沉降量、固結(jié)度計(jì)算法（PDF共38）

例題1有一體體積為為50cm3的原狀狀土樣樣質(zhì)量量是95.15g，烘干干后質(zhì)質(zhì)量為為75.05g，已知知土粒粒比重重Gs=2.67，求該該土樣樣的天天然重重度γ、天然然含水水量ω及孔隙隙比e。解：例題2某飽和和粘性性土，，已知知土粒粒比重重ds=2.46，含水水量ω=20%，試求求該土土的孔孔隙比比e和飽和和重度度γsat。解：例題3已知某某土的的天然然密度度ρ=1.7t/m3，土粒粒相對(duì)對(duì)密度度ds=2.70，將該該土運(yùn)運(yùn)到某某工地地進(jìn)行行填筑筑施工工，要要求填填筑后后土的的干密密度達(dá)達(dá)到1.65t/m3，則填填筑1000m3需要在在取土土處挖挖多少少方土土？解：原原狀土土體積積：填筑土土體積積：例題4矩形基基礎(chǔ)①①、②②的底底面尺尺寸為為l1×b1和l2×b2，作用用在基基礎(chǔ)①①、②②底面面的均均布荷荷載分分別為為p1、p2。點(diǎn)M、N分別位位于兩兩基礎(chǔ)礎(chǔ)角點(diǎn)點(diǎn)A1、A2下深度度zM、zN處，附附加應(yīng)應(yīng)力分分別為為σzM、σzN。若已已知l1/b1=l2/b2、zM/b1=zN/b2，試確確定：：①附附加應(yīng)應(yīng)力σzM和σzN之間的的關(guān)系系。②若若其他他條件件不變變，M、N點(diǎn)移至至基礎(chǔ)礎(chǔ)底面面中點(diǎn)點(diǎn)下，，則σzM和σzN之間的的關(guān)系系如何何？③給給定p1=180kPa，p2=72kPa，l1=2.4m、b1=1.6m，z1=3.2m，確定基基礎(chǔ)底底面中中點(diǎn)下下M、N點(diǎn)的附附加應(yīng)應(yīng)力σzM、σzN值。MA1①b1NA2②b2解：①②關(guān)系不不變③例題5在圖示示陰影影區(qū)域域作用用有均均布荷荷載p=230kPa，試求求出圖圖中a點(diǎn)地面面以下下2m深度處處的豎豎向附附加應(yīng)應(yīng)力σz。解：a1m1m4m1m1m2m例題6在圖示示4.8m××4.8m的方形區(qū)區(qū)域內(nèi)作作用有均均布荷載載p=150kPa，試求出出荷載作作用區(qū)域域中心地地面以下下6m深度處的的豎向附附加應(yīng)力力σz。如將均均布荷載載換成分分別作用用在4個(gè)小區(qū)域域中心的的Q=150×2.42=864kN的集中荷荷載，試試求出荷荷載中心心深度為為6m處的豎向向附加應(yīng)應(yīng)力并與與前面的的結(jié)果進(jìn)進(jìn)行比較較。解：均布布荷載QQQQ4.8m2.4m4.8m集中荷載載用4個(gè)集中荷荷載代替替均布荷荷載進(jìn)行行計(jì)算，，附加應(yīng)應(yīng)力增加加3.3%。例題7在厚度為為20m的粘性土土地基上上大面積積填土，，平均壓壓力p=80kPa，測得粘粘土層沉沉降量達(dá)達(dá)到120mm時(shí)沉降穩(wěn)穩(wěn)定，試試確定該該粘土層層的壓縮縮系數(shù)α（假定粘粘性土地地基的初初始孔隙隙比e0=0.8）。解：例題8某基礎(chǔ)埋埋置深度度為1m，地下水水位位于于地表處處，土的的飽和重重度γsat=18kN/m3，孔隙比比與應(yīng)力力之間的的關(guān)系為為e=1.15-0.00125p。若在基基底下4m和6m處的附加加應(yīng)力分分別為80kpa，70kpa，試問在在基底下下4~6m間土層的的壓縮變變形量是是多少？解：例題9某飽和粘粘性土的的室內(nèi)壓壓縮試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果顯顯示，當(dāng)當(dāng)試樣高高度為2.0cm時(shí)，達(dá)到到50%壓縮量所所要的時(shí)時(shí)間為45min，根據(jù)該該試驗(yàn)結(jié)結(jié)果，推推算厚度度為4.8m的該粘性性土地基基的固結(jié)結(jié)沉降量量達(dá)到50%所需要的的時(shí)間（（分別考考慮單面面排水與與雙面排排水兩種種情況））。解：單面排水水：雙面排水水：13在如圖所所示的厚厚10m的飽和粘粘土層表表面瞬時(shí)時(shí)大面積積均勻堆堆載p0，若干年年后用測測壓管分分別測得得土層中中的孔隙隙水壓力力uA=51.6kPa、uB=94.2kPa、uC=133.8kPa、uD=170.4kPa，uE=198.0kPa課堂討論論題1：1）試估算算此時(shí)粘粘土層的的固結(jié)度度，并計(jì)計(jì)算此粘粘土層已已固結(jié)了了幾年？？2)再經(jīng)過5年，則該該粘土層層的固結(jié)結(jié)度將達(dá)達(dá)到多少少？粘土土層在該該5年內(nèi)產(chǎn)生生了多大大的壓縮縮量？沉降量、、固結(jié)度度計(jì)算法法141）固結(jié)度度計(jì)算：：150.0S超靜孔壓壓=2(31.6+54.2+73.8+90.4+98/2)=598S初始超靜靜孔壓=150031.654.273.890.498.0超靜孔壓初始超靜孔壓20406080100靜水壓ABCDE測管壓力=靜水壓+超靜孔壓51.694.2133.8170.4198.0Ut=1-598/1500=0.601三、方法法討論沉降量、、固結(jié)度度計(jì)算法法152）固結(jié)年年限計(jì)算算：Ut=0.601思路：UtTvt查表Tv=0.29t=3.25年三、方法法討論沉降量、、固結(jié)度度計(jì)算法法162）后續(xù)沉沉降量計(jì)計(jì)算：思路：tTvUtSSt查表Ut=0.861t=3.25年+5年=8.25年后5年產(chǎn)生的的沉降量量St=(0.861-0.601)27.3=7.1cm三、方法法討論沉降量、、固結(jié)度度計(jì)算法法17三、方法法討論沉降量、、固結(jié)度度計(jì)算法法課堂討論論題2：地表下有有一厚10m的飽和粘粘土層，，飽和容容重sat=18kN/m3，底面承承受15m水頭的承承壓水。。若地面瞬瞬時(shí)施加加一大面面積均勻勻堆載p0=50kPa，1）討論粘粘土層中中滲流的的方向？？2）計(jì)算100天內(nèi)單位位土層表表面（1m2）排出的的水量？？3）求100天時(shí)A點(diǎn)的孔隙隙水壓力力和有效效應(yīng)力？？15m10m砂層p0=50kPaAcv=2.8310-3cm2/sk=5.1410-8cm/s地下水位5m例題10對(duì)A、B兩種飽和和粘性土土進(jìn)行壓壓縮試驗(yàn)驗(yàn)，當(dāng)壓壓力為100kPa時(shí)，A、B兩試樣的的孔隙比比分別為為0.55及0.632，此時(shí)試試樣的高高度分別別為16mm及10mm。然后繼繼續(xù)加壓壓至150kPa，此時(shí)試試樣的孔孔隙比分分別成為為0.495及0.616。同時(shí)，，已知試試樣A達(dá)到50%固結(jié)度所所要的時(shí)時(shí)間僅為為試樣B達(dá)到同樣樣固結(jié)度度所要時(shí)時(shí)間的1/3。根據(jù)上上述資料料，試推推算兩試試樣的滲滲透系數(shù)數(shù)k的比值（（雙面排排水）。。解：根據(jù)據(jù)壓縮模模量的定定義：根據(jù)時(shí)間間因素的的定義：：根據(jù)豎向向固結(jié)系系數(shù)的定定義：例題11對(duì)某飽和和粘性土土進(jìn)行固固結(jié)不排排水剪切切試驗(yàn)，，在固結(jié)結(jié)壓力σ3=200kPa的條件下下，測得得破壞時(shí)時(shí)的偏壓壓力(σ1-σ3)f=400kPa，孔隙水水壓力uf=100kPa，試樣破破壞時(shí)的的破裂面面與水平平面間的的夾角為為58°。試確定定孔隙水水壓力系系數(shù)A、有效應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度度指標(biāo)c’、φ’。解：例題12試計(jì)算下下圖所示示地基土土中的總總自重應(yīng)應(yīng)力分布布及有效效自重應(yīng)應(yīng)力分布布，并在在圖中繪繪出總自自重應(yīng)力力分布及及有效自自重應(yīng)力力分布曲曲線并標(biāo)標(biāo)出總自自重應(yīng)力力及有效效自重應(yīng)應(yīng)力值。。解：總自重應(yīng)應(yīng)力有效自重重應(yīng)力砂土

γsat=19.5kN/m3粉質(zhì)粘土

γsat=19.4kN/m3±0.00m-2.00m-10.00m-14.00m例題13在公路路路堤荷載載作用下下（平面面問題）），地基基中某點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)力力狀態(tài)：：σz=70kPa，σx=30kPa，τxz=15kPa，地基土土的抗剪剪強(qiáng)度指指標(biāo)c=10kPa，φ=20。。問該點(diǎn)點(diǎn)處于何何種平衡衡狀態(tài)？？并在圖圖中作出出庫倫抗抗剪強(qiáng)度度線和該該點(diǎn)的莫莫爾應(yīng)力力園。解：由于實(shí)際際的大主主應(yīng)力σ1=75kPa<σ1f=79.55kPa，該點(diǎn)處處于彈性性平衡狀狀態(tài)。例題14某砂土的的內(nèi)摩擦擦角φ=34°，若圍壓壓σ3=100kPa，試確定定：①使使土樣達(dá)達(dá)到極限限平衡狀狀態(tài)時(shí)的的σ1=？②此時(shí)時(shí)破裂面面與大主主應(yīng)力平平面的角角度？③③當(dāng)σ1=300kPa時(shí)那個(gè)平平面最危危險(xiǎn)，在在該平面面上的剪剪應(yīng)力τ及抗剪強(qiáng)強(qiáng)度τf分別為多多少？解：①達(dá)達(dá)到極限限平衡狀狀態(tài)時(shí)的的σ1：②破裂角角：③當(dāng)σ1=300kPa時(shí)σ1σ3στfβ即與大主主應(yīng)力作作用平面面成60°的平面最最危險(xiǎn)。。在該平面面上：例題15某擋土墻墻高7m，墻后填填土面水水平，地地面作用用均布荷荷載20kPa，填土分分2層，各土土層指標(biāo)標(biāo)見圖示示，試確確定作用用在墻背背總壓力力及作用用位置，，并繪出出壓力分分布圖。。γ=18kN/m3Φ=20°c=12kPaγsat=19.2kN/m3Φ=26°c=6kPa3m4m20kPa解：主動(dòng)土壓壓力系數(shù)數(shù)臨界深度度：第一層底底面土壓壓力：第二層頂頂面土壓壓力：第二層底底面土壓壓力：第二層底底面靜水水壓力：：第一層總總土壓力力：作用位置置（距墻墻底）：：第二層總總土壓力力：作用位置置（距墻墻底）：：總靜水壓壓力：總靜水壓壓力作用用位置：：總壓力：：作用位置置：模擬試卷卷一、名詞詞解說1、級(jí)配曲曲線2、臨界水水力梯度度3、剪脹性性二、單項(xiàng)項(xiàng)選擇題題1、土的顆粒粒級(jí)配曲曲線越平平緩，則則（））。A、土粒大大小越均均勻，級(jí)級(jí)配良好好B、土粒大大小越不不均勻，，級(jí)配良良好C、土粒大大小越不不均勻，，級(jí)配不不良D.土粒大小小越均勻勻，級(jí)配配不良2、下列關(guān)關(guān)于滲流流力的描描述不正正確的是是：（））。A.其數(shù)值與與水力梯梯度成正正比B.是一種體體積力，，其量綱綱與重度度的量綱綱相同C.滲流力的的存在對(duì)對(duì)土體穩(wěn)穩(wěn)定總是是不利的的D.滲流力的的方向與與滲流方方向一致致3、若某砂砂土的天天然孔隙隙比與其其所能達(dá)達(dá)到的最最大孔隙隙比相等等，則該該土（））。A.處于最密密實(shí)狀態(tài)態(tài)B.外于中等等密實(shí)狀狀態(tài)C.相對(duì)密實(shí)實(shí)度D.處于最最疏松松狀態(tài)態(tài)4、通過過土粒粒承受受和傳傳遞的的應(yīng)力力稱為為（））。A.總應(yīng)力力B.有效應(yīng)應(yīng)力C.孔隙水水壓力力D.附加應(yīng)應(yīng)力5、如圖圖所示示，在在單向向偏心心荷載載作用用下，，若基基底反反力呈呈梯形形分布布，則則偏心心距應(yīng)應(yīng)滿足足（））。。A.e<l/6B.e>l/6C.e>b/6D.e<b/6lbOe6、土的的e-p曲線越越平緩緩，說說明（（））。。A.壓縮模模量越越小B.壓縮系系數(shù)越越大C.土的壓壓縮性性越低低D.土的變變形越越大7、同種種飽和和粘性性土在在單面面排水水情況況下的的固結(jié)結(jié)時(shí)間間為雙雙面排排水的的（））。A.1倍B.2倍C.4倍D.8倍8、在相相同的的均質(zhì)質(zhì)土地地基上上若兩兩基礎(chǔ)礎(chǔ)形狀狀、面面積及及基底底壓力力相同同，但但埋深深不同同，若若忽略略坑底底回彈彈影響響，則則（））。A.埋深大大的基基礎(chǔ)沉沉降小小B.埋深大大的基基礎(chǔ)沉沉降大大C.埋深小小的基基礎(chǔ)沉沉降小小D.兩基礎(chǔ)礎(chǔ)沉降降相同同9、兩個(gè)土土樣的的天然然重度度及天天然含含水量量相同同，土土粒比比重不不同，，則可可以判判斷：：（））（A）比重重大者者孔隙隙比大大（（B）比重重大者者孔隙隙比小小（（C）兩者者孔隙隙比相相同（D）不能能判斷斷10、選擇基基礎(chǔ)類類型時(shí)時(shí)，可可以不不考慮慮（））因因素的的影響響。（1）水文文條件件；（（2）地質(zhì)質(zhì)條件件；（（3）地震震烈度度；（（4）上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)與荷荷載。。三、改錯(cuò)題題1、管涌涌發(fā)生生在滲滲流逸逸出處處，而而流砂砂的