土力學(xué)習(xí)題答案(完整版)

1、土力學(xué)作業(yè)答案第一章11根據(jù)下列顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果，作出級(jí)配曲線，算出Cu及Cv值，并判斷其級(jí)配情況是否良好。粒徑/mm粒組含量/%粒徑/mm粒組含量/%201010.250.101910530.100.0585250.050.0142170.010.005310.5200.0050.00220.50.2528解：粒徑(mm)20105210.50.250.10.050.010.005小于該粒徑的含量百分?jǐn)?shù)(%)10099969184643617952級(jí)配曲線見附圖。習(xí)題1-1 顆粒大小級(jí)配曲線由級(jí)配曲線查得：d60=0.45，d10=0.055，d30=0.2；Cu>5，1<Cc&

2、lt;3；故，為級(jí)配良好的土。12有A、B、C三種土，各取500g，顆粒大小分析結(jié)果如表：粒徑/mm質(zhì)量/g粒徑/mm質(zhì)量/gABCABC105001450.10.05112.517.51052025750.050.0297.51002117.56000.020.01350010.542.5210300.010.00520000.50.2557.51401000.0050.00220000.250.197.537.5140要求：（1）繪出級(jí)配曲線； （2）確定不均勻系數(shù)Cu及曲率系數(shù)Cv，并由Cu、Cv判斷級(jí)配情況。 解：粒徑(mm)105210.50.250.10.050.020.010.0

3、050.002小于該粒徑的含量百分?jǐn)?shù)(%)10096.58876.55734.515840A100958341135.520B1007156565.3.20C級(jí)配曲線見附圖。習(xí)題1-2 顆粒大小級(jí)配曲線由級(jí)配曲線查得d10、d30、d60，并計(jì)算Cu、Cc：d10d30d60CuCc級(jí)配情況A0.01250.0450.129.61.35良好B0.190.410.693.631.28不良C0.1350.252.9021.480.16不良13某土樣孔隙體積等于顆粒體積，求孔隙比e為若干？ 若Gs=2.66，求rd=? 若孔隙為水所充滿求其密度r和含水量W。解：；。14在某一層土中，用容積為72cm

4、3的環(huán)刀取樣，經(jīng)測(cè)定，土樣質(zhì)量129.1g，烘干后質(zhì)量121.5g，土粒比重為2.70，問該土樣的含水量、密度、飽和密度、浮密度、干密度各是多少？解：； ；或；。15某飽和土樣，含水量w=40%，密度r=1.83g/cm3，求它的孔隙比e和土粒比重Gs。解：； ；。16 某科研試驗(yàn)，需配制含水量等于62%的飽和軟土1m3，現(xiàn)有含水量為15%、比重為2.70的濕土，問需濕土多少公斤？加水多少公斤？解： 1m3飽和軟土中含土粒：； 折合的濕土： ；需要加水：。17已知土粒比重為2.72，飽和度為37%，孔隙比為0.95，問孔隙比不變的條件下，飽和度提高到90%時(shí)，每立方米的土應(yīng)加多少水？解：1m3

5、土原有水：；Sr提高到90%后：；1m3土需加水：。18某港回淤的淤泥=1.50t/m3，w=84%，Gs=2.70?，F(xiàn)擬用挖泥船清淤，挖除時(shí)需用水將淤泥混成10%濃度的泥漿（土粒占泥漿質(zhì)量的10%）才可以輸送。問欲清除1*106m3淤泥共需輸送泥漿多少立方米？解：；解得：。19飽和土體孔隙比為0.7，比重為2.72，用三相圖計(jì)算干重度、飽和重度和浮重度，并求飽和度Sr為75%時(shí)的重度和含水量w。（分別設(shè)Vs=1、V=1和M=1進(jìn)行計(jì)算，比較哪種方法更簡(jiǎn)單些？）解：；。110證明下列等式：（1）； （2）。解：（1）；（a）/（b）：；故，。（2）；故，。111經(jīng)勘探某土料場(chǎng)埋藏土料25000

6、0m3，其天然孔隙比e1=1.20，問這些土料可填筑成孔隙比e2=0.70的土堤多少立方米？解：；故。112從甲、乙兩地粘性土層中各取出土樣進(jìn)行界限含水量試驗(yàn)，兩土樣液、塑限相同：=40%，=25%。但甲地天然含水量w=45%，而乙地天然含水量w=20%，問兩地的液性指數(shù)I1各為多少？各處何種狀態(tài)？作為地基哪一處較好？解：甲地： 流動(dòng)；乙地： 堅(jiān)硬；故，乙地好！113已知飽和軟粘土的塑性指數(shù)Ip=25，液限=55%，液性指數(shù)IL=1.5，土粒比重Gs=2.72，求孔隙比。解：由，；得到：；由，；得到：；由三相圖：。114測(cè)得某飽和土樣質(zhì)量為40g，體積為21.5cm3，放在烘箱內(nèi)干燥一段時(shí)間后

7、，測(cè)得質(zhì)量為33g，體積為15.7 cm3，飽和度Sr=75%，試求土樣天然狀態(tài)下的含水量、孔隙比、干密度。解：水量損失：；相應(yīng)體積：；總體積減小量：；烘干后空氣體積：；由，即；得到：；烘干后含水：；土粒質(zhì)量：；天然狀態(tài)含水：；天然狀態(tài)含水量：；天然狀態(tài)孔隙比：；天然狀態(tài)干密度：。115某飽和砂層天然密度r=2.01cm3，比重Gs=2.67，試驗(yàn)測(cè)得該砂最松狀態(tài)時(shí)裝滿1000cm3容器需干砂1550g，最緊狀態(tài)需干砂1700g，求其相對(duì)密實(shí)度Dr，并判斷其松密狀態(tài)。解：，即；得到：；由試驗(yàn)：；由三相圖：；得到：；故，；相對(duì)密度：。1-16某粘性土土樣的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表：含水量/%14.716

8、.518.421.823.7干密度/g.cm-31.591.631.661.651.62該土土粒比重Gs=2.70，試?yán)L出該土的擊實(shí)曲線及飽和曲線，確定其最優(yōu)含水量與最大干密度，并求出相應(yīng)于擊實(shí)曲線峰點(diǎn)的飽和度與孔隙比e各為多少？解：由試驗(yàn)結(jié)果繪出擊實(shí)曲線如下圖：dmax(%)op12 15 20 25g/cm3干密度1.81.71.61.5飽和曲線 又求出各所對(duì)應(yīng)的d 。繪出飽和曲線d（g/cm2）1.821.751.691.64(%)18202224由圖知： 1-17某粘土在含水量為20%時(shí)被擊實(shí)至密度為1.84g/cm3，土粒比重為2.74，試確定此時(shí)土中空氣含量百分?jǐn)?shù)（Va/V）及干密

9、度。解： 1-18推證飽和曲線的方程為證： 證畢 119有A、B、C、D四種土，顆粒大小分析試驗(yàn)及液限、塑限試驗(yàn)結(jié)果如表1-7，試按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范予以分類。表1-7 習(xí)題1-19表ABCD顆粒大小分析試驗(yàn)粒徑d/mmd的含量百分?jǐn)?shù)/%20901082562.51002.02797.51.013/0.58841000.25470960.1047831000.053367.597.50.022247880.011533780.005102368.50.00241358液限/%無塑性333578塑限272631注圓形顆粒解：習(xí)題1-17 顆粒大小級(jí)配曲線（A、B）A土：(1)>2mm的顆

10、粒占73%>50%，屬于碎石土；(2)按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072002）表4.1.5碎石土的分類表，有大到小依次對(duì)照，符合圓礫或角礫，由顆粒形狀定名為圓礫。B土：(1)>2mm的顆粒占2.5%<50%；>0.075mm的顆粒占59%（見級(jí)配曲線）>50%；故屬于砂土。(2)按規(guī)范表4.1.7，由大到小依次對(duì)照，定名為粉砂。C土：，屬于粉土。D土：(1) ，屬于粘性土；(2)按規(guī)范表4.1.9，定名為粘土。120若A、B、C、D四種土經(jīng)目力鑒別為無機(jī)土，其顆粒大小分析試驗(yàn)及液限、塑限試驗(yàn)結(jié)果同1-19題，試按水電部土工試驗(yàn)規(guī)程（SL237-1999）分

11、類法予以分類。解：A土：(1)>0.1mm的顆粒占100%>50%，屬于粗粒土；(2)在>0.1mm的顆粒中，>2mm的顆粒占粗顆粒組的73%>50%，屬于礫石類；(3)按書表1-5巨粒類和粗粒類土的分類表，細(xì)粒土（<0.1mm）含量為0，應(yīng)考慮級(jí)配情況，由級(jí)配曲線：d60=4.7、d30=2.2、d10=0.7，； 在13之間；故定名為良好級(jí)配礫石（GW）。B土：(1)>0.1mm的顆粒占53%>50%，按書上表1-5定名，屬于粗粒土；(2)在>0.1mm的顆粒中，>2mm的顆粒占，屬于砂土類；(3)細(xì)粒土含量（相對(duì)總土量）為47%

12、，在15%50%之間，且土無塑性，必在塑性圖中A線以下；故定名為粉質(zhì)砂（SM）。C土：(1)>0.1mm的顆粒占17%<50%，按書上圖1-20我國(guó)采用的塑性圖進(jìn)行分類，屬于細(xì)粒土；(2) ，落在MI區(qū)；故定名為中液限粉土。D土：(1)>0.1mm的顆粒為0，屬于細(xì)粒土；(2) ，在塑性圖中落在CH區(qū)；故定名為高液限粘土。2-1 用一套常水頭滲透試驗(yàn)裝置測(cè)定某粉土土樣的滲透系數(shù)，土樣面積，土樣高度，經(jīng)，流出水量，土樣的兩端總水頭差為，求滲透系數(shù)。解：水力坡度 流 量 Q=kiAt 滲透系數(shù) 44352-2 按圖2-56所示資料，計(jì)算并繪制自重應(yīng)力及沿深度分布圖。（地下水位在高

13、程處。）解：22.35541亞粘土23.9 29.1664.840 粘土81.83828.63 36.8細(xì)砂3539.1111.8 圖2-56 習(xí)題2-2圖注： （水下用） 2-3 一粉制粘土土層，地下水位在地面下處，測(cè)的天然重度：水上為，水下為。試計(jì)算并繪出自重應(yīng)力沿深度分布圖。如地下水位緩慢下降，下降后水上重度仍為，水下重度仍為。試計(jì)算并繪出由于水位下降產(chǎn)生的附加應(yīng)力沿深度分布圖。解：附加應(yīng)力z分布圖3m17.5KN/m3 52.5KN/m25m=18.0KN/m317.5-(18-10)×5.0=47.592.5KN/m22-4 證明式中靜止側(cè)壓力系數(shù)；側(cè)膨脹系數(shù)證明：由材料力

14、學(xué)的知識(shí)： 對(duì)無側(cè)向變形條件，; 得： 靜止側(cè)壓力系數(shù)： 2-5 某河床土層分布如圖2-57所示。由于在多個(gè)井筒內(nèi)大量抽水，使粗砂層中水位下降至距該層頂面處，河水從上向下滲透，處在穩(wěn)定滲流狀態(tài)，各層土重度如圖標(biāo)明，試用兩種方法（，法與，發(fā)，計(jì)算全部土層中的豎向有效應(yīng)力，并繪出分布圖。）解：1 sat,u法：總應(yīng)力： 求孔壓：u 井筒抽水 水位河底細(xì)砂粘土粗砂粗砂10m10m5m5m20m10020020010020KN/m3=19 KN/m3=19.5 KN/m3=20.5 KN/m3100395492.5702.5300395492.5902.5透水孔z z 土層中的豎向有效應(yīng)力;結(jié)果如圖2

15、 ，j法： 2-6 計(jì)算并繪出圖2-58所示滲透裝置處于穩(wěn)定滲流狀態(tài)時(shí)，砂土與粘土中的豎向有效應(yīng)力分布圖（用兩種方法）砂土，粘土解：1 用sat,u法： 1.03.05.71.02.01.51010151.04.2砂粘土單位：cm 結(jié)果如上圖2 用，j 法： ； 2-7 如圖2-59所示，某挖方工程在厚的飽和粘土中進(jìn)行，粘土層下為砂層，砂層中測(cè)壓管水位在砂層頂面以上，開挖深度為，試計(jì)算為保持基坑不發(fā)生流土（安全系數(shù)取2.0）至少需水深多少米？解： 粘土層處有效應(yīng)力（底部）（不考慮滲流時(shí)） 取K=2 解得：h=3.9m2-8 就一維滲流情況證明式中：?jiǎn)挝粷B透力；水的重度；水力坡降。證明：取試樣內(nèi)

16、得孔隙水作為脫離體分析其受力，在此脫離體上作用的外力有：（1） 頂面上作用有水壓力h1A(A為試樣截面積)（2） 底面上作用有水壓力h2A；（3） 孔隙水重和浮反力之和AL（4） 土骨架對(duì)水流的阻力T由平衡條件： 由于土骨架對(duì)水流的阻力T與水流對(duì)土骨架的滲流力大小相等方向相反 所以滲流力 單位體積滲流力 為總水頭差；2-9 一滲透試驗(yàn)裝置，尺寸如圖2-60所示，處在穩(wěn)定滲流狀態(tài)，粘土重度，粗砂重度。（1）判斷一下，如無粗砂層，能否發(fā)生流土？（2）如保證安全系數(shù)為2，問粗砂層厚度應(yīng)為多少？并繪出這時(shí)土中豎向有效應(yīng)力分布圖。 解： 40cmh15cm55cm(20-10)×0.181.8

17、KN/m21.8+(8-10)×0.15=1.5KN/m218cm粗砂粘土1.水力坡降 滲透應(yīng)力 粘土有效重力密度 所以,會(huì)發(fā)生流土. 2.取K=2.0 2-10 一常水頭滲透裝置如圖2-61所示，中砂與粉質(zhì)粘土厚度相同，中砂滲透系數(shù)，粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)，如果中砂中的水頭損失不予忽略，試分析計(jì)算中砂中的水頭損失與粉質(zhì)粘土的水頭損失各占全部水頭損失的百分之幾？（提示中砂與粉質(zhì)粘土流量相同，因而滲透速度相同）解：由于中砂與亞粘土中流量相同，因而滲透速度相同2-11 某湖水水深，底面下有厚淤泥，在自重作用下已經(jīng)變形結(jié)束，現(xiàn)在湖中某一范圍填土（填粗砂）厚，各層土重度如圖2-62所示，試計(jì)算并繪

18、出填土前，填土剛完成時(shí)，填土后時(shí)間足夠長(zhǎng)（固結(jié)結(jié)束）三種情況下土層總應(yīng)力，孔隙水壓力，有效應(yīng)力分布圖及填土后瞬時(shí)粘土層中超孔隙水壓力分布圖 應(yīng) 力 分 布 圖 z u z ue 1939 3928 67 20 59 60 9919 20 59 88 1271m2m4m填土面湖水面湖底面=19KN/m2=20KN/m2=17KN/m2 填土前：用“ ”表示填土剛完成：用“ ”表示固結(jié)結(jié)束：用“ ”表示2-12一粘土層，厚，下為不透水層，地下水與地面齊平。土層在自重作用下已變形結(jié)束，現(xiàn)在向地面大面積填砂，厚，同時(shí)由于附近水庫(kù)蓄水，地下水位升，各層土重度見圖2-63，試計(jì)算并繪出從新地面算起的全部土

19、層在填土剛完成時(shí)（）總應(yīng)力，孔隙水壓力，有效應(yīng)力的分布圖及粘土層中填土完成后瞬時(shí)的超孔隙水壓力分布圖。新地面原地面 解：18.5 28.5 3218.538.5110.5 110.518.5KN/m3=20KN/m3=18KN/m3新水位原水位1m1m4m28.510 38.5 78.5 u ue 2-13土層剖面及重度值如圖2-64所示，下層砂中有承壓水，測(cè)壓管水位高處出地面，在粘土層中形成向上的穩(wěn)定滲流，現(xiàn)向地面突加大面積均布荷載。（1） 計(jì)算并繪出剛加載后粘土層中孔隙水壓力分布圖，并將其中由滲流引起的超孔隙水壓力圖與由荷載引起的超孔隙水壓力圖分別畫出。（2） 計(jì)算并繪出全部土層在剛加載瞬

20、間的有效應(yīng)力分布圖。1mP=25kPa荷載引起的超靜水壓力 解：254429 5433 586825 4464 118 1381m1m3m1m=19KN/m3=20KN/m3=18KN/m3=20KN/m3砂粘土砂10 3560 85 70u20 25滲流引起的超靜水壓力2-14土層剖面及重度值如圖2-65所示，地下水位在地面下處，土層在自重作用下已變形結(jié)束，由于附近水庫(kù)蓄水使地下水位上升，水位變化段重度值由變?yōu)椋囉?jì)算并繪出水位上升前、水位上升剛完成時(shí)，水位上升后時(shí)間足夠長(zhǎng)三種情況下全土層的總應(yīng)力、孔隙水壓力、有效應(yīng)力分布圖，并單獨(dú)繪出水位上升剛完成時(shí)粘土層中的超孔隙水壓力分布圖。解： 地面

21、 19KN/m3 砂(19-20)KN/m320KN/m3 粘 17KN/m3土 單位：kPa水位：上升前：用“ ”表示水位：上升剛完成：用“ ”表示水位：上升時(shí)間足夠長(zhǎng)后：用“ ”表示 應(yīng) 力 分 布 圖 u ue-181939 5749 67 70 88 2012 301040 601957 5977 79128 130 1m2m1m3m2-15常水頭滲透試驗(yàn)裝置如圖2-66所示，試?yán)L出試驗(yàn)裝置中A，B間的孔隙水壓力分布圖，計(jì)算粘土土樣中的水力坡降（試驗(yàn)前裝置已全部充分飽和）。 解：A 10-10 B砂粘土砂A 10 15B 10 單位：cm砂土中沒有水頭損失 2-16計(jì)算如圖2-67所示

22、常水頭試驗(yàn)裝置中A點(diǎn)的孔隙水壓力值以及土樣中的水力坡降 解：過A的水平面上，土樣受的孔隙水壓力如圖。404020單位：cm10 A 10土樣 40 9 5 孔隙水壓力（過A的水平面上） （單位：kPa） 3-1 證明在無側(cè)限壓縮試驗(yàn)中，孔隙比與試樣高度相對(duì)于初始值的變化量（e0- e1）與S1間存在下述關(guān)系 式中H0試樣初始高度；S1在某級(jí)荷載作用下的壓縮量；e0試樣初始孔隙比；e1在某級(jí)荷載作用下變形穩(wěn)定后的空隙比。 證明：在無側(cè)限壓縮試驗(yàn)中：H V H VS1 e0-e1 H0 水 e0 He0 e1 Vs=1 Vs=1 初始狀態(tài) 某級(jí)荷載作用下變形穩(wěn)定 水 土 土 在某級(jí)荷載變形穩(wěn)定以后

23、的應(yīng)變 設(shè)試樣斷面積為A 證畢3-2 一飽和粘土試樣，初始高度H0=2cm,初始孔隙比e0=1.310,放在側(cè)限壓縮儀中按下表所示級(jí)數(shù)加載，并測(cè)得各級(jí)荷載作用下變形穩(wěn)定后試樣相對(duì)于初始高度的壓縮量S如下表：p/MPa0.050.10.20.30.4S/mm1.22.153.113.623.98(1) 試在e-p坐標(biāo)上繪出壓縮曲線;(2) 確定壓縮系數(shù)a1-2,并判別該土壓縮性高低；(3) 確定壓縮模量Es1-2及體積壓縮系數(shù)mv1-2。解：1. 利用公式 可解得 Pi(Mpa) 0.050.10.20.30.4ei1.1711.0620.9510.8920.850 繪ep曲線如圖：0 0.1

24、0.2 0.3 0.4 p(Mpa)e1.41.21.00.8 2. 壓縮系數(shù)： 屬高壓縮性土 3. 壓縮模量：體積壓縮系數(shù)： 3-3從海底取出一原狀軟粘土試樣，室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)測(cè)得各級(jí)荷載下固結(jié)穩(wěn)定后的孔隙比如下表：p/MPa00.0020.0040.0080.0150.0250.050.100.200.40e1.5771.5681.5651.5501.5201.4601.3001.1250.9500.775（1） 試在elogp坐標(biāo)上繪出試驗(yàn)曲線。并采用圖解法確定先期固結(jié)壓力pc。（2） 如果算得該土樣所在位置的自重應(yīng)力cz=400kPa,試判斷該土樣在天然地基中的固結(jié)狀態(tài)。在曲線上找出曲

25、率半徑最小點(diǎn)A,過A做水平線。再過A點(diǎn)做切線，做水平線與切線的角平分線，做elogp直線部分的延長(zhǎng)線交角平分線于B。對(duì)應(yīng)B點(diǎn)的p即為先期固結(jié)壓力。解：1. 繪elogp曲線如 0.001 0.002 0.005 0.01 pc=0.024 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 lgp(Mpa)1.71.51.31.10.90.7A B 2. 計(jì)算超固結(jié)比 欠固結(jié) 或3-4土層剖面，重度值如圖3-34所示，現(xiàn)從粘土層中點(diǎn)取出一土樣，室內(nèi)壓縮，膨脹，再壓縮試驗(yàn)結(jié)果如下表：p/MPa00.0050.010.020.040.070.100.200.070.200.400.801.5e0.8110.

26、7960.790.780.7640.740.710.6410.6470.6390.5600.4720.400（1）試在elogp坐標(biāo)上繪出試驗(yàn)曲線。并采用圖解法確定先期固結(jié)壓力pc。（2）判別該土樣在天然地基中的固結(jié)狀態(tài)。（3）作出現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線，并確定壓縮指數(shù)Cc及回彈指數(shù)Cs.解：1.繪試驗(yàn)曲線如圖 e1.00.80.60.40.20 0.001 0.01 pc=0.087 0.1 1.0 lgp(Mpa) C利用卡薩格蘭德方法確定pc=87kPa2. 自重應(yīng)力： 是超固結(jié)狀態(tài)3. 依現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線 超固結(jié)土，在天然條件下，其膨脹過程已經(jīng)完成，豎向有效應(yīng)力為自重應(yīng)力，點(diǎn)（e0,sz）為現(xiàn)場(chǎng)壓縮

27、曲線上一點(diǎn)A.由A點(diǎn)作一平行膨脹再壓縮曲線的直線交p=pc豎直線上一點(diǎn)B。最后在室內(nèi)試驗(yàn)的曲線上找出對(duì)應(yīng)0.42e的點(diǎn)C，則折線ABC即為現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線。壓縮指數(shù) 即為BC的斜率回彈指數(shù) 即為AB的斜率3-5 由一飽和粘土層中取一原狀試樣，已通過室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)確定其現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線，現(xiàn)已知該曲線主枝上兩點(diǎn)：p1=0.1MPa時(shí)e1=1.160, p2=0.2 MPa時(shí)e2=1.080.若粘土層中M點(diǎn)的原有有效應(yīng)力x0=0.12MPa,向土層表面施加大面積均布荷載q=0.13MPa后，某時(shí)刻測(cè)得M點(diǎn)的超孔隙水壓力uc=0.06MPa,問這時(shí)M點(diǎn)的孔隙比e為若干？（加載前，土層為正常固結(jié)）。解：根據(jù)已

28、知條件求得壓縮指數(shù) e 1.16 e3 1.08 0.1 0.12 0.2 lgp 利用有效應(yīng)力原理：z=q=0.13Mpa 某時(shí)刻： 3-6某一正常固結(jié)飽和粘土層內(nèi)一點(diǎn)取樣，測(cè)得比重Gs=2.69,密度=1.72g/cm3,液限wl=43%,塑限wp=22%先期固結(jié)壓力pc=0.03MPa,壓縮指數(shù)Cc=0.650。（1） 試確定該試樣的液性指數(shù)，并判別其稠度狀態(tài)；（2） 在elogp坐標(biāo)上繪出現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線；（3） 如在該土層表面施加大面積均布荷載p=100kPa并固結(jié)穩(wěn)定，問該點(diǎn)土的液性指數(shù)變?yōu)槎嗌伲坎⑴袆e這時(shí)的稠度狀態(tài) 。解： 1. 由三相圖（飽和土僅二相）M V 2.69 水 2.69

29、2.69 土 Vs=1 解得 50.1 e=1.348 則 為流動(dòng)狀態(tài) 2. 因?yàn)檎９探Y(jié)土，則（pc,e）應(yīng)為現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線上的一點(diǎn)A e A 1.348 1 Cc 1.008 B pc=0.03 0.13 lgp若 p1=0.13則e1可由Cc求得 則（0.1，1.008）亦為現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線上一點(diǎn)B,AB即為現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線。 3. 若 為可塑狀態(tài) 3-7 把一個(gè)原狀粘土試樣切入壓縮環(huán)刀中，使其在原自重應(yīng)力下預(yù)壓穩(wěn)定，測(cè)得試樣高度為1.99cm，然后施加豎向應(yīng)力增量z=0.1MPa，固結(jié)穩(wěn)定后測(cè)得相應(yīng)的豎向變形S=1.25mm,側(cè)向應(yīng)力增量x=0.048MPa,求土的壓縮模量Es、靜止側(cè)壓力系數(shù)K

30、0、變形模量E、側(cè)膨脹系數(shù)u。解: MPa 由虎克定理 = = MPa3-8由一條形基礎(chǔ)，寬10m,作用著均布荷載p=200kPa,埋深D=2m,土層很厚，地下水很深，土的重度=18kN/m3,壓縮試驗(yàn)結(jié)果如下表：p/kPa0100200300400500e0.9000.8160.7630.7230.6950.672試用單向分層總和法計(jì)算基礎(chǔ)中點(diǎn)的沉降。解:1.基底附加壓力 2.計(jì)算地基土的自重應(yīng)力 (從地面算起) 見圖 3.計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)下附加應(yīng)力分布基底下深度基底附加壓力X/B=5/10=0.5001.000164.010.10.997163.520.20.978160.440.40.88

31、1144.560.60.756124.080.80.642105.3101.00.54990.0121.20.47878.4141.40.42068.9161.60.38262.6 4.確定壓縮層厚度 取壓縮層厚度 5.分層計(jì)算沉降量見下表:5004003002001000.7000.8000.9000.60062.668.978.490.0105.3124.0144.5160.41643242882522161801441087236分層厚度(cm)自重應(yīng)力平均值附加應(yīng)力平均值最終應(yīng)力平均值(cm)20054162.2216.20.8510.7540.05210.420090152.5242

32、.50.8230.7410.0459.0200126134.3260.30.8000.7350.0367.2200162114.7276.70.7770.7290.0275.420019897.7295.70.7600.7210.0224.420023484.2318.20.7460.7150.0173.420027073.7343.70.7310.7060.0142.820030665.8371.80.7200.7000.0122.4 合計(jì):3-9某路堤斷面如圖3-35所示，地基土由厚度為12m的粘土層和下面的密實(shí)中砂層組成，粘土層的重度=21kN/m3，地下水位位于地表面處，壓縮試驗(yàn)結(jié)果如

33、下表：p/kPa050100150200250300e0.840.730.6730.6350.6150.5850.580試求路堤中心點(diǎn)C的最終沉降量。解:1.基底壓力分布: 是柔性路堤 基底壓力分布同路堤為梯形分布 2.計(jì)算自重應(yīng)力: 土的重度用,計(jì)算公式 ,具體計(jì)算見圖表. 3.計(jì)算地基下中心點(diǎn)的附加應(yīng)力: ,因此分為兩個(gè)三角形和一個(gè)均布荷載進(jìn)行計(jì)算,然后迭加,見下表:基底下深度()均布左三角右三角()與左三角對(duì)稱001.0126.000000126.02400.40.881111.00.20.056.30.26.3123.64800.80.64280.90.40.13717.260.417

34、.26115.47201.20.47860.20.60.17722.30.622.3104.89601.60.38248.10.80.18823.690.823.6995.511001.830.33842.60.920.18623.440.9223.4489.512002.00.30638.61.00.18423.181.023.1885.0 4.壓縮層分層: 每層為2.4,最后一層為1. 5.繪制曲線,見下圖.5020010030000.6000.5000.7000.8006.計(jì)算沉降量分層厚度自重應(yīng)力自重應(yīng)力平均值附加應(yīng)力平均值最終應(yīng)力沉降量(1)(2)(3)(4)(3)(4)(5)(6)

35、(7)(8)=(7)026.452.879.2105.6121.0132.024013.2124.8138.00.8050.6360.09422.5624039.6139.6159.10.7210.6210.05813.9224066.0110.1176.10.7000.6120.05212.4824092.4100.2192.60.6750.6050.04210.08140113.392.5205.80.6540.6000.0334.62100126.587.3213.80.6460.5960.0303.00 總沉降量 3-10圖3-36中的粘土層，在左面所示的上覆荷載作用下原已固結(jié)。右面谷

36、地是沖蝕的結(jié)果。已知土性如下表：重度/（KNm-3）含水量w/%固結(jié)系數(shù)Cv/(cm2s-1)壓縮指數(shù)Cc回彈指數(shù)Cs粘土18.437%2×10-40.200.03砂土20.820%-(1) 粘土層中點(diǎn)A處的先期固結(jié)壓力是多少？(2) 如果所加的荷載使粘土層的垂直壓力增加48.8kPa,問沉降量為多少？(3) 如果前述增加的應(yīng)力為160kPa,問沉降量為多少？ 解:1)根據(jù)題意谷地被沖蝕掉. 2) 回彈再壓段.先求初始孔隙比 1 3) 二部分組成 3-11 今有兩面排水6.0m厚的飽和粘土層，已知固結(jié)系數(shù)Cv=4.92×10-4cm2/s。當(dāng)其上施加一大面積均布荷載p時(shí)，試

37、計(jì)算經(jīng)多少天土層壓縮量恰為最終壓縮量的一半。解: 由知固結(jié)度 大面積加載,初始超孔隙水壓力圖形是矩形 , (兩面排水,取土層一半) 查圖7-6: 天年3-12有一正常固結(jié)飽和粘土層，地下水位與地面齊平，土的重度=16.2KN/m3。向地面施加大面積均布荷載p=40kPa后，當(dāng)距地面5m的M點(diǎn)固結(jié)度達(dá)到60%時(shí)，移去荷載P。如果這時(shí)從M點(diǎn)取出土樣，通過室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)測(cè)定先期固結(jié)壓力Pc,問Pc值應(yīng)當(dāng)是多少？解: 一點(diǎn)的固結(jié)度可用有效應(yīng)力增加度來表示 3-13厚砂層中夾一3.0m厚的飽和粘土層，取出厚8cm的試樣在兩面排水條件下進(jìn)行側(cè)限壓縮試驗(yàn)，側(cè)得經(jīng)1h固結(jié)度達(dá)80%，如向地面施加大面積均布荷

38、載，試求該粘土層固結(jié)度達(dá)80%時(shí)所需的時(shí)間。解: 初始超孔隙水壓力分布及排水條件相同、土質(zhì)相同，而厚度不同的土層要達(dá)到相同的固結(jié)度,其時(shí)間因故相等. 小時(shí)天3-14不透水土層上淤積一層厚4.0m的粘土，為改善其土質(zhì)，在粘土層上鋪一薄層砂，然后施加大面積均布荷載p=60kPa,已知地下水與地面齊平，粘土重度=15.8KN/m3，固結(jié)系數(shù)Cv=9.5×10-5cm2/s，試就下述兩種情況計(jì)算固結(jié)度達(dá)到60%所需的時(shí)間：（1）加荷前，土層在自重作用下已完成固結(jié)；（2）加荷前，土層處于欠固結(jié)狀態(tài)，假定各點(diǎn)殘存超孔隙水壓力值為該點(diǎn)自重應(yīng)力的一半。 解:1)單向排水 初始孔壓力為矩形 查圖7-6: (天)(年) 2)殘余超孔壓值 欠固結(jié), 初始超孔壓 初始超孔壓圖形為梯形 查7-6圖,由,得 年3-15 由一單面排水厚6m的飽和粘土層，算得在大面積均布荷載p作用下的最終沉降量為40cm,如果實(shí)測(cè)突加荷載p后4yr的沉降量為20cm，試用固結(jié)理論推算還需要多長(zhǎng)時(shí)間總沉降量可達(dá)到