土力學(xué)四校合編課后習(xí)題答案(完整資料).doc

1、【最新整理，下載后即可編輯】2-8單元1-1、砂類土和粘性土各有那些典型的形成作用？【答】士在其形成過程中有各種風(fēng)化作用共同參與，它們同時(shí)進(jìn)行。砂類士主要是由于溫度變化、波浪沖擊、地震引起的物理力使巖體崩解、破碎形成。粘性土主要是巖體與空氣、水和各種水溶液相互作用形成。2-2、有一飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cn?的環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g,經(jīng)1（）5烘干至恒重為61.28g,已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g,土粒比重為2.74,試求該土樣的濕密度、含水量、干密度及孔隙比（要求匯出土的三相比例示意圖，按三相比例指標(biāo)的定義求解）。解“與mco=72.49-32.542L772.49-61

2、.28叫61.28-32.54ms61.28-32.54=39%21.7=l.32g/oVv11.21ce='=1.069匕10.492-3、某原狀土樣的密度為1.85g/cm3,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（先推導(dǎo)公式然后求解）。解：mw、加1tzl+69m=nis+inwco=收ms=I/.V=rt1sP；ds=4=匕夕wds.Pwd§1+二有Ah=-+a)1、Pds、Pn)+a)Pw第20頁共20頁p+(iK-£dI-7"Ids/+(1+G)Pw1+691+69Pp(ds-l)1.85x(2.71-

3、1)r,3=7s;Pn=7+l=1.87g/cm3(l+6y)ds(1+0.34)x2.71fns+vPwKAv_=psat-pw=1.87-1=087g/cni(3)y=pg=0.87x10=8.7kN/cm或丫如=P皿g=L87xl0=18.7kN/c?/=加一yw=18.7-10=8.7ZN/cm2-4、某砂土土樣的密度為1.77g/cn?,含水量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（）.943,試求孔隙比c和相對(duì)密實(shí)度Dr,并評(píng)定該砂土的密實(shí)度。解：（1）設(shè)匕=1m_nis+mw_cdms+ms_(1+a)ds-pw整理上式得1+e+e

4、76;_(1+4心外_(1+0.098)2.67x1.0N6。：axmaxP-e_0.9430.6567-0.943-0.461mm1.77=0.595(中密)2-5、某一完全飽和黏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)分別定出該黏性土的分類名稱和軟硬狀態(tài)。解：e="八匕"”=0.30x2.73=0.819匕外匕小，H'sdsPw2.73x1ur/3=-=-=1.50p/cmV+e1+0.819,ns+vPw"s夕w+。4Pw(1+刃)6。,Pw(J+。.3)2.7

5、3x11p=%CD-VCDp1+0.819=33-17=16查表，定名為粉質(zhì)粘土”=率=0.81查表，確定為軟塑狀態(tài),16=1.95g/c3-1.試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因?！敬稹科鹗妓μ荻犬a(chǎn)生的原因是為了克服薄膜水的抗剪強(qiáng)度H）（或者說為了克服吸著水的粘滯阻力）使之發(fā)生流動(dòng)所必須具有的臨界水力梯度度。也就是說只要有水力坡度薄膜水就會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)只是當(dāng)實(shí)際的水力坡度小于起始水力梯度時(shí)薄膜水的滲透速度V非常小只有憑借精密儀器才能觀測(cè)到。因此嚴(yán)格的講起始水力梯度10是指薄膜水發(fā)生明顯滲流時(shí)用以克服其抗剪強(qiáng)度工()的水力梯度。3-2.簡(jiǎn)述影響土的滲透性的因素主要有哪些?！敬稹?士的粒度成分及礦物成分

6、。土的顆粒大小、形狀及級(jí)配影響土中孔隙大小及其形狀因而影響土的滲透性。土顆粒越粗越渾圓、越均勻時(shí)滲透性就大。砂土中含有較多粉土及粘土顆粒時(shí)其滲透系數(shù)就大大降低。2結(jié)合水膜厚度。粘性土中若土粒的結(jié)合水膜厚度較厚時(shí)會(huì)阻塞土的孔隙降低土的滲透性。3 土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。天然土層通常不是各向同性的在滲透性方面往往也是如此。如黃土具有豎直方向的大孔隙所以豎直方向的滲透系數(shù)要比水平方向大得多。層狀粘土常夾有薄的粉砂層它在水平方向的滲透系數(shù)要比豎直方向大得多。4 水的粘滯度。水在土中的滲流速度與水的容重及粘滯度有關(guān)從而也影響到土的滲透性。3-4.拉普拉斯方程適應(yīng)于什么條件的滲流場(chǎng)【答】當(dāng)滲流場(chǎng)中水頭及流速等滲流要

7、素不隨時(shí)間改變時(shí)這種滲流稱為穩(wěn)定滲流而拉普拉斯方程是指適用于平面穩(wěn)定滲流的基本方程。3-5.為什么流線與等勢(shì)線總是正交的【答】在穩(wěn)定滲流場(chǎng)中取一微單元體并假定水體不可壓縮則根據(jù)水流連續(xù)原理單位時(shí)間內(nèi)流入和流出微元體的水量應(yīng)相等即dqc=dq()。從而得到即為二維滲流連續(xù)方程從中由數(shù)學(xué)知識(shí)可知流線和等勢(shì)線正交。3-6.流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系【答】在向上的滲流力作用下粒間有效應(yīng)力為零時(shí)顆粒群發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象稱為流砂(土)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級(jí)配均勻的飽和細(xì)、粉砂和粉土層中一般具有突發(fā)性、對(duì)工程危害大。在水流滲透作用下土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)【最新整理，下載后即可編輯】

8、第20頁共20頁以至流失隨著土的孔隙不斷擴(kuò)大滲流速度不斷增加較粗的顆粒也相繼被水逐漸帶走最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道造成土體塌陷這種現(xiàn)象稱為管涌。它多發(fā)生在砂性土中且顆粒大小差別大3-7.滲透力都會(huì)引起哪些破壞【答】滲流引起的滲透破壞問題主要有兩大類一是由于滲流力的作用使土體顆粒流失或局部土體產(chǎn)生移動(dòng)導(dǎo)致土體變形甚至失穩(wěn)二是由于滲流作用使水壓力或浮力發(fā)生變化導(dǎo)致土體和結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)。前者主要表現(xiàn)為流砂和管涌后者主要?jiǎng)t表現(xiàn)為岸坡滑動(dòng)或擋土墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。3-8、某滲透試驗(yàn)裝置如圖3-23所示。砂I的滲透系數(shù)攵=2x0cm/s；砂II的滲透系數(shù)a=lxl0-%/s,砂樣斷面積A=2()()cn

9、?,試問：(1)若在砂I與砂II分界面出安裝一測(cè)壓管,則測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高？(2)砂I與砂II界面處的單位滲水量q多大？解：(1)尤號(hào)星A=心A整理得.(60_2)=kji?_60kl_60x2xl()T"k1+k2-2xl0-1+1X10-1所以，測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上:60-40=20cm(2)夕)=kJA=k、x-xA=IxlO"1xx200=20cM/sV7222?L403-9、定水頭滲透試驗(yàn)中，已知滲透儀直徑D=75mm,在L=200mm滲流途徑上的水頭損失h=83mm,在60s時(shí)間內(nèi)的滲水量Q=71.6cm求士的滲透系數(shù)。碗.,QL71.

10、6x20一,解.k=6.5x10cmIs£x7.52x8,3x6043-10、設(shè)做變水頭滲透試驗(yàn)的黏土試樣的截面積為30cm厚度為4cm，滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為().4cm,試驗(yàn)開始時(shí)的水位差145cm,經(jīng)時(shí)段7分25秒觀察水位差為l()0cm,試驗(yàn)時(shí)的水溫為20,試求試樣的滲透系數(shù)。T.x0.4-x4tiC解：攵=1.4x10-5cm/saLyhx4,145In=-InA(t.-r.)h,30x445100一I.3-11、圖3-24為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深18.0m,滲透系數(shù)=3xl()T"/s,板樁打入土層表面以下9.0m,板樁前后水深如圖中所示

11、。試求：(1)圖中所示a、b、c、d、c各點(diǎn)的孔隙水壓力；(2)地基的單位滲水量。解：(1)Ua=0xZvv=OkPaUh=9.0x/w=88.2kR/Uc=18-4xF|x加=137.2kiUd=1.0xyw=9.8kPaUe=0x/w=OkPa(2)Qq=Zi-4=3xl(r7xx(18-9)=12x107/w3/59x24-1何謂土中應(yīng)力它有哪些分類和用途【答】土體在自重、建筑物荷載及其它因素的作用下均可產(chǎn)生土中應(yīng)力。一般來說土中應(yīng)力是指自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。自重應(yīng)力是指土體在自身重力作用下產(chǎn)生的尚未完成的壓縮變形因而仍將產(chǎn)生土體或地基的變形。

12、附加應(yīng)力它是地基產(chǎn)生變形的的主要原因也是導(dǎo)致地基土的強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)的重要原因。土中應(yīng)力安士骨架和土中孔隙的分擔(dān)作用可分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力兩種。土中有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。它是控制土的體積變形和強(qiáng)度兩者變化的土中應(yīng)力。土中孔隙應(yīng)力是指土中水和土中氣所傳遞的應(yīng)力。4-2怎樣簡(jiǎn)化土中應(yīng)力計(jì)算模型在工程中應(yīng)注意哪些問題【答】我們把天然土體簡(jiǎn)化為線性彈性體。即假設(shè)地基土是均勻、連續(xù)、各向同性的半無限空間彈性體而采用彈性理論來求解土中應(yīng)力。當(dāng)建筑物荷載應(yīng)力變化范圍比較大如高層建筑倉庫等筒體建筑就不能用割線代替曲線而要考慮土體的非線性問題了。4-3地下水位的升降對(duì)土中自重應(yīng)力有何影響在工程實(shí)踐中

13、有哪些問題應(yīng)充分考慮其影響【最新整理，下載后即可編輯】【答】地下水下降降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了一個(gè)由于降水引起的應(yīng)力增量它使土體的固結(jié)沉降加大故引起地表大面積沉降。地下水位長期上升如筑壩蓄水將減少土中有效自重應(yīng)力。、若地下水位上升至基礎(chǔ)底面以上它對(duì)基礎(chǔ)形成浮力使地基土的承載力下降。（2）、地下水位上升如遇到濕陷性黃土造成不良后果塌陷（3）、地下水位上升粘性土濕化抗剪強(qiáng)度降低。4-4基底壓力分布的影響因素有哪些簡(jiǎn)化直線分布的假設(shè)條件是什么【答】基底壓力的大小和分布狀況與荷載的大小和分布、基礎(chǔ)的剛度、基礎(chǔ)的埋置深度以及地基土的性質(zhì)等多種因素。假設(shè)條件剛性基礎(chǔ)、

14、基礎(chǔ)具有一定的埋深依據(jù)彈性理論中的圣維南原理。4-5如何計(jì)算基底壓力和基底附加壓力兩者概念有何不同【答】基地壓力P計(jì)算（中心荷載作用下）（偏心荷載作用下）基地壓力計(jì)算基地壓力P為接觸壓力。這里的“接觸”是指基礎(chǔ)底面與地基土之間的接觸這接觸面上的壓力稱為基底壓力。基底附加壓力為作用在基礎(chǔ)底面的凈壓力。是基底壓力與基底處建造前土中自重應(yīng)力之差是引起地基附加應(yīng)力和變形的主要原因。4-6土中附加應(yīng)力的產(chǎn)生原因有哪些在工程實(shí)用中應(yīng)如何考慮【答】由外荷載引起的發(fā)加壓力為主要原因。需要考慮實(shí)際引起的地基變形破壞、強(qiáng)度破壞、穩(wěn)定性破壞。4-7在工程中如何考慮土中應(yīng)力分布規(guī)律？【答】由于附加應(yīng)力擴(kuò)散分布他不僅發(fā)

15、生在荷載面積之下而且分布在荷載面積相當(dāng)大的范圍之下。所以工程中（1）、考慮相鄰建筑物時(shí)新老建筑物要保持一定的凈距其具體值依原有基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)而定一般不宜小于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的1-2倍（2）、同樣道理當(dāng)建筑物的基礎(chǔ)臨近邊坡即坡肩時(shí)會(huì)使土坡的下滑力增加要考慮和分析邊坡的穩(wěn)定性。要求基礎(chǔ)離開邊坡有一個(gè)最小的控制距離a.（3）、應(yīng)力和應(yīng)變時(shí)聯(lián)系在一起的附【最新整理，下載后即可編輯】第20頁共20頁加應(yīng)力大地基變形也大反之地基變形就小甚至可以忽略不計(jì)。因此我們?cè)谟?jì)算地基最終沉降量時(shí)“沉降計(jì)算深度”用應(yīng)力比法確定4-8、某建筑場(chǎng)地的地層分布均勻，第一層雜填土厚1.5m,y=17kN/而；第二層粉質(zhì)黏

16、土厚4m,y=19kN/m伉=2.73,刃=31%,地下水位在地面下2m深處；第三層淤泥質(zhì)黏土厚8m,/=lS.2kN/m3,Gx=2.74,>=41%；第四層粉土厚3m,/=19.5/m3,=2.72,g=27%；第五層砂巖未鉆穿。試計(jì)算各層交界處的豎向自重應(yīng)力并繪出式沿深度分布圖。解：(1)求,-=Ws-匕加=一匕九)=加一加)=尸加Q-1)=y(G5-1)丫VW%+WwGs/wcoGsYwGs(+co)由上式得：月=919攵N/】3,八=8.2(UN/,"=9.7WN/13,(2)求自重應(yīng)力分布2I=y/i=1.5x17=255kPacr水=八+%h=25.5+19x0.

17、5=35.OkPaac2=<Tt,t;+/,(4-h)=35.0+9.19X3.5=67.17b=b+/彳=67.17+8.20x8=132.77kPa(7.4=o-c3+y4h4=132.77+9.71x3=161.90?不透水層=+Xw(35+8.0+3.0)=3069kPa4-9、某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖4-30所示，在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高處作用有偏心荷載68()kN,偏心距1.31m,基礎(chǔ)埋深為2m,底面尺寸為4mX2mo試求基底平均壓力P和邊緣最大壓力Pmi并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。解：(1)全力的偏心距。(F+G)=Fxl.31.31m-.1680kN設(shè)計(jì)地面=0.891”?1.31

18、x680680+(4x2x2x20)力J+G6nPmax=-±7min</因?yàn)?1土竽卜(1土生等卜(1±1.337)出現(xiàn)拉應(yīng)力故需改用公式“max,2（F+G）_2（680+4x2x20）=30UA/3b-ek2（3）平均基底壓力3x2|-0.891F+G10008F+G1000=125kPa（理論上）藪罌逅"加或等=三=15。.“&（實(shí)際上）4-10、某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4mX2.4m,設(shè)計(jì)地面下埋深為1.2m（高于天然地面0.2m）,設(shè)計(jì)地面以上的荷載為12（）0kN,基底標(biāo)高處原有土的加權(quán)平均重度為18kN/n?0試求基底水平面1點(diǎn)及2點(diǎn)下

19、各3.6m深度M1點(diǎn)及M2點(diǎn)處的地基附加應(yīng)力外值。解：（1）基底壓力（2）基底附加壓力=1300+4x2.4x1.2x20=1495/APo=p-=149-18x1=131kPa（3）附加應(yīng)力M1點(diǎn)分成大小相等的兩塊I=2Am,b=2m.=1.2b三="1.8b2查表得%=0.108則=2x0.108x131=28.3次尸aM2點(diǎn)作延長線后分成2大塊、2小塊大塊I=6m.b=2m.=3b三="1.8b2查表得分=0.143小塊/=36m,b=2m,=1.8brT=,-8查表得%=0-129則%必2=2%時(shí)2網(wǎng)=2（%大一%小）P0=2（0.143-0,129）x131=3.

20、7kPa4-1R某條形基礎(chǔ)的寬度為2m,在梯形分布的條形荷載（基底附【最新整理，下載后即可編輯】第20頁共20頁加壓力）下，邊緣（Po）max=200kPa,（p0）min=100kPa,試求基底寬度中點(diǎn)下和邊緣兩點(diǎn)下各3m及6m深度處的與值。4力200+100解：Po均=150kPa中點(diǎn)下3m處x=o7,z=37,：=O,；=L5）查表得ac=0.396bb<r.=0.396x150=59.46/6m處x=Om,z=0,-=3,查表得ac=0.208bbj=0.208x150=31.2A&邊緣，梯形分布的條形荷載看作矩形和三角形的疊加荷載3m處：矩形分布的條形荷載；=0.5,：

21、=。=1.5,查表矩形=0.334bb2%行=0.3S4x100=33.4kPa三角形分布的條形荷載1=10,-=-=1.5,查表4=0.0734,%=0.0938hb2/三角血=0.0734*100=7.34kPa三角形2=0.0938*100=9.38kPa所以，邊緣左右兩側(cè)的4為%=33.4+7.34=40.74/42=33.4+9.38=42.785"6m處：矩形分布的條形荷載；=0.5,1=;=3,查表%.矩形=0.198bb2%考=0.198x100=19.8kPa三角形分布的條形荷載1=10,-=-=3,查表%=0.0476,%=0.0511bb25三角物=0.0476

22、*100=4.76kPa6f形，=0.0511*100=5.11kPaZ二川所以，邊緣左右兩側(cè)的d為b=19.8+4.76=24.56/.=19.8+5.11=24.91&5-1通過固結(jié)試驗(yàn)可以得到哪些土的壓縮性指標(biāo)如何求得？【答】壓縮系數(shù)，壓縮指數(shù)，壓縮模量，壓縮系數(shù)，壓縮指數(shù)，壓縮模量。5-2通過現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)可以得到哪些土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)？【答】可以同時(shí)測(cè)定地基承載力和土的變形模量?！敬稹客恋膹椥阅Ａ渴侵竿馏w在側(cè)限條件下瞬時(shí)壓縮的應(yīng)力應(yīng)變模量。他的變形包括了可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的殘余變形兩部分。而室內(nèi)冏結(jié)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)都不能提供瞬時(shí)荷載，它們得到的壓縮模量和變形模量時(shí)包含

23、殘余變形在內(nèi)的。和彈性模量由根本區(qū)別。5-4試從基本概念、計(jì)算公式及適用條件等方面比較壓縮模量、變形模量與彈性模量它們與材料力學(xué)中楊氏模量有什么區(qū)別？【答】土的壓縮模量的定義是土在側(cè)限條件下的豎向附加應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比值。土的壓縮模量是通過土的室內(nèi)壓縮試驗(yàn)得到的。土的變形模量的定義是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。土的變形模量時(shí)現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)得到的土的壓縮模量和變形模量理論上是可以換算的。但影響因素較多不能準(zhǔn)確反映他們之間的實(shí)際關(guān)系。土的彈性模量的定義是土體在無側(cè)限條件下瞬時(shí)壓縮的應(yīng)力應(yīng)變模量。土的彈性模量由室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)確定。5-5根據(jù)應(yīng)力歷史可將土層分為那三類土層？試述它們的定義。【

24、答】正常固結(jié)土層：在歷史上所經(jīng)受的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土重。超固結(jié)土層：歷史上曾經(jīng)受過大于現(xiàn)有覆蓋土重的先期固結(jié)壓力。欠固結(jié)土層：先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重。5-6何謂先期固結(jié)壓力？實(shí)驗(yàn)室如何測(cè)定它？【答】天然土層在歷史上受過最大固結(jié)壓力（指土體在固結(jié)過程中所受的最大豎向有效應(yīng)力）稱為先期冏結(jié)壓力，或稱前期冏結(jié)壓力。先進(jìn)行高壓冏結(jié)試驗(yàn)得到cIgP曲線，用卡薩格蘭德經(jīng)驗(yàn)作圖法求得。5-7何謂超固結(jié)比？如何按超冏結(jié)比值確定正常冏結(jié)土？【答】在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時(shí)通常將先期冏結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比值定義為超固結(jié)比。5-8何謂現(xiàn)場(chǎng)原始?jí)嚎s曲線？三類土的原始?jí)嚎s曲線和壓縮性指標(biāo)由實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定

25、方法有河不同？【答】現(xiàn)場(chǎng)原始?jí)嚎s曲線是指現(xiàn)場(chǎng)土層在其沉積過程中由上覆蓋【最新整理，下載后即可編輯】第20頁共20頁土重原本存在的壓縮曲線簡(jiǎn)稱原始?jí)嚎s曲線。室內(nèi)壓縮試驗(yàn)所采用的土樣與原位土樣相比由于經(jīng)歷了卸荷的過程而且試件在取樣、運(yùn)輸、試件制作以及試驗(yàn)過程中不可避免地要受到不同程度的擾動(dòng)因此土5-3室內(nèi)冏結(jié)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)都不能測(cè)定土的彈性模量？為什么？【答】樣的室內(nèi)壓縮曲線不能完全代表現(xiàn)場(chǎng)原位處土樣的孔隙比與有效應(yīng)力的關(guān)系。施燃特曼提出了根據(jù)土的室內(nèi)壓縮試驗(yàn)曲線進(jìn)行修正得到土現(xiàn)場(chǎng)原始?jí)嚎s曲線。6-11、某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4mX2m,天然地面下基礎(chǔ)埋深為1m,設(shè)計(jì)地面高出天然地面0.4m,

26、計(jì)算資料見圖6-33（壓縮曲線用例題6-1的）。試?yán)L出土中豎向應(yīng)力分布圖（計(jì)算精度；重度（kN/n?）和應(yīng)力（kPa）均至一位小數(shù)），并分別按分層總和法的單向壓縮基本公式和規(guī)范修正公式計(jì)算基礎(chǔ)底面中點(diǎn)沉降量（。075幾）。解：1、分層總和法單向壓縮基本公式（1）求了=-匕加=次匕-匕加）=/&加-九）=尸加&-1）=/（G.s-1）7V-W-%+Ww-Gsyw+coGsywGs（+ty）又已知，粉質(zhì)黏土的7=19.kN/,g,=2.72,0=31%和淤泥質(zhì)黏土的了=18.2攵N/?3,g=2.71,口=40%所以，分別為9.2ZN/和8.2攵N/"/（2）地基分層基底

27、面下第一層粉質(zhì)黏土厚4m,第二層淤泥質(zhì)黏土未鉆穿，均處于地下水位以下，分層厚度取1m。（3）地基豎向自重應(yīng)力的計(jì)算（）點(diǎn)：crc=18x（1+0.4）=252kPa1點(diǎn)：q.=25.2+9.2x1=34.4kP2點(diǎn)：rc=34.4+9.2x1=436kPa3點(diǎn)：%.=43.6+9.2x1=52.8攵&4點(diǎn)：%=52.8+8.2x1=61.OkPa5點(diǎn)：q.=61.0+8.2x1=69.2攵P"6點(diǎn)：=69.2+8.2x1=77AkPa第20頁共20頁(4)地基豎向附加應(yīng)力%的計(jì)算基礎(chǔ)及其上回填土的總重G=.7=20x4x2.5x1.4=280/:7V甘*bj-AirrJ-tF

28、+G920+280基底平均壓力p=120kPaA2.5x4基底處的土中附加應(yīng)力。=-/0=120-25.2=94.8%&計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)下由基礎(chǔ)荷載引起的附加應(yīng)力4,基礎(chǔ)中心點(diǎn)可看作是四個(gè)相等小矩形荷載的公共角點(diǎn)，其長寬比=2/1.25=1.6,取深度z=()、1、2、3、4、5、6m各計(jì)算點(diǎn)的7。占八、1/bz/mz/bMi(T.01.6000.25094.811.610.80.21581.521.621.60.14053.131.632.40.08833.441.643.20.05822.051.654.00.04015.261.664.80.02911.()(5)地基分層自重應(yīng)力平

29、均值和附加應(yīng)力平均值的計(jì)算，見表1。(6)地基各分層土的孔隙比變化值的確定，見表1。(7)地基壓縮層深度的確定按4=0.2%確定深度下限：5m深處0.2%=0.2x69.2=13.847,5=15.2>13.84"«不夠；6m深處0.2%.=0.2x77.4=15.48攵R,4=11.0(15.48%尸,可以。表1分層總和法單向壓縮公式計(jì)算的沉降量點(diǎn)深度自重應(yīng)力附加應(yīng)力自重平均附加平均自重+附加曲線壓前eii壓后e2i沉降量0025.294.811.034.481.529.888.2118.0土樣0.8210.7613322.043.653.139.067.3106.

30、34-10.8180.7692733.052.833.448.243.391.50.8080.7741944.061.022.056.927.784.6土樣zl-90.8000.7821055.069.215.265.118.683.70.7960.783766.077.411.073.313.186.44乙0.7910.7816(8)基礎(chǔ)的最終沉降量如下:s=33+27+19+10+7+6=102mmj-i2、規(guī)范修正公式計(jì)算(分層厚度取1m)(1)計(jì)算P。同分層總和法一樣,Po=-分0=120-25.2=94.8/(2)分層壓縮模量的計(jì)算分層深度自重平均附加平均自重+附加曲線壓前eii壓后

31、e2i壓縮模量0土樣4-11.029.888.2118.00.8210.7612.682.039.067.3106.30.8180.7692.503.048.243.391.50.8080.7742.304.056.927.784.6土樣4-20.8000.7822.775.065.118.683.70.7960.7832.576.073.313.186.40.7910.7812.35(3)計(jì)算豎向平均附加應(yīng)力系數(shù)a當(dāng)z=()時(shí)，za=()計(jì)算z=lm時(shí)，基底面積劃分為四個(gè)小矩形，即4x2.5=(2xl.25)*4/Z?=2/1.25=1.6,z/Z?=1/1.25=0.8,查表6-5有。=0

32、.2395基底下1m范圍內(nèi)£=4*0.2395=0.958詳見下表。Z(m)1/bz/baza(za)i-(za)-1Esis'i11.60.80.958().9580.9582.68343421.61.60.83161.66320.7052.50276131.62.40.70282.10840.4452.30187941.63.20.59882.39520.2872.77108951.64.00.51762.5880.1932.5779661.64.80.45442.72640.1382.356102(4)確定計(jì)算深度由于周圍沒有相鄰荷載，基礎(chǔ)中點(diǎn)的變形計(jì)算深度可按下列簡(jiǎn)化

33、公式計(jì)算:z”=b(2.5-0.4nb)=2.5(2.5-0.4In2.5)=5.3m（5）確定外計(jì)算z.深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值：/%znan-0xa（）Es=±M,/±/4=yPoZjtZj-OxaoPoZ2ai-Zxaip（）。一Jx%1+Ejil瓦2EmPox2.72640.9580.70520.44520.28680.19280.1384A2.682.52.32.772.572.35）查表(當(dāng)Po<S75幾時(shí))得：(pf=1.1(6)計(jì)算地基最終沉降量ns=(p、s=(psZA*=1.1x102=112mm6-12、由于建筑物傳來的荷載，地基中某一飽和黏土

34、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q=2404&和q=l&)kPa,頂?shù)酌嫱杆?見圖6-34)土層平均=2.55MPa攵=0.2,7/年,6=0.88,a=0.39MPaEs=4.82MPao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12()mm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。0.39xlOV240+1601+0.88'2-解：求最終沉降4=1=50%(雙面排水，分布1)S查圖6-26得Tv=0.2粵察需W年所以°-2x00.964=0.83（年）當(dāng)s=120mm時(shí)=

35、-=72%查圖6-26得Tv=0.420.964=1.74（年）當(dāng)下臥層不透水,st=120mm與比較，相當(dāng)于由雙面排水改為單面排水，即-=1.74,所以=1.74x4=6.9碎47-8、某土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，在法向壓力為10()、200、300、400kPa時(shí)，測(cè)得抗剪強(qiáng)度弓考分別為52、83、115s145kPa,試求：(a)用作圖法確定土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和0;(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92kPa,該平面是否會(huì)剪切破壞？為什么？抗剪強(qiáng)度八.(kPa)is3*20-I")、解.法向應(yīng)力(kPa)(a)用作圖法土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=2()kPa

36、和夕=18°(b)rf=b"g0+c=26Ofgl8。+20=104.5AP。:.T=92kParf所以，為破壞。7-9、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c“=70kPa,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=150”“，試問土樣將在多大的軸向壓力作用下發(fā)生破壞？解：卡一/.b=2cu+=2x70+150=290kPa7-10、某黏土試樣在三軸儀中進(jìn)行冏結(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I：？=2004',1=350kPa,uf=i40kPa試件U：臼=400kPa,a=700k&“.=加kPa試求：(

37、a)用作圖法確定該黏土試樣的%，0.“和c'M；(b)試件II破第20頁共20頁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(a)用作圖法確定該黏土試樣的工=0,紜“=16。和/=0/=34"6一6八+-cos2af=2/420+120420-12034°Fcos245+=186.12kPa222)=-sin2a.=里2一巴sin(2x62。)=124.36Z&272(c)在固結(jié)不排水試驗(yàn)中，%=。，于是=A(Acr-Acr3)4_(g-A/)280-140(700-350)-(400-200)=0.937-11、某飽和黏性士在三軸儀中進(jìn)行固

38、結(jié)不排水試驗(yàn)，得c=0=28°,如果這個(gè)試件受到,=200kR/和%=150ka的作用，測(cè)得孔隙水壓力=1(歡P*問該試件是否會(huì)破壞？為什么？(28°、解：b；必=(15O-lOO)tg245°+=138.49kPai2,=200-100=lOOkPa5實(shí)際,極限，所以，不會(huì)破壞。7-12、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)得例=。&=20攵外,對(duì)同樣的土進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，得有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。=00=30。，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?？辜魪?qiáng)收/(kPa：204060解:/法向應(yīng)力(kPa)30解得：cT

39、j="kPa,。?=20kPa%一q=407-13、在7-12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)很長時(shí)間后這個(gè)面抗剪強(qiáng)度又是多少？解：當(dāng)b-200kPa時(shí)，瞬間相當(dāng)于不排水條件這時(shí)b=0,任何面的抗剪強(qiáng)度均為c“=2（U"當(dāng)78時(shí)，bfb=200kPu,相當(dāng)于排水條件該面j必然滿足t,=crtgcp=200xrg30°=115AlkPa7-14、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)c=24kPa,"=22。，如果該試件在周圍壓力%=200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?。解:%=bjg?45°+專）+2cxtg450（22°、'=200rg45°+寧卜2x24x吆450+22°=510.76攵尸。8-5、某擋土墻高5m,墻背直立、光滑、墻后填土面水平，填土重度/=19kN/?3,0=30。，c=0kPa,試確定:（1）主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高的分布；（2）主動(dòng)土壓力的大小和作用點(diǎn)位置。解：在墻底處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度按郎肯士壓力理論為an=yHtan24502-2ctan45o（P2j（30。、=19x5xtan245°-2xl0xtan45°30。）=20.12攵尸