土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)第五章

實(shí)用文檔實(shí)用文檔.一簡(jiǎn)答題成層土地基可否采用彈性力學(xué)公式計(jì)算根底的最終沉浸量？在計(jì)算根底最終沉降量〔地基最終變形量〕以及確定地基壓縮層深度〔地基變形計(jì)算深度〕時(shí)，為什么自重應(yīng)力要用有效重度進(jìn)行計(jì)算？有一個(gè)根底埋置在透水的可壓縮性土層上，當(dāng)?shù)叵滤簧舷掳l(fā)生變化時(shí)，對(duì)根底沉降有什么影響？當(dāng)根底底面為不透水的可壓縮性土層時(shí)，地下水位上下變化時(shí)，對(duì)根底有什么影響？?jī)蓚€(gè)根底的底面面積相同，但埋置深度不同，假設(shè)低級(jí)土層為均質(zhì)各向同性體等其他條件相同，試問(wèn)哪一個(gè)根底的沉降大？為什么？何謂超固結(jié)比？在實(shí)踐中，如何按超固結(jié)比值確定正常固結(jié)土？正常固結(jié)土主固結(jié)沉降量相當(dāng)于分層總和法單向壓縮根本公式計(jì)算的沉降量，是否相等？7.采用斯肯普頓-比倫法計(jì)算根底最終沉降量在什么情況下可以不考慮次壓縮沉降？簡(jiǎn)述有效應(yīng)力原理的根本概念。在地基土的最終變形量計(jì)算中，土中附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力還是總應(yīng)力？一維固結(jié)微分方程的根本假設(shè)有哪些？如何得出解析解10?何謂土層的平均固結(jié)度？如何確定一次瞬時(shí)加載、一級(jí)加載和多級(jí)加載時(shí)的地基平均固結(jié)度？二填空題分層總和法計(jì)算地基沉降量時(shí)，計(jì)算深度是根據(jù)應(yīng)力和應(yīng)力的比值確定的。飽和土的有效應(yīng)力原理為：，土的和只隨有效應(yīng)力而變。地TOC\o"1-5"\h\z下水位上升那么土中孔隙水壓力有效應(yīng)力。地基土層在某一壓力作用下，經(jīng)歷時(shí)間t所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與最終固結(jié)變形量之比值稱為。三選擇題對(duì)非壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度云”的標(biāo)準(zhǔn)是〔〕。<0.lcr?cr<0.2cr?<O.lcr<0.2cr(A)*z；(B)*z；(C)zf；(D)z'薄壓縮層地基指的是基底下可壓縮土層的厚度H與基底寬度b的關(guān)系滿足〔〕。(A)耳“芬；(B)丹機(jī)加；(C)處色；(D)3.超固結(jié)比的土屬于〔〕。(A)正常固結(jié)土；(B)超固結(jié)土；(C)欠固結(jié)土；(D)非正常土飽和黏性土層在單面排水情況下的固結(jié)時(shí)間為雙面排水的〔〕。(A)1倍；(B)2倍；(C)4倍；(D)8倍某黏性土地基在固結(jié)度到達(dá)40%時(shí)的沉降量為100mm,那么最終固結(jié)沉降量為〔〕。(A)400mm；(B)250mm；(C).200mm；(D)140mm對(duì)高壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是〔〕。<0.lcrcr<0.2a_<O.lo；<0.2o\(A)"z；(B)*z；(C)z『；(D)￡f

T計(jì)算時(shí)間因數(shù)F時(shí)，假設(shè)土層為單面排水，那么式中的H取土層厚度的〔〕。（A）—半；（B）1倍；（C）2倍；（D）4倍計(jì)算地基最終沉降量的標(biāo)準(zhǔn)公式對(duì)地基沉降計(jì)算深度“確實(shí)定標(biāo)準(zhǔn)是〔〕。⑴耳“応；（B）4“2%⑴耳“応；（B）4“2%抄；＜0.025J；A^(C)也；＜0.0152；(D)計(jì)算飽和黏性土地基的瞬時(shí)沉降常采用〔〕。（A）分層總和法；（B）標(biāo)準(zhǔn)公式；（C）彈性力學(xué)公式；采用彈性力學(xué)公式計(jì)算地基最終沉降量時(shí)，式中的模量應(yīng)取〔〕（A）變形模量；（B）壓縮模量；（C）彈性模量；（D）回彈模量采用彈性力學(xué)公式計(jì)算地基瞬時(shí)沉降時(shí)，式中的模量應(yīng)取〔〕。（A）變形模量；（B）壓縮模量；（C）彈性模量；（D）回彈模量當(dāng)土處于正常固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力占"與現(xiàn)有覆蓋土重卩1的關(guān)系為〔〕。當(dāng)土處于欠固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力戸“與現(xiàn)有覆蓋土重円的關(guān)系為〔〕。兩根底形狀、面積及基底壓力均相同，但埋置深度不同，假設(shè)忽略坑底回彈的影響，那么〔〕。（A）兩根底沉降相同；（B）埋深大的根底沉降大；（C）埋深大的根底沉降??；埋置深度、基底壓力均相同但面積不同的兩根底，其沉降關(guān)系為〔〕。（A）兩根底沉降相同；（B）面積大的根底沉降大；（C）面積大的根底沉降小16?土層的固結(jié)度與所施加的荷載關(guān)系是〔〕。（A）荷載越大，固結(jié)度也越大（B）荷載越大，固結(jié)度越小（C）固結(jié)度與荷載大小無(wú)關(guān)黏土層在外荷載作用下固結(jié)度到達(dá)100%時(shí)，土體中〔〕。（A）只存在強(qiáng)結(jié)合水；（B）只存在結(jié)合水（C）只存在結(jié)合水和毛細(xì)水；（D）有自由水有兩個(gè)黏土層，土的性質(zhì)相同，土層厚度與排水邊界條件也相同。假設(shè)地面瞬時(shí)施加的超荷載大小不同，那么經(jīng)過(guò)相同時(shí)間后，兩土層的平均孔隙水壓力〔〕。（A）超荷載大的孔隙水壓力大；（B）超荷載小的孔隙水壓力大；（C）一樣大四、判斷改錯(cuò)題按分層總和計(jì)算法計(jì)算地基最終沉降時(shí)，假定地基土壓縮時(shí)不產(chǎn)生側(cè)向變形，該假定使計(jì)算出的沉降量偏大?2.按分層總和計(jì)算法計(jì)算地基最終沉降時(shí)，通常取根底角點(diǎn)下的地基附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)3?在分層總和法計(jì)算公式中，衍通常取土的初始孔隙比分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是玉-0'1化按標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算最終沉降量時(shí)，壓縮模量的取值所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力段范圍可取Pi二100匕氏!至=200比Fo標(biāo)準(zhǔn)公式確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是7.采用彈性力學(xué)公式計(jì)算得到的地基沉降常偏大，原因是由荷載試驗(yàn)得到的變形模量禺值常偏小。在無(wú)限均布荷載作用下，地基不會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)沉降較硬的土通常時(shí)超固結(jié)土10.飽和黏性土地基在外荷載作用下所產(chǎn)生的起始孔隙水壓力分布與附加應(yīng)力分布是相同的11.在飽和土的固結(jié)過(guò)程中，假設(shè)總應(yīng)力保持不變，那么有效應(yīng)力不斷減小，而孔隙水壓力不斷增加。12.采用分層總和法計(jì)算得到的地基沉降量實(shí)質(zhì)上是固結(jié)沉降13.某飽和黏土地基在固結(jié)度到達(dá)40%時(shí)的沉降量為30mm,那么最終沉降量為120mm。14.當(dāng)土層的自重應(yīng)力小于先期固結(jié)壓力時(shí)，這種土稱為超固結(jié)土五計(jì)算題1.從一黏土層中取樣做室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，試樣成果列于表5—9中。試求：〔1〕該黏土的壓縮系數(shù)勺-2及相應(yīng)的壓縮模量，并評(píng)價(jià)其壓縮性；〔2〕設(shè)黏土層厚度為2m，平均自重應(yīng)力%二前皿，試計(jì)算在大面積堆載pQ=100^的作用下，黏土層的固結(jié)壓縮量。?黏土層壓縮試驗(yàn)資料表5—9?P(kPa)?0?50?100?200?400?e??????2.底面尺寸為5mX5m,埋深，上部結(jié)構(gòu)傳給根底的軸心荷載F=。從地表v-l1?卜陽(yáng)腫起至基底下為黏土層，-曲⑴忍，黏土層下為卵石層〔可視為不可壓縮層〕，黏土層的壓縮試驗(yàn)資料見(jiàn)5—9所示。試計(jì)算根底的最終沉降量。y-19W/?3?某場(chǎng)地自上而下的土層分布依次為：中砂，厚度2m,#辿縱和朕；淤泥，厚度3m,%一"耳‘除，'二20,農(nóng)二1.0MP儲(chǔ)-黏土。初始地下水位在地表處。假設(shè)地下水位自地表下降2m,試計(jì)算由此而引起的淤泥層的最終壓縮量。設(shè)地下水位下降后中砂的重度Z=心某飽和黏土層厚度6m,壓縮模量尺嚴(yán)WP似試計(jì)算在大面積何載=100^作用下的最終沉降量。當(dāng)沉降量到達(dá)30mm時(shí)黏土層的固結(jié)度為多少？某根底長(zhǎng)4.8m,寬3m,埋深1.8m,基底平均壓力p=170kPa，地基土為黏土，八朮曲皿,農(nóng)壓縮系數(shù)已=滬，基底下1伽處為不可壓縮的巖層。試計(jì)算根底的最終沉降量。某地基中一飽和黏土層厚度為4m,頂、底面均為粗砂層，黏土層的平均豎向固結(jié)系數(shù)§2C.=5.64x10/a一，宀十e總”二v，壓縮模量'。假設(shè)在地面上作用大面積均布荷載乩二沙朋圧，試求：⑴黏土層的最終沉降量；⑵至I」達(dá)最終沉降量之半所需的時(shí)間；〔3〕假設(shè)該黏土層下臥不透水層，那么到達(dá)最終沉降量之半所需的時(shí)間又是多少？

某場(chǎng)地均勻填筑大面積填土，填土前從厚度H=2m的正常固結(jié)黏土層的中部取高度h=20mm的試樣進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)〔固結(jié)試驗(yàn)〕，測(cè)得土的前期固結(jié)壓井廠燉罰壓縮指數(shù)6=016，初始孔隙比%"*5。〔1〕假設(shè)在填土荷載作用下黏土層的最終壓縮量為3&6mm，求該土層中部的總應(yīng)力p（自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和）等于多少？〔2〕假設(shè)試樣在某級(jí)豎向壓力作用下固結(jié)穩(wěn)定時(shí)的壓縮量為0.34mm,且壓縮量到達(dá)0.17mm時(shí)所需的時(shí)間為t，試估計(jì)在填土荷載作用下，黏土層處于單面排水條件、且固結(jié)度到達(dá)50%時(shí)所需的T為t的多少倍。&某飽和黏性土試樣的土粒的相對(duì)密度為2.68,試樣的初始高度為2cm，面積為30匚欣1在壓縮儀上做完試驗(yàn)后，取出試樣稱重為109.44g,烘干后重88.44g，試求：〔1〕試樣的壓縮量是多少？〔2〕壓縮前后試樣的空隙比改變了多少？〔3〕壓縮前后試樣的重度改變了多少？9.某地基地表至4.5深度內(nèi)為砂土層，4.5?9.0m為黏土層，其下為不透水頁(yè)巖。地下水位距地表2.0m。水位以上砂土的平均空隙比為0.52，平均飽和度為37%，黏土的含水量為42%,砂土和黏土的相對(duì)密度均為2.65?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一根底，根底底面位于地表以下3m處。建筑物荷載在黏土層頂面和底面產(chǎn)生的附加應(yīng)力分別為100kPa和40kPa，從固結(jié)試驗(yàn)中得知黏土層對(duì)應(yīng)于50、100、200kPa固結(jié)壓力的空隙比分別為1.02、0.922、0.828。試求該黏土層可能產(chǎn)生的最終沉降量。由于建筑物傳來(lái)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)力分別為耳二240肪茂和％疋用，頂?shù)酌嫱杆惨?jiàn)圖6-34〕，=0.88,a=0.E.=4.^2MPa,r_,,>aaJ。試求①該土層的最終沉降量；②當(dāng)?shù)竭_(dá)最終沉降量之半所需的時(shí)間；③當(dāng)?shù)竭_(dá)120mm沉降所需的時(shí)間；④如果該飽和黏土層下臥不透水層,那么到達(dá)1230mm沉降所需的時(shí)間。TOC\o"1-5"\h\z【答】不能。利用彈性力學(xué)公式估算最終沉降量的方法比擬簡(jiǎn)便，但這種方法計(jì)算結(jié)果偏大。因?yàn)榭?。的不同。【答】固結(jié)變形有效自重應(yīng)力引起?！敬稹慨?dāng)根底埋置在透水的可壓縮性土層上時(shí)：地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比擬猶如產(chǎn)生了一個(gè)由于降水引起的應(yīng)力增量山比，它使土體的固結(jié)沉降加大，根底沉降增加。地下水位長(zhǎng)期上升〔如筑壩蓄水〕將減少土中有效自重應(yīng)力。是地基承載力下降，假設(shè)遇見(jiàn)濕陷性土?xí)鹛?。?dāng)根底埋置在不透水的可壓縮性土層上時(shí)：當(dāng)?shù)叵滤幌陆担两挡蛔?。地下水位上升，沉降不變。【答】引起根底沉降的主要原因是基底附加壓力，附加壓力大，沉降就大。壞二尸一燈二?hào)+汕一咖二彳+⑷一處/占〔比〈20〕因而當(dāng)根底面積相同時(shí)，其他條件也相同時(shí)。根底埋置深的時(shí)候基底附加壓力大，所以沉降大。當(dāng)埋置深度相同時(shí)，其他條件也相同時(shí)，根底面積小的基底附加應(yīng)力大，所以沉降大。TOC\o"1-5"\h\z【答】在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時(shí)，通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比值定義為超固結(jié)比。超固結(jié)比值等于1時(shí)為正常固結(jié)土【答】不相同，因?yàn)閴嚎s性指標(biāo)不同?！敬稹繉?duì)于軟粘土，尤其是土中含有一些有機(jī)質(zhì)，或是在深處可壓縮壓縮土層中當(dāng)壓力增量比〔指土中附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之比〕較小的情況下，此壓縮沉降必須引起注意。其它情況可以不考慮次壓縮沉降。&【答】飽和土中任一點(diǎn)的總應(yīng)力”總是等于有效應(yīng)力加上孔隙水壓力；或是有效應(yīng)力口'總是等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。此即飽和土中的有效應(yīng)力原理。土中的附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力。9.【答】一維固結(jié)理論的根本假設(shè)如下：〔1〕土層是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的；〔2〕土粒和孔隙水都是不可壓縮的〔3〕土中附加應(yīng)力沿水平面是無(wú)限均勻分布的，因此土層的固結(jié)和土中水的滲流都是豎向的；〔4〕土中水的滲流服從于達(dá)西定律〔5〕在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù)k和壓縮系數(shù)都是不變的常數(shù)〔6〕外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過(guò)程中保持不變〔7〕土體變形完全是由土層中超孔隙水壓力消散引起的5—2~—建立一維固結(jié)微分方程然后、然后根據(jù)初始條件和邊界條件求解微分方程得出解析解?！敬稹繉?duì)于豎向排水情況，由于固結(jié)變形與有效應(yīng)力成正比，所以某一時(shí)刻有效應(yīng)力圖面積和最終有效應(yīng)力圖面積之比值稱為豎向平均固結(jié)度荷載一次瞬時(shí)施加情況的平均固結(jié)度：一級(jí)或多級(jí)加載時(shí)的平均固結(jié)度:二填空題附加應(yīng)力、自重應(yīng)力總應(yīng)力0=有效應(yīng)力g"+孔隙水壓力u、變形、強(qiáng)度、增大、減小固結(jié)度〔固結(jié)比、固結(jié)百分?jǐn)?shù)〕三選擇題1.D2.B3.B4.C5.B6.C7.B8.C9.C10.A11.C12.B13.C14.C15.B16.C17.D18.A四判斷改錯(cuò)題X，改“偏大〃為“偏小〃。X，改“角點(diǎn)〃為“中心點(diǎn)〃X,衍應(yīng)取與土層自重應(yīng)力平均值％相對(duì)應(yīng)的孔隙比X，對(duì)一般土，應(yīng)為二°?遲；在該深度以下如有高壓縮性土，那么應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算處。X，壓縮模量應(yīng)按實(shí)際應(yīng)力段范圍取值。V

X，沉降偏大的原因時(shí)因?yàn)閺椥粤W(xué)公式時(shí)按均質(zhì)的線性變形半空間的假設(shè)得到的，而實(shí)際上地基常常是非均質(zhì)的成層土。TOC\o"1-5"\h\zVX，土的軟硬與其應(yīng)力歷史五必然聯(lián)系。VX，有效應(yīng)力不斷增加，而孔隙水壓力不斷減小。VX，改“120〃為“75。V五計(jì)算題1.解:3,1-21.解:3,1-2—該土屬高壓縮性土?！?〔2〕Pl二％二50kPa,g]—0.76尹2二％+鞏=1処s2=°?用“=0-76~°-6Sx2Q00=90.9WW1+巧1+0.76解：基底附加壓力：=^22+20x1.5-19x1.5=149.5x5?粘土層的平均自重應(yīng)力:戸二比=19x(1.5+2.5/2)=52.25^?平均自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和:p2二p*+口皚=149.5+52.25=201查表5-9根據(jù)內(nèi)插法計(jì)算得°】二W豈二°'650根底最終沉降量：0.759-0.6501+0.7530.759-0.6501+0.753?2.解：未下降前淤泥層的平均自重應(yīng)力:crfl=(19-10)x2+(17-10)x1.5=7^.5KPa

水位下降2m后淤泥層的平均自重應(yīng)力:化2=18x2+(17-10)x1.5=46.5^自重應(yīng)力增量:冷二S-￡rfl=46.5-28.5=1SF&淤泥層的最終壓縮量:1+&]￡==10x0°1S1+&]4.解.4.解.bp=Pq=1OOKPa5.解：=170-18x1.5=137.6^H=025x01376xl20Q^22.9^w1+0.3?6?解：⑴?⑵T7一因?yàn)樯瘡S?=0.196??⑶■67?解:50%根據(jù)平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)的關(guān)系曲線齢43%0.964⑴因?yàn)閷儆谡９探Y(jié)土，所以黏土層的平均自重應(yīng)力Pl=Pc=?^得PiHC2000x0.16=j.1.10OJ33=120x1.671=200.5^^⑵試樣的固結(jié)度6二0門"制二°3,在固結(jié)試驗(yàn)中試樣為雙面排水，最遠(yuǎn)排水距離禺二毗i°咖；而黏土層處于單面排水，最遠(yuǎn)排水距離H2=H=2m，附加應(yīng)力為矩形分布，6二°5，故有TH駕=2x10^1028.解：試樣壓縮前:試樣體積：心2燦=宓腫干密度：吒=竺二翌里二］斗西吻：：V60孔隙比:飽和密度:Aqi=d5+日2-6S+0-S1Sx^l.W^1+0.818試樣質(zhì)量：険二％"二1昭心二im拒試樣壓縮后:擠出水的質(zhì)量:=115.44-109.44=6g擠出水的體積:—1Pd=干密度：他88.44=1.638g/