效果与雷达的一些实际状态有关。 （3）相干斑现象严重，解译困难。 （4）微波传感器的空间分辨率要比可见光和红外传感器低。 （5）其特殊的成像方式使得数据处理和解译相对困难些。 （6）与可见光和红外传感器数据不能在空间位置上一致。 各章节作业习题 ※<第一、二章> 1.什么是工业工程？试简明地表述IE的定义。 2.如何理解工业工程的内涵？ 3.试述经典IE与现代IE的关系。如何理解经典IE是现代IE的基础和主要部分？ 4.如何理解工业工程与生产率工程的关系？ 5.IE学科的性质如何，这样理解这一性质？ 6.IE学科与相关学科的关系是什么？ 7.IE的学科范畴包括哪些主要知识领域？企业应用的主要领域是哪些？ 8.企业工业工程师要求具备什么样的知识结构？ 9.什么是IE意识？为什么说“掌握IE方法和技术是必要的，而树立IE意识更重要”？ ※<第三章生产率概述> 1.企业的生产运作有哪几种类型？各有什么特点？ 2.企业生产运作与管理存在的主要问题是什么？ 3.生产率从本质上讲反映的是什么？ 4.生产率测评的意义是什么？ 5.生产率测评的种类与方法有哪些？ 6.提高生产率的方法有哪些？ ※<第四章工作研究> 1.什么是工作研究？工作研究的对象、特点是什么？ 2.工作研究的内容和分析工具是什么？ 3.工作研究包括哪些内容？工作研究的两种技术的关系如何？ 4.工作研究的步骤是什么？ 5.方法研究的概念、特点与目的是什么？ 6.方法研究的内容是什么？ 7.方法研究的基本步骤有哪些？ ※<第五章程序分析> 1．程序分析的概念、特点、种类是什么？ 2．程序分析的步骤和常用工具是什么？ 3．工艺程序分析的概念、特点和分析对象是什么？ 4．工艺程序图的组成和作用规则是什么？ 5．工艺程序图有哪几种基本形式？ 6．流程程序分析的概念、特点和种类是什么？ 7．布置和经路分析的概念、特点、目的是什么？ 8．布置和经路分析的种类有哪些？ 9．任意选定一个超市，绘出其设施布置简图以及顾客移动路线图，分析现行布置的优缺点，提出改进意见。 10．某空气调节阀由阀体、柱塞套、柱塞、座环、柱塞护圈、弹簧、O型密封圈、锁紧螺母、管堵等组成。各组成部分的加工工艺和装配顺序如下： （1）阀体：切到规定长度、磨到定长、去毛刺、钻铰4孔、钻铰沉头孔、攻螺纹、去毛刺、检验与柱塞以及柱塞套组件装配、加锁紧螺母、加管堵、检查、包装、贴出厂标签、最终检查、出厂。 （2）柱塞套：成型、钻、切到长度、加工螺纹、钻孔、去毛刺、吹净、检查与柱塞组件装配、装配后在加弹簧与阀体装配。 （3）柱塞：铣、成型、切断、检查与座环组件装配，装配后在加O 形环与柱塞套装配。 （4）座环：成型、钻、切断、检查与柱塞护圈装配，装配后组件加O形环与柱塞装配。 （5）柱塞护圈：成型、钻、攻内螺纹、套外螺纹、检查与座环装备。根据给定的资料数据，绘制出该空气调节阀的工艺流程图。 11．某产品的制造工艺过程如表4-1所示，绘制该产品流程程序图。（表格） 12．某汽车零部件生产产家，打算组装汽车内部用来连接电气零部件的电线，并将其制作成一个用组合电线。现行设施布置以及物流路线 《地基与基础工程》课程作业一 姓名：蔡卫 学号： 02110583 班级： 地下11-3 中国矿业大学力学与建筑工程学院 二O 一四年五月 习题1. 中等城市（人口约30万）市区某建筑物地基的地质剖面如下 图所示，正方形单独基础的基地平均压力为120kPa （按永久荷载标准值乘以0.9计），地区的标准冻深z 0=1.8m ，从冰冻条件考虑，求基础的最小埋置深度。 图 1-1 某市区建筑物地基的地质剖面图（标高：m ） 解： （1） 按公式求设计冻结深度 0 1.610.850.95 1.292d zs zw ze z z m ψψψ==???= 查表求zs ψ。 第一层土()()10022%14%1008p L P I w w =-?=-?=,颗粒直径大于 0.075mm 的土的含量为10%，小于50%。由土的分类可知该层土为粉土。查表可知 1.2zs ψ=； 第二层d>0.25mm 占55%，大于50%；d>0.5mm 占40%，小于50%，为中砂，1.3zs ψ=。 查表求zw ψ。 第一层为粉土，天然含水量20%22%w =<，层底距地下水位0.8 1.5m m <,冻涨等级为Ⅲ，即冻涨，zw ψ取0.9； 第二层为中砂，冻结期间冻结层底距地下水位0.2m<0.5m ，冻涨等级为Ⅳ，即强冻涨，zw ψ取0.85. 查表求ze ψ。环境为城市近郊，ze ψ取0.95。 按第一层土计算， 1.8 1.20.90.95 1.85d z m =???= 按第二层土计算， 1.8 1.30.850.95 1.89d z m =???= 折算冻结深度： ()' 1.891.2 1.85 1.2 1.861.85 d z m =+-?= 折算冻结深度进入第二层土里，故残留冻土层主要存在于第二层土。 （2） 求基础最小埋置深度 按照正方形基础，强冻涨土，不采暖，基底平均压力为120kPa 等条件，查表得允许残留冻土层厚度为0.38m 。由公式求得基础的最小埋深 min max 1.860.38 1.48d d z h m =-=-= (单选题)1: 为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础应埋置在地表以下，其最小埋深为（） A: 0.3m B: 0.5m C: 0.8m D: 1.0m 正确答案: B (单选题)2: 相同荷载作用下，最终沉降量最大的是下列哪种土形成的地基（） A: 超固结土 B: 欠固结土 C: 正常固结土 D: 老固结土 正确答案: B (单选题)3: 由下列哪一种土构成的土坡进行稳定分析时一般采用条分法（） A: 粗砂土 B: 碎石土 C: 细砂土 D: 粘性土 正确答案: D (单选题)4: 考虑荷载偏心及倾斜影响的极限承载力公式是（） A: 太沙基公式 B: 普朗特公式 C: 魏锡克公式 D: 赖纳斯公式 正确答案: C (单选题)5: 桩基础承台下边桩中心至承台边缘的距离不宜小于（），且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于（）。 A: 桩的直径或边长，120 mm。 B: 桩的直径或边长，150 mm。 C: 2倍桩的直径或边长，150 mm。 D: 1.5倍桩的直径或边长，120 mm。 正确答案: B (单选题)6: 分析砂性土坡稳定时，假定滑动面为（） A: 斜平面 B: 坡脚圆 C: 坡面圆 D: 中点圆 正确答案: A (单选题)7: 只有（）才能引起地基的附加应力和变形。 A: 基底压力 B: 基底附加压力 C: 有效应力 D: 有效自重应力 正确答案: B (单选题)8: 下列哪种地基不属于人工地基（） A: 第四纪沉积土地基 B: 换填碎石土地基 C: 强夯粘土地基 正确答案: A (单选题)9: 下列何因素对地基沉降计算深度的影响最为显著（） A: 基底附加应力 B: 基础地面尺寸 C: 土的压缩模量 D: 基础埋深 正确答案: B (单选题)10: 计算自重应力时，地下水位以下的土层应采用（）。 A: 湿重度 B: 饱和重度 C: 有效重度 D: 天然重度 正确答案: C (多选题)11: 对湿陷性黄土地基进行岩土工程勘察时，可采用下列哪些选项中的方法采取土试样?( ) A: 带内衬的黄土薄壁取土器 B: 探井 C: 单动三重管回转取土器 D: 厚壁敞口取土器 正确答案: A,B (多选题)12: 根据液性指数，粘性土的状态可分为（）。 A: 硬塑 B: 可塑 C: 中 D: 软塑 正确答案: A,B,D (多选题)13: 影响基础埋置深度的主要因素为：（）、相邻原有建筑基础的埋置深度。A: 建筑物的使用要求 控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2) s(s s s F(s)++-= s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++= 控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2+++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的传 递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。 4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。 控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1+==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少? 2013-2014年第2学期课程离线作业 课程名称：基础工程B 班级（全称）：土木工程（工民建）2013-16班（专本） 姓名：陈士生 学号： 13821935 西南交通大学网络教育学院福建宁德学习中心 第一次作业 21. 某原状土样测得土的密度ρ＝1.9g/cm 3，土粒比重G S =2.65，土的含水率w ＝2 0.0％。求孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和密度、有效重度？ 22. 某土样内摩擦角 ，黏聚力 问：（）作单轴压力试验时，垂直压力加到多大土样将被剪破？ （）液压为的三轴压力试验时，垂直压力加到多大（三轴试验的垂直压力包括液压）土样将被剪破？ 解：（a ）单轴试验时，03=σ，由公式（5-7），有： kPa 28.3422045tan 1220245tan 2245tan 231=?? ? ???+???+=??? ??+?+??? ?? +?=??σσc （b ）三轴试验时，kPa 53=σ，由公式（5-7），有： kPa 47.4422045tan 12222045tan 5245tan 2245tan 2231=?? ? ???+???+??? ???+??=??? ? ?+?+??? ??+?=??σσc 23. 图示浅埋基础的底面尺寸为4ｍ×3ｍ，作用在基础上的主要荷载为：竖向力Ｎ=3.5×103kN ，弯矩M =1.5×102kNm ，持力层的容许承载力[σ]=420kPa 。试计算： （1）基底最大及最小压应力各为多少？能否满足承载力要求？ （2）其偏心距是否满足的要求？ （3）最大压应力达到容许承载力时对应的弯距为对少？ 24.直径为1.2m的人工挖孔桩穿过砂粘土、细砂进入深厚的密实中砂层，各土层的桩周极限摩阻力如下表所列（单位：kPa），桩底中砂的容许承载力取为1230 kPa 砂粘土细砂中砂 50 65 80 （提示：） 西南大学-基础工程-2015作业答案 基础工程 1：[单选题]1. 下列钢筋混凝土基础中，抗弯刚度最大的基础形式是（） A：柱下条形基础 B：十字交叉基础 C：箱形基础 参考答案：C 2：[单选题] 6.试分析当冻结时间相同时，下列何种组合情况下，地基土冻害最严重?( ) ①粘土②砂土③粉土④无水源补给⑤有水源补给 A：①④B：②⑤C：③⑤参考答案：C 3：[单选题] 7. 为消除黄土地基的湿陷性，下列哪些地基处理的方法比较适宜( ) ①强夯法；②化学灌浆法；③堆载预压法；④垫层法，⑤树根桩；⑥开挖置换法 A：①②B：③④⑤C：①⑥参考答案：C 4：[单选题] 9. 预压法适合于处理何种地基?( ) A：碎石类土和砂土 B：湿陷性黄土 C：淤泥、淤泥质土和饱和软粘土 参考答案：C 5：[单选题]10. 淤泥或淤泥质土地基处理，检测其抗刃强度应该采取何种测试方法?( ) A：十字板剪切试验B：室内试验C：静载荷试验参考答案：A 6：[单选题] 14. 膨胀地基土易于遭受损坏的大都为埋暨深度较浅的低层建筑物，因此，建筑物的基础最好采用下述哪种基础较好?〔) A：片筏基础B：条形基础C：墩式基础参考答案：C 7：[单选题]8. 下列地基处理的方法中，当场地允许时，采取哪一种方法来处理较大的松散砂土地基较为有效和经济?（）A：换土垫层 B：强夯 C：砂土堆载预压 参考答案：C 8：[单选题] 11.下列桩型中，哪些是属于排挤土桩?( ) ①钢筋混凝土顶制校②钻孔灌注桩③带靴的沉管灌注校④钢管桩⑤木桩⑥H形钢桩 A：①⑤⑥B：①②③C：①④⑤参考答案：B 9：[单选题]12.桩基础中桩距与桩径之比越大，下述哪种效应作用越强?( ) A：应力叠加效应B：)群校效应C：承台效应参考答案：B 10：[单选题] 13. 黄土的湿陷性系数是指( ) A：由浸水引起的试样湿陷性变形量与试样升始高度之比 B：由浸水引起的试样湿陷性变形量与试样湿陷前的高度之比 C：由浸水引起的试样的湿陷性变形量加上压缩变形量与试样开始高度之比 参考答案：A 11：[单选题] 第一章概论 本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。 例1 例图1-1a为晶体管直流稳压电源电路图。试画出其系统方块图。 例图1-1a 晶体管稳压电源电路图 解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。对于本题，可画出方块图如例图1-1b。 例图1-1b 晶体管稳压电源方块图 本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过 R和4R分压后与稳压管的电 3 压 U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极w 电流增大，集电极电流随之增大，降在 R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。 c 反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。 例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。 解：该系统是一种阀控液压油缸。当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。由此可画出如例图1-2b的职能方块图。 安徽建筑大学材料与化学工程学院 《材料工程基础》 课程大作业 专业：无机非金属材料工程 班级：无机非一班 姓名： 学号： 2017 年 5 月 目录 1 计算模拟 (3) 1.1 导热问题数值解法 (3) 1.1.1概述 (3) 1.1.2 数值解法原理 (3) 2数值模拟案例 (9) 2.1MALTAB PDE-tool工具箱 (9) 2.2计算案例 (9) 2.3模拟具体步骤 (10) 2.3.1在MATLAB命令窗口，输入命令 >> pedtool (10) 2.3.2 建立几何模型 (11) 2.3.3 设置边界条件 (12) 2.3.4 PDE方程的选择 (13) 2.3.5 网格划分 (14) 2.3.6 绘温度场分布图 (14) 1 计算模拟 1.1 导热问题数值解法 1.1.1概述 随着计算机的普及应用和性能的不断改善，以及相关的数值计算方法的发展和应用程序的开发，传热学数值计算方法作为数值求解传热问题的有效工具也得到了相应的发展。利用计算机求解传热学问题愈来愈受到人们的普遍重视，而且在计算复杂传热问题中显示出它的优越性，因而成为传热学的一个重要的分支。数值传热的相关内容也很自然地成为工程类学生学习传热学课程的不可缺少的部分。 1.1.2 数值解法原理 (1)建立控制方程及定解条件 对于一些更为复杂的导热问题，如复杂的几何形状和边界条件以及物性变化较大的情况，分析求解往往很复杂或者根本不可能。此时求解问题的唯一途径是利用数值分析的办法获得数值解 数值求解通常是对微分方程直接进行数值积分或者把微分方程转化为一组代数方程组再求解。这里要介绍的是后一种方法。如何实现从微分方程到代数方程的转化又可以采用不同的数学方法，如有限差分法、有限元法和边界元法等。 简要地介绍用有限差分析方法从微分方程确立代数方程的处理过程。有限差分法的基本思想是把原来在时间和空间坐标中连续变化的物理量，如温度、压力、速度和热流等。用有限个离散点上的数值集合来近似表示。有限差分的数学基础是用差商代替微商，导数。而几何意义是用函数在某区域内的平均变化率代替函数的真实变化率。 在右图中可以看出有限差分 土力学及基础工程第1次作业 二、主观题(共6道小题) 16.什么是库仑抗剪强度定律？ 答：库仑抗剪强度定律：库仑认为土的抗剪强度由两部分组成，一部分是滑动面上的黏聚力，另一部分是土的摩擦阻力，用式子表示即为S=c+σtanφ； 17.什么是土的极限平衡状态？什么是极限平衡条件？ 答：当土的某平面上剪应力等于土的该平面上抗剪强度时所处的状态称为“极限平衡状态”，极限平衡条件是指土体处于极限平衡状态时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系 18.地基的三种承载力是什么？三种常见地基破坏形态是哪些？ 答：地基承载力：地基承受荷载的能力；极限承载力：地基破坏时所对应的基底压力；容许承载力：保证地基不发生破坏（不产生过大沉降）留有一定安全储备时所允许的最大基底压力；常见的三种地基破坏分别是整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲切破坏。 19.某干砂试样=1.69×103㎏/m3,d s=2.70,经细雨后,体积未变,饱和度达到S r=40%,试问细雨后砂样砂样的密度,重度和含水量各是多少? 20.某挡土墙墙高5m，墙背铅垂、光滑，墙后填土面水平，填土表面作用有的均匀满布荷载。填土为粗砂，其，。试用郎肯土压力理论确定挡墙上的主动土压分布，画出土压力分布曲线。（说明：不需计算总土压力） 21.土坡失稳的机理是什么？试举例说明有哪些影响土坡稳定的因素。 答：（1）失稳机理：由于滑动面上的剪应力达到并超过了土的强度所致。 （2）影响因素：a 土坡所处的地质地形条件；b 组成土坡的土的物理力学性质，包括c、φ值以及有无硬、软夹层和裂隙等；c 土坡的几何条件，如坡度和高度；d 水对土体的润滑和膨胀作用、雨水和河流的冲刷和侵蚀作用；e 振动液化现象；f 土坡下部开挖造成的平衡失调。 基础工程A作业 第一次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题) 1.在排水基坑开挖中出现的“涌砂”，主要是因为。 (A)土体受到的向上渗透力超过其浮容重 2.浅埋基础水下施工时，围堰的主要作用是。(B)挡水 3.浅基础设计时，若，应进行基坑底被顶坏的检算。 (C) 坑底下为厚度不大的不透水层，而其下为承压水层 4. 浅埋刚性基础设计时，要求刚性角β≤[β]，其主要目的是。(C) 避免基础因弯曲而破坏 5.浅埋基础的底面，应在。(A局部冲刷线以下 6.在基础设计计算时，通常不考虑哪种的荷载组合形式。 (D)主要荷载＋附加荷载＋特殊荷载 7.当基础单向偏心距逐渐增大至使基底最小压应力为0时，相应的偏心距。(C)等于核心半径 8.软弱下卧层检算时，应。(A)保证软弱下卧层底面的强度不小于该处的总压应力 9.以下关于软弱下卧层的说法正确的是。 (D)软弱下卧层的承载力不需要基础宽度的修正 10.在进行浅基础地基强度检算时，若主力与附加力并计，则要求基底最大压力小于等于 。(C) 1.2倍容许承载力 二、不定项选择题(有不定个选项正确，共6道小题) 11. 下列基础属于深基础的有。 (A) 桩基础(C) 沉井基础(D) 沉箱基础(E) 地下连续墙 12.水下基坑的封底混凝土的计算中，应保证。 (B) 封底混凝土足够的抗压强度(C) 封底混凝土足够的自重来平衡其底面所受浮力 13.基坑坑底安全检算主要包括。(A) 坑底存在承压水时的坑底被顶坏检算(B) 软土地层坑底隆起检算(C) 坑底涌砂检 14.基础设计时，需要检算的内容有。（A) 地基的强度(B) 基础的强度(C) 基础的刚度(D) 基底偏心距(E) 基础的稳 15.下列荷载中，属于主要荷载的是。(A) 结构自重(B) 列车荷载 16. 浅埋基础设计时，控制偏心距的大小所可能带来的好处是。(A) 防止基础底面与土脱离(B) 控制基础的倾斜(C) 降低基底压力的最大值(D) 提高基础抗倾覆稳定性 三、判断题(判断正误，共3道小题) 17.基坑开挖汇水井法排水时有时可能导致流砂现象。说法正确 18.水中修建浅基础时，采用水下灌注的方法做封底混凝土。说法正确 19.等值梁法用于单撑浅板桩的计算。说法错误 四、主观题(共10道小题) 20.软弱下卧层 答：软弱下卧层：位于持力层下方，其承载能力和抗变形能力明显低于持力层，则该下卧层就称为软弱下卧层。 21.人工地基 答：人工地基：是指经过人工处理而形成的地基。 22.刚性基础 “控制工程基础”工程训练大作业 ————直流电机转速控制 直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的装置。由于其带有机械换向器，较比交流电动机结构复杂，生产运行成本较高，并有逐步被交流电动机所取缔。但是由于直流电动机具有启动转矩大，调速范围宽等优势，在轧钢机、电力机车的等方面有一定的应用。 1. 直流电动机数学模型（以他激式直流电动机为例分析直流电动机数学模型）： M Ld d U Rd +-E n T L i d ·电枢回路的微分方程式： d d d d d d u dt di L R i e =++ ·机械运动方程 e d m m d C u n dt dn T dt n d T T =++22 ·已知某直流电动机调速系统，控制系统主回路与直流电动机的主要参数如下： ·计算得到此直流电动机的相关参数： 电势常数： )/(185.01000 05 .07002201-?=?-=-= mim r V n R I U C nom a nom nom e 转矩常数： mA kg C C e M .18.003.1185.003.1=== 电磁时间常数： 电动机： 主回路： 负载及电动机转动惯量： kW P nom 150=min /1000r n nom =A I nom 700=Ω =05.0a R Ω =08.0d R mH L d 2=6 =m 2 2 120m kg GD ?=全控桥式整流 s R L T d d d 025.008.01023 =?==- 机电时间常数： s C C R GD T e m d m 77.0185.018.037508.01203752=???== 直流电动机数学模型的传递函数表达形式: 177.0019.041 .5177.077.0025.0185.0111)(222++= ++?=++== s s s s s T s T T C X X s W m m d e r c 6 .52417 .284177.0019.041.5)(22++=++== s s s s s W 2. 直流电动机转速控制系统分析 · 自学MATLAB 软件； · 在MATLAB 软件平台上，以单位阶跃信号为系统的参考信号，应用时域分析 法或频域分析法对直流电动机速度控制系统进行一系列分析，分析其动、稳态性能、稳定性等； · 直流电动机速度控制系统的动、稳态性能、稳定性等分析应该借助于MATLAB 软件平台用图形进行分析。 3. 提交电脑打印的说明书一份。 4. 最后成绩占期末总成绩的6%。 【组合方案】 ⑴ I nom =650、660A 、670A 、680A 、690A 、700A 、710A 、720A 、730A 、740A 、 750A 、760A 、770A ⑵ GD 2=105kg.m 2、110 kg.m 2、115 kg.m 2、120 kg.m 2、125 kg.m 2、130 kg.m 2、135 kg.m 2、140 kg.m 2、145 kg.m 2、150 kg.m 2 组合方案： A I nom 700= 22120m kg GD ?= 时域分析： 6 .52417 .284177.0019.041.5)(2 2++=++== s s s s s W 1.在单位阶跃信号下响应 num=[284.7]; den=[1 41 5 2.6]; step (num,den) grid土力学与基本工程第一阶段在线作业任务100分
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