《土力学》习题课.ppt

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土力学习题参考答案 01ppt课件

(2) 基底附加应力：
O、B
A
pmax pmax 0d 204 171 187kPa

pmin

pmin
0d

98.2 171 81.2kPa
如下图所示一矩形基础，埋深1.0m。上部结构传至设计地面标高处的荷载为 P=2360kN，荷载为单偏心，偏心距e=0.4m。土体重度γ=17km/m3，试求基底中心点o，边点A和B下4m深处的竖向附加应力。
(3) O、B点竖向附加应力：可认为仅由矩形均布荷载引起，即
pn

pmax
2
pmin
187 81.2 2
134.1kPa
A点竖向附加应力：可认为有矩形均布荷载pn和三角形荷载pt
两部分引起，即：
pn pmin 81.2kPa
pt pmax pmin 187 81.2 105.8kPa
解：
(1)因为
d
1
1.87 1.70g / cm3 1 0.098
所以
e0

s d
1

Gs w d
1

2.551.0 1.70
1

0.50
(2)
sat

e0 Gs

0.50 2.55
19.6%
(3)
Dr

emax e0 emax emin

0.94 0.50 0.94 0.47
孔隙水应力：u2 wh2 10 9.0 90.0kPa
有效应力：

2
2

u2
118.4
90.0

土力学-第一章(1)PPT课件

1.在填土工程中注意控制土的含水量，在土较干或较湿时都不容易将土击实到最密实状态。 2.含水量过高或过低对填土工程都是不利的。
（二）击实功能的影响：同一种土，压实功能小，则能达到的最大干密也小，最优含水率大；压实功能大，则能达到的最大干密度也大，最优含水率小
.
52
（三）土类和级配的影响
同样的含水率情况下，粘性土的粘粒含量越高或塑性指数越大，越难于压实。
.
4
2.土的粒径分组粒度:颗粒粒径的大小; 粒组:把粒度相近的颗粒合为一组。
《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB1002.5-99）对粒组的划分见表1—1。
圆粒卵石漂石
黏土粒粉粒砂粒角粒碎石块石粒径
0.005 0.05 2
20 200 单位：mm
.
5
(二)用筛析法作土的颗粒大小分析
强度、节理
级配、形状
塑性指数或塑性图
46
二、特殊土
红黏土：易引起不均匀沉降
湿陷性黄土：遇水易引起湿陷
特殊土
软土：压缩性高承载力与强度低膨胀土：遇水膨胀，失水收缩
冻土：冻胀融沉
三、特殊土的野外鉴别方法
.
47
三、特殊土的野外鉴别方法
.
48
第六节土的压实性
一、概述
土的压实性指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土体能够压实到某种密实程度的性质。土工建筑物，如土坝、土堤及道路填方是用土作为建筑材料填筑而成，为了保证填土有足够的强度，较小的压缩性和透水性。在施工中常常需要压密填料，以提高土的密实度和均匀性。填土的密实度常以其干密度来表示。在实验室内研究土的密实性是通过击实试验进行的。
孔隙中充满水时为饱和土，为二相体系；

基础类土力学习题精选课件PPT

2m
Es=5.5MPa
B
k=5.1410-8cm/s C
2m 2m
2m D
2m
E
不透水岩层
10m
1）试估算此时粘土层的固结度，并计算此粘土层已固结了几年？ 2) 再经过5年，则该粘土层的固结度将达到多少？粘土层在该5年内产生了多大的压缩量？
三、方法讨论沉降量、固结度计算法
1）固结度计算：
A
砂层
10m
1）讨论粘土层中渗流的方向？
2）计算100天内单位土层表面（1m2）排出的水量？
3）求100天时A点的孔隙水压力和有效应力？
三、方法讨论沉降量、固结度计算法
1）粘土层中的渗流方向？
地下水位
15m
t=0
10m
5
15
5
15
静水头超静水头
10 15
渗流方向 20 15
总水头
三、方法讨论沉降量、固结度计算法
t=3.25年
三、方法讨论沉降量、固结度计算法
2）后续沉降量计算：思路：t Tv Ut S St
t=3.25年+5年=8.25年 T vC H v 2 tT v/t 3.28 3 5.2. 5 20.7 536
查表Ut=0.861 Sp E 0H s 15 5 1 5 00 0 0 0 20 .3 7cm 后5年产生的沉降量 St= (0.861-0.601)27.3
三、方法讨论沉降量、固结度计算法
课堂讨论题1：
在如图所示的厚10m的饱和粘土层表面瞬时大面积均匀堆载p0，若干年后用测压管分别测得土层中的孔隙水压力uA=51.6kPa、 uB=94.2kPa、uC=133.8kPa、uD=170.4kPa，uE=198.0kPa

《土力学》习题61页PPT

▪
“b点上”位于粗砂层中，
▪
σcb上=γ’z = 9.5×8 =76 kPa
▪
“b点下”位于粘土层中，
▪
σcb下=76+γwh =76+10×（8+2）=176 kPa
▪ c点： z=12m ，σcc=176+19.3 × 4 = 253.2 kPa
【例9】试以分层总和法求下图中基础甲的最终沉
降量（考虑乙基础的影响）
A土样的孔隙比e比较大
⑶sa tA ds1 ee2.71 11 .2 .21 1 5 150 1.6 7k 7N /m 3 satB ds1 ee2.61 8 0 0..7 710 1.8 9k 8N /m 3
⑷
I LA
P L P
45 12 30 12
1.83＞1
且 I PA 18＞17
Vv V
G
s
G
s
eS
r
G s
e
eS r
1 e
Gs e 1 e
G s eS r
sat
Gs 1 1 e
2.设V=1，由
e
Vv Vs
Vv
eV
s
又 Vv Vs 1
Vs
1 1
e
Vv
1
e
e
Gs
Ws V s
Ws
G
s
1
1
e
Sr
V Vv
V
S rV v
eS r 1 e
d
Ws V
【例1】已知某土样的孔隙比、比重和饱和度，用
三相草图计算：γd 、γsat 、γ’。（分别假设
Vs =1、V =1、W =1）

土力学课件(清华大学)-习题与思考题PPT资料29页

6 0 1 2 3 1 2 3 c o s 2 A 3 5 0 2 5 0 c o s 1 2 0 2 2 5 k P a
7
土力学与地基基础
习题与思考题
习题4.5
解：（1）受力示意图如右图所示，

0
其中σ0=170kPa、 θ=37°。
0 s i n 1 7 0 s i n 3 7 1 0 2 k P a
土力学与地基基础
习题与思考题
习题1.7 解：
k v q A Q A t 5 5 1 0 4 1 0 2 c m /s
i h L h L5 0 2 0
习题1.8 解：
k v q A Q A t 3 5 1 0 4 .5 1 0 2 c m /s
8
土力学与地基基础
习题与思考题
习题4.9
（1）由题意知，σz=250kPa、 σx=100kPa和τ=40kPa，有
1 3z 2x z 2x 22 1 7 5 8 5 2 9 6 0 0 k k P P a a
（2）
1 f 3 t a n 2 4 5 2 9 0 3 2 7 0 k P a
习题与思考题
1
土力学与地基基础
习题与思考题
习题2.1
解：
m95.151.90g/cm 3
V 50
dm V s75 5.0 051.50g/cm 3
eV V v sG sdw11 2..5 60 710.78
w m w 1 0 0 % 9 5 .1 5 7 5 .0 5 1 0 0 % 2 6 .8 %
故二条形基础基底附加压力相同，此时附加应力取决于

土力学全套课件

不同类型的土
§1.2 土的三相组成
一、土的固相土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成
土的骨架最基本的物质，称为土粒生矿物
原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。
次生矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物，如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿物以及碳酸盐等。
绪论
比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，位于比萨大教堂的后面
钟楼始建于1173年，设计为垂直建造，但是在工程开始后不久便由于地基不均匀和土层松软而倾斜
绪论
比萨 (Pisa) 斜塔
绪论
墨西哥城的下沉
该城市人口密集。1850年开始抽取地下水，1891－1973年，整个老城下沉达8.7m造成地面道路、建筑及其他建筑设施的破坏。土层中地下水位的下降，使有效应力增加，使地基进一步固结沉降。
残积土：岩石风化后仍留在原地的堆积物。特点：湿热地带，粘土，深厚，松软，易变；
寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定。
§1.1 土的生成
运积土：岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等搬运离开生成地点后再沉积下来的堆积物。又分为冲积土、风积土、冰碛土和沼泽土等。
冲积土：由水流冲积而成；颗粒分选、浑圆光滑
对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风化，只不过哪种占优势而已。
土从其堆积或沉积的条件来看可分为：
§1.1 土的生成

残积土

河流冲积土
土运积土
风积土冰碛土沼泽土

残积土
土无机有土机运土积(沼土泽冰风冲土)碛积积土土土
72 水分法
土的粒径级配累积曲线

《土力学》习题课

两试样，【例4】取A、B两试样，测定其指标如表，试计算：】、两试样测定其指标如表，试计算： ⑴哪一土样粘粒含量高？哪一土样粘粒含量高？哪一土样孔隙比大？ ⑵哪一土样孔隙比大？哪一土样饱和重度大？ ⑶哪一土样饱和重度大？确定A、土样名称及状态土样名称及状态？ ⑷确定、B土样名称及状态？ ωL(%)
的计算公式，并计算该粘土在试验温度时的渗透系的计算公式，数k 。
【例6】某渗透试验装置如图所示。】某渗透试验装置如图所示。
土样Ⅰ 土样Ⅰ的渗透系数k1=2×10-1cm/s， × ，土粒比重ds1=2.72，孔隙比e1=0.85。，。土样Ⅱ 土样Ⅱ 的渗透系数 k2=1×10-1cm/s，土粒比重 × ， ds2=2.72，孔隙比e2=0.80。土样横，。断面积A=200cm2。图示水位保持恒定时，求：⑴图示水位保持恒定时，渗透流量 Q 多大？多大？若右侧水位恒定， ⑵若右侧水位恒定，左侧水位逐渐升高，升高，升高高度达到多少时会出现流土现象？现象？
【例13】某地基软土层厚，其下为不透水硬层，软】某地基软土层厚10m，其下为不透水硬层，
土的固结系数为0.015cm2/s，渗透系数为 ×10-7cm/s，土的固结系数为，渗透系数为5× ，拟用堆载预压法处理。如果荷载瞬时施加，拟用堆载预压法处理。如果荷载瞬时施加，并可视为大面积均布荷载，大小为70kPa，求：①地基平均超静孔隙水压力消散布荷载，大小为， 50%时需要多少天？②一年后地基的固结沉降是多少？③一时需要多少天？一年后地基的固结沉降是多少？时需要多少天年后10m深度处的有效应力是多少？深度处的有效应力是多少？年后深度处的有效应力是多少
【例20】某正常饱和粘性土试样，进行不固结】某正常饱和粘性土试样，

土力学-习题课1ppt课件

头呈线性分布
流速、水力坡降和渗透力等在同一土层内为常数在计算水头损失时，渗径和渗透系数之间可以相
互转算，如增大渗透系数n倍，同时相应延长渗径 n倍，计算结果不变
水头分布计算方法
55
方法及讨论 –水头分布计算方法
板桩
基坑
k=5.0×10-6 m/s
相对不透水层
潜水位
k=5.0×10-3 m/s
O’
1199
总水头位置水头
10
10
压力水头
0
0
0
0 基准面
基坑的渗流问题 77
方法及讨论 –水头分布计算方法
板桩基坑
k=5.0×10-6 m/s k=2.5×10-6 m/s
潜水位
k=5.0×10-3 m/s
相对透水层
5m
5m
智者乐水仁者乐山
基坑开挖中常遇到的上层滞水的情况（多土层）
请画出土层中位置水头、压力水头和总水头的分布。
基坑的渗流问题 88
方法及讨论 –水头分布计算方法
板桩基坑
k=5.0×10-6 m/s k=2.5×10-6 m/s
潜水位
k=5.0×10-3 m/s
相对透水层
5m
5m
智者乐水仁者乐山
总水头位置水头
10
10
压力水头
0
6.67
5
1.67
0
0
0 基准面
基坑的渗流问题 99
方法及讨论 –流土发生位置
h
A
B 土1
C
D 土2
E
Q
滤网
智者乐水仁者乐山
对图所示的双层土渗透试验，试讨论下列情况下可能发生流土的位置。

土力学习题课件

• 3、土的含水量 • 土中水的质量与土粒质量的比值，记为 W; 公式：w= mw/ms×100％注：粘性土的含水量越大，土的压缩性越大，强度越低。常用烘干法测定。
二、换算指标
除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括以下指标：干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
无粘性土中粗颗粒构成的孔隙直径大于细颗粒的直径时，才可能让细颗粒在其中移动，这是发生管涌的必要条件

一般粘性土只会发生流土，而不会发生管涌，属于非管

涌土
• 1、自重应力(self-weight stress) • 土的自重在地基内所产生的应力称为自重应力。 • 2、附加应力(stress in a ground) • 由建筑物的荷载或其它外荷载(如车辆、堆放在地面的材料重量、地震等)在地基内所产生的应力称为附加应力。附加应力是引起地基土变形的主要原因。 • 除此以外，地基土中还存在水的渗流引起的渗透力和环境条件变化引起的重分布应力。
ic为渗流逸出处的水力坡降，即溢出坡降；
• 设计时，为保证建筑物安全，通常要求将溢出坡降ic限制在容许坡降[i]之内，即：
i cr i c [i ] Fs
• 式中Fs为流土安全系数，常取2.0~2.5
• 所以评价渗流稳定的关键是求出ic和icr;
ic如何求得?
2、管涌（Piping）指在渗透水流的作用下，土中的颗粒被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体坍塌的现象。
2、渗透破坏
• 土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏称为渗透变形或渗透破坏。 • 渗透变形的基本型式为流土和管涌。

《土力学习题》PPT课件

a0)h
890.1kN
/
m
被动土压力作用点距墙底距离
2cKp1/2 H Ka
zp
h 2 a0 a1 3 a0 a1
2.2m
14
6. 某超固结粘土层厚为2m，前期固结压力为Pc=300kPa，原位压缩曲线压缩指数Cc=0.5，回弹指数Ce=0.1，土层所受的平均自重应力 P1=100kPa，e0=0.70。求下列两种情况下该粘土的最终压缩量（1）建筑荷载在土层中引起的平均竖向附加应力P=400kPa （2）建筑荷载在土层中引起的平均竖向附加应力P=180kPa
i1
wl1 A
i2
wl2
A
h 3
w
A
2h 3
w
A
1.7cm
二者中取小值，得 h 56.7cm
6
3. 某饱和粘土层厚度为10m，压缩模量Es=30kg/cm2，渗透系数k = 106 cm/s，在大面积荷载P0 = 100kPa作用下，按粘土层在单面排水和双面排水条件下分别求：加荷载一年时的沉降量。
/
m
主动土压力作用点距墙底距离
za
1 (h 3
z0 )
1.45m
13
（2）被动土压力
墙顶处的被动土压力强度
a
h
tg 2 (45o
) 2
2C
tg (45o
) 2
29.7kPa
墙底处的被动土压力强度
a
h tg 2 (45o
) 2
2C
tg (45o
) 2
267.0kPa
被动土压力
H
Ea
1 2
( a1
1. 某原状土样处于饱和状态，测到其含水量32.45%，密度1.8t/m3，湿土粒相对密度为2.65，土的液限为36.4%，塑限为18.9％。试求：（1）该土的名称和状态（2）若将土样压密使其干密度达到1.58t/m3，此时孔隙比减少多少？

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0.900
0.800
0.700 0
土样e —p 曲线
粉质粘土：a12
0.771 0.728 0.2 0.1
0.43MPa 1
粘土：a1 2
0.896 0.2
0.845 0.1
0.51MPa 1
粘土
粉质粘土 0.1 0.2 0.3 0.4 压力p
【例10】图示天然地基，该地基由粉质粘土和中
砂组成，粉质粘土透水，其在水面以上的重度
下降后地下水位 A
100 0.65 150 0.63 200 0.618
【例11】某场地地表以下为4m厚的均质粘性
土，该土层下卧坚硬岩层。已知粘性土的重度
γ=18kN/m3，天然孔隙比e0=0.85，回弹再压缩系数Ce=0.05，压缩指数Cc=0.3，前期固结压力Pc比自重应力大50kPa。在该场地大面积均匀堆载，荷载大小为p=100kPa。求因堆载引起的
孔隙比为0.52，平均饱和度为37%；粘土的含水
量为42%；砂土和粘土的比重均为2.65。
计算地表至粘土层范围内的竖
向总应力、有效应力和孔隙水
压力。
砂土
粘土
不透水页岩
【例8】试计算图中所示地基土中的自重应力分布
2m
8m 4m
19kN / m3 粗砂 sat 19.5kN / m3
粘土 19.3kN / m3， sat 19.4kN / m3 20%，L 55%, P 24%
【例3】某一施工现场需要填土，基坑体积为
2000m3，填土土方是从附近的土丘开挖而来。经勘察，填土的比重为2.70，含水量为15%，孔隙比为 0.60，要求填筑结束时的含水量为17%，干密度为 17.6kN/m3，问： ⑴取土场土的重度、干重度、饱和度是多少？
⑵应从取土场取多少方土？
⑶碾压时应洒多少水？填土的孔隙比是多少？
的计算公式，并计算该粘土在试验温度时的渗透系
数k 。
【例6】某渗透试验装置如图所示。
土样Ⅰ的渗透系数k1=2×10-1cm/s，土粒比重ds1=2.72，孔隙比e1=0.85。
土样Ⅱ 的渗透系数
k2=1×10-1cm/s，土粒比重 ds2=2.72，孔隙比e2=0.80。土样横断面积A=200cm2。
【例9】试以分层总和法求下图中基础甲的最终沉
降量（考虑乙基础的影响）
4m
4m
4m
5m
5m
6m F =1940kN
填土18kN / m3 乙粉质粘土
sat 19.5kN / m3 粘土 sat 20.1kN / m3
F =1940kN 甲
5m
F =1940kN
乙
1.5m
2m
2m
1.000
【例14】某地基软土层厚20m，固结系数为
0.03cm2/s，其表面透水，下卧层为砂层，地表作用有98.1kPa的均布荷载，设荷载是瞬时施加的，求：
⑴固结沉降完成1/4时所用的时间（不计砂层沉降）？
⑵一年后地基的固结沉降是多少？ ⑶若粘土层的侧限压缩模量增大一倍，渗透系数缩小一倍，地基的固结沉降有何变化？
【例4】取A、B两试样，测定其指标如表，试计算：
⑴哪一土样粘粒含量高？ ⑵哪一土样孔隙比大？ ⑶哪一土样饱和重度大？ ⑷确定A、B土样名称及状态？
ωL(%) ωP (%) ω（%） ds
Sr
A
30
12
45 2.70
1
B2916Fra bibliotek26 2.68
1
【例5】通过变水头试验测定某粘土的渗透系数
k，土样横断面面积A=30cm2，长度L=4cm，渗透仪水头管（细玻璃管）断面积a=0.1256cm2，水头差从△h1=130cm降低到△h2=110cm所需时间t =8min。试推导变水头试验法确定渗透系数
土力学习题课
【例1】已知某土样的孔隙比、比重和饱和度，
用三相草图计算：γd 、γsat 、γ’。（分别假设Vs =1、V =1、W =1）
【例2】某完全饱和土样，厚2.0cm，环刀面积
30cm2，在压缩仪上做压缩试验，试验结束后取出称重后为105g，烘干后干土重为85g，设土粒比重为2.70，求：⑴压缩前后土重？⑵压缩前后孔隙比变化？
【例13】某地基软土层厚10m，其下为不透水硬层，软
土的固结系数为0.015cm2/s，渗透系数为5×10-7cm/s，拟用堆载预压法处理。如果荷载瞬时施加，并可视为大面积均布荷载，大小为70kPa，求：①地基平均超静孔隙水压力消散 50%时需要多少天？②一年后地基的固结沉降是多少？③一年后10m深度处的有效应力是多少？
σ3=50kPa时，破坏时作用在土样上的大主应力
σ1=250kPa，试利用以上试验数据，求该粘性土的c、
φ。
【例17】从饱和粘性土中一点取出一筒土样，切
【例15】三轴固结不排水剪试验测得土的有
效应力抗剪强度指标为c’、φ’，试证明不固结
不排水剪强度cu（φ=0）与c’、φ’有如下关系：
cu
ccos 3sin 1 sin
【例16】为测定某粘性土的抗剪强度指标，先取
一土样做固结排水条件下的直剪试验，当σn=50kPa 时，测得破坏时的剪应力τf =57.74kPa；另取一相同条件的土样，做固结排水三轴压缩试验，当围压
地面最终沉降量？
【例12】已知原状土样高h=2cm，截面积A=30cm2，重
度γ=19.1kN/m3，颗粒比重ds=2.72，含水量ω=23%，进
行压缩试验，试验结果见下表，试绘制压缩曲线，并求土的压
缩系数a1-2值。
压力p（kPa）
0 50
100 200 400
稳定时的压缩量△h（mm） 0 0.480 0.808 1.232 1.735
求：⑴图示水位保持恒定时，渗透流量
Q 多大？
⑵若右侧水位恒定，左侧水位逐渐
升高，升高高度达到多少时会出现流土现象？
30cm
20cm 30cm Ⅰ 30cm Ⅱ
【例7】某地基地表至4.5m深度范围内为砂土
层；4.5m—9.0m为粘土层，其下为不透水页岩，
地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均
γ=18kN/m3，在水面以下的重度γsat=20kN/m3。试求：⑴原地下水位时，A-A’面上有效自重应力分布
图；⑵地下水位下降后，A-A’面上有效自重应力分布
图；⑶计算由于地下水位下降，引起的粉质粘土层的
沉降。
粉质粘土层e -- p
p（kPa） e
2m
原地下水位
50
0.67
粉质粘土中砂
6m
10m A’