土力學(xué)習(xí)題集答案 第十章1

1、 土坡和地基的穩(wěn)定性第10章 簡(jiǎn)答題1. 1.土坡穩(wěn)定有何實(shí)際意義影響土坡穩(wěn)定的因素有哪些 何為無(wú)黏性土坡的自然休止角無(wú)黏性土坡的穩(wěn)定性與哪些因素有關(guān)2. 簡(jiǎn)述畢肖普條分法確定安全系數(shù)的試算過(guò)程3. 畢肖普條分法及楊布條分法的試比較土坡穩(wěn)定分析瑞典條分法、4.規(guī)范圓弧條分法、 異同 分析土坡穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)如何根據(jù)工程情況選取土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和穩(wěn)定安全系數(shù)5. 6.地基的穩(wěn)定性包括哪些內(nèi)容地基的整體滑動(dòng)有哪些情況應(yīng)如何考慮 7.土坡穩(wěn)定分析的條分法原理是什么如何確定最危險(xiǎn)的圓弧滑動(dòng)面 8.條分法確定安全系數(shù)的步驟。簡(jiǎn)述楊布(Janbu) 填空題2. 1.黏性土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的表達(dá)式為。 。2.無(wú)黏性

2、土坡在自然穩(wěn)定狀態(tài)下的極限坡角，稱(chēng)為自然休止角 3.瑞典條分法穩(wěn)定安全系數(shù)是指 和 之比。 4.黏性土坡的穩(wěn)定性與土體的 、 、 、 和 等5個(gè)參數(shù)有密切關(guān)系。 5.簡(jiǎn)化畢肖普公式只考慮了土條間的 作用力而忽略了 作用力。 3.選擇題 1.無(wú)粘性土坡的穩(wěn)定性，（ B ）。 A.與坡高無(wú)關(guān)，與坡腳無(wú)關(guān) B.與坡高無(wú)關(guān)，與坡腳有關(guān) C.與坡高有關(guān)，與坡腳有關(guān) D.與坡高有關(guān)，與坡腳無(wú)關(guān) 2.無(wú)黏性土坡的穩(wěn)定性（ B ）。 A.與密實(shí)度無(wú)關(guān) B.與坡高無(wú)關(guān) C.與土的內(nèi)摩擦角無(wú)關(guān) D.與坡角無(wú)關(guān) 3.某無(wú)黏性土坡坡角=24，內(nèi)摩擦角=36，則穩(wěn)定安全系數(shù)為( C ) = B. K= = D. K=

3、4. 在地基穩(wěn)定性分析中，如果采用分析法，這時(shí)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)該采用下列哪種方法測(cè)定（ C ） A.三軸固結(jié)不排水試驗(yàn) B.直剪試驗(yàn)慢剪 C.現(xiàn)場(chǎng)十字板試驗(yàn) D.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 5. 瑞典條分法在分析時(shí)忽略了（ A ）。 A.土條間的作用力 土條間的法向作用力B.C.土條間的切向作用力 6.簡(jiǎn)化畢肖普公式忽略了（ C ）。 A.土條間的作用力 B.土條間的法向作用力 C.土條間的切向作用力 4.判斷改錯(cuò)題 1.黏性土坡的穩(wěn)定性與坡高無(wú)關(guān)。X 2.用條分法分析黏性土的穩(wěn)定性時(shí)，需假定幾個(gè)可能的滑動(dòng)面，這些滑動(dòng)面均是最危 險(xiǎn)的滑動(dòng)面。 3.穩(wěn)定數(shù)法適用于非均質(zhì)土坡。 4.畢肖普條分法的計(jì)算精度高于

4、瑞典條分法。 5.畢肖普條分法只適用于有效應(yīng)力法。 5.計(jì)算題 如坡角，安全系數(shù)K=，1.。一簡(jiǎn)單土坡，(1) ，安全系數(shù)仍為，試確定最大穩(wěn)定坡試用穩(wěn)定數(shù)法確定最大穩(wěn)定坡高；(2)如坡高 ，試確定穩(wěn)定安全系數(shù)(3)角；K如坡高。，坡角 某砂土場(chǎng)地經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得砂土的自然休止角2. K=，問(wèn)開(kāi)挖基坑，若取穩(wěn)定安全系數(shù) 時(shí)土坡坡角應(yīng)為多少若取，則K又為多少 ，黏聚力，3. 某地基土的天然重度，內(nèi)摩擦角當(dāng)采取坡度11開(kāi)挖坑基時(shí)，其最大開(kāi)挖深度可為多少 =，若取安全系4. 已知某挖方土坡，土的物理力學(xué)指標(biāo)為 數(shù),試問(wèn)： 將坡角做成(1) 時(shí)邊坡的最大高度；(2)若挖方的開(kāi)挖高度為6m ，坡角最大能做成多大

5、 ，土的內(nèi)摩擦角，黏聚力1，邊坡高度為25. 某簡(jiǎn)單黏性土坡坡高 ，坡頂作用著線荷載，試用瑞典條分法計(jì)算土坡的穩(wěn)定，重度安全系數(shù)。 解： (1) 按比例繪出該土坡的截面圖，如圖10-1所示，垂直界面方向取1m長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算（作 已縮小）。10-1圖時(shí)宜畫(huà)大一些，圖 得角，作圖得E點(diǎn)。現(xiàn)假定查表9-1E點(diǎn)為滑動(dòng)圓(2) 由土坡坡度 12 ，作假設(shè)圓弧滑動(dòng)面AC。弧的圓心，EA常作為半徑r ，從圖上量得 ，共分為15個(gè)土條。取E點(diǎn)豎直線通過(guò)的土條為0(3) 號(hào)，取土條寬度 ，左邊分別為。右邊分別為 計(jì)算各土條的重力(4) 。,為各土條的中間高度，可從圖中按比例其中 ”）的寬度與不同，故要換算成同面積及

6、同寬-5”和“9量出。其中兩端土條（編號(hào)為“ 可視為三角形，算得其面積分別為和-5和9度b時(shí)的高度。換算時(shí)土條 9的相應(yīng)高度分別為：，得到土條-5和 圖10-1 第9章 參考答案 1簡(jiǎn)答題 1.【答】 山區(qū)的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整場(chǎng)地、開(kāi)挖基坑而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影響，造成邊坡局部土體滑動(dòng)而喪失穩(wěn)定性，邊坡的坍塌常造成嚴(yán)重的工程事故，并危及人身安全，因此，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)倪吰陆孛?，采取合理的施工方法，必要時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性以及采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?，以達(dá)到保證邊坡穩(wěn)定。減少填挖土方量、縮短工期和安全節(jié)約的目的。 影響邊坡穩(wěn)定的因素一般有一下幾個(gè)方面： （1）土

7、坡作用力發(fā)生變化。例如由于在坡頂堆放材料或建造建筑物使坡頂受荷，或由于打樁、車(chē)輛行駛、爆破、地震等引起的震動(dòng)改變了原來(lái)的平衡狀態(tài)。 ）土體抗剪的強(qiáng)度的降低。例如土體中含水量或孔隙水壓力的增加。2（ （3）靜水壓力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的豎向裂縫，對(duì)土坡產(chǎn)生側(cè)向壓力，從而促進(jìn)捅破的滑動(dòng)。 （4）地下水在土壩或基坑等邊坡中的滲流常是邊坡失穩(wěn)的重要因素，這是因?yàn)闈B流會(huì)引起動(dòng)水力，同時(shí)土中的細(xì)小顆粒會(huì)穿過(guò)粗顆粒之間的孔隙被滲流挾帶而去，使土體的密實(shí)度下降。 （5）因坡腳挖方而導(dǎo)致土坡高度或坡腳增大。 2. 【答】 砂土的自然休止角：砂土堆積成的土坡，在自然穩(wěn)定狀態(tài)下的極限坡腳，稱(chēng)為自然休止

8、角，砂土的自然休止角數(shù)值等于或接近其內(nèi)摩擦角，人工臨時(shí)堆放的砂土，常比較疏松，其自然休止角略小于同一級(jí)配砂土的內(nèi)摩擦角。 一般來(lái)講，無(wú)黏土土坡的穩(wěn)定性與坡高無(wú)關(guān)，只和坡角、土的內(nèi)摩擦角有關(guān)，且只要坡角小于土的內(nèi)摩擦角就穩(wěn)定；當(dāng)無(wú)黏土土坡有滲流時(shí)，除以上因素，還和土體本身的重度有關(guān)。 3. 【答】 可用文字?jǐn)⑹鲋旅嬉猿绦蚝?jiǎn)圖描述之。 4. 【答】 幾種方法的異同用表格簡(jiǎn)單表述如下： 5. 【答】 分析土坡穩(wěn)定時(shí)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選用下表： 分析土坡穩(wěn)定時(shí)的安全系數(shù)見(jiàn)（JTJD30-2004）和（JTJ01796），也可選用下表： 6. 【答】 地基的穩(wěn)定性包括以下主要內(nèi)容: 承受很大水平力或傾覆

9、力矩的建(構(gòu))筑物； 位于斜坡或坡頂上的建(構(gòu))筑物； 地基中存在軟弱土層，土層下面有傾斜的巖層面、隱伏的破碎或斷裂帶，地下水滲流等。 地基的整體性滑動(dòng)有以下三種情況： 擋墻連同地基一起滑動(dòng)。可用抗滑力矩和滑動(dòng)力矩的比值作為安全系數(shù)計(jì)算，也可用類(lèi)似土坡的條分法計(jì)算，一般要求K大于； 當(dāng)擋土墻周?chē)馏w及地基土都比較軟弱時(shí)，min地基失穩(wěn)時(shí)可能出現(xiàn)貫入軟土層深處的圓弧滑動(dòng)面。同樣可采用類(lèi)似于土坡穩(wěn)定分析的條分法計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)，通過(guò)試算求得最危險(xiǎn)的圓弧滑動(dòng)面和相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)K，一般min要求Km；當(dāng)擋墻位于超固結(jié)堅(jiān)硬黏性土層中時(shí)，其滑動(dòng)面可沿著近似水平面的軟弱結(jié)in構(gòu)面發(fā)生非圓弧滑動(dòng)面。計(jì)算是

10、采用主(被)動(dòng)擋墻的壓力公式，以抗滑力和滑動(dòng)力的比值計(jì)算，一般要求Km。 in7. 【答】 土坡穩(wěn)定分析的條分法的基本原理是：假定土坡沿著圓弧面滑動(dòng)、將圓弧滑動(dòng)體若干豎直的土條，計(jì)算各土條對(duì)圓弧圓心的抗滑動(dòng)力矩與滑動(dòng)力矩，由抗滑動(dòng)力矩與滑動(dòng)力矩之比（穩(wěn)定安全系數(shù)）來(lái)判別土坡的穩(wěn)定性。這時(shí)需要選擇多個(gè)滑動(dòng)圓心，分別計(jì)算相應(yīng)的安全系數(shù)，其中最小的安全系數(shù)對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面為最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面。最小安全系數(shù)K0時(shí)，圓心在E點(diǎn)的上方，試算時(shí)可在DE的延長(zhǎng)線上取幾個(gè)圓心O,1O,，計(jì)算相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，在垂直DE的方向按比例繪出各線段來(lái)代表各安全系數(shù)的2數(shù)值，然后連成K值曲線，在該曲線最小的K值處做垂直線FG，

11、然后在FG線上另取若干個(gè)圓心0,O，計(jì)算出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，同樣可作出K值曲線，并以K值曲線上的21最小值作為K而相應(yīng)的O為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心。 ，mm8. 【答】 一般來(lái)講可按下述三步進(jìn)行： 帶入m（式并假定Fs=1，算出(1)先假設(shè)H=0；ii 中）算出值和原前一值比較，迭代直到滿足精度要求； (2)再用力和極限平衡方程及力矩方程的公式，分別求出每一土條的Tf，P及H，并計(jì)算iii出 H； i(3)用新求出的 H重復(fù)步驟1，求出Fs的第二次近似值，并以此值重復(fù)步驟2計(jì)算每一i土條的Tf，P， H，直到前后計(jì)算的Fs達(dá)到某一精度要求。 iii 2填空題 2.1.3.抗滑力矩，滑動(dòng)力矩 ，坡

12、高 ，土坡的坡角，重度4.、抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 5.法向，切向 3選擇題 4判斷改錯(cuò)題 1. ，只有黏性土坡的穩(wěn)定性才與坡高無(wú)關(guān)。 2. ，只有最小安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面才是最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面。 3. ，只適用于均質(zhì)土坡。 4. 5. ，畢肖普條分法也適用于總應(yīng)力法。 5計(jì)算題 1. 解： 得，代入式（10-6），(N-S圖見(jiàn)下圖（1）由10-2)、查s 得： 圖10-2 (2) 圖得查N-S由。、s 10-6(3)），得：由查N、-S,圖得代入式（s 2. 解： 3. 解： ），得：，代入式（，查N-S10-6由圖得、s 解：4. 10-6由），得：、查N-S，代入式（圖得(1)s (2) -S由N、查圖得。s 5. 解： ，見(jiàn)下、和列表計(jì)算各土條的 表所示，其中 AC(1) 量出AC弧長(zhǎng)：弧的圓心角，計(jì)算 ）故可將式（10-9、為常量，同時(shí)坡頂作用由荷載(2) 計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)。由于Q,、 改寫(xiě)成如下形式，并代入各值進(jìn)行計(jì)算： 也不