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文檔簡介
1、1.在荷載為100kPa作用下,非飽和土樣孔隙比e=1.0,飽和度為80%,當(dāng)荷載增加之200kPa時(shí),飽和度為90%,試問土樣的壓縮系數(shù)a為多少?并求出土樣的壓縮模量。解:由可知,當(dāng)、不變(也即不變時(shí)),為常數(shù)。壓縮系數(shù)壓縮模量2.一個(gè)飽和土樣,含水率為40%,重度18kN/m3,土粒比重Gs為2.70,在壓縮試驗(yàn)中,荷載從0增至150kPa,土樣含水率變?yōu)?4%,試問土樣的壓縮量和此時(shí)的重度各位多少?(環(huán)刀高度為2cm)解:加荷前土體的孔隙比加荷后土體的孔隙比,飽和土中為定值。壓縮量3.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:(1)該黏土的壓縮系數(shù)a1-2及相應(yīng)的壓縮模
2、量Es,1-2,并評價(jià)其壓縮性;(2)設(shè)黏土層厚度為2m,平均自重應(yīng)力c=50kPa,試計(jì)算在大面積堆載p0=100kPa的作用下,黏土層的固結(jié)壓縮量。表 黏土層壓縮試驗(yàn)資料p(kPa)050100200400e0.8500.7600.7100.6500.640解:(1)該土屬高壓縮性土。(2)4.地面以下48m范圍內(nèi)有一層軟粘土,含水率,重度,土粒重度,壓縮系數(shù)a=1.35MPa-1,4m以上為粉質(zhì)粘土,重度,地下水位在地表處,若地面作用一無限均布荷載q=100kPa,求48m深度這層軟粘土的最終沉降量?首先思考幾個(gè)問題:1)沉降是什么力產(chǎn)生的?目前我們認(rèn)識(shí)到的土層中的應(yīng)力有自重應(yīng)力和附加應(yīng)
3、力,那么必須要明確的是產(chǎn)生土層沉降的力為附加應(yīng)力。2)作為對1)中的敘述的補(bǔ)充,有些時(shí)候?qū)π绿钔翆?,?huì)有土層還沒有完成自重應(yīng)力固結(jié)的情況,這樣,我們才會(huì)去考慮自重應(yīng)力產(chǎn)生的沉降,這是一種特殊情況,這里自然不必考慮。借此,同學(xué)可以考慮04m土層對下臥土層的沉降有沒有影響,請說明原因!提示:外荷載作用前,地基土已在自重應(yīng)力作用下完成固結(jié)。解:48m層軟粘土說明:本題只是要求48米軟土層的沉降,地面作用的無限均布荷載100kPa在地基土不同深度產(chǎn)生的應(yīng)力增量為100kPa,故不必分層,也可以從另一個(gè)角度來說明不必分層計(jì)算分層厚度h0.4*b,而此處b為無限長。因?yàn)椤巴夂奢d作用前,地基土已在自重應(yīng)力作
4、用下完成固結(jié)”,所以不考慮上部對下部土層的作用力。5.某墻下單獨(dú)基礎(chǔ),基底尺寸3.0m*2.0m,傳至地面的荷載為300kN,基礎(chǔ)埋置深度為1.2m,地下水位在基底以下0.6m,地基土室內(nèi)壓縮實(shí)驗(yàn)成果如表所示,用分層總和法求基礎(chǔ)中點(diǎn)的沉降量。 地基剖面描述如下:地面以下2.4m內(nèi)為粘土,;粘土以下為粉質(zhì)粘土,。e地基土的e-p曲線p(kPa)0.00050.000100.000200.000300.0001-粘土0.6510.6250.6080.5870.5702-粉質(zhì)粘土0.9780.8890.8550.8090.773注意:分層總和法和規(guī)范推薦的分層總和法(簡稱“規(guī)范法”)在分層以及判斷土
5、層計(jì)算厚度的不同。分層總和法水位線規(guī)范法考慮相鄰荷載影響自然層水位線不考慮相鄰荷載的影響查附加應(yīng)力系數(shù)表時(shí),所用到的z是荷載面距計(jì)算點(diǎn)的距離,并非地面?;赘郊討?yīng)力計(jì)算公式,注意別漏項(xiàng)。解:(1)地基分層考慮地層厚度不超過0.4b=0.8m以及地下水位,基底以下厚度1.2m的粘土層分成兩層,層厚均為0.6m,其下粉質(zhì)黏土層厚度取為0.8m。(2)計(jì)算自重應(yīng)力計(jì)算分層處的自重應(yīng)力。地下水位以下取有效重度進(jìn)行計(jì)算第2點(diǎn)處的自重應(yīng)力:1.8*17.6+0.6*(20-10)=37.68kPa計(jì)算各個(gè)分層上下界面處自重應(yīng)力的平均值,作為該分層受壓前所受側(cè)限豎向應(yīng)力,各個(gè)分層點(diǎn)得自重應(yīng)力值以及各個(gè)分層的
6、平均自重應(yīng)力值列于表中。(3)計(jì)算豎向附加應(yīng)力基底平均附加應(yīng)力利用應(yīng)力系數(shù)(見第四章表4-4,查不到的數(shù)值可以利用線性插值法)計(jì)算各分層點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力,如第1點(diǎn)得附加應(yīng)力為:計(jì)算各個(gè)分層上下界面處附加應(yīng)力的平均值,各分層點(diǎn)附加應(yīng)力值及各分層的平均附加應(yīng)力值列于表中。(4)各個(gè)分層自重應(yīng)力平均值和附加應(yīng)力平均值之和作為該分層受壓后所受總應(yīng)力。(5)確定壓縮層深度一般按照來確定壓縮層深度,在3.6m處,就已經(jīng)有9.67kPa56.88*0.2=11.38kPa,故到此為止。(6)計(jì)算各分層的壓縮量利用或者相關(guān)公式計(jì)算各分層沉降量,各分層壓縮量列于表中。分層點(diǎn)深度(m)自重應(yīng)力(kPa)附加應(yīng)力(
7、kPa)層號(hào)層厚(m)自重應(yīng)力平均值(kPa)附加應(yīng)力平均值(kPa)總應(yīng)力平均值(kPa)受壓前孔隙比受壓后孔隙比分層壓縮量(mm)0021.1252.8810.631.6848.8410.626.450.8677.260.6370.6167.8921.237.6836.6720.634.6842.7677.440.6330.6166.353244.0822.6530.840.8829.6670.540.9050.87512.6842.850.4814.3840.847.2818.5265.800.8940.8786.5853.656.889.6750.853.6812.0365.710.8
8、860.8783.47(7)計(jì)算基礎(chǔ)平均最終沉降量6.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Z=240kPa和Z=160kPa,頂?shù)酌嫱杆?,土層平均k=0.2cm/年,e=0.88,a=0.39MPa-1,Es=4.82MPa。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120mm沉降所需的時(shí)間。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)系曲線中曲線得當(dāng)下臥層不透水,時(shí),比較,相當(dāng)
9、于由雙面排水改為單面排水,即,所以7.設(shè)基礎(chǔ)置于厚8m的飽和粘土層上,其下為不透水的堅(jiān)硬巖層,基底有透水沙層。已知地基附加應(yīng)力分布為,基底處pa=140kPa,巖面處pb=70kPa,土層的初始孔隙比e0=0.85,壓縮系數(shù)a=0.4MPa-1,滲透系數(shù)k=0.59*10-7cm/s(即0.018m/年)。試問:(1) 加荷1年后,基礎(chǔ)沉降量是多少?81.9mm(2) 若飽和粘土層(底面)亦有一排透水砂層,則上述兩問題有何不同?142mm解:(1)土層的平均附加應(yīng)力 基礎(chǔ)最終固結(jié)沉降量,此時(shí)的H為壓縮土層的厚度。概念不同,不可混淆土的固結(jié)系數(shù)時(shí)間因數(shù),此時(shí)的H為排水距離。因?yàn)?,基礎(chǔ)加荷1年后的
10、沉降量(本結(jié)果比較粗略)特別提醒:本問不可以直接查表,可以分開計(jì)算(矩形均布+三角分布,結(jié)果的表達(dá)形式=12.1cm*0.4+6.1cm*0.55=81.95mm),也可以按上述公式計(jì)算總的U。注意:這個(gè)公式在曲線(1)的情況下(U30%)時(shí)適用,不能作為“萬能公式”,最常用到的還是那個(gè)圖表。(2)雙面排水,按曲線(1)計(jì)算 當(dāng)t=1年時(shí),查圖表,U=0.78,沉降量St=0.78*182mm=142mm注意:當(dāng)土層上下應(yīng)力相同時(shí)為曲線1的情況,這時(shí)當(dāng)采用雙面排水時(shí),也同為曲線1的情況,這時(shí)當(dāng)沉降相同時(shí),時(shí)間因數(shù)相同,這時(shí)才有“雙面排水需要的時(shí)間是單面排水的1/4”。而我們這個(gè)題,當(dāng)單面排水時(shí)不是曲線1,所有的雙面排水都是情況1的情況,所以有些同學(xué)直接按(2)的結(jié)果1/4倍計(jì)算的方法是錯(cuò)誤的,當(dāng)然結(jié)果更錯(cuò)誤,因?yàn)槟銈兊诙柕慕Y(jié)果本身都是不對的。8.請解釋地震中的液化現(xiàn)象(包含什么是液化,產(chǎn)生的機(jī)理)。答:少粘性土受地震力作用后,使使土體積體積
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