土力学作业及参考答案讲诉
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土力学习题及详细解答《土力学》习题绪论一、填空题1.就与建筑物荷载关系而言,地基的作用是荷载,基础的作用是荷载。
2.地基基础设计,就地基而言,应满足条件和条件。
3.土层直接作为建筑物持力层的地基被称为地基,埋深小于5m的基础被称为基础。
二、名词解释1.人工地基2.深基础3.基础4.地基第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓,则不均匀系数数值较,其夯实后密实度较。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。
3.利用曲线可确定不均匀系数Cu;为了获得较大密实度,应选择Cu值较的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是水和水。
5.影响压实效果的土中气是与大气的气体,对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。
6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用法,对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用法。
7.粘性土越坚硬,其液性指数数值越,粘性土的粘粒含量越高,其塑性指数数值越。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径,称为粒径,小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径,称为粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为:(A)层理构造(B)结核构造(C)层面构造(D)裂隙构造您的选项()2.土的结构为絮状结构的是:粉粒碎石粘粒砂粒您的选项()3.土粒均匀,级配不良的砂土应满足的条件是(C U为不均匀系数,C C为曲率系数):C U< 5C U>10C U> 5 且C C= 1へ3C U< 5 且C C= 1へ3您的选项()4.不能传递静水压力的土中水是:毛细水自由水重力水结合水您的选项()第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土,其界限含水量分别是、。
2.根据塑性指数,粘性土被分为土及土。
3.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。
4.无粘性土根据土的进行工程分类,碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量的土。
第4章土中应力一简答题1.何谓土中应力?它有哪些分类和用途?2.怎样简化土中应力计算模型?在工程中应注意哪些问题?3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响?在工程实践中,有哪些问题应充分考虑其影响?4.基底压力分布的影响因素有哪些?简化直线分布的假设条件是什么?5.如何计算基底压力和基底附加压力?两者概念有何不同?6.土中附加应力的产生原因有哪些?在工程实用中应如何考虑?7.在工程中,如何考虑土中应力分布规律?二填空题1.土中应力按成因可分为和。
2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。
3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。
4.计算土的自重应力应从算起。
5.计算土的自重应力时,地下水位以下的重度应取。
三选择题1.建筑物基础作用于地基表面的压力,称为()。
(A)基底压力;(B)基底附加压力;(C)基底净反力;(D)附加应力2.在隔水层中计算土的自重应力c时,存在如下关系()。
(A) =静水压力(B) =总应力,且静水压力为零(C) =总应力,但静水压力大于零(D)=总应力—静水压力,且静水压力大于零3.当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时,在潜水位以下的土中自重应力为()。
(A)静水压力(B)总应力(C)有效应力,但不等于总应力(D)有效应力,但等于总应力4.地下水位长时间下降,会使()。
(A)地基中原水位以下的自重应力增加(B)地基中原水位以上的自重应力增加(C)地基土的抗剪强度减小(D)土中孔隙水压力增大5.通过土粒承受和传递的应力称为()。
(A)有效应力;(B)总应力;(C)附加应力;(D)孔隙水压力6.某场地表层为4m厚的粉质黏土,天然重度=18kN/m3,其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层,地下水位在地表下4m处,经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为()。
(A)72kPa ; (B)36kPa ;(C)16kPa ;(D)38kPa7.同上题,地表以下5m处土的竖向自重应力为()。
精心整理《土力学》作业答案第一章土粒直径以毫米计习题1-1颗粒大小级配曲线由级配曲线查得:d60=0.45,d10=0.055,d30=0.2;C u>5,1<C c<3;故,为级配良好的土。
(2)确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ,并由Cu 、Cv 判断级配情况。
解:1—3d 其密度?和含水量W 。
解:111===s v V V e ;3/33.1266.2cm g V M s d ===ρ; 3/83.12166.2cm g V M M w s =+=+=ρ; %6.3766.21===s w M M ω。
1—4在某一层土中,用容积为72cm 3的环刀取样,经测定,土样质量129.1g ,烘干后质量121.5g ,土粒比重为2.70,问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少? 解:V s V V =ω=ρsat ρ'=ρ[或d ρ1— 365.04.083.14.1=-=s V ;74.2365.01===w s s s V M G ρ; 10.1365.04.0===s v V V e 。
1—6某科研试验,需配制含水量等于62%的饱和软土1m 3,现有含水量为15%、比重为2.70的湿土,问需湿土多少公斤?加水多少公斤? 解:1m 3饱和软土中含土粒:t M s 01.17.2162.01=+=;折合%15=ω的湿土:kg t M M M M s w s 116016.1)15.01(01.1)1(==+⨯=+=+=ω;需要加水:kg t M M s w 475475.0)15.062.0(01.1)(12==-⨯=-=ωω。
1—7已知土粒比重为2.72,饱和度为37%,孔隙比为0.95,问孔隙比不变的条件下,饱和度提高到90%时,每立方米的土应加多少水? 解:1m 3S r 提高到1m 31—8混成10%解:1V =解得:2V 1—9γ',并求饱和度Sr 为75%时的重度γ和含水量w 。
第一章课后作业参考答案西南交大土木学业中心第二章1-7 解:336kN/m 5.17106005.1=⨯==-mN V W γ %5.2385.085.005.1=-==s w W W W 36kN/m 17.14106085.0=⨯==-V W s d γ 884.011=-⋅=-=dw s d s G e γγγγ ()110.884s w e γγ+⋅=-= 32.67100.8841018.9kN/m 110.884s wsat e e γγγ+⋅⨯+⨯===++ 3kN/m 8.8=-='w sat γγγ2.670.23571.0%0.884s s r w w G w S e e γγ⋅⋅⨯====⋅ 1-8 证:式(1.14):式(1.15):式(1.17):1-9 解:此题有多种解法, 但基本原理是相同的。
设:加水前土的质量为M, 含水量加水后土的质量为M ′, 含水量需加的水量为ΔM w由于加水前后土粒质量未变, 即 故:11'1'w M M M M w w w '+∆==+++ ∴ 1'10.151000100095.2kg 110.05w w M M M w ++∆=⋅-=⨯-=++ 1-10 解:解法1:夯实后的孔隙比 471.085.015.067.22=⨯=⋅=r s S w G e 夯实后的重度322(1)(115%) 2.671020.87kN/m 110.471s w e γγ++⨯⨯===++ 因无水土流失, 故有由此得到夯实后的土厚 1122160.50.383m 20.87h h γγ⋅⨯===解法2:夯实前后, 土粒的高度未变, 故有e h e h e h h e hh s s '+'=+'+'='+=1111 夯实前 ()1 2.6710 1.15110.91916s w e γγ+⨯⨯=-=-= 夯实后 471.085.015.067.2=⨯=⋅='r s S w G e ∴ 夯实后的厚度 m 383.05.0919.01471.0111=⨯++=⋅+'+='h e e h解法3:取夯实前单位底面积的土体计算, 其体积为土的重量为160.58kN W =⨯=其中, 颗粒重 得到: 颗粒所占高度水重 得到: 水所占高度考虑到夯实过程中, 水和颗粒均无损失, 故夯实后土的高度为 /0.2610.104/85%0.383m s w r h h h S =+=+=。
(第二次作业)2-1 某办公楼工程地质勘察中取原状土做试验,用体积为1003cm 的环刀取样试验,用天平测得环刀加湿土的质量为245.00g ,环刀质量为55.00g ,烘干后土样质量为170.00g ,土粒比重为2.70。
计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙率以及饱和度,并比较各种密度的大小。
解:已知:V=100 cm 3;M=245-55=190g ;M s =170g ;土粒比重Gs=M s /V s =2.70; M w = M - Ms=186-170=16g ,ρw=1 g/cm 3;所以V w =16cm 3; 土粒比重G s =M s /V s =2.70;所以V s = M s /2.70=62.96cm 3; V=100 cm 3;Vs=62.96cm 3;Vw=16cm 3;所以V v =V-V s =100-62.96=37.04cm 3;V a =V v -V w =37.04-16=21.04 cm 3; 因此:天然密度Vm=ρ=190/100=1.90 g/cm 3; 干密度/ds m Vρ= =170/100=1.70 g/cm 3;饱和密度()/sat s v w m V V ρρ=+=(16+170+21.04×1)/100=2.07 g/cm 3;天然含水率%42.9%10017016%100=⨯=⨯=s w m m w 孔隙比/v s e V V == 37.04/62.96=0.588孔隙率()/100v n V V =⨯%=V v/V=37.04/100=37.04%饱和度()/100rw v S V V =⨯%=16/37.04=43.2%综上所述:ρsat >ρ>ρd2-3某住宅地基土的试验中,已测得土的干密度d ρ=1.643/cm g ,含水率w =21.3﹪,土粒比重S G =2.65。
计算土的e 、n 和r S 。
《土力学》作业答案 第一章1一1根据下列颗粒分析试验结呆,作出级配曲线,算出Cu 及Cv 值,并判断其级配情况是否 良粒径/mm粒组含量/%粒径/mm粒组含量/%20〜10 1 0.25-0.10 19 10-5 3 0.10-0.05 8 5~2 5 0.05-0.01 4 2-1 7 0.01-0.005 3 1-0.520 0.005-0.00220.5-0.252S解: 粒径(mm) 20 10 5 2 1 0.5 0.25 0.1 0.05 0.01 0.005 小于该粒径的含 量百分数(%) 10099969184643617952级配曲线见附图。
习题颗粒人小级配曲线= 1.62C u >5, l<Cc<3;100小于某直径Z土重百分数1E-3由级配曲线查得:d 6o=O.45,cho=O ・O55, d3o=O ・2;C _ d 。
_ 0.45"一石一 0.055= 8.1880 70 60 50 40 30 20 % 10 10010 1 0.1 0.01 土粒直径以亳米计0,22 0.45x0.055故,为级配良好的土。
1—2有A 、B. C 三种土,各取500g,颗粒大小分析结果如表:粒径/mm质量/g粒径/mm质量/gA B C A B c 10-5 0 0 145 0.1-0.05 112.5 17.5 10 5~2 0 25 75 0.05-0.02 97.5 10 0 2-1 17.5 60 0 0.02-0.01 35 0 0 1-0.5 42.5 210 30 0.01-0.005 20 0 0 0.5-0.2557.5 140 100 0.005-0.002200.25-0.197.537.5140要求:(1)绘出级配曲线;(2)确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv,并由Cg Cv 判断级配情况。
解: 粒径(mm) 105 2 1 0.5 0.25 0.1 0.05 0.02 0.01 0.005 0.002小于该粒 径的含量 百分数(%)100 96.5 88 76.5 57 34.5 15 84A10095 83 41 13 5.5 2 0B 100 7156565・3・2C级配曲线见附图。
1-8 有一块体积为60 cm 3的原状土样,重1.05 N, 烘干后0.85 N 。
已只土粒比重(相对密度)s G =2.67。
求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d 、饱和重度sat 、浮重度’、孔隙比e 及饱和度S r解:分析:由W 和V 可算得,由W s 和V 可算得d ,加上G s ,共已知3个指标,故题目可解。
363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ 363s d kN/m 2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs sG G Θ%5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12) %71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14)注意:1.使用国际单位制;2.w 为已知条件,w =10kN/m3;3.注意求解顺序,条件具备这先做; 4.注意各γ的取值范围。
1-10 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%,为便于夯实需在土料中加水,使其含水量增至15%,试问每1000 kg 质量的土料应加多少水解:分析:加水前后M s 不变。
于是:加水前: 1000%5s s =⨯+M M (1) 加水后: w s s 1000%15M M M ∆+=⨯+ (2) 由(1)得:kg 952s =M ,代入(2)得: kg 2.95w =∆M 注意:土料中包含了水和土颗粒,共为1000kg ,另外,swM M w =。
1-11 用某种土筑堤,土的含水量w =15%,土粒比重G s =2.67。
分层夯实,每层先填0.5m ,其重度等=16kN/ m 3,夯实达到饱和度r S =85%后再填下一层,如夯实时水没有流失,求每层夯实后的厚度。
解:分析:压实前后W s 、V s 、w 不变,如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ,则压实前后h s 不变,于是有:2211s 11e he h h +=+=(1) 由题给关系,求出:919.0116)15.01(1067.21)1(s 1=-+⨯⨯=-+=γγw e 471.085.015.067.2s 2=⨯==r S w G e 代入(1)式,得: m 383.05.0919.01471.011)1(1122=⨯++=++=e h e h1-9 根据式(1—12)的推导方法用土的单元三相简图证明式(1-14)、(1-15)、(1-17)。
《土力学》课后习题答案第一章1-1:已知:V=72cm3m=129.1g m s=121.5g G s=2.70则:129.1121.56.3%121.5ssm mwm--===3333 129.1*1017.9/72121.5452.77245271.0*27121.5*1020.6/72sssV ssat w V ssat satmg g KN mvmV cmV V V cmm V mg g g KN mV Vγρρργρ========-=-=++=====3320.61010.6/121.5*1016.9/72sat wsdsat dKN mmg KN mVγγγγγγγγ'=-=-===='>>>则1-2:已知:G s=2.72 设V s=1cm3则33332.72/2.722.72*1016/1.72.720.7*1*1020.1/1.720.11010.1/75%1.0*0.7*75%0.5250.52519.3%2.720.525 2.721.sssd ds V wwrw w V rwsw sg cmm gmg g KN mVm Vg g KN mVKN mm V S gmwmm mg gVργρργργγγργρ======++===='=-=-========++===当S时,3*1019.1/7KN m=1-3:3477777331.70*10*8*1013.6*1013.6*10*20%2.72*1013.6*10 2.72*10850001.92*10s d w s s wm V kg m m w kg m m V m ρρ======++==挖1-4: 甲:33334025151* 2.72.7*30%0.81100%0.812.70.811.94/10.8119.4/2.71.48/1.8114.8/0.81p L P s s s s w r wV ws w s w s d s w d d vsI w w V m V g m g S m V m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρρργρργρ=-=-=======∴==++===++=====+====设则又因为乙:3333381 2.682.68*22%0.47960.47962.680.47962.14/10.47962.14*1021.4/2.681.84/1.47961.84*1018.4/0.4796p L p s s s s w s V s w s V s d s w d d VsI w w V m V g m m w g V cm m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρργρργρ=-========++===++======+=====设则则γγ∴<乙甲 d d γγ<乙甲 e e >乙甲 p p I I >乙甲则(1)、(4)正确1-5:1s w d G eρρ=+ 则2.7*1110.591.7022%*2.7185%0.59s wds r G e wG S e ρρ=-=-====>所以该料场的土料不适合筑坝,建议翻晒,使其含水率降低。
第1章 作业参考答案P401-5 :含水量44.34%;孔隙比1.20;孔隙度(率)54.54%;饱和密度1.77g/cm 3;浮密度0.77g/cm 3;干密度1.22g/cm 3;饱和重度17.7 kN/cm 3;浮重度7.7kN/cm 3;干重度12.2kN/cm 3 1-8:天然孔隙比e=0.64;相对密实度Dr=0.57,中密。
1-10:夯实地基干重度15.37kN/cm 3,D=0.97>0.95,夯实合格。
1-13:解:基坑体积318003600m h A V =⨯=⋅=土粒质量kg g Vm d s631088.21018001016⨯=⨯⨯=⋅=ρ现有土料质量s s m m =',则需要现有土料质量为:kg w m m s 660102256.3%)121(1088.2)1(⨯=+⨯⨯=+'=' 现有土料体积3220056.14180016/m V ggVgm m V d d =⨯=⋅=⋅='='='γγγγγρ每立方米土料需要加水kg V w w m m o op sw522200%)12%16(1088.2)(6=-⨯⨯='-'='1-15:131.30 cm 3,粉质黏土,流塑。
第二章 作业补充2-3 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230cm A =,长度cm L 4=,渗透仪水头管(细玻璃管)断面积21256.0cm a =,水头差从cm h 1301=∆降低到cm h 1102=∆所需时间min 8=t 。
试推导变水头试验法确定渗透系数的计算公式,并计算该粘土在试验温度是的渗透系数k 。
解:变水头试验试验过程中水头差一直在随时间而变化,试验时,测记起始水头差1h ∆,经过时间t 后,再测记终了水头差2h ∆,通过建立瞬时达西定律,即可推出渗透系数k 的表达式。
设试验过程中任意时刻作用于试样两端的水头差为h ∆,经过dt 时段后,水头管中水位下降dh ,则dt 时间内流入试样的水量为adh dq -=1式中,右端的负号表示水量随h ∆的减少而增加。
根据达西定律,dt 时间内渗流出试样的水量为Adt LhkkiAdt dq ∆==2 根据水流连续原理,应有21dq dq =,于是得hdhkA aL dt ∆-= 等式两边各自积分⎰⎰∆∆∆-=210h h thdhkA aL dt 21ln h h kA aL t ∆∆=将此式中自然对数改用常用对数表示,得变水头试验法确定渗透系数的计算公式21lg 3.2h h At aL k ∆∆= 将试验有关参数代入,得该粘土在试验温度是的渗透系数ks cm cm k /1082.5min /1049.3110130lg 83041256.03.264--⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯=第三章 作业教材3-1计算题3-1:计算并比较图3-1所示甲、乙土层中的自重应力区别,并绘制自重应力分布曲线。
解:地面以下2m 处竖向有效自重应力 (地下水位处) 土层甲 :Pa Z k 0.3525.17=⨯=甲σ土层乙:Pa Z k 0.3525.17=⨯=乙σ 地面以下4m 处竖向有效自重应力 土层甲 :kPa Z 0.53210-1925.17=⨯+⨯=)(甲上σ因为4m 以下为不透水岩石kPa Z 0.7321925.17=⨯+⨯=甲下σ土层乙:Pa Z k 0.53210-1925.17=⨯+⨯=)(乙σ 地面以下6m 处竖向有效自重应力土层甲 :kPa Z 0.11322021925.17=⨯+⨯+⨯=甲σ土层乙:Pa Z k 2.722)106.19(210-1925.17=⨯-+⨯+⨯=)(乙σ 地面以下8m 处竖向有效自重应力土层甲 :kPa Z 0.15425.2022021925.17=⨯+⨯+⨯+⨯=甲σ土层乙:Pa Z k 2.2.932)105.20(2)106.19(210-1925.17=⨯-+⨯-+⨯+⨯=)(乙σ补充3-1.某矩形基础的埋深d=2m ,基础面积为m l b 25.1⨯=⨯,地面处由上部结构传来施加于基础中心的荷载kN F 400=,地表下为均质粘土,土的重度3/18m kN =γ,地下水水位距地表1m ,土的饱和重度3/5.19m kN sat =γ,求基底附加压力。
解:在埋深范围内,水位以上土层厚度m d 11=,水位以下土层厚度m d 12=。
该基础为中心受压基础,基底压力为AAd Ad F A G F p w G G 21)(γγγ-++=+=kPa 3.16325.1125.110125.120400=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+=基础底面处的自重应力kPa d d w sat c 5.27)(21=-+=γγγσ则基底附加压力为kPa p p c 8.1355.273.1630=-=-=σ补充3-2.已知某工程为条形基础,长度为l ,宽度为b 。
在偏心荷载作用下,基础底面边缘处附加应力p max =150kPa ,p min =50kPa 。
计算此条形基础中心点下深度为:0,0.25b ,0.50b ,l.0 b ,2.0 b ,3.0 b 处地基中的附加应力。
参考答案100kPa ,96kPa ,82kPa ,55. 2kPa ,30. 6kPa ,20. 8kPa第4章作业及参考答案1.有一矩形基础,,如图所示。
基础长度L为4m,宽度B为2.5m,埋置深度d 为1m,埋置深度范围内的土体容重18kN/m3,作用在基础顶面中心荷载F等于920kN。
地基土分层如图所示,土的压缩性如图表所示。
若地下水位距离基础底面1m处试求基础中心点的沉降量。
参考答案:s=90mm,详解略。
2.设某粘土层的厚度为8m,表面作用有大面积均布荷载,设荷载瞬时加上。
若土层的初始孔隙比e0为0.9,压缩系数a为0.25MPa-1,渗透系数k为17mm/year。
试问:(1)加荷一年后,基础中心点的沉降量为多少?(2)当基础的沉降量达到最终沉降量的一半时需要多少时间?解:(1)无限均布荷载,粘土中附加应力沿深度均匀分布,即:kPa P z 120==σ粘土层最终沉降量:cm H ea s z 6.121=+=σ固结系数:年/9.12)1(2m a e k C wv =+=γ查表,双面排水,1=α,得到相应的固结度为%5.82=t U则 t=1年时的沉降量:cm s t 39.10%5.82.126=⨯=(2)由固结度定义 %50==∞s s U tt ,得 St=6.3cm由%50==∞s s U tt,1=α,查表得Tv=0.2 所以:y C H T t v v 25.09.1242.022=⨯==3. 矩形基础,基础长度L 为2m ,宽度B 为2m ,埋置深度d 为2m ,地基承载力标准值fak=185kPa ,基底附加应力P0=185kPa ,按照《建筑地基基础设计规范》,求地基变形计算深度zn=4.5m 内地基最终变形量为多少。
解(步骤略):)(1110--=-=∑i i i i ni sis z z E P ααψs MPaE Z Z Z Z E A A E sii i i i i i i i si i i S 48.7048.05.5884.03.9.0048.0884.09.0)()(1111=++++=--==∑∑∑∑----αααα查表得ψs 为1.3S=1.3×(50.5+29.7+1.1)=106mm第5章作业及参考答案1. 摩尔强度包络线:土体发生剪切破坏时,剪切破坏面上的剪应力f τ是该面上的法向应力σ的函数,这个函数在στ-f 坐标中是一条曲线,该曲线称为莫尔包线。
2. 应变硬化:土体开始屈服以后,屈服点的位置不断提高,土体能够承受更大的应力,这种现象称为应变硬化。
3. 砂土液化:在饱和砂土中,由于振动引起颗粒的悬浮,超静孔隙水压力急剧升高,直到其孔隙水压力等于总应力时,有效应力为零,砂土的强度丧失,砂土呈液体流动状态,称为液化现象。
4. 简述土抗剪强度的来源及影响因素。
答:根据莫尔一库伦强度理论,土的抗剪强度来源于两部分:摩擦强度φσtg (或''φσtg )和粘结强度c (或c ‘)。
摩擦强度包括两部分:一是颗粒之间因剪切滑动时产生的滑动摩擦,另一是因剪切使颗粒之间脱离咬合状态而移动所产生的咬合摩擦。
摩擦强度取决于剪切面上的正应力和土的内摩擦角,内摩擦角是度量滑动难易程度和咬合作用强弱的参数,其正切值为摩擦系数。
影响内摩擦角的主要因素有密度,颗粒级配,颗粒形状,矿物成分,含水量等,对细粒土而言,还受到颗粒表面的物理化学作用的影响。
通常认为粗粒土的粘结强度c 等于零。
细粒土的粘结强度c 由两部分组成:原始粘结力和固化粘结力,原始粘结力来源于颗粒间的静电力和范德华力,固化粘结力来源于颗粒间的胶结物质的胶结作用。
5.设砂类土地基中某点的大主应力kPa 4001=σ,小主应力kPa 2003=σ,砂土 的内摩擦角︒=25ϕ,粘聚力c=0,试判断该点是否破坏?(至少使用2种方法)6.某饱和粘性土由固结不排水试验测得的有效抗剪强度指标为a kP c 20'=,0'20=φ。
(1)如果该土样受到总应力a kP 2001=σ和a kP 1203=σ的作用,测得孔隙水压力为a kP u 100=,则该试样是否会破坏?(2)如果对该土样进行固结排水试验,围压a kP 1203=σ,问该样破坏时应施加多大的偏压?解:(1) 试样受到的有效应力分别为:a kP u 1001002001'1=-=-=σσ a kP u 201001203'3=-=-=σσ与'3σ共同作用使土样处于极限平衡状态的有效大主应力'11σ为:)245(2)245('0''02'3'11φφσσ+⋅++⋅=tg c tga kP tg tg 9.97)22045(202)22045(2000002=+⋅⨯++⋅=因 '1'11σσ<故该土样会发生破坏。
(2)对于固结排水试验,有效应力和总应力相等,即a kP 1203'3==σσ,由此可得试样破坏时的大主应力1σ:)245(2)245('''2'3'11φφσσσ+⋅++⋅==tg c tga kP tg tg 9.301)22045(202)22045(12000002=+⋅⨯++⋅=则得该试样破坏时应施加的偏压a kP 9.181311=-=∆σσσ第6章作业及参考答案6-1某条形基础置于一均质地基上,宽3m ,埋深1m ,地基土天然重度18.0kN/cm 3,天然含水量38%,土粒相对密度2.73,抗剪强度指标012=φ,c =15Kpa ,问该基础的临塑荷载Pcr 、塑性荷载P 1/3、P 1/4各为多少?若地下水位上升至基础底面,假定土抗剪强度指标不变,其Pcr 、P 1/3、P 1/4有何变化? 解:根据︒=12ϕ,查表可得:31.0,23.0,42.4,94.1)3/1()4/1(====b b c q N N N N则:kPa cN dN P c q cr 2.10142.40.1594.10.10.180=⨯+⨯⨯=+=γkPacN dN bN P cq b 6.11342.40.1594.10.10.1823.00.30.180)4/1(4/1=⨯+⨯⨯+⨯⨯=++=γγkPacN dN bN P cq b 9.11742.40.1594.10.10.1831.00.30.180)3/1(3/1=⨯+⨯⨯+⨯⨯=++=γγ 地下水位上升至基础底面,不会对承载力系数产生影响,此时r 必须取有效重度w sat γγγ-='w s s sat w d d γργ++-=)1()1(3/27.8)38.01(73.20.18)173.2()1()1(m kN w d d s s w sat =+⨯⨯-=+-=-='ργγγkPa cN dN P c q cr 2.10142.40.1594.10.10.180=⨯+⨯⨯=+=γkPacN dN bN P cq b 9.10642.40.1594.10.10.1823.00.327.80)4/1(4/1=⨯+⨯⨯+⨯⨯=++'=γγ kPacN dN bN P cq b 9.10842.40.1594.10.10.1831.00.327.80)3/1(3/1=⨯+⨯⨯+⨯⨯=++'=γγ 本题解析:从比较可知,当地下水位上升至基底面时,地基的临塑荷载没有发生变化,地基的塑性荷载(临界荷载)降低,不难看出,当地下水位上升到基底以上时临塑荷载也将降低,由此可知对工程而言,做好排水工作,防止地表水渗入地基,对保证地基的承载力具有重要的意义。