基礎(chǔ)工程習(xí)題解答

.z.第一章土的物理性質(zhì)與工程分類〔習(xí)題答案〕習(xí)題1-1按規(guī)求出圖1-12顆粒級(jí)配曲線①、曲線②所示土中各粒組的百分比含量，并分析其顆粒級(jí)配情況。圖1-12習(xí)題1-1圖解：由圖1-12查得曲線①和②小于個(gè)界限粒徑的含量分別為表一中〔2〕、〔3〕欄所示。〔1〕界限粒徑d20520.50.250.0740.002〔2〕小于某粒徑的%曲線①1009992542520〔3〕曲線②0010090774815有表一計(jì)算得到各粒組含量的%如表二所示。〔1〕粒組20~55~22~0.50.5~0.250.25~0.0740.074~0.002≤0.002〔2〕各粒組含量%曲線①1738292320〔3〕曲線②001013293315習(xí)題1-2使用體積60cm3的環(huán)刀切取土樣，側(cè)的土樣質(zhì)量為120g，烘干后的質(zhì)量為100g，又經(jīng)比重試驗(yàn)測得Gs＝2.70，試求①該土的濕密度ρ、濕重度γ、含水率ω和干重度γd②在1立方米解：〔1〕γ=ρg=2×10=20KN/m3〔2〕當(dāng)V=1m3由由由Va=V-Vs-Vw=1-0.617-0.333=0.05m習(xí)題1-31-3試按三相草圖推證以下兩個(gè)關(guān)系式：〔1〕〔2〕解：(1)將Gs、ω、e的定義式代入等式右側(cè)那么：右式故〔2〕由上式可知：習(xí)題1-4某原狀土樣，測出該土的γ=17.8kN/m3，ω=25%，Gs＝2.65，試計(jì)算該土的干重度γd、孔隙比e、飽和重度γsat、浮重度γ’、和飽和度Sr。解：習(xí)題1-5某飽和土樣的含水率ω＝40％，飽和重度γsat＝18.3kN/m3，試用三相草圖求它的孔隙比e和土粒的比重Gs。解：由于是飽和土體，所以Sr=100%，γ=γsat=18.3kN/m3，假定：V=1m3，可由定義式求出：W=γV=18.3kN，Ws=γdWw=Wsω=13.07×0.4=5.23kNVv=Vw=0.523mVs=V-Vw1-0.523=0.477m習(xí)題1-6有A、B兩種土樣，測得其指標(biāo)如表1-12，試求：①那一個(gè)土樣的粘粒含量高？②那一個(gè)土樣的孔隙比e大？③那一個(gè)土樣的飽和重度γsat大？④用〔GB50007－2002〕規(guī)確定A、B土樣的名稱及狀態(tài)。表1-12習(xí)題1－6附表土樣ωL〔%〕ωP〔%〕ω〔%〕GsSr(%)A3012452.70100B2916262.68100解：由IP=ωl-ωp，，故由表1-14可以計(jì)算出A、B土樣的塑性指數(shù)IP、孔隙比e、干重度γd和飽和重度γsat如下表：土樣塑性指數(shù)IP孔隙比e干重度γd飽和度γsatA181.215012.1917.68B130.696815.7919.90有上表可知：IPA＞IPB，故A土粘粒含量高；eA＞eB；γsatB＞γsatA。按照GB50007-2002可知A土為粘土〔IP＞17〕，B土為粉質(zhì)粘土〔10＜IP＜17〕。習(xí)題1-7根據(jù)試驗(yàn)測得圖1-12中顆粒級(jí)配曲線④所示土的液限含水率ωL＝31.5％、塑限含水率ωp＝18.6％，試對(duì)該土進(jìn)展分類定名。解：由④曲線知小于0.074mm的土粒占47.5%＜50%，屬粗粒土，小于2.0mm的土粒含量占100%，故屬于砂類土；小于0.25mm的土粒占63%＞50%，小于0.1mm的土粒含量占52%＜75%，故屬于中砂。又因IP=31.5-18.6=12.9，ωL=31.5%，查塑性圖知細(xì)粒為低液限粘土，故該土定名為低液限粘土質(zhì)中砂。習(xí)題1-8某土料場土料的分類為低液限粘土"CL〞，天然含水率ω＝21％，土粒比重Gs＝2.70，室標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)得到最大干重度γdmax=18.5kN/m3,設(shè)計(jì)中取壓實(shí)度P＝0.97，并要求壓實(shí)后土的飽和度Sr≤90％。問碾壓時(shí)土料應(yīng)控制多大的含水率？土料的天然含水率是否適于填筑？壓實(shí)土的測定干密度為多少時(shí)符合質(zhì)量要求？解：由題中可知：當(dāng)壓實(shí)度為0.97時(shí)，壓實(shí)后的干重度γd=18.5×0.97=17.945KN/m3，相應(yīng)的孔隙比和含水率為：因此，應(yīng)控制土料含水率在16.82%左右，而該土天然含水率為21%，比控制含水率偏大，所以建議翻曬后使用，壓實(shí)干密度不小于17.945KN/m3時(shí)符合要求。習(xí)題1-9已測得圖1-12中曲線③所示土的細(xì)粒局部土的液限ωL＝34.3％、塑限ωp＝19.5％，試分別用〔SL237-1999〕、〔JTJ024-85〕和〔GB50007-2002〕規(guī)對(duì)其進(jìn)展分類定名。解：〔1〕用JTJ051-1993分類由曲線③可知大于2mm的土粒含量占61%，屬于含細(xì)粒土礫；細(xì)粒土的塑性指數(shù)IP=34.3-19.5=14.8，查塑性圖知屬低液限粘土，故該土定名為含低液限粘土礫?！?〕用GB50007-2002分類由曲線③可知大于2mm的土粒含量占61%，屬于含細(xì)粒土礫，小于0.074mm的土粒含量占13%＞10%，故定名為含粘性土的圓礫或角礫。習(xí)題1-10根據(jù)試驗(yàn)測得圖1-12中顆粒級(jí)配曲線④所示土的液限ωL＝31.5％、ωp＝18.6％，試分別用〔SL237-1999〕、〔JTJ051-1993〕和〔GB50007-2002〕規(guī)對(duì)該土進(jìn)展分類定名。解：〔1〕用JTJ051-1993分類大于2mm的土粒含量占11%，大于0.074mm的土粒含量占48%，故屬于細(xì)粒土；細(xì)粒土的塑性指數(shù)IP=31.5-18.6=12.9，查細(xì)粒土塑性圖屬低液限粘土，故該土定名為含砂低液限粘土〔CLS〕?！?〕用GB50007-2002分類塑性指數(shù)IP=31.5-18.6=12.9，〔10＜IP＜17〕屬粉質(zhì)粘土。第二章土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律〔習(xí)題答案〕習(xí)題2-1如圖2-14所示，在5.0m厚的粘土層下有一砂土層厚6.0m，其下為不透水基巖。為測定該砂土的滲透系數(shù)，打一鉆孔到基巖頂面并以1.5×10-2m3/s的速率從孔中抽水。在距抽水孔15m和30m處各打一觀測孔穿過粘土層進(jìn)入砂土層，測得孔穩(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)?！泊鸢福?.01×10-4m解：由題意可知：r1=15m，r2=30m，h1=0.3m，h2=0.45m，代入式2-9得：習(xí)題2-2室做常水頭滲透試驗(yàn)。土樣截面積為70cm2，兩測壓管間的土樣長為10cm，兩端作用的水頭為7cm，在60s時(shí)間測得滲透水量為100cm3，水溫為15°解：將所給數(shù)據(jù)代入公式2-7得15℃時(shí)的滲透系數(shù)：由表2-3插可知、，所以或：查手冊(cè)可得15℃和20℃時(shí)水的動(dòng)力粘滯系數(shù)η15=1.144、η20=1.010所以，20℃時(shí)的滲透系數(shù)為：〔兩種解法的誤差來源于查表2-3的插〕習(xí)題2-3對(duì)一原狀土樣進(jìn)展變水頭滲透實(shí)驗(yàn)，土樣截面積為30cm2，長度為4cm，水頭管截面積為0.3cm2，觀測開場水頭為160cm，終了水頭為150cm，經(jīng)歷時(shí)間為5min，實(shí)驗(yàn)水溫為12.50C,試計(jì)算滲透系數(shù)k20。(3.9×解：將所給數(shù)據(jù)代入公式2-8得12.5℃時(shí)的滲透系數(shù)：由表2-3插可知、，所以第三章土體中的應(yīng)力〔習(xí)題答案〕習(xí)題3-13-1某建筑場地的地質(zhì)剖面如圖3-20所示，試計(jì)算①各土層界面及地下水位面的自重應(yīng)力，并繪制自重應(yīng)力曲線。②假設(shè)圖3-20中，中砂層以下為堅(jiān)硬的整體巖石，繪制其自重應(yīng)力曲線。圖3-20習(xí)題3-1圖①σcz1=17×2=34.0kPa；σcz2=17×2+19×3.8=106.2kPa；對(duì)于淤泥質(zhì)粘土kN/m3σcz3=17×2+19×3.8+(18.20-10)×4.2=140.64kPaσcz4=17×2+19×3.8+(18.20-10)×4.2+(19.6-10)×2=159.84kPa②假設(shè)圖3-20中，中砂層以下為堅(jiān)硬的整體巖石σcz1、σcz2、σcz3同①，但巖層頂面處為159.84+10×6.2=221.84kPa繪制自重應(yīng)力曲線略。習(xí)題3-2：圖3-21習(xí)題3-2圖由對(duì)稱性：σz=2[σz(abMl)+σz(Mnkl)]+2[σz(Mhil)-σz(Mojl)]=2[Kc1+Kc2]p0+2[Kc3-Kc4]p0=2[0.175+0.120]×200+2[0.2015-0.175]×200=128.6kPa編號(hào)荷載分布面積l/bM點(diǎn)〔z=2.0m〕z/bKc1abMl110.1752Mnkl220.1203Mhil2.510.20154Mojl110.175習(xí)題3-3：某根底平面圖形呈T形截面〔圖3-22〕,作用在基底的附加應(yīng)力p0=150kN/m2。試求A點(diǎn)下10m深處的附加壓力。圖3-22習(xí)題3-3圖由對(duì)稱性：σz=4p0Kc(dAfg)+2[p0Kc(bcAe)-p0Kc(dAeh)]={4Kc(dAfg)+2[Kc(bcAe)-Kc(dAeh)]}p0={4×0.1065+2[0.114-0.0605]}×150=79.95kPa編號(hào)荷載分布面積l/bM點(diǎn)〔z=10m〕z/bKui1dAfg12/4=310/4=2.5(0.111+0.102)/2=0.10652bcAe20/4=510/4=2.5(0.118+0.110)/2=0.1143dAeh4/4=110/4=2.5(0.064+0.057)/2=0.0605習(xí)題3-4：某條形根底如圖3-23所示，作用在根底上荷載為250kN/m,根底深度圍土的重度r=17.5kN/m3，試計(jì)算0—3、4—7及5—10剖面各點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力，并繪制曲線。圖3-23習(xí)題3-4圖解：σz0=(250+20×1×2×1)/(2×1)-17.5=127.5kPa;σz1=127.5×Ku(z/b=1,x/b=0)=127.5×0.55=70.13kPa;σz2=127.5×Ku(z/b=2,x/b=0)=127.5×0.31=39.53kPa;σz3=127.5×Ku(z/b=3,x/b=0)=127.5×0.21=26.78kPa;σz4=127.5×Ku(z/b=0,x/b=1)=127.5×0=0;σz5=σz10=127.5×Ku(z/b=1,x/b=1)=127.5×0.19=24.23kPa;σz6=127.5×Ku(z/b=2,x/b=1)=127.5×0.20=25.5kPa;σz7=127.5×Ku(z/b=3,x/b=1)=127.5×0.17=21.68kPa;σz8=σz9=127.5×Ku(z/b=1,x/b=0.5)=127.5×0.41=52.28kPa；以上計(jì)算可以列表進(jìn)展點(diǎn)號(hào)0~3剖面4~7剖面5~10剖面01234567581910z/b0123012311111x/b0000111110.500.51K1.00.550.310.2100.190.200.170.190.410.550.410.19σz127.570.1339.5326.78024.2325.5021.6824.2352.2870.1352.2824.23繪制附加應(yīng)力曲線略。習(xí)題3-5：如圖3-24所示，條形分布荷載p=150kPa，計(jì)算G點(diǎn)下深度為3m處的豎向附加應(yīng)力值。EE圖3-24習(xí)題3-5附圖解法一：將荷載化為均布荷載和三角形荷載之差。均布荷載EBDG引起的附加應(yīng)力計(jì)算，x/b=0.5，z/b=0.6，查表3-8得Ku=0.468三角形荷載EAG引起的附加應(yīng)力計(jì)算，x/b=1，z/b=1，查表3-9得=0.25故附加應(yīng)力為σz=[Ku-]p0=[0.468-0.25]×150=32.70kPa。解法二：將條形分布荷載p=150kPa分為條形三角形分布荷載和條形均布荷載兩局部之和。對(duì)于條形均布荷載：Ku(z/b=3/2=1.5,x/b=4/2=2)=0.059；(參考其它書查Ku)對(duì)于條形三角形分布荷載：(z/b=3/3=1,x/b=0/3=0)=0.159；故：σz=[Ku+]p0=[0.059+0.159]×150=32.70kPa。第四章土的壓縮性及變形計(jì)算〔習(xí)題答案〕習(xí)題4-1某鉆孔土樣的壓縮試驗(yàn)及記錄如表4-9所示，試?yán)L制壓縮區(qū)線和計(jì)算各土層的α1-2及相應(yīng)的壓縮模量Es，并評(píng)定各土層的壓縮性。表4-9土樣的壓縮式樣記錄壓力〔kPa〕050100200300400孔隙比1#土樣0.9820.9640.9520.9360.9240.9192#土樣1.1901.0650.9950.9050.8500.810解：1#土樣：MPa-1，MPa，由于0.1MPa-1≤a1-2=0.16MPa-1＜0.5MPa-1，故屬于中壓縮性土；2#土樣：MPa-1，MPa，由于a1-2=0.90MPa-1≥0.5MPa-1，故屬于高壓縮性土。習(xí)題4-2某工程采用箱形根底，根底底面尺寸b×l=10.0m×10.0m，根底高度h=d=6.0m，根底頂面與地面平齊，地下水位深2.0m，根底頂面集中中心荷載N=8000kN，根底自重G=3600kN，其他條件如圖4-13，估算此根底的沉降量。〔答案：0〕圖4-13習(xí)題4-2圖解：基底壓力P=kPa；基底自重應(yīng)力σcz=18×2+〔20-10〕×4=76kPa；基底附加壓力p0=p-σcz=76-76=0，故根底的沉降量為零。習(xí)題4-3某柱基底面尺寸b×l=4.0m×4.0m，根底埋深d=1.0m，上部構(gòu)造傳至根底頂面荷重N=1440kN。地基為粉質(zhì)粘土，土的天然重度γ=16.0kN/m3，土的飽和重度γsat=18.2kN/m3，土的天然孔隙比e=0.97，地下水位深3.4m，土的壓縮系數(shù)：地下水位以上a1=0.30MPa-1，地下水位以下a2=0.25MPa-1。計(jì)算柱基中點(diǎn)的沉降量。解：〔1〕繪制柱基剖面圖與地基土的剖面圖，圖略；地基分層考慮分層厚度不超過0.4b=1.6m以及地下水位，基底以下、地下水位以上厚2.4m的粉質(zhì)粘土層分成兩層，層厚均為1.2m〔2〕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)展計(jì)算。根底底面σcz1=16×1=16kPa地下水位處σcz2=16×3.4=54.4kPa根底底面以下7.2m處σcz2=16×3.4+8.2×4.8=〔3〕計(jì)算附加應(yīng)力基底壓力P=kPa基底附加應(yīng)力p0=p-σcz=110.0-16=94.0kPa地基中的附加應(yīng)力計(jì)算見下表：習(xí)題4-3附加應(yīng)力計(jì)算表深度z(m)l/bz/b應(yīng)力系數(shù)Kc附加應(yīng)力σz=4Kcp0〔kPa〕01.22.44.05.67.21.01.01.01.01.01.000.61.22.02.83.60.2500.2230.1520.0840.0500.03394.083.857.231.618.812.4〔4〕由12.4/93.76=0.13＜20%知，計(jì)算深度7.2m符合精度要求。〔5〕計(jì)算各分層土的壓縮量?si，見下表習(xí)題4-3地基沉降計(jì)算表土層編號(hào)土層厚度Hi/m土的壓縮系數(shù)a/MPa-1孔隙比e1平均附加應(yīng)力/kPa沉降量?si/mm123451.21.21.61.61.60.30.30.250.250.250.970.970.970.970.97〔94+83.8〕/2=88.9〔83.8+57.2〕/2=70.5〔57.2+31.6〕/2=44.4〔31.6+18.8〕/2=25.2〔18.8+12.4〕/2=15.616.312.99.05.13.2〔6〕柱基中點(diǎn)的總沉降量=16.3+12.9+9.0+5.1+3.2=46.5mm。習(xí)題4-4某獨(dú)立柱基底面尺寸b×l=2.5m×2.5m，根底及上覆土自重G=250kN，柱軸向力準(zhǔn)永久組合值F=1250kN，其他數(shù)據(jù)見圖4-14，試用規(guī)法求柱基中心處的最終沉降量。解：〔1〕求基底附加壓力p0根底和上覆土自重G=250kN基底壓力附加壓力p0=240kPa-19.5×2kPa=201kPa〔2〕估計(jì)沉降計(jì)算深度zn由公式(4-22)得：b=2.5mzn=bb)=2.5(2.5-0.4ln2.5)m=5.33m由表4-5,Δz=0.6m所以初步取最小的計(jì)算深度zn=7.0〔3〕計(jì)算地基沉降量由表4-7查矩形面積上均布荷載作用下角點(diǎn)的如下表?！?〕復(fù)核計(jì)算深度znzn=7.0m,Δz=0.6m,Δsn′=0.025=0.025×8.48=0.21cm＞0.09cm已符合要求〔5〕確定最終沉降值kPa查表4-4，p0≥fak根據(jù)插得，代入公式4-20得s=ψss/=1.18×84.8=100.1mm。習(xí)題4-4根底最終沉降量計(jì)算表z〔m〕l/bz/b〔m〕Esi〔kPa〕〔mm〕〔mm〕0100.250000.2346440042.742.71.010.80.23460.23460.3224680038.180.85.014.00.11140.55700.030580003.183.96.415.120.09180.58757.015.60.08520.59640.008980000.984.8圖4-14習(xí)題4-4圖習(xí)題4-5設(shè)厚度為10m的粘土層的邊界條件如圖4-15所示，上下層面處均為排水砂層，地面上作用著無限均布荷載p=196.2kPa,粘土層的孔隙比e=0.9,滲透系數(shù)k=2.0cm/y=6.3×10-8cm/s，壓縮系數(shù)α=0.025×10-2/kPa。試求〔1〕荷載加上一年后，地基沉降量是多少厘米？(2)加荷后歷時(shí)多久，粘土層的固結(jié)度到達(dá)90%？圖4-15習(xí)題4-5圖解：〔1〕粘性土的豎向固結(jié)系數(shù)：cm2/s，由于是雙面排水，那么豎向固結(jié)時(shí)間因數(shù)：，查表4-8得U=0.817，即該粘土層的固結(jié)度到達(dá)81.7%，粘土層的最終壓縮量為cm，因此荷載加上一年后，地基沉降量是81.7%×25.8cm=〔2〕U=0.90時(shí)，查表4-8得，Tv=0.85，由得，t=1.4y即加荷后歷時(shí)1.4年，粘土層的固結(jié)度到達(dá)90%。習(xí)題4-6土層條件及土性指標(biāo)同4-4題，但粘土層底面是不透水層。試問:加荷1y后地基的沉降量是多少？地基固結(jié)度到達(dá)90%時(shí)需要多少時(shí)間？并將計(jì)算結(jié)果與4-4題作比擬。解：〔1〕粘性土的豎向固結(jié)系數(shù)：cm2/s，由于是雙面排水，那么豎向固結(jié)時(shí)間因數(shù)：，查表4-8得U=0.438，即該粘土層的固結(jié)度到達(dá)43.8%，粘土層的最終壓縮量為cm，因此荷載加上一年后，地基沉降量是43.8%×25.8cm=〔2〕U=0.90時(shí)，查表4-8得，Tv=0.85，由得，t=5.51y即加荷后歷時(shí)5.51年，粘土層的固結(jié)度到達(dá)90%。比擬4-5題與4-6題計(jì)算結(jié)果可知，在其它條件都一樣的情況下，單面排水所用時(shí)間為雙面排水的4倍。第五章土的抗剪強(qiáng)度與土坡穩(wěn)定分析〔習(xí)題答案〕習(xí)題5-1土的粘聚力c=30kPa，摩擦角φ=30o，土中某截面上的傾斜應(yīng)力p=160kPa，且p的方向與該平面成θ=55o時(shí)，該平面是否會(huì)產(chǎn)生剪切破壞？解：受力面上的正應(yīng)力σ=psin55°=160×0.819=131.06kPa剪應(yīng)力τ=pcos55°=160×0.5736=91.77kPa其抗剪強(qiáng)度τf=σtanφ+c=131.06×tan30°+30=105.67kPa＞τ=91.77kPa，所以，該平面不會(huì)破壞。習(xí)題5-2某地基土的摩擦角φ=20o，粘聚力c=25kPa，土中某點(diǎn)的最大主應(yīng)力為250kPa，最小主應(yīng)力為100kPa，試判斷該點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。解：方法一：用σ1判斷應(yīng)力狀態(tài)由極限平衡條件可知σ1f=σ3tan2(45°+φ/2)+2ctan(45°+φ/2)=100×tan2(45°+20/2)+2×25×tan(45°+20/2)=275.37kPaσ1f＞σ1故該點(diǎn)屬于彈性平衡狀態(tài)方法二：用σ3判斷應(yīng)力狀態(tài)由極限平衡條件可知σ3f=σ1tan2(45°-φ/2)-2ctan(45°-φ/2)=250×tan2(45°-20/2)-2×25×tan(45°-20/2)=87.56kPaσ3＞σ3f故該點(diǎn)屬于彈性平衡狀態(tài)習(xí)題5-3缺題解:有效應(yīng)力法計(jì)算時(shí)穩(wěn)定平安系數(shù)公式為，式中各要素計(jì)算如下表：土條編號(hào)hisinαicosαihicosαihisinαiuilicili(γhbcosαi-uili)tanφ＇10.7-0.4650.8850.620-0.3254.8318.49.6322.6-0.2320.9732.529-0.60214.9116.836.6634.001.04.0022.216.058.6645.10.2320.9734.9611.18228.9816.872.0855.40.4650.8854.7812.51034.0418.466.6264.00.6970.7172.8682.78931.3642.027.2171.80.9300.3670.6601.67518.2448.02.25Σ=SUM(ABOVE)7.229=SUM(ABOVE)176.4=SUM(ABOVE)273.11滑弧穩(wěn)定平安系數(shù)習(xí)題5-4有一無粘性土土坡，其飽和重度γsat=19kN/m3，摩擦角φ＝35°，邊坡坡度為1∶2.5。試問：(1)當(dāng)該土坡完全浸水時(shí)，其穩(wěn)定平安系數(shù)為多少"(2)當(dāng)有順坡滲流時(shí)，該土坡還能維持穩(wěn)定嗎"假設(shè)不能，那么應(yīng)采用多大的邊坡坡度"解：〔1〕邊坡坡度1：2.5，其坡角為α=21.8°，完全浸水時(shí)平安系數(shù)為〔2〕由坡面順流時(shí)平安系數(shù)為，所以不能穩(wěn)定。假設(shè)平安系數(shù)為1時(shí)，其，所以穩(wěn)定坡角α≤18.35°，即坡角應(yīng)緩于1：3的坡度。第六章?lián)跬翂巴翂毫Α擦?xí)題答案〕習(xí)題6-1某擋土墻高9m，墻背鉛直光滑，墻后填土外表水平，有均布荷載q=20kPa，土的重度為γ=19kN/m3，φ=30，c解：計(jì)算層面處的土壓力強(qiáng)度，c=0。墻頂處：σz1=q=20kPa，pa1=σzKa－2cKa0.5=20÷3=6.67kPa墻踵處：σz2=q+γH=20+19×9=191kPa，pa2=σzKa－2cKa0.5=191÷3=63.67kPa〔2〕繪出壓力強(qiáng)度分布圖，其壓力強(qiáng)度沿墻高為梯形分布，〔圖略〕〔3〕求土壓力三要素方向垂直指向墻背。作用線距離墻踵高為：習(xí)題6-2某擋土墻高7m，墻背鉛直光滑，填土地面水平，并作用有均布荷載q=20kPa,墻后填土分兩層，上層厚3m，γ1=18kN/m3，φ1=20°，c1=12.0kPa，地下水位埋深3m，水位以下土的重度為γsat=19.2kN/m3，φ2=26°，c2解：由于題中所給是總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)，所以，按水土合算法計(jì)算。，。，。第一層頂面〔1點(diǎn)〕處：σz1=q=20kPa第一層底面〔2點(diǎn)上〕處：σz2上=q+γ1h1=20+18×3=74kPa第二層頂面〔2點(diǎn)下〕處：σz2下=q+γ1h1=20+18×3=74kPa第二層下層面〔3點(diǎn)〕處：σz3=q+γ1h1+γ2h2=74+19.2×4=150.8kPa繪出土壓力強(qiáng)度分布圖〔略〕習(xí)題6-3某擋土墻墻高5m，墻背傾角為10°，填土外表傾角15°，填土為無粘性土，重度γ=15.68kN/m3，摩擦角φ=30°。墻背與土的摩擦角δ=φ。試求作用在墻上的總主動(dòng)土壓力三要素。解：題中：φ=30°、ε=10°、β=15°、δ==20°等代入上式得：=0.48，方向在墻被發(fā)現(xiàn)上方與法線成20°角。習(xí)題6-4某擋土墻高4m，水平填土外表上作用大面積均布荷載20kPa，墻后為粘性填土γ=20kN/m3，c=5kPa，φ=30°，實(shí)測擋土墻所受土壓力為64kN/m解：靜止土壓力E0＞實(shí)測土壓力，所以，墻后填土為主動(dòng)狀態(tài)。假設(shè)填土到達(dá)極限平衡狀態(tài)，應(yīng)為主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，那么實(shí)測土壓力應(yīng)等于主動(dòng)土壓力。，。墻頂處：墻踵處：＜實(shí)測土壓力值，故墻后填土未到達(dá)極限平衡狀態(tài)。第七章地基承載力〔習(xí)題答案〕習(xí)題7-1解：pcr=Ncc+Nqγ0d=4.84×12+2.30×18×2=140.88KPap1/4=Nrγb+Ncc+Nqγ0d=0.324×(19-10)×12+4.84×12+2.30×18×2=175.87KPap1/3=Nr＇γb+Ncc+Nqγ0d=0.432×(19-10)×12+4.84×12+2.30×18×2=187.54KPa習(xí)題7-2解：pcr=Ncc+Nqγ0d=4.84×20+2.30×18×1=138.2KPa習(xí)題7-3解：Pu=γbNr+qNq+c〔1〕查表7-3得知Nr=19.7，Nq=22.5，Nc=37.2，代入上式得：Pu=×(21-10)×3×39.7+(21-10)×2×22.5+37.2×0=511.5KPa〔2〕假設(shè)提高承載力可以采取多種措施，如增大根底寬度或埋深，也可以對(duì)地基進(jìn)展處理。習(xí)題7-4解：由e=0.8、IL=0.75，查表7-7得[σ0]=KPa根底寬度=3、埋深=4，因此需要進(jìn)展深度和寬度修正，查表7-17知粉質(zhì)粘土k1=0、k2=1.5，代入式7-21得：σ=[σ0]+k1γ1(b-2)+k2γ2(d-3)+10h=195+1.5×19×(3-2)+0×19×(4-3)=223.5KPa習(xí)題7-5解：(1)p1/4=Nrγb+Ncc+Nqγ0d=0.184×19×3+4.17×10+3.84×19×1.5=161.63KPap1/3=Nr＇γb+Ncc+Nqγ0d=0.245×19×3+4.17×10+3.84×19×1.5=165.11KPa(2)假設(shè)地下水位上升到根底底面處p1/4=Nrγb+Ncc+Nqγ0d=0.184×(20-10)×3+4.17×10+3.84×19×1.5=156.66KPap1/3=Nr＇γb+Ncc+Nqγ0d=0.245×(20-10)×3+4.17×10+3.84×19×1.5=158.49KPa由此可知，地下水位上升時(shí)地基承載力有所減小。習(xí)題7-6〔略〕第八章天然地基上的淺根底〔習(xí)題答案〕8-1某橋墩為混凝土實(shí)體墩剛性擴(kuò)大根底，荷載組合Ⅱ控制設(shè)計(jì)，支座反力840kN及930kN；橋墩及根底自重5480kN，設(shè)計(jì)水位以下墩身及根底浮力1200kN，制動(dòng)力84kN，墩帽與墩身風(fēng)力分別為2.1kN和16.8kN。構(gòu)造尺寸及地質(zhì)、水文資料見圖8-37，地基第一層為中密粉砂，重度為20.5kN/m3，下層為粘土，重度為γ=19.5kN/m3，孔隙比e=0.8，液性指數(shù)IL=1.0，基底寬3.1m，長9.9m。要求驗(yàn)算地基承載力、基底合力偏心距和根底穩(wěn)定性。中密粉砂16.8KN中密粉砂16.8KN圖8-37習(xí)題8-1圖解：〔1〕地基強(qiáng)度驗(yàn)算1〕基底應(yīng)力計(jì)算簡化到基底的荷載分別為:ΣP=840+930+5480-1200=6050KNΣM=930×0.25+84×10.1+2.1×9.8+16.8×6.3-840×0.25=997.32KNm基地應(yīng)力分別為：2〕持力層強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)土工試驗(yàn)資料，持力層為中密粉砂，查表7-10得[01]=100kPa，因根底寬度大于2m，埋深在一般沖刷線以下4.1m〔＞3.0m〕，需考慮根底寬度和深度修正，查表7-17寬度修正系數(shù)k1=1.0，深度修正系數(shù)為k2=2.0。[σ]=[σ01]+k1γ1(b-2)+k2γ2(d-3)+10hw=100+1.0×(20.5-10)×(3.1-2)+2.0×(20.5-10)×(4.1-3)+10×()=154.65kPa荷載組合Ⅱ承載力提高系數(shù)為K=1.25K[σ]=1.25×154.65=193.31kPa＜pmax=260.03kPa〔不滿足要求〕改8-1將原題改為"地基第一層為中密細(xì)砂〞某橋墩為混凝土實(shí)體墩剛性擴(kuò)大根底，荷載組合Ⅱ控制設(shè)計(jì)，支座反力840kN及930kN；橋墩及根底自重5480kN，設(shè)計(jì)水位以下墩身及根底浮力1200kN，制動(dòng)力84kN，墩帽與墩身風(fēng)力分別為2.1kN和16.8kN。構(gòu)造尺寸及地質(zhì)、水文資料見圖8-37，地基第一層為中密細(xì)砂，重度為20.5kN/m3，下層為粘土，重度為γ=19.5kN/m3，孔隙比e=0.8，液性指數(shù)IL=1.0，基底寬3.1m，長9.9m。要求驗(yàn)算地基承載力、基底合力偏心距和根底穩(wěn)定性。中密細(xì)砂16.8KN中密細(xì)砂16.8KN圖8-37習(xí)題8-1圖解：〔1〕地基強(qiáng)度驗(yàn)算1〕基底應(yīng)力計(jì)算簡化到基底的荷載分別為:ΣP=840+930+5480-1200=6050KNΣM=930×0.25+84×10.1+2.1×9.8+16.8×6.3-840×0.25=997.32KNm基地應(yīng)力分別為：2〕持力層強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)土工試驗(yàn)資料，持力層為中密細(xì)砂，查表7-10得[01]=200kPa，因根底寬度大于2m，埋深在一般沖刷線以下4.1m〔＞3.0m〕，需考慮根底寬度和深度修正，查表7-17寬度修正系數(shù)k1=2.0，深度修正系數(shù)為k2=4.0。[σ]=[σ01]+k1γ1(b-2)+k2γ2(d-3)+10hw=200+2.0×(20.5-10)×(3.1-2)+4.0×(20.5-10)×(4.1-3)+10×()=289.3kPa荷載組合Ⅱ承載力提高系數(shù)為K=1.25K[σ]=1.25×289.3=361.63kPa＞pmax=260.03kPa〔滿足要求〕3〕軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算下臥層為一般粘性土，由e=0.8，IL=1.0查得容許承載力[σ02]=150.0kPa，小于持力層的容許承載力，故需進(jìn)展下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算：基底至粘土層頂面處的距離為5.3m，軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力σcz=γ1〔h+z〕=10.5×(5.3+2)=76.65kPa軟弱下臥層頂面處附加應(yīng)力σz=α〔p-γ2h〕,計(jì)算下臥層頂面附加應(yīng)力σh+z時(shí)基底壓力取平均值，p平=〔pmax+pmin〕/2=〔260.03+134.24〕/2=197.14kPa，當(dāng)l/b=9.9/3.1=3.2，Z/b=5.3/3.1=1.7，查表8-8得附加應(yīng)力系數(shù)α=0.307，故σz=0.307×〔197.14-10.5×2〕kPa=54.07kPaσh+z=σcz+σz=76.65+54.07=130.72kPa下臥層頂面處的容許承載力可按式8-16計(jì)算。其中，查得k1=0，k2=1.5，那么：k[σ]h+z=1.25×[150.0+1.5×10.5×〔2+5.3〕]kPa=331.22kPa＞σcz+σz=130.27kPa〔滿足要求〕〔2〕基底合力偏心距驗(yàn)算〔按照給定荷載組合驗(yàn)算〕偏心距應(yīng)滿足e0＜0.75ρρ=W/A=b/6=0.52mΣM=997.32kN﹒mΣP=6050kNe0=m=0.16m＜0.75ρ=0.39m〔滿足要求〕〔3〕根底穩(wěn)定性驗(yàn)算〔按照給定荷載組合驗(yàn)算〕1〕抗傾穩(wěn)定驗(yàn)算上述計(jì)算可知e0==0.16my=b/2=3.1/2=1.55mk0=1.55/0.16=9.69＞1.5〔滿足要求〕2.抗滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算基底處為中密細(xì)紗，查表8-11得摩擦系數(shù)f=0.4。ΣP=6050kNΣT=84+16.8+2.1=102.9kNkc==23.52＞1.3〔滿足要求〕8-2有一橋墩墩底為矩形2m×8m，C20混凝土剛性擴(kuò)大根底，頂面設(shè)在河床下1m，作用于根底頂面的荷載〔荷載組合Ⅱ〕有：軸心垂直力5200kN，彎矩840kNm，水平力96kN，地基土為一般性粘性土，第一層厚2.0m〔自河床算起〕，重度γ=19.0kN/m3孔隙比e=0.9，液性指數(shù)IL=0.8，第二層厚5.0m，重度γ=19.5kN/m3，孔隙比e=0.45，液性指數(shù)IL=0.35，低水位在河床下1.0m，〔第二層以下為泥質(zhì)頁巖〕，請(qǐng)確定根底埋置深度及底面尺寸，并經(jīng)過驗(yàn)算說明其合理性。解：〔1〕初定基底面積以第二層為持力層，兩級(jí)臺(tái)階，每級(jí)臺(tái)階0.5m高，襟邊和臺(tái)階均選0.4m寬，因此，初定基底面積為3.6m×9.6m，經(jīng)地基強(qiáng)度驗(yàn)算不滿足要求時(shí)在調(diào)整尺寸。根底用C15混凝土澆注，混凝土的剛性角αmax=40°。根底的擴(kuò)散角為=arctg=38.66°＜max=40°〔滿足要求〕〔2〕持力層強(qiáng)度驗(yàn)算根底重量W=(3.6×9.6×0.5+2.8×8.8×0.5)×25+(1.0×0.4×9.6×2+1.0×0.4×2.8×2+0.5×0.4×8.8×2+0.5×0.4×2×2)×19=1010.56KN將荷載簡化到基底分別為:ΣP=5200+1010.56=6210.56KNΣM=840+96×1=936KNm基地應(yīng)力分別為：第一層粘性土，一般粘性土，e=0.9，IL=0.8，查表7-7得[01]=160kPa，因此不宜作為持力層。第二層為持力層，屬一般粘性土，e=0.45，IL=0.35，查表7-7得[02]=410kPa，因根底埋深為原地面下2.0m〔＜3.0m〕，不考慮深度修正；雖寬度b=3.6m＞2m，但對(duì)粘性土地基，寬度修正系數(shù)k1=0，不需進(jìn)展寬度修正。k[]=k[02]=1.0×410kPa=410kPa＞pmax=224.84kPa〔滿足強(qiáng)度要求〕〔3〕合力偏心距驗(yàn)算荷載組合Ⅱ，非巖石地基偏心距應(yīng)滿足e0＜ρρ=W/A=b/6=0.6me0=m=0.15m＜ρ=0.6m〔滿足要求〕〔4〕根底穩(wěn)定性驗(yàn)算1〕抗滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算基底處為硬塑狀態(tài)粘土，查表8-11得摩擦系數(shù)f=0.3。kc==19.4＞1.3〔滿足要求〕2〕傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算y=b/2=1.8，e0=0.15mk0=＞1.3〔滿足要求〕8-3某根底施工時(shí)水深3，河床以下挖深基坑10.8m。土質(zhì)為粉砂γ=19.5kN/m3，摩擦角φ=15℃，粘聚力c=6.3kPa，透水性良好，擬采用三層支撐鋼板樁圍堰，鋼板樁為拉森Ⅳ型，其截面模量為W=2200cm3/m，鋼板樁容許彎應(yīng)力240MPa。要求確定支撐間距，計(jì)算板樁入土深度，計(jì)算支撐軸向荷載，驗(yàn)算鋼板樁強(qiáng)度，計(jì)算封底混凝土厚度解：第九章樁根底〔習(xí)題答案〕習(xí)題9-1某一樁基工程，每根基樁頂〔齊地面〕軸向荷載P=1500KN，地基土第一層為塑性粘性土厚2m，天然含水率ω=28.8%，液限含水率ωl=36%，塑限含水率ωp=28%，天然重度γ=19KN/m3，第二層為中密中砂，重度γ=20KN/m3，砂層厚數(shù)十米，地下水位在地面下20m，現(xiàn)采用打入樁〔預(yù)制鋼筋混凝土方樁邊長45cm〕，試確定其入土深度。解：打入樁由公式(9-3)反算樁長，設(shè)該樁埋入砂土中的深度為l2，那么應(yīng)該滿足下式：式中：N——一根樁受到的全部豎直荷載(kN)，其余符號(hào)同前，入土深度(最大沖刷線以下)樁重的一半作外荷計(jì)算。樁邊長0.45m，故U=4×0.45m=1.8m樁的截面面積(邊長0.45m)A=0.452=0.2025m2樁每延米自重(邊長0.45m)q=0.452×25=5.06kN/m第一層粘性土IL=＜0.25，樁側(cè)土的極限摩阻力查表9-4，取τ1=80kPa；第二層中砂中密，樁側(cè)摩阻力為55~75kPa，取τ2=65kPa；先假定樁尖埋深為30m，那么進(jìn)土持力層深度為28m，h′/d=62.2＞4，查表9-5得σR=4500kPa；b=0.45m，查表9-6得α1=0.6、α=α2=1.1，于是：故上式即為：1505.06+2.53l2=48+35.75l2+501.1933.22l2=955.87解得l2=28.77m,取l2=29m，故樁長L=31m，與假設(shè)相近。習(xí)題9-2上題如改用鉆孔灌注樁〔旋轉(zhuǎn)鉆施工〕，設(shè)計(jì)樁徑1.0m，確定入土深度。解：鉆孔灌注樁由公式(9-1)反算樁長，設(shè)該樁埋入砂土中的深度為l2，那么應(yīng)該滿足下式：式中：N——一根樁受到的全部豎直荷載(kN)，其余符號(hào)同前，入土深度(最大沖刷線以下)樁重的一半作外荷計(jì)算。旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔直徑增大0.3~0.5m(樁徑d=1.0+0.3=1.3m)，故U=×1.3m=4.08m樁的截面面積(直徑1.0m)樁穿過各土層厚：l1=2.0m，先假定樁尖埋深為12m，那么進(jìn)土持力層深度為10m樁每延米自重(直徑1.3m)第一層粘性土IL=＜0.5，查表9-1樁側(cè)土的極限摩阻力為55~85kPa，取τ1=79kPa；第二層中砂中密，樁側(cè)摩阻力為40~60kPa，取τ2=50kPa；中密中砂可查表7-10得[σ0]=350kPa，查表7-17得k2=4.0，先假定樁尖埋深為20m，那么進(jìn)土持力層深度為18m。清底系數(shù)按一般要求，限制t／d=0.4，查表9-2經(jīng)插得m0=0.55，由h／d=12，樁底為透水性土，查表9-3得λ=0.7，于是最小樁長滿足：即：1533.18+16.59l2=322.32+102l2+105.78+×〔1.21l2-1.21〕2210.16+1105.08l2-170.82l2-85.41l22=45.94l2+24.178l22l2109.588l22-912.498l2-2256.1=0l22-8.327l2-20.587=0解得l2=10.32m，取l2=10.5m，樁長12.5m習(xí)題9-3雙柱式橋墩鉆孔樁根底主要設(shè)計(jì)資料如圖，上部構(gòu)造靜活荷載經(jīng)組合后，沿縱橋向作用于墩柱頂標(biāo)高處的豎向力、水平力和彎矩分別為ΣN=2915KN，ΣHy=110KN，ΣMx=85KN.m。a)b)圖9-40橋墩鉆孔樁根底及地層剖面a)縱橋向b)橫橋向要求：求樁的計(jì)算寬度和樁的變形系數(shù)；計(jì)算最大沖刷線以下的樁身最大彎矩；計(jì)算墩頂水平位移。橋梁跨度L=25m。解：〔1〕樁的計(jì)算寬度和水平變形系數(shù)樁直徑D=1.4m由表9-12知Kf=0.9、K0=1+1/D=1.714所以，b1=KfK0D=0.9×1.714×1.4=2.16m由題可知m1=6.0MN/m4，m2=18MN/m4zm=2(D+1)=2(1.4+1)=4.8mz1=256.25-254.75=1.5m，z2=zm-z1=4.8-1.5=3.3m取混凝土受壓彈性模量Eh=2.6×104MPa=2.6×107I==0.1886m4EI=0.67EhI=0.67×2.6×107×0.1886=3.285×107kPa＞2.5，所以按彈性樁計(jì)算〔2〕計(jì)算最大沖刷線以下樁深的最大彎矩每根柱重w1=每延米樁重q=每根柱頂?shù)暮奢dNi=Qi==55KNMi=每根樁頂?shù)募袅蛷澗豎=Qi=55KNM=Mi+Qih1=42.5+55×4.5=290KNm最大沖刷線處的荷載N0=Ni+qhi+w1=1457.5+23.1×(259.25-256.25)+127.23=1654.03KNQ0=Qi=55KNM0=Mi+Qi(h1+h2)=42.5+55×(4.5+3)=455KNm由查表9-14得αZmax=0.758Zmax=0.758/α=0.758/0.256=2.96m由αZmax=0.758查表9-14得Km=1.2297Mmax=M0Km=455×1.2297=559.5KNm〔3〕計(jì)算樁頂縱向水平位移由αl0=0.256×3=0.768及αh=3.84查表9-13插得Ax1=6.299、Bx1=Aφ1=3.31、Bφ1=2.38代入式9-19得：＜6mm(符合規(guī)要求)墩頂水平位移△=x1—φ1l1+△0其中：故：△=x1—φ1l1+△0=1.07+1.67×10-4×4.5×103+0.118=1.94mm＜[△]=5=25mm(符合規(guī)要求)習(xí)題10-1圖1沉井的尺寸習(xí)題10-1圖1沉井的尺寸對(duì)上題中的雙柱式橋墩樁根底進(jìn)展橫橋向驗(yàn)算。換算到承臺(tái)底面中心O點(diǎn)的橫橋向荷載為：ΣN=6500KN，ΣHx=20KN，ΣMy=2400KN.m。承臺(tái)厚1000mm，試求各樁樁頂力Ni、Qi和Mi?！猜浴车谑鲁辆准暗叵逻B續(xù)墻〔習(xí)題答案〕習(xí)題10-1〔1〕某橋中墩為15號(hào)混凝土重力式橋墩，根底為鋼筋混凝土沉井，尺寸如圖10-4-13?！?〕地質(zhì)資料：①飽和粗中砂，稍松，天然容重17.6KN/m3，浮容重10.8KN/m3φ=25°，kPa。②細(xì)砂礫石夾淤泥，天然容重18KN/m3，浮容重11.0KN/m3，φ=30°，kPa。③飽和砂礫石，密實(shí)，天然容重20.6KN/m3，浮容重12.0KN/m3，φ=40°，kPa?！?〕水文資料：一般沖刷線標(biāo)高61.00m，局部沖刷線標(biāo)高58.00m，常水位標(biāo)高64.00m，潮水位標(biāo)高65.50m解：<一>施工方法與荷載計(jì)算〔1〕施工方法：常水位時(shí)筑島制作沉井，不排水下沉?！?〕傳給沉井的恒載及活載見匯總表。<二>沉井高度及各局部尺寸沉井高度按水文計(jì)算，大、中橋的根底埋置深度應(yīng)在最大沖刷線以下2.0，沉井所需要高度=62.5-58.0+2=6.5按地質(zhì)條件與地基容許承載力考慮，沉井底面應(yīng)位于密實(shí)的砂礫層中，根據(jù)分析擬采用沉井高度13.5，沉井的底面標(biāo)高49.00，頂面標(biāo)高62.5，頂節(jié)沉井高7.0，底節(jié)沉井高6.5。沉井的平面尺寸考慮到橋墩的形式，采用兩端半圓形中間為矩形的沉井，詳細(xì)尺寸如習(xí)題10-1圖1。隔墻厚度0.8，刃腳踏面寬度0.15，刃腳高度1.5，刃腳側(cè)傾角＞45o<三>荷載計(jì)算1.沉井自重〔1〕刃腳容重刃腳形心到井壁外側(cè)的距離〔習(xí)題10-1圖2〕刃腳的體積〔2〕底節(jié)沉井的井壁容重1.25×6.5=8.125=(2×2.175×+2×7)×8.125=224.79=224.79×24.5=5507.36〔3〕底節(jié)沉井的隔壁習(xí)題10-1圖224.50.4×0.4×2×8=29.7029.70×24.50=727.73〔4〕第二節(jié)沉井井壁=24.5〔1.05×5.5〕+(2××2.075+7×2)+(0.75×1.5)×(2××2.225+7×2)=187.62=187.62×24.5=4596.63〔5〕蓋板〔×1.852+7×3.7〕×1.5=54.9854.98×24.5=1346.97〔6〕井孔填石沉井自底面以上5m用混凝土封底，以上用砂卵石填孔。〔×1.552+7××0.4×2-0.8×3.1〕×7=185.1320.00×185.13=3702.60〔7〕封底混凝土〔×2.82+5.60×7〕×13.5-〔30.38+224.79+29.70+187.62+54.98+185.13〕=149.11149.11×24.5=3653.20沉井總重++++++=759.71+5507.36+727.73+4596.63+1346.97+3702.60+3653.20=20294.02〔8〕常水位時(shí)沉井的浮力=〔×2.82+5.60×7〕××〔2××2.6+2×7〕=819.24=819.24×10.00=8192.42.為驗(yàn)算地基強(qiáng)度，選取最不利荷載組合匯總?cè)缦拢毫Φ拿Q〔KN〕〔KN〕〔KN·m〕自重20294.02恒載24580.410一孔活載(豎向)723.01504.0制動(dòng)力產(chǎn)生的豎向力30.262.7合計(jì)45627.6301566.7一孔活載(水平)106-14474.96制動(dòng)力70-9558.94合計(jì)176-24033.9注:上表僅列了單孔活載作用情況,對(duì)其他活載作用情況本例題從略。-22467.2<四>基底應(yīng)力驗(yàn)算沉井自最大沖刷線至井底的埋置深度為：=58.0-49.0=9.0>5考慮井壁側(cè)面土的彈性抗力：=45627.63=×2.82+7×5.6=63.8313.00≈0.9〔<10，，，=5.07取〕=9.0=53.83=127.65=20.73沉井底面處地基容許承載力為：按地質(zhì)資料，基底土屬于密實(shí)的砂、卵石類土，取，，，土的容重考慮附加組合，承載力提高25%=1506.0>873.31<五>橫向抗力驗(yàn)算根據(jù)式〔10-4-9〕，在地面下深度處井壁承受的土橫向抗力為：==6.059當(dāng)時(shí)當(dāng)=9時(shí)根據(jù)式〔10-4-30〕、(10-4-31)當(dāng)時(shí)≤當(dāng)時(shí)≤1.0=1.051.94<，滿足要求。149.52<，滿足要求。以上兩式均滿足要求，計(jì)算時(shí)可以考慮沉井側(cè)面土的彈性抗力。<六>沉井在施工過程中的強(qiáng)度驗(yàn)算〔不排水下沉〕〔一〕自重下沉驗(yàn)算沉井自重=759.71+5507.36+727.73+4596.63=11591.43沉井浮力=〔30.39+224.79+29.70+187.62〕×10.00=4725土與井壁間的摩阻力考慮井頂圍堰〔高出潮水位〕重力預(yù)計(jì)為600沉井自重大于摩阻力，在施工中，如下沉困難，可以采取局部排水法或其他措施?！捕橙心_受力驗(yàn)算1、刃腳向外撓曲刃腳向外撓曲最不利的情況，經(jīng)分析定為刃腳下沉到中途，刃腳切入土中深度1m，第二節(jié)沉井已經(jīng)接上，刃腳懸臂作用的分配系數(shù)為=>1.0取=1.0〔1〕計(jì)算各個(gè)力值0.21731.25根據(jù)施工情況，從平安考慮，刃腳外側(cè)的水壓力按50%計(jì)算，作用在刃腳外側(cè)的土壓力和水壓力為：如按靜水壓力的70%計(jì)算：0.7<156.68取=149.63刃腳摩阻力兩者取大值，故摩阻力為16.6。單位寬沉井自重：=345.97〔未考慮沉井浮力及隔墻重力〕刃腳斜面豎向反力為〔如習(xí)題10-1圖3〕：〔按0.5計(jì)算〕刃腳斜面橫向力為井壁自重的作用點(diǎn)至刃腳根部的距離習(xí)題10-1圖3的作用點(diǎn)距離井壁外側(cè)為：〔2〕各力對(duì)刃腳根部截面中心的彎矩計(jì)算刃腳斜面水平反力引起的彎矩為：水平水壓力及土壓力引起的彎矩為：=反力引起的彎矩為：刃腳自重引起的彎矩為：刃腳側(cè)面摩阻力引起的彎矩為：總彎矩〔3〕刃腳根部處的應(yīng)力驗(yàn)算由于水平剪力很小,驗(yàn)算時(shí)未考慮。壓應(yīng)力按受力條件不需設(shè)鋼筋，可根據(jù)構(gòu)造要求設(shè)置。2、刃腳向撓曲〔習(xí)題10-1圖4〕〔1〕計(jì)算各力值1〕水壓力及土壓力習(xí)題10-1圖4對(duì)刃腳根部形心軸的彎矩為：2〕刃腳摩阻力產(chǎn)生的彎矩兩者取小值，故3〕刃腳自重產(chǎn)生的彎矩4〕所有力對(duì)刃腳根部的彎矩、軸向力、剪力(2)刃腳根部截面應(yīng)力驗(yàn)算1)彎曲應(yīng)力驗(yàn)算494.7<510.7<2)剪應(yīng)力驗(yàn)算228.8<,滿足要求只需要按照構(gòu)造配筋?！踩吵辆谪Q向拉力驗(yàn)算〔未考慮浮力〕井壁受拉面積為：混凝土受拉應(yīng)力為：<井壁可根據(jù)構(gòu)造布置豎向鋼筋?！菜摹尘跈M向受力計(jì)算〔習(xí)題10-1圖5〕最不利的位置是在沉井沉至設(shè)計(jì)標(biāo)格，這時(shí)刃腳根部以上一段井壁承受的外力最大。它不僅承受本身圍的水平力，還要承受刃腳作為懸臂傳來的剪力。1、常水位時(shí)，單位寬度井壁上的水壓力單位寬度井壁上的土壓力為：習(xí)題10-1圖5刃腳及刃腳根部以上1