粘性土的静止侧压力系数
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1. 已知地基土的抗剪强度指标心=1。
妲也,尹=3伊,问当地基中某点的大主应力,而小主应力死为多少时,该点刚好发生剪切破坏?1. 解:二6囱"45°30 \ t 30=4加盆[时-- 尸心0&区--—=121.&tfa2. 已知土的抗剪强度指标c = 20kPa^22°,若作用在土中某平面上的正应力和剪应力分别为o* 10晚耳.『=60.软& ,问该平■面是否会发生剪切破坏?2.解:+ = 60.4g因为可E ,所以该平面会发生剪切破坏。
3. 对某砂土试样进行三轴固结排水剪切试验,测得试样破坏时的主应力差"】-死=4。
好气周围压力巧=10。
止鬲,试求该砂土的抗剪强度指标。
3.解:^L =W0+400=500^皿叶竺竺=丑2"阈按5 500+100孩-arc sin 0.467 二41. £:°4. 一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结排水试验,施加周围压力玛=200tP气试样破坏时的主应力差巧・玛=3000 ,整理试验成果得有效应力强度指标寸二75 1成顶,折问:(1)破坏面上的法向应力和剪应力以及试样中的最大剪应力为多少?(2)为什么试样的破坏面发生在& = 6俨的平■面而不发生在最大剪应力的作用面?解:(1) ■-…言12n°45°+ —= 60°z2§二!&3巧)+:(叫一巧)cos 2G=|(500 + 200)+ 1(500 - 200)cos 120°二K5RF隹工二:(巧-巧)sin 2^ = yx300x^in 120° =129.9止汽口r = 1x300= 150^(2)破坏面上勺"IW"113在最大剪应力作用面上-■1'5. 一正常固结饱和粘性土样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验,试件在周围压力* = 2观&作用下,当通过传力杆施加的竖向压力"达到200kPa时发生破坏,并测得此时试件中的孔隙水压力我二1。
1——3一、1、在土的三项比例指标中,直接通过实验测定的是(d s、w、p)。
2、若某沙土的天然空隙比与其所能达到的最大空隙比相等,则该土(处于最松散的状态)。
3、对无粘性土的工程性质影响最大的是(密实度)。
4、处于天然状态的砂土的密实度一般用(标准贯入试验)来测定。
5、某粘性土液性指数I L=0.6,则该土状态(可塑)。
6、粘性土的塑性指数I P越大,表示土的(粘性含量越高)。
→I P大吸水多7、土的粒度成分是(土颗粒大小的级配)。
8、土颗粒的大小及级配,通常是用颗粒累计级配曲线来表示的,级配曲线越平缓表示(土颗粒大小不均匀,级配良好)。
10、土的颗粒级配,也可用不均匀系数来表示,不均匀系数C U使用小于某粒径的土粒质量积累百分数的两个限定粒径之比来表示的,即(C U=d60/d10)。
→C C=(d30)2/d60×d1011、土的不均匀系数C U的越大,表示土的级配(土粒大小不均匀,级配良好)。
12、作为填方工程的土料,压实效果与不均匀系数C U的关系(C U大比C U小好)。
13、评价砂土的物理性质,是采用(孔隙比e、相对密实度D r、标准贯入击数N63.5)指标来描述的。
14、评价粘性土的物理指标主要有(塑限w P、液限w L、天然含水量w)。
15、在砂垫层施工时,为使垫层觅食,最好应在(含水量等于最优含水量)情况下夯实。
16、不透水基岩上有水平分布的三层土,厚度均为1m,渗透系数分别为k1=1m/d,k2=2m/d,k3=10m/d,则等效土层平均渗透系数k x为(4.33m/d)。
→17、已知土里比重G S=2.7,孔隙比e=1,则该土的临界水力坡降为(0.85)。
→18、影响土体渗透因素(粒径大小和级配、结构与孔隙比、饱和度、矿物成分、渗透水的性质)。
19、渗透力的描述(方向与渗透方向一致、数值与水头梯度成正比、是一种体积力)。
→20、(细砂和粉砂)更容易发生流砂现象。
第三章土中应力计算一、填空题1.由土筑成的梯形断面路堤,因自重引起的基底压力分布图形是梯形,桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下,基底的沉降是相同的。
2.地基中附加应力分布随深度增加呈曲线减小,同一深度处,在基底中心点下,附加应力最大。
3.单向偏心荷载作用下的矩形基础,当偏心距e > l/6时,基底与地基局部脱开,产生应力重分部。
4.在地基中,矩形荷载所引起的附加应力,其影响深度比相同宽度的条形基础浅,比相同宽度的方形基础深。
5.上层坚硬、下层软弱的双层地基,在荷载作用下,将发生应力扩散现象,反之,将发生应力集中现象。
6.土中应力按成因可分为自重应力和附加应力。
7.计算土的自重应力时,地下水位以下的重度应取有效重度(浮重度)。
8.长期抽取地下水位,导致地下水位大幅度下降,从而使原水位以下土的有效自重应力增加,而造成地基沉降的严重后果。
9.饱和土体所受到的总应力为有效应力与孔隙水压力之和。
二、名词解释1.基底附加应力:基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。
2.自重应力:由土层自身重力引起的土中应力。
3.基底压力:建筑物荷载通过基础传给地基,在基础底面与地基之间的接触应力。
三、选择题1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为:(B )(A)折线减小(B)折线增大(C)斜线减小(D)斜线增大2.宽度均为b,基底附加应力均为P0的基础,同一深度处,附加应力数值最大的是:(C )(A)方形基础(B)矩形基础(C)条形基础(D)圆形基础(b为直径)3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是:(B )(A)柱下独立基础(B)墙下条形基础(C)片筏基础(D)箱形基础4.基底附加应力P0作用下,地基中附加应力随深度Z增大而减小,Z的起算点为:(A )(A)基础底面(B)天然地面(C)室内设计地面(D)室外设计地面5.土中自重应力起算点位置为:(B )(A)基础底面(B)天然地面(C)室内设计地面(D)室外设计地面6.地下水位下降,土中有效自重应力发生的变化是:(A )(A)原水位以上不变,原水位以下增大(B)原水位以上不变,原水位以下减小(C)变动后水位以上不变,变动后水位以下减小(D)变动后水位以上不变,变动后水位以下增大7.深度相同时,随着离基础中心点距离的增大,地基中竖向附加应力:(D )(A)斜线增大(B)斜线减小(C)曲线增大(D)曲线减小8.单向偏心的矩形基础,当偏心距e < l/6(l为偏心一侧基底边长)时,基底压应力分布图简化为:(B )(A)矩形(B)梯形(C)三角形(D)抛物线形9.宽度为3m的条形基础,作用在基础底面的竖向荷载N=1000kN/m ,偏心距e=0.7m,基底最大压应力为:(C )(A)800 kPa (B)417 kPa (C)833 kPa (D)400 kPa10.矩形面积上作用三角形分布荷载时,地基中竖向附加应力系数K t是l/b、z/b的函数,b指的是:(D )(A)矩形的长边(B)矩形的短边(C)矩形的短边与长边的平均值(D)三角形分布荷载方向基础底面的边长11.某砂土地基,天然重度γ=18 kN/m3,饱和重度γsat=20 kN/m3,地下水位距地表2m,地表下深度为4m处的竖向自重应力为:(A )(A)56kPa (B)76kPa (C)72kPa (D)80kPa12.均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数当l/b=1、Z/b=1时,K C=0.1752;当l/b=1、Z/b=2时,K C=0.084。
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围,见表3-3-28。
注:粘砂土3<I p≤7;砂粘土7<I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标,见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标,见表3-3-29。
注:①平均比重采取:砂——2.66;粘砂土——2.70;砂粘土——2.71;粘土——2.74;②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者,当C u >5时应按表中所列值减少 。
C u为中间值时E 0 值按内插法确定;③对于地基稳定计算,采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
1060d d 32三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值,见表3-3-3-。
注:砂粘土7<I p≤7;粘土I p>17四、粘性土剪强度参考值粘性土抗剪强度参考值,见表3-3-31。
注:粘砂土3<I p≤7;砂粘土7<I p≤7;粘土I p>17五、土的侧压力系数(ξ)和泊松比(u)参考值注:粘土I p>17;粉质粘土10<I p≤17;I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比,其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此,变形模量较弹性模量E小,通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定,一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值,是通过室内试验获取的参数。
两者的关系:对于软土E0近似等于Es;较硬土层,E0=βEs,β=2~8,土愈坚硬,倍数愈大。
第一节 经典土压力理论浅埋地下结构的竖向土压力计算:土柱理论,即竖向土压力即为结构顶盖上整个土柱的全部重量。
侧向土压力计算的经典理论的主要依据:库伦(Coulomb)理论和朗肯〔Rankine)理论。
计算静止土压力计算一般采用弹性理论,它也可以称为经典理论。
1.1 静止土压力z K p γ00= (1-1)z c γσ= (1-2)μμ-=10K (1-3)02021K h E γ= (1-4)式中 γ-土的重度;z -由地表面算起至M 点的深度;0K -静止土压力系数;μ-土的泊松比,其值通常由试验来确定;0E 合力作用点位于距墙踵h /3处。
1.2 库伦土压力理论aa K h E 221γ= (1-5) p p K h E 221γ=(1-6)2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin )(sin δαβαδϕβϕδααϕα-++-+-+=a K (1-7) 2222])sin()sin()sin()sin(1)[(sin sin )(sin δαβαδϕβϕδααϕα++++-+-=p K (1-8) 粘性土中等效内摩擦角换算有多种, (1)根据土的抗剪强度相等的原则进行换算为:)(hctg arctg D γϕϕ+= (1-9) 还有其他换算方式:(2) 借助朗肯土压力理论进行换算,按朗肯理论同时考虑c 、ϕ值得到的土压力值要图1.1 静止土压力计算图式图1.2 库伦土压力计算图式和已换算成等效内摩擦角D ϕ后得到的土压力值相等,推算得到等效内摩擦角D ϕ。
(3)采用《建筑地基基础设计规范》计算。
1.3 朗肯土压力理论z z γσ= (1-10)z K x γσ0= (1-11)a a a K c zK p 2-=γ (1-12) P P P K c zK p 2+=γ (1-13)式中:)245(2ϕ-=tg K a ,)245(2ϕ+=tg K pγγ222221c K ch K h E a a a +-= (1-14) 图1.3 朗肯极限平衡状态第二节 地下结构的土层压力中南大学资源与安全学院 赵建平2.1 浅埋地下结构的竖向土层压力在软土地层中当地下结构物采用明挖法施工,埋置深度较浅(顶盖离地表面距离较近时),称为浅埋地下结构。
一、概述JCY型静止侧压力系数固结仪能测定直径61.8mm土样的静止侧压系数(代号K0),即土样在无侧向变形条件下测得的有效侧压力σ’3与轴向有效压力σ’1之比,是研究土体变形和强度的重要参数。
二、主要技术指标(一)主要技术参数1.试样尺寸:Ф61.8mm×40mm2.轴向负荷:6kN3.侧压力:1MPa4.孔隙压力:1MPa5.轴向位移:0~10mm(二)工作环境1.温度:+5℃~+35℃2.相对湿度:≤85%(三)精度1.轴向位移:0.03mm,分辨率:0.01mm2.体变量:0.1ml三、结构和原理(一)结构仪器主要由底座、中环、上环、透水板、环刀、传压板、定位校正样块、橡胶套、阀门、量表架及百分表等组成,如下图所示。
1.仪器底座、中环、上环三者交界面利用橡胶套两端凸缘部分密封,用固定螺钉连接。
2.中环压力腔较小,环壁钻有两个对称孔,因此体变量小,易于排气;该环采用有机玻璃材料制成,能清晰地观察压力腔在充水过程中的排气情况。
3.在试验过程中,能随时测量其底部的孔隙压力。
4.轴向负荷可用YS-1高压固结仪加荷设备施加。
5.侧向压力由YW-10C液压稳压装置控制,孔隙压力由KY-1-2孔压测量仪测量。
(二)原理仪器试验时土样受轴向负荷,发生轴向位移及相应的侧向变形,有效侧压力σ3‘与有效轴向压力σ1‘之比即为K0值。
四、使用方法1.打开底座三通阀并松开侧向闷头螺钉和中心闷头螺钉。
2.在橡胶套内壁和上下抹一层薄硅脂(类似7501真空硅脂),然后套入中环内。
3.将中环、上环依次叠套在底座上。
4.在仪器中依次放入透水板,定位校正样块,并用6个固紧螺钉对称均匀地将底座、中环、上环三者拧紧,连成整体。
5.阀门14和阀门15分别接上侧压力和孔隙压力测量装置。
6.取出定位校正样块,打开阀门4与阀门14,由下往上缓缓充水排气,如发现尚有残留气泡存在,可依上法重复进行直至全部气泡排出压力腔。
7.通过阀门4对压力腔施加约5kPa起始水头压力,将制备好的粘性土样从环刀中缓缓推入仪器(如为砂性土样,无需对压力腔施加起始水压力,可直接将砂样倒入仪器),在其上依次放入透水石、传压板等,然后关闭阀门4。
绪论1.土力学研究的核心问题有:()。
答案:变形问题;渗流问题;强度问题2.土是尚未固结成岩的松、软堆积物。
其由岩石经风化作用而成。
()答案:对3.关于土的认识正确的是:()。
答案:土颗粒既是土4.土与岩石的根本区别是土不具有刚性的联结,物理状态多变,力学强度低。
()答案:对5.当地下水在土孔隙中渗流时,会因水的流动:()。
答案:可能导致管涌现象;产生动水力;可能导致流砂现象6.土是一种复杂的材料和介质,有自己的特性,它具有:()。
答案:多相性;天然变异性;结构稳定性7.土力学是研究土的变形、强度和渗透特性以及与此相关的工程问题的科学。
()答案:对8.土力学涉及土在土木工程中的作用主要包括:()答案:填筑;荷载;承载9.现代土力学的创始人为:()。
答案:太沙基10.土是多孔的散体介质,其变形主要是颗粒重新排列,孔隙减小引起的。
()答案:对第一章1.土是地表岩石风化后的产物,形成土的风化作用有:答案:物理作用;化学作用;生物作用2.物理风化形成的土的矿物一般是答案:原生矿物3.土一般由固相液相气相三项组成。
答案:对4.含有蒙脱石和伊利石多的粘土答案:遇水膨胀;亲水性强;失水收缩5.对于颗粒大小连续性较好的土,土的不均匀系数越大,表示:答案:土颗粒大小越不均匀;土粒径级配曲线越平缓6.强结合水对细颗粒土的力学性质有着重要影响,而弱结合水影响很小。
答案:错7.能引起土的渗透破坏的是答案:重力水8.下列属于土的三项基本物理性质指标的是:答案:土的天然密度;土粒比重;土的天然含水率9.土的天然含水率是指土中水的质量与土的总质量之比。
答案:错10.下列属于反映粗粒土的密实度的指标有:答案:相对密实度;孔隙率;孔隙比11.下列能单独判定粘性土软硬程度的指标是:答案:液性指数12.最优含水量对细粒土才有意义,粗粒土不存在最优含水量的概念。
答案:对第二章1.关于土的渗透性下列说法正确的是答案:土的渗透系数越大,土的渗透性就越大2.以下几种情况中,符合达西定律适用范围的有答案:纯砾以上很粗的土体,水力坡降较小时;实际工程中,发生在砂土中或一般黏性土中的渗流3.某基坑围护剖面如图,从图中可以得出AB两点间的平均水力坡降为多少?答案:0.254.下述关于渗透力的描述正确的为答案:渗透力与水力递度成正比;渗透力是一种体积力;渗透力方向与渗透方向一致5.不透水岩基上有水平分布的三层土,厚度均为1m,渗透系数分别为k1=1m/day,k2=2m/day k3=10m/day,则等效土层垂直渗透系数kZ为答案:1.88m/day6.砂土的渗透系数室内试验测定可采用常水头试验。
一、名词解释(16%)每个2分1、粘性土:塑性指数大于10的土2、自重应力:由土体自身重力在地基内所产生的应力3、压缩模量:在完全侧限条件下,竖向压应力与压应变的比值4、最终沉降量:地基土层在建筑物荷载作用下,不断产生压缩,至压缩稳定后地基表面的沉降量5、正常固结土:超固结比等于1的土6、地基承载力:地基承受荷载的能力7、临塑荷载:地基土开始出现(塑性区)剪切破坏时的地基压力8,附加应力:由建筑物的荷载或其他外载在地基内所产生的应力称为附加应力。
1、主动土压力:在墙后填土作用下,墙发生离开土体方向的位移,当墙后填土达到极限平衡状态时,作用在墙背上的土压力称为主动土压力。
2、3、软弱土层:把处于软塑、流塑状态的粘性土层,处于松散状态的砂土层,以及未经处理的填土和其他高压缩性土层视作软弱土层。
4、5、换填垫层法:换填垫层法是一种直接置换地基持力层软弱土的处理方法,施工时将基底下一定深度的软弱土层挖除,分成回填砂、碎石、灰土等强度较大的材料,并加以夯实振密。
6、7、桩基:依靠桩把作用在平台上的各种载荷传到地基的基础结构。
8、9、地基处理:软弱地基通常需要经过人工处理后再建造基础,这种地基加固称为地基处理。
10、二、选择题1、土中水自下而上渗流时,会导致土中有效应力()。
A、增大B、减小C、不变D、无法确定2、某原状土样的天然重度γ=17kN/m3,含水量 w=%,土粒比重ds=,则该土的孔隙率为()。
A、%B、%C、%D、%3、土的三相比例指标中的三个基本物理性指标是()。
A、w、γ、eB、w、S r、eC、w、d s、ρD、 w、d s、 S r4、土的压缩系数越()、压缩模量越(),土的压缩性就越大。
A、高,低B、低,高C、高,高D、低,低5、在饱和粘性土上施加荷载的瞬间(即t=0)土中的附加应力全部由()承担。
A、有效应力B、孔隙水压力C、静水压力D、有效应力与孔隙水压力共同6、在达到同一固结度时,单面排水所需时间为t,则同样条件下,该土双面排水所需时间为()。
一、名词解释1. 最优含水率:在击数一定时,当含水率较低时,击实后的干密度随着含水率的增加而增大;而当含水率达到某一值时,干密度达到最大值,此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。
干密度的这一最大值称为最大干密度,与它对应的含水率称为最优含水率。
2. 静止侧压力系数:土体在无侧向变形条件下,侧向有效应力与竖向有效应力之比值。
3. 抗剪强度:土体抵抗剪切变形的最大能力或土体频临剪切破坏时所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。
4. 主动土压力 :当挡土墙离开填土移动,墙后填土达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为主动土压力。
5. 允许承载力:地基频临破坏时所能的基底压力称为地基的极限承载力,将土中的剪切破坏区限制在某一区域范围内,视地基土能承受多大的基底压力,此压力即为允许承载力。
容许承载力等于极限承载力除以安全系数。
管涌:管涌是渗透变形的一种形式.指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土颗粒形成的空隙中发生移动并被带出的现象.被动土压力:当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时,随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加,当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值,作用在墙上的土压力称为被动土压力。
土:是各类岩石经长期地质营力作用风化后的产物,是由各种岩石碎块和矿物颗粒组成的松散集合体。
粒组:将工程性质相似,颗粒大小相近的土粒归并成组,按其粒径大小分成若干组别,称为粒组。
土的结构:指组成土的土粒大小、形状、表面特征,土粒间的连结关系和土粒的排列情况,其中包括颗粒或集合体间的距离、孔隙大小及其分布特点。
塑性指数:粘性土中含水量在液限与塑限两个稠度界限之间时,具有可塑性,且可塑性的强弱可由这两个稠度界限的差值大小来反映,这差值就称为塑性指数IP 。
即渗透系数:反映土的透水性能的比例系数,是水力梯度为1时的渗透速度,其量纲与渗透速度相同。
其物理含义是单位面积单位水力梯度单位时间内透过的水量。
角点法:利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法称为角点法。
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围,见表3-3-28。
原状土物理性质指标变化范围表3-3-28注:粘砂土3<I p≤7;砂粘土 7<I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标,见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标,见表3-3-29。
土的平均物理、力学指标表3-3-29注:①平均比重采取:砂——;粘砂土——;砂粘土——;粘土——;②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者,当C u >5时应按表中所列值减少 。
C u为中间值时E 0 值按内插法确定;③对于地基稳定计算,采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值,见表3-3-3-。
土的压缩模量一般范围值 表3-3-30注:砂粘土7<I p ≤7;粘土I p >17四、粘性土剪强度参考值1060d d 32粘性土抗剪强度参考值,见表3-3-31。
注:粘砂土3<I p≤7;砂粘土7<I p≤7;粘土I p>17五、土的侧压力系数(ξ)和泊松比(u)参考值土的侧压力系数ξ和泊松比u参考值表3-3-32注:粘土I p>17;粉质粘土10<I p≤17;I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比,其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此,变形模量较弹性模量E小,通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定,一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值,是通过室内试验获取的参数。
两者的关系:对于软土E0近似等于Es;较硬土层,E0=βEs,β=2~8,土愈坚硬,倍数愈大。
《土力学》第七章习题集及详细解答第7章土的抗剪强度一、填空题1. 土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的___ _ ____。
2. 无粘性土的抗剪强度来源于____ _______。
3.粘性土处于应力极限平衡状态时,剪裂面与最大主应力作用面的夹角为。
4.粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式,有效应力的表达式。
5.粘性土抗剪强度指标包括、。
6. 一种土的含水量越大,其内摩擦角越。
7.已知土中某点,,该点最大剪应力值为,与主应力的夹角为。
8. 对于饱和粘性土,若其无侧限抗压强度为,则土的不固结不排水抗剪强度指标。
9. 已知土中某点,,该点最大剪应力作用面上的法向应力为,剪应力为。
10. 若反映土中某点应力状态的莫尔应力圆处于该土的抗剪强度线下方,则该点处于_____ _______状态。
【湖北工业大学2005年招收硕士学位研究生试题】11.三轴试验按排水条件可分为、、三种。
12.土样最危险截面与大主应力作用面的夹角为。
13.土中一点的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切,表示它处于状态。
14. 砂土的内聚力(大于、小于、等于)零。
二、选择题1.若代表土中某点应力状态的莫尔应力圆与抗剪强度包线相切,则表明土中该点 ( )。
(A)任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度(B)某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度(C)在相切点所代表的平面上,剪应力正好等于抗剪强度(D)在最大剪应力作用面上,剪应力正好等于抗剪强度2. 土中一点发生剪切破坏时,破裂面与小主应力作用面的夹角为( )。
(A) (B)(C) (D)3. 土中一点发生剪切破坏时,破裂面与大主应力作用面的夹角为( )。
(A) (B)(C) (D)4. 无粘性土的特征之一是( )。
(A)塑性指数(B)孔隙比(C)灵敏度较高(D)粘聚力5. 在下列影响土的抗剪强度的因素中,最重要的因素是试验时的( )。
(A)排水条件(B)剪切速率 (C)应力状态 (D)应力历史6.下列说法中正确的是( )(A)土的抗剪强度与该面上的总正应力成正比(B)土的抗剪强度与该面上的有效正应力成正比(C)剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上(D)破裂面与小主应力作用面的夹角为7. 饱和软粘土的不排水抗剪强度等于其无侧限抗压强度试验的()。
土的经验参数(物理指标、压缩、变形模量、剪切强度)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围,见表3-3-28。
注:粘砂土3<I p≤7;砂粘土 7<I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标,见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标,见表3-3-29。
注:①平均比重采取:砂——2.66;粘砂土——2.70;砂粘土——2.71;粘土——2.74;②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者,当C u >5时应按表中所列值减少 。
C u为中间值时E 0 值按内插法确定;③对于地基稳定计算,采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
1060d d 32三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值,见表3-3-3-。
注:砂粘土7<I p≤7;粘土I p>17四、粘性土剪强度参考值粘性土抗剪强度参考值,见表3-3-31。
注:粘砂土3<I p≤7;砂粘土7<I p≤7;粘土I p>17五、土的侧压力系数(ξ)和泊松比(u)参考值注:粘土I p>17;粉质粘土10<I p≤17;I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比,其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此,变形模量较弹性模量E小,通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定,一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值,是通过室内试验获取的参数。
两者的关系:对于软土E0近似等于Es;较硬土层,E0=βEs,β=2~8,土愈坚硬,倍数愈大。
静止侧压力系数K0参考值土类液限w L塑性指数静止侧压力系数K0饱和松砂0.46饱和紧砂0.34干紧砂(e=0.6)0.49干松砂(e=0.6)0.64压实残积黏土9 0.42压实残积黏土74% 31 0.66原状有机质土61% 45 0.57原状高岭土37% 23 0.64~0.70原状海相黏土34% 16 0.48灵敏性黏土10 0.52泊松比v的参考值弹性模量E的参考值在弹性阶段,E=Eo=Es(1-2μ^2/(1-μ)),土力学上有相关说明。
有经验说是E=(2~5)·Es(未考证出处)变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=ζ/ε,对于变形模量ε是指应变,包括弹性应变εe和塑性应变εp,对于弹性模量而言,ε就是指εe(计算变形模量时,应变ε包括了弹性应变和塑性应变)。
岩土的弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。
弹性模量>压缩模量>变形模量。
弹性模量也叫杨氏模量(岩土体在弹性限度内应力与应变的比值)压缩模量是有侧限的,杨氏模量是无侧限的。
同样的土体,同样的荷载,有侧限的土体应变小,所以压缩模量更大才对。
这只是弹性理论上的关系,对土体这种自然物不一定适用。
土体计算中所用的称为“弹性模量”不一定是在弹性限度内。
E——弹性模量;Es——压缩模量;Eo——变形模量。
弹性模量=应力/弹性应变,它主要用于计算瞬时沉降。
压缩模量和变形模量均=应力/总应变。
压缩模量是通过现场取原状土进行实验室有侧限压缩实验得出的,而变形模量则是通过现场的原位载荷试验得出的,它是无侧限的。
弹性模量要远大于压缩模量和变形模量,而压缩模量又大于变形模量。
地堪报告中,一般给出的是土的压缩模量Es与变形模量Eo,而一般不会给出弹性模量E。
数值模拟中一般用Eo,E(50),达到峰值应力(应变)50%时的割线模量。
Es(勘查报告中提供),有侧限,E=2.0~5.0Es(看别人这么弄的)。
第六章挡土结构物上的土压力1、静止土压力:墙在墙后填土的推力作用下,不产生任何移动或转动时,墙体背后的土压力称为静止土压力。
(1)静止土压力计算:(2)静止侧压力系数:对于无粘性土或正常固结黏土:(经验公式);对于超固结黏土:;式中:为超固结黏土的,为正常固结黏土的;为超固结比;为经验系数,一般取值为0.4~0.5,塑性指数小的取大值;存在问题:超固结黏土的上式如何推导的?超固结土具体是如何影响土体的侧压力的和值的、?2、主动土压力:墙体在土压力的作用下向远离填土方向移动,墙后土体所受约束放松有下滑的趋势,为阻止其下滑,潜在滑动面上剪应力增加。
当剪应力增大至抗剪强度时,墙后土体达到极限平衡状态,此时作用在墙上的土压力达到最小值,称为主动土压力。
3、被动土压力:墙体在外力的作用下向着填土方向移动,墙后土体所受挤压有向上滑动趋势,为阻止其上滑,潜在滑动面上剪应力增加(与主动土压力为反方向),使得墙体背后的土压力逐渐增加。
当剪应力增大至抗剪强度时,墙后土体达到极限平衡状态,此时作用在墙上的土压力达到最大值,称为被动土压力。
4、朗肯土压力:--核心为假设墙背为光滑的,认为墙背与土之间无剪应力(1)朗肯主动土压力:假定墙背与土之间无剪应力,作用任意Z深度处土单元上的竖向应力应是最大主应力,而作用在墙背的水平土压力应是最小主应力。
因此,此时的主应力满足极限平衡条件:由上式可得:①无粘性土:此时:②粘性土:即;令:得:;③上式说明粘性土的主动土压力由两部分组成:一部分为土重产生的土压力;是正值;第二部分为粘聚力产生的抗力,表现为负土压力,起减小土压力的作用,其值为常量不随深度变化。
若,此时;因为土体不能受拉,此时的,此时的;③粘性土:滑动面与水平面夹角为;为有效内摩擦角;(2)朗肯被动土压力:当墙推土,使墙后土体达到被动极限状态时,水平压力比竖向大,此时竖向应力应是最小主应力,而作用在墙背的水平土压力应是最大主应力。
经验数据法:(1)粘性土(a) fs=aCu [fs侧阻力,a因子,Cu不排水抗剪强度],是Tomlinson1971提出的,适合粘性土。
******Cu的确定******Cu=qc/Nk [qc - 静探结果,qc<3MPa时,Nk=18;qc>=3MPa时Nk=45]******a的确定[Vesic,1967]******Cu(kPa) a45 160 0.880 0.6140 0.4180 0.35(b) fb=NcCu [fb端阻力,Nc因子,Cu不排水抗剪强度]*******Nc的确定*********一般取9,如果深度/桩径比小于4,逐渐减小,到地表取5.6根据静探资料或Cu可以把粘性土的侧阻力和端阻力计算出来。
(2)非粘性土[如砂](a) fs=F.sigma“ [fs侧阻力,F因子,sigma“有效垂直应力kPa](b) fb=Nq.sigma“ [fb端阻力,Nq因子,sigma“有效垂直应力kPa]*******************F和Nq的确定*************************土的状态 z/d F Nq预制桩灌注桩预制桩灌注桩松散 6 0.8 0.3 60 25中等密实 8 1.0 0.5 100 60密实 15 1.5 0.8 180 100*******************************************************Z -深度,d - 桩直径另外,注意砂或砾石地基桩参数的传统的方法是 - 假设侧阻力和端阻力随桩深度增加而线性增加,但是研究表明并非如此,极限侧阻力和极限端阻力一般出现在10-20倍桩径的深度处。
理论公式法:(1)粘性土库仑定律(qsu=sigma*Ko*tan f+Cu)计算桩侧阻力极限值,桩端极限阻力直接取桩端处的锥头阻力。
(2)非粘性土[如砂]Chandler1968年提出的有效应力法(qsu=sigma*Ko*tan f ) [sigma—有效自重应力,Ko—静止侧压力系数,F—桩土间的摩擦角],这个公式适合于砂性土。