土力學(xué)習(xí)題集答案__1

1、第10章土坡和地基的穩(wěn)定性1.簡答題1 . 土坡穩(wěn)定有何實際意義影響土坡穩(wěn)定的因素有哪些2 .何為無黏性土坡的自然休止角無黏性土坡的穩(wěn)定性與哪些因素有關(guān)3 .簡述畢肖普條分法確定安全系數(shù)的試算過程4 .試比較土坡穩(wěn)定分析瑞典條分法、規(guī)范圓弧條分法、畢肖普條分法及楊布條分法的異同5 .分析土坡穩(wěn)定性時應(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)6 .地基的穩(wěn)定性包括哪些內(nèi)容地基的整體滑動有哪些情況應(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的圓弧滑動面8 .簡述楊布（Janbu）條分法確定安全系數(shù)的步驟。2.填空題1 .黏性土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的表達(dá)式為 父=t血 

2、4;t配B _。2 .無黏性土坡在自然穩(wěn)定狀態(tài)下的極限坡角，稱為自然休止角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個參數(shù)有密切關(guān)系。5 .簡化畢肖普公式只考慮了土條間的作用力而忽略了 作用力。6 .選擇題1 .無粘性土坡的穩(wěn)定性，（B ）。A.與坡高無關(guān)，與坡腳無關(guān)B.與坡高無關(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)，與坡腳無關(guān)2 .無黏性土坡的穩(wěn)定性（B ）。A.與密實度無關(guān) B.與坡高無關(guān)C.與土的內(nèi)摩才角無關(guān)D.與坡角無關(guān)3 .某無黏性土坡坡角3=24° ,內(nèi)摩擦角 懺36° ,則穩(wěn)定安全系數(shù)為（

3、C ）=B. K=D. K=4 .在地基穩(wěn)定性分析中，如果采用7二 °分析法，這時土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)該采用下列哪種方法測定（C ）A.三軸固結(jié)不排水試驗B.直剪試驗慢剪C現(xiàn)場十字板試驗 D.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗5 .瑞典條分法在分析時忽略了（ A ）。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6 .簡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.判斷改錯題1,黏性土坡的穩(wěn)定性與坡高無關(guān)。X2 .用條分法分析黏性土的穩(wěn)定性時，需假定幾個可能的滑動面，這些滑動面均是最危險的 滑動面。3,穩(wěn)定數(shù)法適用于非均質(zhì)土坡。4 .畢肖

4、普條分法的計算精度高于瑞典條分法。5 .畢肖普條分法只適用于有效應(yīng)力法。5,計算題1.一簡單土坡，”20吠，十三2”片儂M。如坡角產(chǎn)=60，安全系數(shù)K= 試用穩(wěn)定數(shù)法確定最大穩(wěn)定坡高；（2）如坡高的=刪，安全系數(shù)仍為，試確定最大穩(wěn)定坡角；（3）如坡高山二日掰，坡角"二了°，試確定穩(wěn)定安全系數(shù) Ko2.某砂土場地經(jīng)試驗測得砂土的自然休止角甲=次：若取穩(wěn)定安全系數(shù)K=,問開挖基坑時土坡坡角應(yīng)為多少若取 即20口，則k又為多少3,某地基土的天然重度/即1加，內(nèi)摩擦角皆=1。二黏聚力白=12g% ,當(dāng)采取 坡度1 ： 1開挖坑基時，其最大開挖深度可為多少4,已知某挖方土坡，土的物理

5、力學(xué)指標(biāo)為y/M/流研三1。二"12”口，若取安全系 數(shù)更二一二，試問：將坡角做成0= 60"時邊坡的最大高度；（2）若挖方的開挖高度為 6m ,坡角最大能做成多大5,某簡單黏性土坡坡高位二時，邊坡高度為1 ： 2, 土的內(nèi)摩擦角* = 19口，黏聚力c = l證/重度/三"次坡頂作用著線荷載，試用瑞典條分法計算土坡的穩(wěn)定安全系數(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長進(jìn)行計算（作圖時宜畫大一些，圖 10-1已縮?。?。（2）由土坡坡度1 ： 2查表9-1得角”二行,作圖得E點?，F(xiàn)假定E點為滑動圓 弧的圓心，EA常作為半徑r,從圖

6、上量得廣= 15.7阿，作假設(shè)圓弧滑動面人 ACo（3）取土條寬度由= 0,5=L57峭，共分為15個土條。取E點豎直線通過的土條為0號，右 邊分別為i = 1 9 ,左邊分別為二-1）“15）。(4)計算各土條的重力5。a =她入陵,淇中瓦為各土條的中間高度，可從圖中按比例量出。其中兩端土條(編號為-5”和g”)的寬度與5不同，故要換算成同面積及同寬度bh4= &2喀= 2一8陽b 9 b時的高度。換算時土條-5和9可視為三角形，算得其面積分別為%二5"8m 和和a = 44附得到土條-5和9的相應(yīng)高度分別為:圖 10-1第9章參考答案1簡答題1 .【答】山區(qū)的天然山坡，江

7、河的岸坡以及建筑工程中因平整場地、開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?時還應(yīng)驗算邊坡的穩(wěn)定性以及采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧赃_(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方面：(1) 土坡作用力發(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、車輛行駛、爆破、地震等引起的震動改變了原來的平衡狀態(tài)。(2) 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。(3)靜水壓力的作用。

8、例如雨水或地面水流入土坡中的豎向裂縫，對土坡產(chǎn)生側(cè)向壓力， 從而促進(jìn)捅破的滑動。(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，這是因為滲流會引起動水力，同時土中的細(xì)小顆粒會穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流挾帶而去，使土體的密實度下降。(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，稱為自然休止角，砂土的自然休止角數(shù)值等于或接近其內(nèi)摩擦角，人工臨時堆放的砂土， 常比較疏松，其自然休止角略小于同一級配砂土的內(nèi)摩擦角。一般來講，無黏土土坡的穩(wěn)定性與坡高無關(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)

9、無黏土土坡有滲流時，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旅嬉猿绦蚝唸D描述之。END4 .【答】幾種方法的異同用表格簡單表述如下:方法整體園弧法瑞般條分法畢肖普法筒布法滑裂而形狀P國孤圓孤網(wǎng)jl任意假設(shè)剛性制動體 滑動面_1橫陽平衡忽略全部條 間力忽略條間切向 力條匐力作用點位置適陰性飽和軟掙 土T一殿均破士一戢均質(zhì)土任意躺度f儡小164跟差ZOTO%難以確定平 密 條 件整體力矩44J1r各條力矩J1Xq各條垂向力/4各條水平力1Kq上條強(qiáng)眼平衡條件d 15 .【答】分析土坡穩(wěn)定時的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選用下表:足情優(yōu)1強(qiáng)®計 口疔金呆詡的強(qiáng) 境措標(biāo)姍葡，榔院感

10、iFM E而我圓X在竟*41三史巴L f:.1.取土用室 我方巾辭F 審熟嘮凄.土蚌起第耙枕棗1抱和腹小fW1 MG直射匚二段:四；m.匍不捧水貨替孔融息力地fll度大于 俎咻喬打慢即代吊不排水噌陋石蹤M打價1t I： n性也他i嘉度桁土 粘性±理道要期小于可茹 .O 1 D. 1 . . -快打Ml任利穆選罩駐制限期愚定 孽就唐效應(yīng) '和法尤新恰七. 1政:整麻人同上.猾礴4*和攥水即!軸十在的慢再二；5周鼬而排小磯工寸.息川打心0* *分析土坡穩(wěn)定時的安全系數(shù)見（JTJD30-2004和（JTJ01J 96）,也可選用下表:分折方法抗聲輕度將片安金多致庠得 值備 注總應(yīng)力

11、住快算ije點用時根據(jù)不同 的什新方法改用卜中板巾t.10將效周緯后 力注'*1.翔十字板嘲t. 30準(zhǔn)畢由得法甫致或快盛t6.【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。 地基的整體性滑動有以下三種情況：擋墻連同地基一起滑動。可用抗滑力矩和滑動力矩的比值作為安全系數(shù)計算，也可用類 似土坡的條分法計算，一般要求Kmin大于； 當(dāng)擋土墻周圍土體及地基土都比較軟弱時，地基失穩(wěn)時可能出現(xiàn)貫入軟土層深處的圓弧滑動面。同樣可采用類似于土坡穩(wěn)定分析的條

12、分法計算穩(wěn)定安全系數(shù)，通過試算求得最危險的圓弧滑動面和相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)Kmin, 一般要求Kmin>當(dāng)擋墻位于超固結(jié)堅硬黏性土層中時，其滑動面可沿著近似水平面的軟弱 結(jié)構(gòu)面發(fā)生非圓弧滑動面。計算是采用主（被）動擋墻的壓力公式，以抗滑力和滑動力的比值計算，一般要求 Kmin >。7 .【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、將圓弧滑動體若干豎直的土條，計算各土條對圓弧圓心的抗滑動力矩與滑動力矩，由抗滑動力矩與滑動力矩之比（穩(wěn)定安全系數(shù)）來判別土坡的穩(wěn)定性。這時需要選擇多個滑動圓心，分別計算相應(yīng)的安全系數(shù)， 其中最小的安全系數(shù)對應(yīng)的滑動面為最危險的滑動面。最小

13、安全系數(shù)K<1為不穩(wěn)定，K=1為極限平衡，工程上要求的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為Kmin = 一，重要工程的Kmin取較高值。根據(jù)大量的實際資料，簡單土坡的最危險滑動面的圓心在圖10-6中確定的DF線上的E點附近，D點的位置在坡腳 A點下面h再向右取處（h為坡高）；E點的位置與坡腳 3有關(guān)的兩個角 度內(nèi)和a 2的邊線的交點，角a 1和a 2的數(shù)值見教材 P259表10-6.當(dāng)土的內(nèi)摩擦角。=0時， 圓弧的圓心在 E點；。0時，圓心在E點的上方，試算時可在 DE的延長線上取幾個圓心 O 1,02，計算相應(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代表各安全系數(shù)的數(shù)值，然后連成K值曲線，在該

14、曲線最小的 K值處做垂直線FG,然后在FG線上另取若干 個圓心01',02',，計算出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，同樣可作出K值曲線，并以K值曲線上的最小值作為Kmm,而相應(yīng)的0'為最危險滑動面的圓心。8 .【答】一般來講可按下述三步進(jìn)行：£一一四十陽十回。焰回 F _ c*尾叫（1）先假設(shè) Hi=0;并假定Fs=1,算出m帶入工（妍+乩鼻）電馬（式一 1名也中瓦 ）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Tfi, AR及Hi,并計算出 Hi；（3）用新求出的 Hi重復(fù)步驟1,求出Fs的第二次近似值，并

15、以此值重復(fù)步驟2計算每一土條的Tfi, Pi, Hi,直到前后計算的Fs達(dá)到某一精度要求。2填空題1. 2.3.抗滑力矩，滑動力矩4 .抗剪強(qiáng)度指標(biāo)中、1s，重度，土坡的坡角/，坡高鼻5 .法向，切向3選擇題4判斷改錯題1. x,只有黏性土坡的穩(wěn)定性才與坡高無關(guān)。2. X,只有最小安全系數(shù)所對應(yīng)的滑動面才是最危險的滑動面。3. 乂,只適用于均質(zhì)土坡。4. V5. X,畢肖普條分法也適用于總應(yīng)力法。5計算題1.解：,8- 60° 中=200 旬/口 M = 0.099 八、一/口（1）由青 、“查Ns-S圖（見下圖10-2）得“，代入式（10-6）,得:圖 10-2= = 11.223

16、網(wǎng) 18x0,09911.2215=7.4S/W%= = 1.5x?.5= 1275w (2)C 20N,=二=0.087/ 13x12.75,=0,087 v=20°大 z 可/口»=55。由，、獷 查Ns-S圖得代。,燈=7?？?0=200*"口陷=025/口由“、W 查Ns-S圖得 ，代入式（10-6）,得:C 20方A=8.391網(wǎng) 12x0 125 = 2 = %= 1.11h 82.解:j3 = arctanI - arctan.（血3。口1廠=25.7C*二 wtan § tan 20°3.解:由產(chǎn)=45口、挈=1。查ws圖得以=

17、°T0*，代入式(10-6),得:, c 12命C - - 6.UWS網(wǎng) 10 6x0,1084.解：由§= 6。口、？= 1?？诓镹s-S圖得M ="，代入式(10-6),得:C.-4n微M 18,9x0, ：2|1(2) ：c 12/ = = 0 071部爐18,9x9由州二0,071、/=100查Ns-s圖得產(chǎn)二番。5.解：列表計算各土條的沏、8，%、看即見、2%、£加M叫和工小。犯 表所示，其中sin / r = 0. lir / r = OAim 町 二 Jl - sm * /(1)量出/X AC弧的圓心角 日二9。與。，計算/X AC弧長：314M9U 50x l+71EO010-9)(2)計算穩(wěn)定安全系數(shù)。由于 匕、中、y為常量，同時坡頂作用由荷載Q,故可將式(改寫成如下形式，并代入各值進(jìn)行計算:tan典(孰十Qi )cos ai十1下乙-z(q + e)知砌皿忐 Q COSJ 十 Q COS 值6 )十？ hZ d sin % +0sin a6tan伊 海u©響 十0 c0e/ )十tan城Z皺小 cos