工程地質(zhì)與土力學(xué)試題庫(kù)計(jì)算題02404

1、工程地質(zhì)與土力學(xué)試題庫(kù)（計(jì)算題）1、用體積為72cm3的環(huán)刀取得某原狀土樣重132g,烘干后土重122g, ds=2.72,試計(jì)算該土樣的與、0 Sr、丫、 '£、Yd，并比較各重度的大小。（答案：與=8.2% , e = 0.61, $ =36.6%，丫 = 18.33KN/m3，丫sat = 20.68KN/m3,=10.68KN/m3, % =16.89KN/m3, Tsat > - >d > Y）解：(1) 土的密度 P = 132 =1.83 g/cm3,重度 Y=10x 1.83=18.3 KN/m372人132-122(2)含水量 = =8.2

2、%122ds(1)：w 2.72 (1 0.082) 10 .e =：w -1=1 =0.61(3)天然孔隙比18.3(5)(6)18.33=16.9 KN/m3-1 1 0.082一ds e =20.68 KN/m3sat 一 w1 e=sat" w=10.68 KN/m3ds飽和度sr =一se各重度之間大小關(guān)系為：2、某土樣處于完全飽和狀態(tài),0.86; 7 = 19kN / m3）(7)J082 登2 =36.6%0.61sat - d土粒比重為 2.68,含水量為32.0%,試求該土樣的孔隙比e和重度Y。（答案：e3、 某完全飽和的土樣，經(jīng)測(cè)得其含水率 與=30%, 土粒比重

3、ds = 2.72。試求該土的孔隙比e、密度P和干密度3。d。解：（1）根據(jù)土樣飽和 Sr = s =1.0,得孔隙比 e=COds=0.3X 2.72=0.816 r e由-二項(xiàng)閂"得 p = dw =2201 = 1.95 g/M，、1 e1 0.816一 、一 口 1.95一（3）干皆度 0 = =1.5 g/ cm34、 某干砂試樣密度 P= 1.66g/cm3, 土粒比重ds = 2.69,置于雨中，若砂樣體積不變，飽和度增至40%時(shí)，此 砂在雨中的含水量切為多少？解：（答案：缶=9.2%）5、某原狀土，仍=32%, C0l=30%, « p =18%，確定土的名

4、稱(chēng)與物理狀態(tài)。解：（1）定名：I p =OL CCp =30-18=12,大于10小于17,故該土樣為粉質(zhì)黏土。一 - >32 一18一（2）確定狀態(tài)：土的液性指數(shù)I L = = 308 =1.17>1，屬于流塑狀態(tài)。6、某砂土的顆粒級(jí)配曲線，d10 =0.07mm,d30 =°.2mm, d60 =0.45mm ,求不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)，并進(jìn)行土的級(jí)配判別。解：不均勻系數(shù)C=S=0.45=6.4,曲率系數(shù)Cc= ME2 =1.27,滿(mǎn)足C > 5 ud100.07d60d00.07 0.45u且C=13時(shí)，故屬于級(jí)配良好。 c7、 某土樣土工試驗(yàn)成果如下：大于 0

5、.075mm累加含量為40%,與L =27%，與p=19%，切=22%, Gs=2.7,37=18 KN / m ,確定土的名稱(chēng)及狀態(tài)。解：（1）定名：大于0.075mm累加含量為40%,不超過(guò)50%,屬于細(xì)粒土。 I P =切L _仍P =27-19=8<10,故該 土樣為粉土。（2）確定狀態(tài)：土的液性指數(shù)I l = ®=22 -19 =0.35 ,屬于可塑狀態(tài)。8、某土樣濕土重120g,烘干至恒重為100g, 土的比重ds=2.74,天然重度Y =18 KN /m3，求天然孔隙比。“120 -100解：（1）含水量 © =20.0% ds（1，），七 2.74 （

6、1 0.2） 10 <（2）天然孔隙比 e = -1= - 1 =0.83:189、 在擊實(shí)筒（其體積為1000cm3）內(nèi)裝有擊實(shí)過(guò)的濕土 1870g,當(dāng)把這些土烘干后得干土重為1677g,已知土粒相 對(duì)密度為2.66,試求其含水量缶、重度了、干重度?d、孔隙比e、孔隙率n、飽和重度Ysat、有效重度Y'和飽和度srmw=1870- 1677=193g ,所以解：已知 V =1000cm3, m =1870g,ms=1677g,含水率缶=性=193 =11.5%,密度PM87。*, g /cm3 ms 1677V 1000重度 丫 = Pg =18.7KN /m3,孔隙比e一1

7、=0.586ds(1 )：wd 2.66 (1 0.115) 11 =?1.87e 0 586孔隙率 n = = =36.9%18.7干重度 d = = °15 =16.8 KN / m飽和重度 sat= wu26 10=20.5KN/m31 e 1 0.586有效重度t sat- w=20.5-10=10.5KN / m3飽和度旦=0=52.2%e 0.58610、某土樣測(cè)得重量為1.87N,體積為100cm3，烘干后重量為1.67N,已直土的相對(duì)密度為2.66。求土的丁、w、e、 d、 sat、sr、311、某土的體積為72 cm，土樣質(zhì)量為129g，干土質(zhì)量為120g，土的相對(duì)

8、密度為2.70,求含水量、重度、飽和重度、浮重度、干重度。12、某飽和粘土的含水量為35%，相對(duì)密度為2.72,求孔隙比和干重度。13、某土的液限為36%，塑限為20%，含水量為35%,求土樣的塑性指數(shù)、液性支書(shū)，并確定土樣名稱(chēng)和狀態(tài)。314、例某砂土天然狀態(tài)下的皆度為1.8 g / cm ,含水率為20% ,顆粒比重為2.65 ,最大干皆度3R max =L7 g/cm，取小干皆度3pdmin =1.42 g/cm ,求相對(duì)密度并判別密實(shí)度。解：（1）砂土的天然孔隙比也S1=2.65 y。(3)最大孔隙比emax:wGS冒min_1 = LA65_1=0.8661.42最小孔隙比eminfw

9、Gd max_1 = .1=0.5591.7相對(duì)密度Dremax -e 0.866 -0.767=0.322<0.33,可知該砂樣處于松散狀態(tài)。emax 一 emin0.866 0.55915、某砂土樣，其顆粒分析結(jié)果如表，確定土樣名稱(chēng)。粒徑mm0.520.250.50.0750.250.050.0750.010.05<0.01粒組含量5.617.527.424.015.510.016、柱下單獨(dú)基礎(chǔ)底面尺寸為3X 2m2,柱傳給基礎(chǔ)的豎向力F=1000kN，彎矩M=180 kN - m,試按圖中所給資料計(jì)算p、pmax、Pmin、P0，并畫(huà)出基底壓力的分布圖。一 1解d =我 +2

10、.6 )=2.3血)G =3 2 1.2 20 1.1 10 )=210 kNF G 1000 210p = = =201.7 kPaA 3 2M 180le = = =0.149(m) ： =0.5(m)F G 121066 0.149=201.7 1 - =261.8(kPa)繳砂pmax=P1絲.lpmn =p 1 -? =201.716e)6 0.149 =141.6(kPa) 36 0 149= 201.7 1 -6 0 9 =141.6(kPa)3A室外設(shè)計(jì)地面室內(nèi)設(shè)計(jì)地面jWE Ip° =p-；cd =201.718 0.9 F910 1.11-175.6 kPa17、

11、某原狀土的室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)見(jiàn)表，求土的壓縮系數(shù)a2、壓縮模量Es1w并判別土的壓縮性大小。P(kpa)50100200400e0.9640.9520.9360.914土的壓縮試驗(yàn)解：a_20.952 -0.9360.2 - 0.12.16 MPaEs頃 1 +© = 1 +0.952 =12.2MPa，為中等壓縮性。 a120.16118、某土層壓縮系數(shù)為0.50MPa ，天然孔隙比為0.8, 土層厚1m,已知該土層受到的平均附加應(yīng)力 CTz=60Kpa, 求該土層的沉降量。ai _0.5 60 10 業(yè) ,一、小解： Aq =cr7ihi =乂 1000mm =16.7mm ，也可

12、以先求出該土層的壓縮模量1 %1 0.8Es = = 1 +0.8 =3.6MPa，計(jì)算 Asi =室 hi = -60 x 16.7mms a 0.5si Esi i 3.619、設(shè)粘性土地基中某點(diǎn)的主應(yīng)力 。1 =300KPa,b3 =123.75KPa，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c = 20KPa , 13中=26 '，試問(wèn)該點(diǎn)處于什么狀態(tài)？.，2，解：由式：。3 -；Wtg (45 -一)2c tg(45 -一)2 2可得土體處于極限平衡狀態(tài)而最大主應(yīng)力為 C1時(shí)所對(duì)應(yīng)的最小主應(yīng)力為：2,-；頊 =。迂(45 )-2c tg(45 -；)=90KPa -3-3故：可判定該點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

13、2, 一 ，或：由 二。=c3tg (45 ) 2c tg(45)2 2得a1f =320KPa', *。仃 Ab1，穩(wěn)定20、已知地基中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，。1 = 280KPa ,。3 = 73.5KPa , 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c = 42.1KPa , 3 =24 -。試判斷該點(diǎn)是否產(chǎn)生剪切破壞？o <po <p解：由式：。1 =b3tg2(45 ' + 3) +2c，tg(45+ ;)可得土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的最大主應(yīng)力 o1f為:2f - Fg (452)2c tg(45-)-73.5X tg2（45+24 ） +2X 42.1 x tg（45 竺）22=30

14、3kPq則CT1 < CT1f ,故該點(diǎn)沒(méi)有產(chǎn)生剪切破壞。21、某土樣進(jìn)行三軸剪切試驗(yàn)，剪切破壞時(shí),測(cè)得 CT1 =500KPa ,。3 =100KPa ,剪切破壞面與水平面 夾角為60 ?求：（1） 土的C、牛；（2）計(jì)算剪切面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。22、某土的內(nèi)摩擦角和凝聚力分別為 0=25 C=15Kpa,。3 =100KPa，求：（1）達(dá)到極限平衡時(shí)的大主應(yīng)3力。1 ；（2）極限平衡面與大主應(yīng)力面的夾角；（3）當(dāng)CT1 =280KPa , 土體是否發(fā)生剪切破壞？23、某多層磚混結(jié)構(gòu)住宅建筑，筏板基礎(chǔ)底面寬度 b=9.0m，長(zhǎng)度l=54.0m,基礎(chǔ)埋深d=0.6m,埋深范圍內(nèi)土的平

15、均重度'm=17.0kN/m3,地基為粉質(zhì)粘土，飽和重度Yat=19.5kN/m3,內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 =18*內(nèi)聚力標(biāo)準(zhǔn)值或=16.0kPa, 地下水位深0.6m，所受豎向荷載設(shè)計(jì)值F=58000.0kN,計(jì)算地基的承載力。承載力系數(shù)：Mb=0.43, Md =2.72, Mc =5.31。 解：1）計(jì)算基底壓力F58000p = Gd = 20 0.6 =131.3kPaA9.0 54.02）計(jì)算地基承載力特征值fak基礎(chǔ)底面寬度b=9.0m,大于6.0m時(shí)按6.0m考慮，持力層在地下水位以下取浮重度，?'=9.5kN/m3fa =Mb b Md mdMcCk= 0.43 9.

16、5 6.0 2.72 17.0 0.6 5.31 16.0 = 137.2 kPa。24、 已知某承重墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)寬度b =2.2m,埋置深度為1.5m,埋置深度范圍內(nèi)土的重度 藝=17.0kN/ m3,基礎(chǔ)下為黏土層，重度 7 =18.2 KN / m3，內(nèi)摩擦角0 =22 * C=25Kpa,地基承載力特征值fak。承載力系數(shù)：Mb=0.61, Md =3.44, Mc =6.04。解：fa = M b：b + M d ?md + M cck=°.61x 18.2X 2.2+3.44X 17X 1.5+1.5 x 6.04 x 25=263.14 kPa。25、 擋土墻

17、符合朗肯土壓力條件，H =10m , C=18Kpa,巾=15/ =17.0KN / m3，求主動(dòng)土壓力Ea及作用點(diǎn)位置。2'、215_解：王動(dòng)土壓力系數(shù) ka =tg （45 -一）=tg （45） =0.5922Z=0, Pa =Wka -2cd = 0-2勺8乂屁9 = -27.6kpaz=h, P, =：Hka-2X1=17X10X0.59-2"M059 = 72.7kpa，故存在土壓力零點(diǎn)，土壓力零點(diǎn)位置2c ka 2 18 .0.59 “z0 = = = 2 76m ， 王動(dòng) 土壓力大?。?由公式(6.7)得ka 17 0.59-1919Ea= Y(H Z0)2k

18、a=x 17x(10 2.76)2 x 0.59 =263KN / m,22作用點(diǎn)位置，離墻底H 3Z° = 10 ；76= 2.41m26、擋土墻符合朗肯土壓力條件，H = 6m ， C=20Kpa,巾=307 =18.0 KN / m3，填土面作用有均布荷載21Kpa,求主動(dòng)土壓力。,.2,、2,301解：主動(dòng)土壓力系數(shù) ka =tg2(45 )=tg2(45 )=一，223在墻頂處z=0：11pa1 = qka 2c*:ka = 21 乂一 一2 *20 x、一 = -16.1kpa <0 ，在墻底處 z=h3 3pa2 =qkaHka - 2C . ka111=21+1

19、8乂5又一一2尺20乂一=13.9kpa >0 ,故存 在土壓 力零點(diǎn)3 3,3112 20： 一 212c ka -qka0 ；33kaZ0 =:=2.68m。18 - 3-12121Ea = (H -Z0) ka = 18 (5-2.68)16.1KN/m。22327、擋土墻高H =8m,墻背垂直、光滑、填土水平，墻后填土為中砂，重度=18.0 KN,3/m ,飽和重度VcQt =20 KN / m3 ,=30 L地下水位為4m,求主動(dòng)土壓力和水壓力。sat。,2,、2,301解：王動(dòng)土壓力系數(shù)ka =tg (45 一)=tg (45 )=一， 2231土壓力強(qiáng)度分布：地下水位處：p

20、a1 =、卜|*2=18乂4尺=24kpa， 一一一.一1 墻底處：？赧=(匕加 +yh2)ka=(18K4+10X4)x =37.3kpa。3一 1 -1_總土壓力 Ea=24 4(24 37.3) 4 =170.6KN/m221 919總水壓力 Ew = ywh； = K10 乂42 =80KN /m。2 228、某擋土墻H =5m，墻背傾斜角& = 10 '(俯斜)，填土面水平，墻背外摩擦角8=15)填土為砂性土,C=0 ,巾=30? =19.0 KN / m3，求作用于墻上主動(dòng)土壓力 Ea、土壓力分力，主動(dòng)土壓力系數(shù) k =0.378。aa解：主動(dòng)土壓力系數(shù) ka =0.378, Ea =】汩 2ka = 】x19x52 X0.378 =89.78KN /m22Eax=Ea cos( ；) = 89.78 cos(10 15 ) =81.36KN /mEay=Ea sin( "、)=89