土力学4压缩与固结
- 格式:ppt
- 大小:2.39 MB
- 文档页数:40
土力学第四版课后习题答案土力学是土木工程专业的一门重要课程,它主要研究土壤的物理力学性质以及土体在外力作用下的变形和破坏规律。
而土力学第四版作为该领域的经典教材,对于学习者来说是一本不可或缺的参考书。
然而,课后习题一直以来都是学生们的难点,因此,本文将为大家提供一些土力学第四版课后习题的答案,希望能够帮助大家更好地掌握土力学的知识。
第一章:土的物理性质1. 什么是土的含水量?土的含水量是指单位质量土壤中所含水分的质量与干土质量之比。
2. 什么是土的相对密度?土的相对密度是指土的实际密度与最大干密度之比。
3. 土的颗粒密度和土的容重有何区别?土的颗粒密度是指土壤颗粒的质量与颗粒体积之比,而土的容重是指土壤的质量与土体体积之比。
第二章:应力与应变1. 什么是应力?应力是指单位面积上的力的作用,常用符号为σ。
2. 什么是应变?应变是指物体由于受到外力作用而发生的形变,常用符号为ε。
3. 土体的应力状态有哪些?土体的应力状态包括三种:一维应力状态、二维应力状态和三维应力状态。
第三章:土的压缩性与固结1. 什么是土的压缩性?土的压缩性是指土体在外力作用下发生体积变化的性质。
2. 什么是固结?固结是指土体在外力作用下体积逐渐减小的过程。
3. 什么是固结指数?固结指数是指土体固结过程中体积变化与初固结压力之比的对数。
第四章:土的剪切强度1. 什么是土的剪切强度?土的剪切强度是指土体在剪切破坏时所能抵抗的最大剪切应力。
2. 什么是塑性土的剪切强度?塑性土的剪切强度是指土体在塑性破坏时所能抵抗的最大剪切应力。
3. 什么是黏聚土的剪切强度?黏聚土的剪切强度是指土体在黏聚破坏时所能抵抗的最大剪切应力。
第五章:土的抗剪强度1. 什么是土的抗剪强度?土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用时所能抵抗的最大剪切应力。
2. 什么是无侧限抗剪强度?无侧限抗剪强度是指在三维应力状态下,土体所能抵抗的最大剪切应力。
3. 什么是有效抗剪强度?有效抗剪强度是指土体在考虑水分影响后所能抵抗的最大剪切应力。
第四章:土的压缩及沉降计算名词解释1、压缩系数:土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值。
2、压缩指数:在压力较大部分,e-lgp关系接近直线,其斜率称为土的压缩指数。
3、压缩模量:土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值,或称为侧限模量。
4、变形模量:土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。
5、体积压缩系数:在单位压应力作用下单位体积的变化量。
6、超固结比:先期固结压力pc与现时的土压力p0的比值。
7、前期固结压力:指土层在历史上曾经受过的最大有效固结压力。
8、最终沉降量:地基变形稳定后基础底面的沉降量。
9、固结:土体在压力作用下,压缩量随时间增长的过程。
10、固结度:在某一固结压力作用下,经过一定时间土体发生固结的程度。
简答1、为什么可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性?答:土体压缩的实质是孔隙体积减小的结果,土粒体积保持不变;而孔隙比反映了孔隙的体积和土粒的体积比,因此可以用孔隙比的变化来表示土的压缩性。
2、地基土变形的两个最显著的特征是什么?答:体积变形是由于正应力引起的,只能使土体产生压密,孔隙体积减小,但不会使土体产生破坏;形状变形是由剪应力引起的,在剪应力作用下土颗粒间产生移动,使土体产生剪切破坏。
3、工程中常用的压缩系数和模量是什么?如何判定土的压缩性?答:压缩系数和压缩模量都是变量,为比较土的压缩性高低,工程中常用的压缩系数和压缩模量是压力在100-200kPa下的值。
a v<0.1MPa-1低压缩性土,0.1MPa-1≤a v<0.5MPa-1中压缩性土,a v≥0.5MPa-1高压缩性土;Es<4MPa高压缩性土,4MPa≤Es<15MPa中压缩性土,Es≥15MPa低压缩性土;4、自重应力在任何情况下都不会引起地基沉降吗?为什么?答:对于正常固结土和超固结土来说,自重应力不会引起地基沉降了,但对于欠固结土(新沉积的土或刚填筑的土)来说,由于现有的固结应力大于先期固结应力,自重应力也会引起地基沉降。
土力学第四版习题答案第一章:土的物理性质和分类1. 土的颗粒大小分布曲线如何绘制?- 通过筛分法或沉降法,测量不同粒径的土颗粒所占的比例,然后绘制颗粒大小分布曲线。
2. 如何确定土的密实度?- 通过土的干密度和最大干密度以及最小干密度,计算土的相对密实度。
3. 土的分类标准是什么?- 根据颗粒大小、塑性指数和液限等指标,按照统一土壤分类系统(USCS)进行分类。
第二章:土的力学性质1. 土的应力-应变关系是怎样的?- 土的应力-应变关系是非线性的,通常通过三轴试验或直剪试验获得。
2. 土的强度参数如何确定?- 通过土的三轴压缩试验,确定土的内摩擦角和凝聚力。
3. 土的压缩性如何影响地基沉降?- 土的压缩性越大,地基沉降量越大,反之亦然。
第三章:土的渗透性1. 什么是达西定律?- 达西定律描述了土中水流的速度与水力梯度成正比的关系。
2. 如何计算土的渗透系数?- 通过渗透试验,测量土样在一定水力梯度下的流速,计算渗透系数。
3. 土的渗透性对边坡稳定性有何影响?- 土的渗透性增加可能导致边坡内部水压力增加,降低边坡的稳定性。
第四章:土的剪切强度1. 什么是摩尔圆?- 摩尔圆是一种图解方法,用于表示土的应力状态和剪切强度。
2. 土的剪切强度如何影响基础设计?- 土的剪切强度决定了基础的承载能力,是基础设计的重要参数。
3. 土的剪切强度与哪些因素有关?- 土的剪切强度与土的类型、密实度、含水量等因素有关。
第五章:土的压缩性与固结1. 固结理论的基本原理是什么?- 固结理论描述了土在荷载作用下,孔隙水逐渐排出,土体体积减小的过程。
2. 如何计算土的固结沉降?- 通过固结理论,结合土的压缩性指标和排水条件,计算土的固结沉降量。
3. 固结过程对土工结构有何影响?- 固结过程可能导致土工结构产生不均匀沉降,影响结构的稳定性和使用寿命。
第六章:土的应力路径和强度准则1. 什么是应力路径?- 应力路径是土体在加载过程中应力状态的变化轨迹。
土的压缩性和固结及地基土的变形计算土的压缩性和固结及地基土的变形计算是土力学中一个重要的内容,主要研究土体在受到外力作用时的应力和应变关系。
土的压缩性和固结是土体在承受外力作用下,由于土颗粒之间的重新排列而引起的体积的变化。
地基土的变形计算则是对土体在地基承载过程中的变形进行分析和计算。
本文将从压缩性、固结和地基土的变形计算分别进行阐述。
首先是土的压缩性计算。
土的压缩性是指土体在受到外力作用下的变形能力。
土的压缩性计算可以通过实验室直接进行,通常使用一维压缩试验来进行。
一维压缩试验可以测量土体在水平方向上的压缩变形。
通过试验数据可以得到土体的压缩模量和安定模量等参数。
压缩模量是土体在给定应力下,由于压缩而引起的应变比,单位为kPa。
安定模量是压缩模量的极限值,当土体达到一定固结程度后弹性模量将保持不变。
此外,还可以根据实验数据计算土体的压缩系数和固结指数等参数来评估土体的压缩性。
接下来是土的固结计算。
土的固结是指土体在受到外力作用下,由于土颗粒之间的重新排列而引起的体积的变化。
土体的固结主要分为一维固结和二维固结。
一维固结是指土体在垂直方向上的固结,主要影响因素是垂直应力和孔隙水压力。
二维固结是指土体在水平方向上的固结,主要影响因素是水平应力。
固结计算主要包括固结指数的计算和固结度的计算。
固结指数是土体在一定应力水平下的固结量与初始含水量的比值,可通过实验测定。
固结度是土体的固结程度,主要通过固结指数和含水量的关系来计算。
最后是地基土的变形计算。
地基土的变形计算主要是对地基承载过程中土体的变形进行分析和计算。
地基土的变形包括弹性变形和塑性变形两部分。
弹性变形是指土体在加载和卸载过程中,由于土体的弹性性质而引起的可恢复的变形。
塑性变形是指土体在加载过程中,由于土体的塑性性质而引起的不可恢复的变形。
地基土的变形计算可以通过经验公式或有限元分析等方法进行。
一般可以通过地基土的本构模型来描述土体的变形特性,并结合所受力的大小和方向等信息进行计算。
解:由题意知,33d s w 1d 18.2 1.857===1.857g cm ===1.346g cm g 9.81+1+0.38G 2.75e =11 1.041.346,侧限压缩稳定后,孔隙比e 2211e =e 1+e Hs压力 a kP总变形量s= i mm H压缩稳定后的孔隙比e 20 0 1.040 50 0.926 0.946 100 1.308 0.907 200 1.886 0.848 300 2.310 0.804 4002.5640.778根据试验结果,绘制e-p 曲线如下图。
取1p =100kPa ,2p =200kPa-1-1121-221e e 0.9070.848a =0.59MPa 0.5MPa p p 200100> 故,该土样为高压缩性。
0.70.80.911.1050100150200250300350400ep解:0点取在基底中心处,由题意知,cz0cz1cz01cz2cz12cz3cz23=d=18.01=18kPa=+h =18+180.5=27kPa=+h =27+20.3-9.8 3.0=58.5kPa =+h =58.5+19.09.8 3.0=86.1kPa基础为条形基础,属平面问题,b=1.6m 基底压力:200p===125kPa b 1.6P 基底附加压力:n 0p =p d=125181=107kPa根据公式: zz s 22221p 1=arctan arctan =K p 1n m m m mn n n n m n m 各分层面的竖向附加应力如下表所示: 位置 x zi m x b i n z z s KkPa z z s K p0 0.8 0 0.5 0 1.0 107 1 0.8 0.5 0.5 0.3125 0.9305 99.56 2 0.8 3.5 0.5 2.1875 0.2813 30.10 30.86.50.54.06250.15516.59从计算结果可知,在第3点处有0.2zcz,故取压缩层厚度为6.5m 。