第三章土中应力和地基应力分布
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章节习题及答案第一章 土的物理性质1 有一块体积为60 cm 3的原状土样,重 N, 烘干后 N 。
已只土粒比重(相对密度)s G =。
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 γ 3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs s G G%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/m 3;3.注意求解顺序,条件具备这先做; 4.注意各的取值范围。
2 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 =。
3 用某种土筑堤,土的含水量w =15%,土粒比重G s =。
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 h4 某砂土的重度s γ=17 kN/ m 3,含水量w =%,土粒重度s γ= kN/ m 3。
课程辅导 >>> 第三章、土中应力和地基应力分布第三章土中应力和地基应力分布一、内容简介土中应力是指自重、建筑物和构筑物荷载以及其他因素(如土中水的渗流、地震等)在土体中产生的应力。
土中应力过大时,会使土体发生破坏乃至发生滑动,失去稳定。
此外,附加应力会引起土体变形,使建筑物发生沉降、倾斜以及水平位移。
土是三相体,具有明显的非线性特征。
为简便起见,将地基土视作连续的、均匀的、各向同性的弹性半无限体,采用弹性理论公式计算土的应力。
这种假定同土体的实际情况有差别,不过其计算结果尚能满足实际工程的要求。
二、基本内容和要求1 .基本内容( 1 )土中一点的应力状态;( 2 )弹性力学平衡方程及边界条件;( 3 )均匀满布荷载及自重应力作用下的应力计算;( 4 )垂直集中荷载、线状荷载、带状荷载、局部面积荷载作用下的应力计算;(5)基底接触压力;(6)刚性基础基底压力的简化计算方法。
2 .基本要求★ 概念及基本原理【掌握】自重应力及附加应力; Winkler 假定;截面核心。
【理解】基底压力的分布规律。
★ 计算理论及计算方法【掌握】均匀满布荷载及自重作用下地基应力的计算;刚性基础基底压力简化算法的基本假定及计算;垂直集中、垂直线状荷载及带状荷载作用下地基应力的简化计算法;角点法;截面核心的计算。
三、重点内容介绍1 .土中一点的应力状态土中一点的应力可用 6 个独立分量即、、、、、来表示。
其中,总可以找到三个相互正交的面,其上的 6 个剪应力分量均为 0 ,相应的法向应力称为主应力,并有。
对平面问题,设坐标系为x - z ,则有( 3-1 )最大主应力的作用方向与竖直线间的夹角θ由下式确定( 3-2 )2 .弹性力学平衡方程设土体的重度为,则相应的平衡方程为在 x 轴方向( 3 -3a )在 y 轴方向( 3-3b )在 z 轴方向( 3 -3c )3 .饱和土的有效应力原理外荷载在饱和土体内某点所产生的正应力由水和颗粒承担:其中,由水承担的应力称为孔隙水压力,颗粒之间的作用力所对应的应力称为有效应力,并有或( 3-4 )上式即为饱和土的有效应力公式。