《土力學》作業(yè)答案

1、土力學作業(yè)答案第一章1-1根據(jù)下列顆粒分析試驗結果，作出級配曲線，算出 Cu及Cv值，并判斷其級配情況是否 良好。小于某直徑之土重百分數(shù)1009080706050403020%1001001010.10.01土粒直徑以毫米計1E-3由級配曲線查得:習題1-1顆粒大小級配曲線d60=0.45, d10=0.055, d30=0.2;Cudecd100.450.0558.18Ccd30d10de00.220.45 0.0551.62粒徑/mm粒組含量/%粒徑/mm粒組含量/%2010119105385254217320228解:粒徑（mm）2010521小于該粒徑的含 量百分數(shù)（）10099969

2、184643617952級配曲線見附圖。10090807060504030100100土10粒直徑1以毫米0.1計0.01小于某直徑之土重百分數(shù)1E-3故，為級配良好的土。1 2有A、B、C三種土，各取500g,顆粒大小分析結果如表:粒徑/mm質里/g粒徑/mm質里/gABCABC105001451052025751002160035002103020001401002000140要求：(1)繪出級配曲線；(2)確定不均勻系數(shù) Cu及曲率系數(shù)Cv,并由Cu、Cv判斷級配情況。解：粒徑(mm)10521小于該粒 徑的含量 百分數(shù)(%)100885715840A1009583411320B1007

3、156565.3.20C級配曲線見附圖。習題1-2 顆粒大小級配曲線由級配曲線查得d10、d30、d60,并1f算Cu、Cc：d10d30d60CuCc級配情況A良好B不良C不良1 3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d=?若孔隙為水所充滿求其密度含水量WW解：1;Vv1e Vs1Ms V2.6631.33 g/cm ;MsV2.6621- 1.83/ 3g/cm ;ML1M7 26637.6%。1 4在某一層土中，用容積為 干后質量121.5g, 土粒比重為 度、干密度各是多少？解：72cm3的環(huán)刀取樣，經(jīng)測定，土樣質量 129.1g,烘2.70,問該土樣的含

4、水量、密度、飽和密度、浮密VsMsGs121.52.745 cm3 ；VV V Vs 72 45 27 cm3；MwMs129.1 121.5 0.0626121.56.26% ；129.17231.79 g /cm ；MswVvsatV121.5 1 27722.06 g/cm3；MswVsV121.5 1 45721.06 g/cm3；或'sat32.06 1 1.06 g/cm ;MsdVT121.57231.69 g / cm og/cm3,求它的孔隙比e和土粒比重Gs。V1 5某飽和土樣，含水量 w=40%,密度 解：M sGs1 c 2.74 ；0.365VvVs0.40.

5、3651.10。1-6 某科研試驗，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： M0.6211.011t；2.7折合15%的濕土:M Ms Mw Ms(11.01(1 0.15)1.16t 1160 kg；需要加水：Mw M s( 21)1.01 (0.62 0.15) 0.475t 475 kg。1 7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，每立方米的土應加多少水？解：0.95 0.37 11m3 土原有水：M w1 0.1

6、8 t；1.95, 一0.95 0.9 1Sr提圖到 90%后：Mw2 0.438 t;1.951m3土需加水：Mw 0.438 0.18 0.258 t。1 8某港回淤的淤泥:，w=84%, Gs=2.70?，F(xiàn)擬用挖泥船清淤，挖除時需用水將淤泥混成10%濃度的泥漿(土粒占泥漿質量的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：V1100000 m3；幺V20.74'A解得：V2 844000 m3。和浮重度1 9飽和土體孔隙比為0.7,比重為2.72,用三相圖計算干重度、飽和重度sat并求飽和度Sr為75%時的重度 和含水量w。（分別設Vs=1、V=1和M

7、=1進行計算，比較哪 種方法更簡單些？） 解：Ms2.721 0.731.6 g/cm ;satMsVv w2.72 0.7 132.0 g/cm ；1 0.7Ms2.72 0.7 0.75 11 0.71.91 g/cm3；0.7 0.75 12.7219.3%。1-10證明下列等式：Gs-1Gs d 'Ws Vs wV(1)解：(1)srGso eGsg 1 wg(Gs 1)g1 e1 eWsGsgV 1 e(a) / (b)：一dGs 1Gs故,Gs 1GsSrGs(w 1)；we故，SrGso e1 11經(jīng)勘探某土料場埋藏土料 250000m3,其天然孔隙比ei=1.20,問這

8、些土料可填筑成孔隙 比e2=0.70的土堤多少立方米？ 解：Vi1 QV21 e2 '拓 1 e21 0.703微V 2Vl 250000 193181 m3。1 e 1 1.21-12從甲、乙兩地粘性土層中各取出土樣進行界限含水量試驗，兩土樣液、塑限相同：L =40% , P=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：45 25甲地：Il 竺5 1.33 流動；L P 40 25乙地：Il 20 250.33 堅硬l p 40 25故，乙地好！1 13已知飽和軟粘土的塑性指數(shù)Ip=25,

9、液限L=55%,液性指數(shù)Il=1.5, 土粒比重Gs=2.72,求孔隙比。解：由 1P L P , 25 55 P ；得至|J ：P 30% ；1.530一；55 3067.5% ;由三相圖：e VL ”75 1.836。Vs_X2.72I 3,放在烘箱內干燥一段時間后，測得質量為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： Mw 40 33 7 g；相應體積：Vw 7 cm3； 3總體積減小量：V 21.5 15.7 5.8 cm ；烘干后空氣體積：Va7 5.8 1.2 cm3；由SrVwVvVaVvVv,即 0.75Vv

10、 1.2Vv得到：Vv 4.8 cm3；烘干后含水：Mw2 (4.8 1.2) 1 3.6 g ； 土粒質量：Ms 33 3.6 29.4 g；天然狀態(tài)含水：Mwi 40 29.4 10.6 g；天然狀態(tài)含水量： 36% ；29.4天然狀態(tài)孔隙比：e -10g一 0.972 ；21.5 10.629 43天然狀態(tài)干密度： d芽4 1.37 g/cm3。21.51-15某飽和砂層天然密度3,比重Gs=2.67,試驗測得該砂最松狀態(tài)時裝滿1000cm3容器需干砂1550g,最緊狀態(tài)需干砂1700g,求其相對密實度 Dr,并判斷其松密狀態(tài)。 解：sat由三相圖:故，emaxemin相對密度:eDre

11、maxemaxemin0.461。0.723 0.6530.723 0.571該土土粒比重 Gs=2.70,試繪出該土的擊實曲線及飽和曲線，確定其最優(yōu)含水量與最大干op密度 “，并求出相應于擊實曲線峰點的飽和度與孔隙比e各為多少?dmax解：由試驗結果繪出擊實曲線如下圖:Ms Vv W，即 2.01V由試驗:0.653 ；1.55 g /cm3 ；d max膽 1.70 g/k 1000dVMse2.67d mind min0.723;2.67d maxd max0.571;g/cm3121520 co op25 a (%)2.67 e1 eed min2.672.67d .d2.67 1.5

12、51.552.67 1.701.70pdmax 飽和曲線155010001e含水量/%-31-16某粘性土土樣的擊實試驗結果如表:1P d (g/cm2)(%)18202224又求出各所對應的p d。繪出飽和曲線 dGs由圖知：op 19.5%dmax 1.665g/cm3Mw Ms0.195 2.7Vw0.5265Vs 1Ws G g2.7 g0.5265 gMw Ms 0.195 2.7 0.5265 g sMsd max2.71.6651.62s Vw ”年 84.9%Vv1.62 1Vv1.62 1e - 0.62Vs13, 土粒比重為2.74,試確定此時土中空氣含量百分數(shù)（ Va/V

13、）及干密度。 解：M w Ms 0.2Vw0548 VsMs G 2.742.7410.5480.548 2.74 3.288g3V1 19有A、B、C、D四種土，顆粒大小分析試驗及液限、塑限試驗結果如表1-7,試按建筑地基基礎設計規(guī)范予以分類。表1-7習題1-19表ABCD粒徑d/mmd的含量百分數(shù)/%20901082顆5100粒27大13/小884100分47096析04783100試33驗224788153378102341358VvVv3.2881.841.787 cmVs 1.787Vw0.7870.787cm30.5480.239cm3Va0.239V 1.78713.4%MsV-

14、24 1.533g/cm31.7871-18推證飽和曲線的方程為1Gs、工Ms證：dVG1 VvMsVVv證畢液限 L /%無塑性333578塑限 P272631注圓形顆粒> .:O/ 力于某直徑之士重百分數(shù)計 米 毫 以 徑 直 粒 土習題1-17 顆粒大小級配曲線(A、B)A 土：(1)>2mm的顆粒占73%>50%,屬于碎石土；(2)按建筑地基基礎設計規(guī)范(GB500072002)表4.1.5碎石土的分類表，有大到小依次對照，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% (見級配

15、曲線)>50%;故屬于砂土。(2)按規(guī)范表4.1.7,由大到小依次對照，定名為粉砂。C 土：Ip 35 26 9 ,屬于粉土。D 土：Ip 78 31 47,屬于粘性土；(2)按規(guī)范表4.1.9,定名為粘土。1-20若A、B、C、D四種土經(jīng)目力鑒別為無機土，具顆粒大小分析試驗及液限、塑限試驗結果同1-19題，試按水電部土工試驗規(guī)程(SL237-1999)分類法予 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；按書表1-5巨粒類和粗粒類土的分類表

16、，細粒土(<0.1mm)含量為0,應考慮級配情況,由級配曲線：d60=4.7、d30=2.2、dio=0.7,d60 dio4747 6.710.75;Ccd30d 60 d10_ _ 7在13之間;4.7 0.7故定名為良好級配礫石(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；2.5 一 一 (2)在>0.1mm的顆粒中，>2mm的顆粒占 4.7% 50% ,屬于砂土類；53(3)細粒土含量(相對總土量)為 47%,在15%50%之間，且土無塑性，必在塑性圖中 A線以 下；故定名為粉質砂(SM)。C

17、 土：(1)>0.1mm的顆粒占17%<50%,按書上圖1-20我國采用的塑性圖進行分類，屬于細粒土； (2) IP 35 26 9, L 35%,落在 MI 區(qū)；故定名為中液限粉土。D 土：(1)>0.1mm的顆粒為0,屬于細粒土；(2) IP 78 31 47, L 78%,在塑性圖中落在 CH區(qū);一一 232.2cm , 土樣高度故定名為高液限粘土。2-1用一套常水頭滲透試驗裝置測定某粉土土樣的滲透系數(shù)，土樣面積4cm ,經(jīng)958s ,流出水量330cm , 土樣的兩端總水頭差為 15cm,求滲透系數(shù)。h 15 解：水力坡度i - 15 3.75l 4流量 Q=kiAt

18、,一, Q304滲透系數(shù) k 2.59 10 cm/siAt 958 32.2 3.752-2按圖2-56所示資料，計算并繪制自重應力cz及cx沿深度分布圖。(地下水位在41.0m44高程處。)解：注:38i nsziiZi (水下用i )i 1sxn 0 szn2-3 一粉制粘土土層，地下水位在地面下3.0m處,測的天然重度：水上為17.8kN/m3,水下為18.0kN /m3。試計算并繪出自重應力cz沿深度分布圖。如地下水位緩慢下降5.0m ,下降后水上重度仍為17.8kN /m3 ,水下重度仍為18.0kN/m3。試計算并繪出由于水位下降產(chǎn)生的附加應力z沿深度分布圖。解:附加應力（Tz分

19、布圖2-4證明K0-1式中Ko 靜止側壓力系數(shù);側膨脹系數(shù)證明：由材料力學的知識:sx ( sy sz) x T E對無側向變形條件，qx0;sy sx得:sxsx 1sz0靜止側壓力系數(shù):sxsz2-5某河床土層分布如圖 2-57所示。由于在多個井筒內大量抽水，使粗砂層中水位下降至距 該層頂面5m處，河水從上向下滲透，處在穩(wěn)定滲流狀態(tài)，各層土重度如圖標明，試用兩種方j發(fā)，計算全部40m 土層中的豎向有效應力，并繪出分布圖。)解:1 . 丫 sat ,U 法:求孔壓:總應力：ZA.hi2100/m2Ua100/m2ZB10010.0 20 300/m2Ub200/m230019 5.0 395

20、0ZCUc/m2ZE 492.5 20.520902.5/mUe200/ m2土層中的豎向有效應力u;結果如圖2. 丫 ，法:ZAZBj)10(2010 0) 10 100/m2ZC (j) 5ZB(19 1010 10 510) 5 100 395 /m2zd 39519.525 492.5/ m2ZE492.5 (20.5 10.0) 20 702.5/ m222-6計算并繪出圖2-58所示滲透裝置處于穩(wěn)定滲流狀態(tài)時，砂土與粘土中的豎向有效應力分布圖（用兩種方法）砂土20.0kN / m3,粘土18.0kN/m3解：1.用 丫 sat ,U 法:ZAUaZB100.11.02/mUb1.0

21、/m2ZC1.0200.13.0Uc2.0/m2ZD3.0結果如上圖Ud/m2/m22.用丫法:2015.i4210 13.3 /m23ZAZBZC0.11.0ZDzc ( j)0.151.0 (18 10 13.3) 0.15 4.2 /m22-7如圖2-59所示，某挖方工程在12m厚的飽和粘土中進行，粘土層下為砂層，砂層中測壓管水位在砂層頂面以上 10m,開挖深度為8m ,試計算為保持基坑不發(fā)生流土（安全系數(shù)取2.0）至少需水深解：i Lh多少米？10 (12 8) h12 8粘土層處有效應力（底部）6 h4（不考慮滲流時）Z (20.5 10.0)2(12 8)

22、42/m2取K=2Z(128)42u 10 44解得:2-8就一維滲流情況證明wi式中：j 單位滲透力;w水的重度;i 水力坡降。證明：取試樣內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)(2)(3)(4)頂面上作用有水壓力底面上作用有水壓力孔隙水重和浮反力之和丫土骨架對水流的阻力T/(A為試樣截面積)3hl2A；3 AL由平衡條件:hiAALA(hiLh2)由于土骨架對水流的阻力T與水流對土骨架的滲流力大小相等方向相反A(hlL h2)所以滲流力單位體積滲流力A(hi L h2)AL(h1 L h2)Lh1L h2HH為總水頭差；HL2-9 滲透試驗裝置，尺寸如圖2-60所

23、示，處在穩(wěn)定滲流狀態(tài)，粘土重度18.0kN/m3,粗砂重度20.0kN/m3。(1)判斷一下，如無粗砂層,(2)如保證安全系數(shù)為能否發(fā)生流土？問粗砂層厚度h應為多少？并繪出這時土中豎向有效應力分布圖。解:55cm2,15cm40cm粗砂粘土55 40 , i 115滲透應力j10.0 1 10.0 /m3粘土有效重力密度18 10 8.0 /m3所以，會發(fā)生流土 .8.0 0.1510.0h 0.18m0.1518cm2-10 一常水頭滲透裝置如圖2-61所示,中砂與粉質粘土厚度相同，中砂滲透系數(shù)3I 5 103cm/s,粉質粘土滲透系數(shù) k151 10 cm/s ,如果中砂中的水頭損失不予忽

24、略,試分析計算中砂中的水頭損失H1與粉質粘土的水頭損失H2各占全部水頭損失 H的百分之幾？（提示中砂與粉質粘土流量相同，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1i 12i2i1i21i12i2_ 51 10 55 10 3 1 10 55 10 35 10 3 1 10 50.2%99.8%2-11某湖水水深2.0m ,底面下有4.0m厚淤泥，在自重作用下已經(jīng)變形結束，現(xiàn)在湖中某一范圍填土（填粗砂）厚 3.0m ,各層土重度如圖2-62所示，試計算并繪出填土前，填土剛完成 時，填土后時間足夠長（固結結束）三種情況下土層總應力，孔隙水壓力，有效應力分布圖 及填土后瞬

25、時粘土層中超孔隙水壓力分布圖填土面丫 =19KN/m2 湖水面1m1919丫 =20KN/n2 湖底面2m 20 592 20 59卜3939丫 =17KN/m24mY'l：. Vk>1 i v 188 12760 9911,1128 67ozUzUe應力分布圖填土前：用“表示填土剛完成：用“”表示固結結束：用“”表示2-12 粘土層，厚4m,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束，現(xiàn)在向地面大面積填砂，厚2m ,同時由于附近水庫蓄水，地下水位升 1m,各層土重度見圖2-63,試計算并繪出從新地面算起的全部土層在填土剛完成時( t 0)總應力，孔隙水壓力， 有

26、效應力的分布圖及粘土層中填土完成后瞬時的超孔隙水壓力分布圖。解:2-13 土層剖面及重度值如圖2-64所示，下層砂中有承壓水,測壓管水位高處出地面 1.0m ,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p 25kpa 。(1) 計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。U(T(T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 3m處，土層在自重作用下已變形結束，由于附近水庫蓄水使地下水位上升2m,水位變化段重度值由19kN /m3變?yōu)?20kN / m3,試計算并繪出水位

27、上升前、水位上升剛完成時，水位上升后時間足夠長三種情況下全土層的總應力、孔隙水壓力、有效應力分布圖，并單獨繪出水位上升剛完成時粘土層中 的超孔隙水壓力分布圖。解：應力分布圖地面1mV v = 19KN/m 32m砂丫 = (19-20)KN/m 319U-7 X CQ2019V-丫 !on £：71m丫 = 20KN/m 35 7 '' 59777912 3039 5 7-1849673m粘 丫 =17KN/m3土128 13010 40 60 0-u(T 'Ue單位：kPa水位：上升前：用“ ”表示水位：上升剛完成：用“”表示水位：上升時間足夠長后：用&qu

28、ot;”表示解：/1 A粘土r 砂 B V L單位：砂土中沒有水頭損失15 10 10 iL15-K- F10VBcm2.332-15常水頭滲透試驗裝置如圖 2-66所示，試繪出試驗裝置中 A, B間的孔隙水壓力分布圖, 計算粘土土樣中的水力坡降 i （試驗前裝置已全部充分飽和）。2-16計算如圖2-67所示常水頭試驗裝置中 A點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i。A4040102040單位：cmA的水平面上）10UA 5 40 (9 5)6()40403-1證明在無側限壓縮試驗中，孔隙比與試小¥高度相對于初始值的變化量（e0- e1）在

29、下述關系式中H0試樣初始高度；S1-在某級荷載作用下的壓縮量；e。一試樣初始孔隙比；e1-在某級荷載作用下變形穩(wěn)定后的空隙比。證明：在無側限壓縮試驗中：S1間存初始狀態(tài)某級荷載作用下變形穩(wěn)定在某級荷載變形穩(wěn)定以后的應變S1AV1e0e11H° A V01 e°設試樣斷面積為ASiH。1e。證畢p/MPaS/mm3-2 飽和粘土試樣，初始高度Ho=2cm,初始孔隙比eo=1.310,放在側限壓縮儀中按下表所示級數(shù)加載，并測得各級荷載作用下變形穩(wěn)定后試樣相對于初始高度的壓縮量S如下表:試在e-p坐標上繪出壓縮曲線；(2)確定壓縮系數(shù)確定壓縮模量a1-2，并判別該土壓縮性高低；E

30、s1-2及體積壓縮系數(shù)mv1-2。解:1.利用公式Sie° e1e0、sie0(1e0)TH 0可解得 H 02cmPi(Mpa)eieo繪e p曲線如圖:1.30.4P(Mpa)2.壓縮系數(shù):e1e22P2P11.062 0.951 , “111.11a 10.5 a 10.2 0.1屬高壓縮性土3.壓縮模量:Es1 21 e01 1.3101.112.0AMPaB體積壓縮系數(shù):Mv1 2Es1 2110.481MPa 12.08室內側限壓縮試驗測得各級荷載下固結穩(wěn)定后的孔隙比如p/MPa0e3-3從海底取出一原狀軟粘土試樣, 下表：(1)試在e10gp坐標上

31、繪出試驗曲線。并采用圖解法確定先期固結壓力pc。(2)如果算得該土樣所在位置的自重應力ocz=400kPa,試判斷該土樣在天然地基中的固結狀態(tài)。解：1.繪elogp曲線如在曲線上找出曲率半徑最小點A,過A做水平線。再過 A點做切線，做水平線與切線的角平分線，做e10gp直線部分的延長線交角平分線于Bo對應B點的p即為先期固結壓力。0.001 0.002 0.005 0.01pc=0.0240.050.1pc 0.024MPa 24kPa 2.計算超固結比OCR0.2Pc0.524sz4001.0lgp(Mpa)1欠固結或 pc 24kPa sz 400kPa3-4 土層剖面，重度值如圖 3-3

32、4所示，現(xiàn)從粘土層中點取出一土樣，室內壓縮，膨脹，再壓縮 試驗結果如下表：p/MPa0e(1)試在e10gp坐標上繪出試驗曲線。并采用圖解法確定先期固結壓力pc。(2)判別該土樣在天然地基中的固結狀態(tài)。(3)作出現(xiàn)場壓縮曲線，并確定壓縮指數(shù)Cc及回彈指數(shù)Cs.解：1.繪試驗曲線如圖sziZ 9 3 9.5 1.5 41.25kPa2.自重應力：Pc 87kPa sz41.25kPa，是超固結狀態(tài)3.依現(xiàn)場壓縮曲線超固結土，在天然條件下,(eo, szp=pce 的點 C,則折線 ABC其膨脹過程已經(jīng)完成，豎向有效應力為自重應力，點 即為現(xiàn)場壓縮曲線。壓縮指數(shù)Cce1e2lg P2 lg Pi0

33、.73 0.42031lg1.5 lg0.15.即為BC的斜率回彈指數(shù)Cse1e2lg P2 lg Pi0.647 0.6400.0154lg 0.2 lg0.07即為AB的斜率3-5由一飽和粘土層中取一原狀試樣，已通過室內側限壓縮試驗確定其現(xiàn)場壓縮曲線，現(xiàn)已知該曲線主枝上兩點：Pii=1.160, p2=0.2 MPa時e2（xo=0.12MPa,向土層表面施加大面積均布荷載 q=0.13MPa后，某時亥I測得 M點的超孔隙水壓力 uc=0.06MPa,問這時M點的孔隙比e為若干？ （加載前，土層為正常固結）。解：根據(jù)已知條件求得壓縮指數(shù) e_ k,、*e31.08 門、I N 、1 : &

34、#39;!_j_0.1 0.12 0.2 lgp利用有效應力原理：0- z=q=0.13MpaCcGe2lg p2 lg Pi1.16 1.08lg0.2 lg0.10.2658某時刻:為 Q06MPa 'z z ue 0.13 006 0.07MPa八 eqCclgp3 lgplq e Cc(lgp3 lgp) e Cclg( zoz)lgR 1.16 0.2658 lg(0.120.07) lgQ1 1.0883-6某一正常固結飽和粘土層內一點取樣，測得比重Gs=2.69，密度p3,液限wl=43%，塑限wp=22%先期固結壓力 pc=0.03MPa,壓縮指數(shù) Cc=0.650。(

35、1)(2)(3)試確定該試樣的液性指數(shù)，并判別其稠度狀態(tài);在elogp坐標上繪出現(xiàn)場壓縮曲線; 如在該土層表面施加大面積均布荷載p=100kPa并固結穩(wěn)定，問該點土的液性指數(shù)變?yōu)榻?多少？并判別這時的稠度狀態(tài)1 .由三相圖（飽和土僅二相）0) 0)2.69V解得M 2.69(1)1.721 2.693= 50.1%Vs=1則Il50.1 22 1.33843 222 .因為正常固結土，則（e1.3481.00811 1.3381.0為流動狀態(tài)pc,e）應為現(xiàn)場壓縮曲線上的一點 A0.13pc=0.03lgp若pi則ei可由Cc求得Ccee1ig Piig Pceie Cc(lg piig Pc

36、) 1.348 0.65 (ig 0.1 lg0.03) 1.008則(0.i, i.008)亦為現(xiàn)場壓縮曲線上一點B,AB即為現(xiàn)場壓縮曲線。3.若 pc i00kPa 0.iMPae e2Cc 0.65ig P2 ig Pce2 e 0.65(lg P2 ig Pc)e Gi.348 0.65ig( 0.i 0.03) ig 0.030.93412e2G0.9342.690.34734.7%2 p 34.7 22i p 43 220.6050.25 Ii2 0.605 0.75為可塑狀態(tài)3-7把一個原狀粘土試樣切入壓縮環(huán)刀中，使其在原自重應力下預壓穩(wěn)定，測得試樣高度為向應力增量i.99cm,

37、然后施加豎向應力增量Az=0.iMPa,固結穩(wěn)定后測得相應的豎向變形S=i.25mm,側A x=0.048MPa,求土的壓縮模量 Es、靜止側壓力系數(shù) K。、變形模量E、側膨脹系數(shù)u。解:i.25i9.90.06280.i0.0628i.592 MPa0.0480.i0.480.48 八0.324i 0.48由虎克定理y)0.10.324(0.048 0.048)0.0628 0.06281.097 MPa3-8由一條形基礎，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 產(chǎn)18kN/m 3,壓縮試驗結果如下表：p/kPa0100200300400

38、500e試用單向分層總和法計算基礎中點的沉降。解:1.基底附加壓力p0 p D 200 18 2 164 KPa2. 計算地基土的自重應力 s E ihi（從地面算起） 見圖基底卜深度ZZ/B基底附加壓力Po 164KPas rZ0012468101214164.確定壓縮層厚度0.2 s 0.2 324 64.8 KPa5.取壓縮層厚度Zn 16m分層計算沉降量見下表100200300400500一216 - _252 288二匚36 72 _108 144 180-Z一324_p/kPa050100150200250300e3-9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

39、面的密實中砂層組成，粘 土層的重度 產(chǎn)21kN/m3,地下水位位于地表面處，壓縮試驗結果如下表：試求路堤中心點 C的最終沉降量。解:1.基底壓力分布：二.是柔性路堤基底壓力分布同路堤為梯形分布分層厚度(cm)自重應力 平均值附加應力 平均值最終應力 平均值e2e21 e16 (cm)2005420090200126200162200198200234200270200306合計：S E Si 45cm2計算自重應力p h 21 6 126KPa士的重度用 ，計算公式s h,具體計算見圖表.3.計算地基下中心點的附加應力：p0p,因此分為兩個三角形和一個均布荷載進行計算，然后迭加，見下表：基底下

40、深度Z(cm)均布p 126 KPa左二角 pT 126 KPa右二角 pT 126 KPaZ(KPa )Z /BX/B 3/60.5Z/BX /B 15/121.25Z/B與左二角對稱KsSZKtTZTZ000000024048072096011001200m,最后一層為 1 m. e p曲線，見下圖.0 50 100200300 p(kpa)分層 厚度(cm)應力(KPa)應力 平均 值附加 應力 平均 值最終 應力e1e2e e21 e沉降量Si(1)(2)(3)(4)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(7)hi0240240240240140100總沉降量 S 匯 Si22.56

41、13.92 12.48 10.08 4.62 3.00 66.66cm3-10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。右面谷地是沖蝕的結果。 已知土性如下表：重度 / ( KN?n )含水量w/%固結系數(shù)Cv/(cm 飛-1)壓縮指數(shù)Cc回彈指數(shù)Cs粘土37%-42M0砂土20%-(1)粘土層中點A處的先期固結壓力是多少？(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)如果前述增加的應力為160kPa,問沉降量為多少？Pc(13.7 4.6)(20.8 10) 1.5 (18.4 10)197.64 12.6 210.24KPa解:1)根據(jù)題意

42、谷地被沖蝕掉13.70m.2) Z 48.8 KPa4.6 (20.8 10)1.5 (18.4 10)62.28 KPaPc210.24 62.28147.96 KPa48.8 KPa回彈再壓段.先求初始孔隙比e。wwe0wwWsws1w wswwe0 we。Wse0 wwwe0 we0(1e2e0w160Cslg z 0.03lg62.28 48.8 0.0075462.2860(0.988 e2) 3001 0.9880.00754 300 / 1.132cm1 0.9883)160KPaPcs 210.24 160 50KPaz 160KPa.二部分組成eoe2Cslg£ C

43、c lg-zspcsc0.03lg210.2462.280.2lg62.28 160210.240.021S e0 e2 h 0.021300 3.13cm1 e01 0.9883-11今有兩面排水6.0m厚的飽和粘土層，已知固結系數(shù)GX10-4cm2/s。當其上施加一大面積均布荷載p時，試計算經(jīng)多少天土層壓縮量恰為最終壓縮量的一半。1-St1斛：由StS知固結度U一2S2大面積加載，初始超孔隙水壓力圖形是矩形1, H 3 (兩面排水，取土層一半)查圖 7-6:TV0.2TvHCV20.2 30024.92 10 436585365.85(s) 423.4 天 1.16年3-12有一正常固結飽

44、和粘土層，地下水位與地面齊平，土的重度RNn?。向地面施加大面積均布荷載p=40kPa后，當距地面5m的M點固結度達到60%寸，移去荷載 P。如果這時從 M點取出土樣，通過室內側限壓縮試驗測定先期固結壓力Pc,問Pc值應當是多少？解：一點的固結度可用有效應力增加度來表示Uiztizizti Ui zi 0.6 40 24KPa pc z zti (16.2 10.0) 5 24 55KPa3-13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行側限壓縮試驗，側得經(jīng)1h固結度達80%如向地面施加大面積均布荷載，試求該粘土層固結度達80%時所需的時間。解：初始超孔隙水壓力分布