土力學(xué)計(jì)算題_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、五、       計(jì)算題1. 甲乙兩土樣的顆粒分析結(jié)果列于下表,試?yán)L制級(jí)配曲線,并確定不均勻系數(shù)以及評(píng)價(jià)級(jí)配均勻情況。粒徑/mm20.50.50.250.250.10.10.050.050.020.020.010.010.0050.0050.0020.002相 對(duì)含量(%)甲土24.314.220.214.810.56.04.12.93.0乙土 5.05.017.132.918.612.49.0 五、       計(jì)算題解:甲土顆粒級(jí)配曲線如下:孔徑(mm

2、)留篩土質(zhì)量(g)小于該孔徑的土質(zhì)量(g)小于該孔徑的土的百分?jǐn)?shù)%201001000.524.375.775.70.2514.261.561.50.120.241.341.30.0514.826.526.50.0210.516160.016.010100.0054.15.95.90.0022.933<0.0023.0   , ,     ,因?yàn)?gt;10 粒度分布范圍較大,土粒越不均勻,級(jí)配良好。乙土顆粒級(jí)配曲線如下:孔徑(mm)留篩土質(zhì)量(g)小于該孔徑的土質(zhì)量(g)小于該孔徑的土的百分?jǐn)?shù)%201001000.5010010

3、00.25051001000.1595950.05590900.0217.172.972.90.0132.940400.00518.621.421.40.00212.499<0.0029   ,    因?yàn)榇笥?,在1-3之間 所以為良好級(jí)配砂五、       計(jì)算題1. 有一完全飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cm3 的環(huán)刀內(nèi),稱得總質(zhì)量為72.49g, 經(jīng)105烘干至恒重為61.28g,已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g,土粒相對(duì)密度(比重)為2.74, 試求該土樣的濕密

4、度、含水量、干密度及孔隙比(要求按三項(xiàng)比例指標(biāo)定義求解)。2. 某原狀土樣的密度為1.85g/cm 3、含水量為34%、土粒相對(duì)密度為2.71,試求該土樣的飽和密度、有效密度和有效重度(先導(dǎo)得公式然后求解)。3. 某砂土土樣的密度為1.77g/cm3 ,含水量為9.8%,土粒相對(duì)密度為2.67,烘干后測(cè)定最小孔隙比為0.461,最大孔隙比為0.943,試求孔隙比和相對(duì)密度,判斷該砂土的密實(shí)度。4. 某一完全飽和粘性土試樣的含水量為30%,土粒相對(duì)密度為2.73 ,液限為33%,塑限為17%,試求孔隙比、干密度和飽和密度,并按塑性指數(shù)和液性指數(shù)分別定出該粘性土的分類名稱和軟硬狀態(tài)。5.經(jīng)測(cè)定,某

5、地下水位以下砂層的飽和密度為1.991g/cm3,土粒相對(duì)密度為2.66,最大干密度為1.67g/cm3,最小干密度為1.39g/cm3,試判斷該砂土的密實(shí)程度。6.已知某土樣含水量為20%,土粒相對(duì)密度為2.7,孔隙率為50%,若將該土加水至完全飽和,問10m3該土體需加水多少?7.某土樣,土粒相對(duì)密度為2.7,孔隙比為0.95,飽和度為37%,現(xiàn)要把飽和度提高到90%,則每1的該土樣中應(yīng)加多少水?8.某土樣孔隙體積,土粒體積,土粒相對(duì)密度為ds=2.69,求孔隙比e和干重度gd;當(dāng)孔隙被水充滿時(shí),求飽和重度gsat和含水量w。9.某土樣的干密度為1.60g/cm3,土粒相對(duì)密度為2.66,

6、顆粒分析試驗(yàn)表明,該土大于0.5mm的顆粒占總質(zhì)量的25%。假設(shè)細(xì)顆??梢园汛诸w粒間的孔隙全部填滿,問該土小于0.5mm的那部分細(xì)顆粒土的干密度約是多少?若經(jīng)過壓實(shí)后,該土在含水量為18%時(shí)達(dá)到飽和,問該土此時(shí)的干密度是多少?10. 某一施工現(xiàn)場(chǎng)需要填土,基坑的體積為2000 m3,土方來源是從附近土丘開挖,經(jīng)勘察土的相對(duì)密度為2.70,含水量為15%,孔隙比為0.60。要求填土的含水量為17%,干重度為17.6 kN/m3 。(1) 取土場(chǎng)的重度、干重度和飽和度是多少?(2) 應(yīng)從取土場(chǎng)開采多少方土?(3) 碾壓時(shí)應(yīng)灑多少水?填土的孔隙比是多少? (三峽大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試題)11

7、.某飽和土樣含水量為38.2%,密度為1.85 t/m3,塑限為27.5%,液限為42.1%。問:要制備完全飽和、含水量為50%的土樣,則每立方米土應(yīng)加多少水?加水前和加水后土各處于什么狀態(tài)?其定名是什么?12. 某飽和土的飽和密度為1.85 t/m3,含水量為37.04%,試求其土粒相對(duì)密度和孔隙比。13.已知一土樣天然密度為1.8 t/m3,干密度為1.3 t/m3,飽和重度為20 kN/m3,試問在1t天然狀態(tài)土中,水和干土的質(zhì)量各是多少?若使這些土改變成飽和狀態(tài),則需加水多少?14.設(shè)有1m3的石塊,孔隙比e=0,打碎后孔隙比為e=0.6,在打碎后孔隙比為e=0.75,求第一次與第二次

8、打碎后的體積?15.是推導(dǎo)理論上所能達(dá)到的最大擊實(shí)曲線(即飽和度Sr=100%的擊實(shí)曲線)的表達(dá)式。16.配置含水量35%的土樣,取天然含水量12%的土重20t,已測(cè)定土粒相對(duì)密度為2.70,問需加水多少?(同濟(jì)大學(xué)1998年研究生入學(xué)考試試題)五、       計(jì)算題1.     解:            2.     解:設(shè)土顆粒體積為1 &

9、#160;     由得                  3.     解:由           因?yàn)?/3< SPAN>所以該砂土的密實(shí)度為中密。4.解:由      得  

10、0;       因?yàn)?0<IP=16<17,該粘性土應(yīng)定名為粉質(zhì)粘土;因?yàn)?.75<IL=0.81<1.0,所以該粘性土的狀態(tài)為軟塑。5.解:由得因?yàn)?/3< SPAN>所以該砂土的密實(shí)度為密實(shí)。6.解:由得       由,且,得       當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),故應(yīng)加水7.解:由得           &

11、#160;    8. 解:  9.解:設(shè)V=1m3,則       粗顆粒質(zhì)量       細(xì)顆粒質(zhì)量       粗顆粒體積       粗顆??紫扼w積       細(xì)顆粒土的干密度       

12、壓實(shí)后的孔隙比                     10.解:(1)      (2)填土場(chǎng)                取土場(chǎng)()灑多少水11. 解:   

13、60;                         粉質(zhì)粘土加水前  可塑狀態(tài)加水后    流塑狀態(tài)12. 解:     聯(lián)立求解,得13. 解:             &#

14、160;  需加水  14. 解:                15. 解:                     16. 解:由         

15、0; 得                         由            得            需加水 五、  &#

16、160;    計(jì)算題1.如圖31所示,在恒定的總水頭差之下水自下而上透過兩個(gè)土樣,從土樣1頂面溢出。(1) 已土樣2底面cc 為基準(zhǔn)面,求該面的總水頭和靜水頭;(2) 已知水流經(jīng)土樣2的水頭損失為總水頭差的30%,求 bb面的總水頭和靜水頭;(3) 已知土樣2的滲透系數(shù)為0.05cm/s ,求單位時(shí)間內(nèi)土樣橫截面單位面積的流量;(4) 求土樣1的滲透系數(shù)。五、計(jì)算題1解:第一層底:第二層土:            地下水位處:層底:  

17、;      第三層底:                                              第四

18、層底:                              第五層頂:(圖略)2解:荷載因偏心而在基底引起的彎矩為:基礎(chǔ)及回填土自重:偏心距:因,說明基底與地基之間部分脫開,故應(yīng)從新分布計(jì)算           

19、(圖略)3解:基底壓力:基底附加壓力:點(diǎn):過1點(diǎn)將基底分成相等的兩塊,每塊尺寸為故,查表4-5得故有:點(diǎn):過2點(diǎn)做如下圖所示矩形,對(duì)矩形 ac2d,查表4-5得;對(duì)矩形bc21  ,查表4-5得,故a        b          c  d       1        &

20、#160;  24解:圖表求解(查找相對(duì)應(yīng)的系數(shù)用表) Z(m)z/b均布荷載=100kPa三角形分布荷載=100kPa總鉛直應(yīng)力(kPa)x/b(kPa)x/b(kPa)中點(diǎn)下31.500.39639.60.50.22059.66300.20820.80.50.10410.431.2荷載最小端31.50.50.33433.400.14514.547.9630.50.19819.800.0969.629.4荷載最大端31.50.50.33433.410.18518.551.9630.50.19819.810.10410.430.2  5解:土壩最大自重應(yīng)

21、力(1)中心點(diǎn)下2m深處:        f                      e             a       

22、; b                 c        d對(duì)于abf(或者cde),查其表,得,故有對(duì)于bcef,  ,   ,查其表,得,故有則(2)邊緣點(diǎn)下2m深處:(以右邊緣點(diǎn)為例)應(yīng)力系數(shù)列表:載荷面積abf40.50.003bcef10.250.019cde00.50.127故有: 6解: 地下水位處: &

23、#160;      黏土層底:         粉質(zhì)黏土層底:     細(xì)砂層底:         地下水位驟然下降至35.0高程時(shí):黏土和粉質(zhì)黏土層因滲透性小,土體還來不及排水固結(jié),孔隙水壓力沒有明顯下降,含水量不變,故自重應(yīng)力沒什么變化。細(xì)砂層滲透性大,排水固結(jié)塊,因水位下降而產(chǎn)生的應(yīng)力增量很快就轉(zhuǎn)化為有效自量應(yīng)力,故細(xì)砂層底的自重應(yīng)力為:&

24、#160;               7解:土的自重應(yīng)力                                   &

25、#160;  靜水壓力:                豎向總應(yīng)力:                          側(cè)向總應(yīng)力:    

26、                       8解                            &#

27、160;       9解:先計(jì)算黏土層的有效重度:                              基底壓力:           基底處土的自重應(yīng)

28、力(從黏土層算起):               基底附加壓力:                  10解:                

29、              11解        因?yàn)槭侵悬c(diǎn)下所以  ,故查表4-10得,于是有                    12解:     A荷載

30、產(chǎn)生的附加應(yīng)力:荷載可按均勻布計(jì)算,。 由,             B荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力:(根據(jù)角點(diǎn)法)     由     由     由l      由,于是l   l            &

31、#160;         13解:l 砂土層水位以上:l             l             l 砂土層水位以下:l              

32、; l 黏土層:l               l               l 地下水位處:l                     

33、 l                            l                        l 砂土層

34、底:l                      l                         l       &

35、#160;                l 黏土層底: l                       l           

36、               l                        14解:l             &#

37、160;   l                   l                l                

38、;     l                     l                l             l

39、                l                            l          

40、;        15解:l  采用角點(diǎn)法計(jì)算時(shí),對(duì)基底中心點(diǎn)下2m深處:應(yīng)將基底面積分為4塊,每塊得16解:l  D點(diǎn)沉降最大,按角點(diǎn)法劃分基礎(chǔ)D點(diǎn)處在角上的最多,所以影響最大。 五計(jì)算題1某建筑場(chǎng)地的地層分布均勻,第一層雜填土厚1.5m,=17KN/;第二層粉質(zhì)黏土厚4m,=19KN/,=2.73,w =31%,地下水位在地面下2m深處;第三層淤泥質(zhì)黏土厚8m,=18.2KN/,=2.74,w=41%;第四層粉土厚3m,=19.2KN/,=2.72,w=27%;第五層砂巖未鉆穿。試計(jì)算各層交

41、界處的豎向自重應(yīng)力,并繪出沿深度分布圖。(答案:第四層底=306.9KPa)2某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖4-1所示,在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高處作用有偏心荷載680KN,偏心距1.31m,基礎(chǔ)埋深為2m,底面尺寸為4m2m。試求基底平均壓力和邊緣最大壓力,并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。(答案:=301KPa)            圖4-1  3某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4m2.4m,設(shè)計(jì)地面下深埋為1.2m(高于天然地面0.2m),設(shè)計(jì)地面以上的荷載為1200KN,基底標(biāo)高處原有土的加權(quán)平均重度

42、為18KN/。試求基底水平面1點(diǎn)及2點(diǎn)下各3.6m深度點(diǎn)及點(diǎn)處的地基附加應(yīng)力值(見圖4-2)。(答案:點(diǎn)處=28.3KPa)圖4-24某條形基礎(chǔ)的寬度為2m,在梯形分布的條形荷載(基底附加應(yīng)力)下,邊緣(=200KPa,( =100KPa,試求基底寬度中點(diǎn)下和邊緣兩點(diǎn)下各3m及6m深度處值的值。(答案:中點(diǎn)下3m及6m處分別為59.4及31.2KPa)5某路基的寬度為8m(頂)和16m(底),高度H為2m(圖4-3),填土重度為18KN/,試求路基底面中心點(diǎn)和邊緣點(diǎn)下深度位m處地基附加應(yīng)力值。(答案:中心點(diǎn)下2m深處=35.41KPa)圖4-36 按圖44中給出的資料,計(jì)算地基中各土層分界處的

43、自重應(yīng)力。如地下水位因某種原因驟然下降至35.0高程,細(xì)砂層的重度為=18.2kN/m3,問此時(shí)地基中的自重應(yīng)力有何改變?圖44 7某場(chǎng)地自上而下的土層分布為:雜填土,厚度1m,=16kN/m3;粉質(zhì)黏土,厚度5m,=19kN/m3,/=10kN/m3,K0=0.32;砂土。地下水位在地表以下2m深處。試求地表下4m深處土的豎向和側(cè)向有效自重應(yīng)力,豎向和側(cè)向總應(yīng)力。8 某外墻下條形基礎(chǔ)底面寬度為b=1.5m,基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-1.50m,室內(nèi)地面標(biāo)高為±0.000,室外地面標(biāo)高為-0.60m,墻體作用在基礎(chǔ)頂面的豎向荷載F=230kN/m,試求基底壓力P。9  某場(chǎng)

44、地地表0.5m為新填土,=16kN/m3,填土下為黏土,=18.5kN/m3,w=20,ds=2.71,地下水位在地表下1m。現(xiàn)設(shè)計(jì)一柱下獨(dú)立基礎(chǔ),已知基底面積A=5m2,埋深d=1.2m,上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的軸心荷載為F=1000kN。試計(jì)算基底附加壓力P0。10  某柱下方形基礎(chǔ)邊長(zhǎng)4m,基底壓力為300kPa,基礎(chǔ)埋深為1.5,地基土重度為18kN/m3,試求基底中心點(diǎn)下4m深處的豎向附加應(yīng)力。已知邊長(zhǎng)為2m的均布方形荷載角點(diǎn)和中心殿下4m深處的豎向附加應(yīng)力系數(shù)分別為0.084和0.108。11 已知條形均布荷載P0=200kPa,荷載面寬度b=2m,試按均布矩形荷載下的附加應(yīng)力

45、計(jì)算公式計(jì)算條形荷載面中心殿下2m深處的豎向附加應(yīng)力。12 有相鄰兩荷載面積A和B,其尺寸,相應(yīng)位置及所受荷載如圖45所示。若考慮相鄰荷載B的影響,試求A荷載中心點(diǎn)以下深度z=2m處的豎向附加應(yīng)力z。 圖4513  某地基地表至4.5m深度為砂土層,4.59.0m為黏土層,其下為不透水頁(yè)巖。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均孔隙比為0.52,平均飽和度為37,黏土的含水量為42,砂土和黏土的相對(duì)密度均為2.65。試計(jì)算地表至黏土層底面范圍內(nèi)的豎向總應(yīng)力,有效應(yīng)力和孔隙水壓力,并繪制相應(yīng)的應(yīng)力分布圖。(取w=9.81kN/m3)14 圖46中所示的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底面

46、尺寸為5m×2.5m,試根據(jù)圖中所給資料計(jì)算基底壓力,及基底中心點(diǎn)下2.7m深處的豎向附加應(yīng)力。圖4615 已知一條形基礎(chǔ)底面尺寸為60m×4m,設(shè)基底壓力均勻分布,基底中心點(diǎn)下2m深度處的豎向附加應(yīng)力為,問基底角點(diǎn)下4m深度處豎向附加應(yīng)力為多少?16 圖47所示為一座平面是L形的建筑物的筏型基礎(chǔ),試按角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力的概念分析建筑物上各點(diǎn)AF中,哪一點(diǎn)的沉降最大?為什么?             圖31  (單位:cm) 

47、60;                圖33  (單位:cm)2.如圖32所示,在5.0m 厚的黏土層下有一砂土層厚6.0 m,其下為基巖(不透水)。為測(cè)定該沙土的滲透系數(shù),打一鉆孔到基巖頂面并以10-2m3/s 的速率從孔中抽水。在距抽水孔15m 和30m 處各打一觀測(cè)孔穿過黏土層進(jìn)入砂土層,測(cè)得孔內(nèi)穩(wěn)定水位分別在地面以下3.0m 和2.5m ,試求該砂土的滲透系數(shù)。圖32  (單位:m)3. 某滲透裝置如圖3-3所示。砂的

48、滲透系數(shù);砂的滲透系數(shù);砂樣斷面積A=200,試問:(1)若在砂與砂分界面處安裝一測(cè)壓管,則測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高?(2)砂與砂界面處的單位滲流量q多大?4. 定水頭滲透試驗(yàn)中,已知滲透儀直徑,在滲流直徑上的水頭損失,在60s時(shí)間內(nèi)的滲水量,求土的滲透系數(shù)。5.設(shè)做變水頭滲透試驗(yàn)的粘土式樣的截面積為,厚度為滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的水位差為,經(jīng)過觀察的水位差為,實(shí)驗(yàn)室的水溫為20,試求式樣的滲透系數(shù)。6. 圖3-4為一板樁打入透土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深,滲透系數(shù)板樁打入土層表面以下,板樁前后水深如圖3-4所示。試求:(1)圖中所示a、b、c、d、e各點(diǎn)的孔隙水壓力

49、;(2)地基的單位透水量。圖34  板樁墻下的滲流圖7.如圖3-5所示,在長(zhǎng)為10cm,面積的圓筒內(nèi)裝滿砂土。經(jīng)測(cè)定,粉砂的,筒下端與管相連,管內(nèi)水位高出筒5cm(固定不變),流水自下而上通過試樣后可溢流出去。試求(1)滲流力的大小,判斷是否會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象;(2)臨界水利梯度值。圖35五、       計(jì)算題1.解:如圖3-1,本題為定水頭實(shí)驗(yàn),水自下而上流過兩個(gè)土樣,相關(guān)幾何參數(shù)列于圖中。(1)以c-c為基準(zhǔn)面,則有:zc=0,hwc=90cm,hc=90cm(2)已知Dhbc=30%´Dhac,而Dhac由圖2

50、-16知,為30cm,所以Dhbc=30%´Dhac=0.3´30=9cm  hb=hc-Dhbc=90-9=81cm又   zb=30cm,故hwb=hb- zb=81-30=51cm(3)已知k2=0.05cm/s,q/A=k2i2= k2´Dhbc/L2=0.05´9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s(4) i1=Dhab/L1=(Dhac-Dhbc)/L1=(30-9)/30=0.7,而且由連續(xù)性條件,q/A=k1i1=k2i2     k1=k2i2/i

51、1=0.015/0.7=0.021cm/s2. 解:分析:如圖3-2,砂土為透水土層,厚6m,上覆粘土為不透水土層,厚5m,因?yàn)檎惩翆硬煌杆?,所以任意位置處的過水?dāng)嗝娴母叨染鶠樯巴翆拥暮穸?,?m。題目又給出了r1=15m,r2=30m,h1=8m,h2=8.5m。由達(dá)西定律的公式知,可改寫為:帶入已知條件,得到:本題的要點(diǎn)在于對(duì)過水?dāng)嗝娴睦斫?。另外,還有個(gè)別同學(xué)將ln當(dāng)作了lg。3. 解:(1)設(shè)所求值為,砂樣和砂樣的高度分別為和。因各斷面的滲流速度相等,故有即           

52、                (2)砂與砂界面處的單位滲流量q為:       4. 解:5. 解:因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)的溫度為標(biāo)準(zhǔn)溫度,故不作溫度修正。     6. 解:(1)a、e點(diǎn)位于水面,故   b、d位于土層表面,其孔隙壓力分別為:        

53、0;        C點(diǎn)位于板樁底部,該點(diǎn)的水頭損失為:         該點(diǎn)的孔壓為:          (2)地基的單位滲水量:          7. 解:(1)        

54、60;   因?yàn)?,所以不?huì)發(fā)生流砂。 (2)五計(jì)算題1. 某工程鉆孔3號(hào)土樣3-1粉質(zhì)黏土和3-2淤泥質(zhì)黏土的壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)列于下表,試計(jì)算壓縮系數(shù) 并評(píng)價(jià)其壓縮性。 壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)垂直壓力(kPa)050100200300400孔隙比土樣310.8660.7990.7700.7360.7210.714土樣321.0850.9600.8900.8030.7480.7072 對(duì)一黏土試樣進(jìn)行側(cè)限壓縮試驗(yàn),測(cè)得當(dāng)=100kPa和=200kPa時(shí)土樣相應(yīng)的孔隙比分別為:=0.932和=0.885,試計(jì)算和,并評(píng)價(jià)該土的壓縮性。 在粉質(zhì)黏土層上進(jìn)行載荷試驗(yàn),從繪制的

55、曲線上得到的比例界荷載及相應(yīng)的沉降值為:=150kPa, =16mm.。已知?jiǎng)傂苑叫螇喊宓倪呴L(zhǎng)為0.5m,土的泊松比u=0.25,試確定地基土的變形模量。      五計(jì)算題解:土樣3-1:因?yàn)?<=0.34<0.5,g故改土屬于中壓縮性土       土樣3-2:     因?yàn)?0.87>0.5,g故改土屬于高壓縮性土解:         

56、;       因?yàn)?<=0.47<0.5,g故該土屬于中壓縮性土3解:五計(jì)算題l 1從一黏土層中取樣做室內(nèi)壓縮試驗(yàn),試樣成果列于表59中。試求:l (1)該黏土的壓縮系數(shù)及相應(yīng)的壓縮模量,并評(píng)價(jià)其壓縮性;l (2)設(shè)黏土層厚度為2m,平均自重應(yīng)力,試計(jì)算在大面積堆載的作用下,黏土層的固結(jié)壓縮量。l                    

57、;            黏土層壓縮試驗(yàn)資料                                 表59l P(kPa)l 0l 50l 100l 200l

58、400l el 0.850l 0.760l 0.710l 0.650l 0.640l 2底面尺寸為5m×5m,埋深1.5m,上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的軸心荷載。從地表起至基底下2.5m為黏土層,黏土層下為卵石層(可視為不可壓縮層),黏土層的壓縮試驗(yàn)資料見59所示。試計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。l 3某場(chǎng)地自上而下的土層分布依次為:中砂,厚度2m,;淤泥,厚度3m,;黏土。初始地下水位在地表處。若地下水位自地表下降2m,試計(jì)算由此而引起的淤泥層的最終壓縮量。設(shè)地下水位下降后中砂的重度。 4 某飽和黏土層厚度6m,壓縮模量 試計(jì)算在大面積何載作用下的最終沉降量。當(dāng)沉降量達(dá)到30mm時(shí)黏土層的

59、固結(jié)度為多少?5 某基礎(chǔ)長(zhǎng)4.8m,寬3m,埋深1.8m,基底平均壓力p=170kPa,地基土為黏土,壓縮系數(shù),基底下1.2m處為不可壓縮的巖層。試計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。6. 某地基中一飽和黏土層厚度為4m,頂、底面均為粗砂層,黏土層的平均豎向固結(jié)系數(shù),壓縮模量。若在地面上作用大面積均布荷載,試求:(1)黏土層的最終沉降量;(2)達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間;(3)若該黏土層下臥不透水層,則達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間又是多少?7 某場(chǎng)地均勻填筑大面積填土,填土前從厚度H=2m的正常固結(jié)黏土層的中部取高度h=20mm的試樣進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)(固結(jié)試驗(yàn)),測(cè)得土的前期固結(jié)壓力壓縮指數(shù),初始孔隙比。

60、(1)若在填土荷載作用下黏土層的最終壓縮量為38.6mm,求該土層中部的總應(yīng)力p(自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和)等于多少?(2)若試樣在某級(jí)豎向壓力作用下固結(jié)穩(wěn)定時(shí)的壓縮量為0.34mm,且壓縮量到達(dá)0.17mm時(shí)所需的時(shí)間為t,試估計(jì)在填土荷載作用下,黏土層處于單面排水條件、且固結(jié)度達(dá)到50%時(shí)所需的T為t的多少倍。8. 某飽和黏性土試樣的土粒的相對(duì)密度為2.68,試樣的初始高度為2cm,面積為30.在壓縮儀上做完試驗(yàn)后,取出試樣稱重為109.44g,烘干后重88.44g,試求:(1)試樣的壓縮量是多少?(2)壓縮前后試樣的空隙比改變了多少?(3)壓縮前后試樣的重度改變了多少?9某地基地表至4.5

61、深度內(nèi)為砂土層,4.59.0 m為黏土層,其下為不透水頁(yè)巖。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均空隙比為0.52,平均飽和度為37%,黏土的含水量為42%,砂土和黏土的相對(duì)密度均為2.65?,F(xiàn)設(shè)計(jì)一基礎(chǔ),基礎(chǔ)底面位于地表以下3m處。建筑物荷載在黏土層頂面和底面產(chǎn)生的附加應(yīng)力分別為100kPa和40kPa,從固結(jié)試驗(yàn)中得知黏土層對(duì)應(yīng)于50、100、200kPa固結(jié)壓力的空隙比分別為1.02、0.922、0.828。試求該黏土層可能產(chǎn)生的最終沉降量。10由于建筑物傳來的荷載,地基中某一飽和黏土層產(chǎn)生梯形分布的豎向附加應(yīng)力,該層頂面和底面的附加應(yīng)力分別為和,頂?shù)酌嫱杆ㄒ妶D6-34),土層

62、平均。試求該土層的最終沉降量;當(dāng)達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間;當(dāng)達(dá)到120mm沉降所需的時(shí)間;如果該飽和黏土層下臥不透水層,則達(dá)到1230mm 沉降所需的時(shí)間。                                    

63、0;                      五計(jì)算題1解:(1)     l                 l        

64、0;           該土屬高壓縮性土。l        (2)l             l           l 2  解:       &

65、#160; l 基底附加壓力: l      l 粘土層的平均自重應(yīng)力:l                l 平均自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和:l                l 查表5-9根據(jù)內(nèi)插法計(jì)算得l 基礎(chǔ)最終沉降量:l     

66、60;           l 2  解: 未下降前淤泥層的平均自重應(yīng)力:l          l 水位下降2m后淤泥層的平均自重應(yīng)力:l           l 自重應(yīng)力增量:l           l 淤泥層的最終壓縮量:l

67、          l  l  4解: l          l          l  l  5解 :l           l 6  解:(1)l (2)因?yàn)楦鶕?jù)平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)的關(guān)系曲線l  

68、;    l            l (3)l 7解:(1)因?yàn)閷儆谡9探Y(jié)土,所以黏土層的平均自重應(yīng)力l 由               l 得            l    

69、0;         l                         l         (2)試樣的固結(jié)度,在固結(jié)試驗(yàn)中試樣為雙面排水,最遠(yuǎn)排水距離;而黏土層處于單面排水,最遠(yuǎn)排水距離l ,附加應(yīng)力為矩形分布,故有

70、l                                l                     

71、l 8解:試樣壓縮前:l 試樣體積:l 干密度:l 孔隙比:飽和密度: l 試樣質(zhì)量:l  l        試樣壓縮后:l 擠出水的質(zhì)量:l 擠出水的體積:l 干密度:l 孔隙比:l 飽和密度:l (1) 試樣的壓縮量為:l                       l (2)   &

72、#160;                l (3)         9解 砂土層水位以上:                        

73、             砂土層水位以下:                                  黏土層:   

74、60;                            黏土層的平均自重應(yīng)力:          附加應(yīng)力平均值:           

75、;                            對(duì)應(yīng)的孔隙比為:                       

76、          黏土層的最終沉降量:                10解:求最終沉降      (雙面排水,分布1型)查平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)的關(guān)系曲線中曲線(1)得   由 ,可知 當(dāng)時(shí)    查平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)的關(guān)系曲線中曲線(1)得   

77、; 當(dāng)下臥層不透水,時(shí),  與比較,相當(dāng)于由雙面排水改為單面排水,即    ,所以  五、計(jì)算題1. 已知地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo),問當(dāng)?shù)鼗心滁c(diǎn)的大主應(yīng)力,而小主應(yīng)力為多少時(shí),該點(diǎn)剛好發(fā)生剪切破壞?2. 已知土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo),若作用在土中某平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為.,問該平面是否會(huì)發(fā)生剪切破壞?3. 對(duì)某砂土試樣進(jìn)行三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn),測(cè)得試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差,周圍壓力,試求該砂土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。4. 一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn),施加周圍壓力,試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差,測(cè)得孔隙水壓力,整理試驗(yàn)成果得有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo).。問:(1

78、)破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試樣中的最大剪應(yīng)力為多少?(2)為什么試樣的破壞面發(fā)生在的平面而不發(fā)生在最大剪應(yīng)力的作用面?5. 一正常固結(jié)飽和粘性土樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn),試件在周圍壓力作用下,當(dāng)通過傳力桿施加的豎向壓力達(dá)到200kPa時(shí)發(fā)生破壞,并測(cè)得此時(shí)試件中的孔隙水壓力。試求土地有效粘聚力和有效內(nèi)摩擦角.破壞面上的有效正應(yīng)力和剪應(yīng)力。6. 某土樣.,承受大主應(yīng)力.小主應(yīng)力的作用,測(cè)得孔隙水壓力,試判斷土樣是否達(dá)到極限平衡狀態(tài)。7. 一飽和粘性土試樣進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試樣,施加的周圍壓力,試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差。已知土的粘聚力,內(nèi)摩擦角,是說明為什么試樣的破壞面不發(fā)生在最大剪應(yīng)

79、力的作用面?8. 從飽和粘性土層中取出土樣加工成三軸試樣,由固結(jié)不排水試驗(yàn)得,。若對(duì)同樣的土樣進(jìn)行不固結(jié)不排水試驗(yàn),當(dāng)試樣放入壓力室時(shí)測(cè)得初始孔隙水壓力,然后關(guān)閉排水閥,施加周圍壓力,隨后施加豎向壓力至試樣破壞,測(cè)得破壞時(shí)的孔隙壓力系數(shù),求此試樣的不排水抗剪強(qiáng)度。9. 某土的壓縮系數(shù)為,強(qiáng)度指標(biāo),。若作用在土樣上的大小主應(yīng)力分別為和,問該土樣是否破壞?若小主應(yīng)力為,該土樣能經(jīng)受的最大主應(yīng)力為多少?10. 已知地基中一點(diǎn)的大主應(yīng)力為,地基土的粘聚力和內(nèi)摩擦角分別為和。求該點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度。11. 某完全飽和土樣,已知土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為,;,;,則:(1)若該土樣在作用下進(jìn)行三軸固結(jié)不排水剪切試驗(yàn),則

80、破壞時(shí)的約為多少?(2)在,時(shí)土樣可能破裂面上的剪應(yīng)力是多少?土樣是否會(huì)破壞?12. 某飽和粘性土由無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)得其不排水抗剪強(qiáng)度,如對(duì)同一土樣進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn),問:(1)若施加圍壓,軸向壓力,該試樣是否破壞?(2)施加圍壓,若測(cè)得破壞時(shí)孔壓系數(shù),此時(shí)軸向壓力和孔壓多大?(3)破壞面與水平面的夾角。13.在一軟土地基上修筑一土堤,軟土的不排水強(qiáng)度參數(shù),土堤填土的重度為,試問土堤一次性堆高最多能達(dá)到幾米?(設(shè)控制穩(wěn)定安全系數(shù)偉2.0,太沙基承載力公式中)14.某粘土試樣在的三軸室壓力作用下完全排水固結(jié),然后關(guān)閉排水閥門,將三軸室壓力升至,再增加偏壓力直至試樣破壞。已知該試樣的有效

81、粘聚力,有效內(nèi)摩擦角,孔隙壓力系數(shù),試確定破壞時(shí)的偏應(yīng)力。15.某飽和軟土地基,靜止側(cè)壓力系數(shù),地下水位在地基表面處。今在地基上大面積堆載,試求地基中距地面5米深度處.與水平面成550角的平面上且當(dāng)土的固結(jié)度達(dá)到90%時(shí),土的抗剪強(qiáng)度是多少?強(qiáng)度的凈增長(zhǎng)值為多少?16.已知飽和粘性土地基的有效重度為,靜止側(cè)壓力系數(shù)為,有效粘聚力為,有效內(nèi)摩擦角為,地下水位與地面齊平。當(dāng)?shù)孛娉惺軐挾葹榈木紬l形荷載時(shí),荷載中心點(diǎn)下深度為的點(diǎn)在不排水條件下剪切破壞,此時(shí),孔隙水壓力值為。(1)繪出點(diǎn)在原始應(yīng)力狀態(tài)下和破壞時(shí)的總應(yīng)力圓和有效應(yīng)力圓,以及相應(yīng)的莫爾破壞包線示意圖;(2)證明該地基土的不排水抗剪強(qiáng)度的表

82、達(dá)式可以寫成:提示:地基中任一點(diǎn)由引起的附加主應(yīng)力為:    式中   該點(diǎn)到均布條形荷載兩端的夾角。17.在某飽和粘性土地表瞬時(shí)施加一寬度為的均不條形荷載,引起荷載中心線下深度處點(diǎn)的孔隙水壓力增量。土層的靜止側(cè)壓力系數(shù),飽和重度,有效應(yīng)力指標(biāo),。地下水位在地表。試計(jì)算點(diǎn)在時(shí)間和時(shí)是否會(huì)發(fā)生剪切破壞。18. 某土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn),在法向壓力為100、200、300、400kPa時(shí),測(cè)得抗剪強(qiáng)度分別為52、83、115、145kPa,試求:(a)用作圖法確定土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和;(b)如果在土中的某一平面上作用的法向應(yīng)力為260kPa,剪應(yīng)力為9

83、2 kPa,該平面是否會(huì)剪切破壞?為什么?19. 某飽和黏性土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的不排水抗剪強(qiáng)度,如果對(duì)同一土樣進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn),施加周圍壓力,試問土樣將在多大的軸向壓力作用下發(fā)生破壞?20. 某黏土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn),破壞時(shí)的孔隙水壓力為,兩個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果為:試件:試件:試求:(a)用作圖法確定該黏土試樣的;(b)試件破壞面上的法向有效應(yīng)力和剪應(yīng)力;(c)剪切破壞時(shí)的孔隙水壓力系數(shù)A。21. 某飽和黏性土在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn),得,如果這個(gè)試件受到和的作用,測(cè)得孔隙水壓力,問該試件是否會(huì)破壞?為什么?22. 某正常固結(jié)飽和黏性土試樣進(jìn)行不固結(jié)不排水試驗(yàn)得,對(duì)同樣

84、的土進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn),得有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo),如果試樣在不排水條件下破壞,試求剪切破壞時(shí)的有效大主應(yīng)力和小主應(yīng)力。23. 在22題中的黏土層,如果某一面上的法向應(yīng)力突然增加到200kPa,法向應(yīng)力剛增加時(shí)沿這個(gè)面的抗剪強(qiáng)度是多少?經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間后這個(gè)面抗剪強(qiáng)度又是多少?24. 某黏性土試樣由固結(jié)不排水試驗(yàn)得出有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo),如果該試件在周圍壓力下進(jìn)行固結(jié)排水試驗(yàn)至破壞,試求破壞時(shí)的大主應(yīng)力。五、計(jì)算題1.     解:2.解:      因?yàn)?,所以該平面?huì)發(fā)生剪切破壞。3.解:  

85、0;               4.解: (1)                  (2)破壞面上在最大剪應(yīng)力作用面上5.解:            正常固結(jié)飽和粘性土進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)時(shí),。破壞面上的有效正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別

86、為:6.解: 該土樣未達(dá)到極限平衡狀態(tài)。7.解:        8. 解:              根據(jù)土的極限平衡條件:   即將.代入上式,得解得9.解: 破裂角(不會(huì)破壞)10.解: 11. 解: (1)(2)破裂角:(不會(huì)破壞) 12. 解: (1)(不會(huì)破壞)(2)  (3)13. 解:         14. 解:

87、 ,根據(jù)土的極限平衡條件,有  即      將代入上式,得15. 解: 堆載前                     堆載后且當(dāng)固結(jié)度達(dá)90%時(shí)                 

88、0;           16. 解: (1)圖略(2)           17. 解:                       時(shí):(不會(huì)破壞)時(shí):(不會(huì)破壞)18. 解:   &#

89、160;            (a)用作圖法(如上圖)土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=20kPa和(b)       所以, 未破壞。19.解:  思考:破壞線是一水平直線,即在剪應(yīng)力最大的作用平面上發(fā)生剪切破壞(特殊)  (參見書P192,公式7-14)20.解:(a)用作圖法(見下圖)確定該黏土試樣的(c)在固結(jié)不排水試驗(yàn)中,于是有(見P195公式7-29)    

90、60;           21.解:,所以,不會(huì)破壞。22.解:對(duì)于不固結(jié)不排水,見下圖,知¼¼ 對(duì)于固結(jié)不排水,見上圖,知  ¼¼由解得: 23.解:當(dāng) 時(shí),瞬間相當(dāng)于不排水條件     這時(shí),任何面的抗剪強(qiáng)度均為當(dāng)時(shí),相當(dāng)于排水條件,但又由于很接近,故用CU的指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算:  該面必然滿足24.解:思想:CU和CD中的很接近五、計(jì)算題1. 試計(jì)算圖8-1所示地下室外墻上的土壓力分布圖、合力大

91、小及其作用點(diǎn)位置。圖8-1  2. 某擋土墻高5m,墻背豎直光滑,填土面水平,、。試計(jì)算:該擋土墻主動(dòng)土壓力分布、合力大小及其作用點(diǎn)位置;若該擋土墻在外力作用下,朝填土方向產(chǎn)生較大的位移時(shí),作用在墻背的土壓力分布、合力大小及其作用點(diǎn)位置又為多少?3. 某擋土墻墻后填土為中密粗砂,;,墻高4.5m,墻背與豎直線的夾角,試計(jì)算該擋土墻主動(dòng)土壓力值。4. 某擋土墻高6m,墻背豎直光滑,填土面水平,并作用有連續(xù)的均布荷載=15kPa,墻后填土分兩層,其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖8-2所示,試計(jì)算墻背所受土壓力分布、合力及其作用點(diǎn)位置。      圖8-2                                        &#

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