土力學(xué)(同名10466)

1、習(xí)題1-2 飽和土孔隙比，比重，用三相草圖計(jì)算該土的干重度、飽和重度和浮重度，并求飽和度為75%的重度和含水量（分別設(shè)，比較哪種方法更簡(jiǎn)便些）。解：已知：Gs=2.72 設(shè)Vs=1cm3則習(xí)題1-7 裝在環(huán)刀內(nèi)的飽和土樣施加豎直壓力后高度自2.0cm排水壓縮到1.95cm，壓縮后取出土樣測(cè)得其含水量=28.0%，已知土顆粒比重，求土樣壓縮前土的孔隙比。解：設(shè) S=1， 則則壓縮后： 則 則 習(xí)題1-8從甲、乙兩地黏性土中各取土樣進(jìn)行稠度試驗(yàn)，兩土樣的液限、塑限都相同。但甲地黏土的天然含水量，而乙地黏土的，問(wèn)兩地黏土的液性指數(shù)各為多少？屬何種狀態(tài)？按照教材介紹的兩種規(guī)范，該土的定名各是什么？哪一

2、處更適于作天然地基？解：甲： 流塑狀態(tài)乙： 堅(jiān)硬（半固態(tài)） 屬于粉質(zhì)粘土（中液限粘質(zhì)土）乙土較適合作天然地基2-2如圖2-38所示，有A、B、C三種土體，裝在斷面為10cm×10cm的方形管中，其滲透系數(shù)分別為問(wèn)：（1） 求滲流經(jīng)過(guò)A土后的水頭降落值；（2） 若要保持上下水頭差，需要每秒加多少水？圖2-38 習(xí)題2-2圖解：（1）根據(jù)滲流連續(xù)原理，流經(jīng)三種土樣的滲透速度v應(yīng)相等，即根據(jù)達(dá)西定律，得：又（2）2-3 一種黏性土的比重，孔隙比=0.58，試求該土發(fā)生流土的臨界水力坡降。解：2-4 在圖2-39所示的試驗(yàn)中：（1）已知土樣兩端水頭差h=20cm，土樣長(zhǎng)度L=30cm，試求土

3、樣單位體積所受到的滲透力j。（2） 若已知土樣的=2.72，e=0.63，問(wèn)該土樣是否會(huì)發(fā)生流土現(xiàn)象？（3） 求出使該土樣發(fā)生流土?xí)r的水頭差h值。圖 2-39 習(xí)題2-5圖解：（1）土樣單位體積所受的滲透力 （2） 則土體處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生流土現(xiàn)象。 （3）當(dāng)時(shí)，會(huì)發(fā)生流土破壞，水頭差值為32cm時(shí)就可使土樣發(fā)生流土破壞。2-5 對(duì)圖2-40所示的基坑，其底面積為20m×10m，粉質(zhì)黏土層k=1.5×10-6cm/s，如果忽略基坑周邊水的滲流，假定基坑底部土體發(fā)生一維滲流：（1）如果基坑內(nèi)的水保持2m，求土層中A、B、C三點(diǎn)的測(cè)壓管水頭和滲透力。（2）試求當(dāng)保持基坑中水

4、深為1m時(shí)，所需要的排水量Q。 圖 2-40 習(xí)題2-5圖解：（1）（2）若要保持水深1m，而故單位時(shí)間內(nèi)抽水量為2-73-1按圖3-50給出的資料，計(jì)算并繪制地基中的有效自重效應(yīng)沿深度的分布曲線。如地下水因某種原因驟然下降至高程35以下，問(wèn)此地基中的有效自重應(yīng)力分布有何變化？并用圖表示。（提示：地下水驟然下降時(shí)，細(xì)砂層成為非飽和狀態(tài)，其密度=1.82g/cm2，黏土和粉質(zhì)黏土因滲透系數(shù)小，排水量不多，可認(rèn)為飽和密度不變）。圖 3-50 習(xí)題3-1圖解：41.0m：40.0m：38.0m：35.0m：水位降低到35.0m41.0m：40.0m：38.0m：35.0m：習(xí)題3-4 有相鄰兩荷載A

5、和B，其尺寸、相對(duì)位置如圖所示，若考慮相鄰荷載B的影響，試求出荷載中心點(diǎn)以下深度Z=2m處的豎直向附加應(yīng)力。(習(xí)題課)圖 3-53 習(xí)題3-4圖解答：（1）A荷載作用下，A中心點(diǎn)O下的附加應(yīng)力計(jì)算：對(duì)于：，則有：，查表3-2得：對(duì)于：，則有：，查表3-2得：所以：（2）B荷載作用下A中心點(diǎn)O下的附加應(yīng)力計(jì)算：，查表3-2得：（線性插值）；同理可得：；所以：故有：習(xí)題課：第四章作業(yè)題P334 4-1側(cè)限壓縮試驗(yàn)試件初始厚度為2.0cm,當(dāng)垂直壓力由200增加到300，變形穩(wěn)定后土樣厚度由1.990cm變?yōu)?.970cm,試驗(yàn)結(jié)束后卸去全部荷載，厚度變?yōu)?.980cm,(試驗(yàn)全過(guò)程都處于飽和狀態(tài))

6、，取出土樣測(cè)得含水量，土粒比重為2.7.計(jì)算土樣的壓縮系數(shù)。解： P115（4-3） P115（4-2） ；由上式可知，又4-2在圖4-35所示的地基上修建條形基礎(chǔ)（墻基），基礎(chǔ)寬度為1.6m，地面以上荷載（包括墻基自重）為200kN/m，基礎(chǔ)埋置深度為1m，黏土層試樣的壓縮試驗(yàn)結(jié)果如表4-13所示。試求：（1）繪制自重應(yīng)力沿深度分布曲線。（2）基礎(chǔ)中點(diǎn)下土層中的附加應(yīng)力分布曲線（繪制在同一張圖上）。（3）基礎(chǔ)中點(diǎn)的最終沉降量（用分層總和法，用100200kPa的Es1-2計(jì)算，設(shè)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，粗砂可以按一層計(jì)算）。圖 4-35 習(xí)題4-2圖表 4-13 習(xí)題4-2表壓應(yīng)力/kPa1002

7、00300孔隙比e0.9520.9360.9248. （類(lèi)似4-2）某條形基礎(chǔ)的基底寬度b=4 m,，理深d= 1.4 m，荷載及地基情況如題圖4-6 所示，黏士層總厚度為19.2 m，黏土層的壓縮曲線如題圖4-7 所示，試用分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量。題圖4-6 計(jì)算題8圖題圖4-7 計(jì)算題8黏土層壓縮曲線1地下水位以上；2地下水位以下【解】（1）地基分層每層厚度按（2） 求地基自重應(yīng)力0點(diǎn)1點(diǎn)7點(diǎn)繪制分布圖如題圖4-6所示，并計(jì)算各分層層面處的，分別標(biāo)于圖4-6上。（3） 求基底中心點(diǎn)下各水平土層層面處的附加應(yīng)力基底壓力基底附加壓力把條形基礎(chǔ)看作矩形，劃分為面積相等的4塊，每塊寬b=2

8、m。按角點(diǎn)法計(jì)算基底中心點(diǎn)下各點(diǎn)值，結(jié)果如題表4-8所示題表4-8點(diǎn)號(hào)z/mz/b0000.250123.411.60.80.220108.623.21.60.16079.034.82.40.11958.746.43.20.09446.458.04.00.07637.569.64.80.06431.6711.25.60.05627.6按題表4-8計(jì)算結(jié)果并繪制分布圖，如題圖4-6所示。（4） 確定壓縮層厚度在點(diǎn)6處：在點(diǎn)7處因此以點(diǎn)7作為壓縮層的下限，則壓縮層厚度h=11.2m。（5） 求各土層平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力第一層：第二層：其余各土層計(jì)算結(jié)果如題表4-9所示。（6） 求壓縮土層厚度

9、內(nèi)各土層沉降量第一層由圖4-7查得時(shí)，時(shí)，所以第1層沉降量其他各土層計(jì)算結(jié)果如題表4-9所示。題表4-9 各土層變形量計(jì)算表土層編號(hào)141.8116.041.80.808157.800.766160037.1265.893.8065.80.788159.600.758160026.8383.468.8583.40.781152.250.761160018.94101.052.55101.00.776153.550.760160014.45118.641.95118.60.770160.550.758160010.86136.234.55136.20.763170.750.75516007.37

10、153.829.60153.80.760183.400.75116008.2（7） 計(jì)算總沉降量P335 4-6設(shè)飽和粘土層的厚度為10m,其下為不透水的非壓縮堅(jiān)硬巖層，地面上作用均布荷載P=240KN/m2,該粘土層的物理力學(xué)性質(zhì)如下：初始孔隙比，壓縮系數(shù)a=0.25Mpa-1=，滲透系數(shù)，試問(wèn)：（1）加荷一年后地面沉降多少？（2）加荷歷時(shí)多入地面沉降量達(dá)20cm?解：H=10m P=240KN/m2 a=0.25Mpa-1= （1）P127 (4-21) （2）由上式，例題【4-1】(類(lèi)似4-6)：某飽和粘土層厚度為10m，在大面積荷載作用下，該土層的初始孔隙比，壓縮系數(shù)，壓縮模量，滲透系

11、數(shù)。對(duì)粘土層在單面排水或 雙面排水條件分別求解：（1）加荷一年后的沉降量；（2）沉降量達(dá)156mm所需的時(shí)間。(習(xí)題課)解答：粘土層的豎向固結(jié)系數(shù)：注意： （1）求加荷1年后的沉降量因附加應(yīng)力沿深度均勻分布，則：粘土層的最終沉降量為：P128（4-22）對(duì)于單面排水條件：P145（4-53）由公式：P146 （4-58）則：對(duì)于雙面排水條件：P145（4-53）由公式：則：（2）沉降量達(dá)156mm所需的時(shí)間。因固結(jié)度：由公式： 得： 解之得：則在單面排水條件下：雙面排水條件下：第五章作業(yè)題：P213 5-1第一問(wèn)：按法向應(yīng)力與峰值抗剪強(qiáng)度在圖止繪制峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度曲線，由該曲線的截距和斜率可

12、得對(duì)應(yīng)的峰值抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和殘余強(qiáng)度指標(biāo)。（P173 圖5-19）第二問(wèn)：P1615-3 以某土樣進(jìn)行常規(guī)三軸固結(jié)排水試驗(yàn)，土樣破壞時(shí)，且剪破面與最大主應(yīng)力面的交角為60°。試?yán)L制極限應(yīng)力莫爾圓，確定土的強(qiáng)度參數(shù)，并計(jì)算剪破面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力。解：由剪破面與大主應(yīng)力面交角60° 60°=45°+/2得：=30°由試樣達(dá)到破壞狀態(tài)的應(yīng)力條件：已知：5-5 以某飽和黏土做三軸固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，測(cè)得破壞時(shí)四個(gè)試樣的最大主拉應(yīng)力、最小主應(yīng)力和孔隙水壓力如表5-4所示：（1） 用總應(yīng)力法確定土的強(qiáng)度指標(biāo)；（2） 用有效應(yīng)力法確定土的強(qiáng)度指標(biāo)（3） 用

13、有效應(yīng)力法求取土的破壞主應(yīng)力線，并根據(jù)破壞主應(yīng)力線求土的表 5-4 習(xí)題5-5數(shù)據(jù)表14522831040160100150200315592120解：（1）繪總應(yīng)力圓圖如下由圖可量得，總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)：（2）計(jì)算有效應(yīng)力繪有效應(yīng)力圓圖如下由圖可量得：（3）破壞主應(yīng)力線如上圖中的虛線表示：可得5-7 有三個(gè)飽和土試樣，首先將它們?cè)谥車(chē)鷫毫ο路謩e進(jìn)行排水固結(jié)。然后，關(guān)閉排水閥門(mén)，并將圍壓力分布升高至100kPa、150kPa、200kPa進(jìn)行不固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)，測(cè)得破壞時(shí)的偏差應(yīng)力分別為85kPa、83kPa、87kPa。假設(shè)土樣破壞時(shí)的孔壓系數(shù)，試確定三個(gè)試樣破壞時(shí)的孔隙水壓力，并繪出有效應(yīng)力

14、莫爾圓。解：試件：試件：試件：第六章例題及作業(yè)題：6-1 墻背垂直光滑的擋土墻，墻高5m墻后填土為無(wú)粘性土，填土表面水平。填土，。試分別計(jì)算出靜止土壓力、主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力。若墻與土間的摩擦角，求主動(dòng)土壓力值。第一問(wèn)時(shí)，可用朗肯理論1） 靜止土壓力 對(duì)于無(wú)粘性土：2） 主動(dòng)土壓力 3） 被動(dòng)土壓力第二問(wèn)時(shí)，可用朗肯理論，查表P214，=6-2 墻背垂直光滑的擋土墻，墻高6m，填土表面水平。其上作用有豎向均布荷載，填土，。求： （1）沿墻背主動(dòng)土壓力的分布。（2） 主動(dòng)土壓力合力的大小及在作用點(diǎn)的位置。（3） 填土中可能發(fā)生裂縫的深度。解：（1）z011.5323456pa0003.8812.0720.2628.4536.64（2）作用點(diǎn)在z=4.51m處（3）6-4 圖6-4表示一垂直墻背