巖土力學(xué)計(jì)算題

巖土力學(xué)之計(jì)算題巖土力學(xué)之計(jì)算題23/23巖土力學(xué)之計(jì)算題/.巖土力學(xué)之計(jì)算題1.地基中一點(diǎn)的大主應(yīng)力為，地基土的粘聚力和內(nèi)摩擦角分別為和。求該點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度。解：2.土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，，假定作用在土中某平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為.，問(wèn)該平面能否會(huì)發(fā)生剪切損壞？解：由于，因此該平面會(huì)發(fā)生剪切損壞。3.地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，，問(wèn)當(dāng)?shù)鼗心滁c(diǎn)的大主應(yīng)力，而小主應(yīng)力為多少時(shí)，該點(diǎn)恰好發(fā)生剪切損壞？解：4.以下列圖橋墩根基，根基底面尺寸B=4m，L10m，作/.用在根基地面中心的荷載N4000kN,M2800kNgm。計(jì)算根基底面的壓力。計(jì)算以下列圖地基中的自重應(yīng)力并繪出其散布圖。土的性質(zhì)：細(xì)砂〔水上〕：=17.5kN/m3，Gs，w=20%；3Gs，w=22%，wL=48%wp=24%黏土：=18.0kN/m，，/.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，=24o，試判斷該點(diǎn)能否產(chǎn)生剪切損壞？/.解：由式：〔45+〕+2〔45+〕1=32octanotan22可得土體處于極限均衡狀態(tài)時(shí)最大主應(yīng)力2oo+〕+2〔45+〕1f=3tan〔452ctan22o24o〕+2*42.1*〔45o+24o=73.5*tan〔45+〕2tan2=303KPa那么11f故該點(diǎn)沒(méi)有產(chǎn)生剪切損壞。7.以下列圖根基底尺寸3m2m，集中外荷載F650kN，試求基底均勻壓力Pmax、Pmin。3解：根基的均勻重度為20KN/m，3NGF20kN/m2m3m2m650kNM=650kN0.40=260kNgmM=26013me==0.292m<N8906Pminmax=N16e=89016=KPabll233某無(wú)粘性土的c0,30o，假定對(duì)該土取樣做實(shí)驗(yàn)，①假如對(duì)該樣施加大小主應(yīng)力分別為200kPa和120kPa，該/.試樣會(huì)損壞嗎？②假定使小主應(yīng)力保持原持不變，而將大主應(yīng)力不停加大，你以為可否將大主應(yīng)力增添到400kPa，為何？解：〔1〕3=120KPa，1=200KPa，由于c=0，由極限均衡條件：1f=2o〕3tan〔45+22o30o=120*tan〔45+〕2=360KPa由于：11f故該試樣不會(huì)發(fā)生損壞。〔2〕不可以將大主應(yīng)力增添到400KPa，由于大主應(yīng)力抵達(dá)360KPa時(shí)就已經(jīng)損壞。某擋土墻高5m，墻背豎直、圓滑，墻后填土面水平，填土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以下列圖。試計(jì)算作用在該擋土墻墻背上的主動(dòng)土壓力協(xié)力及其作用點(diǎn)地點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓力散布圖。5m/.某土層剖面圖以下列圖，試計(jì)算各分層面處的自重應(yīng)力，并繪制自重應(yīng)力沿深度的散布曲線。P26/.粉土m3318kN/mm18.4kN/m32黏土m19kN/m33基巖解：粉土層底部：c11h118354KPa地下水位面處：c2c12h2542黏土層底處：c3c23h3(1910)基巖層頂面處：c4c3whw103147.8KPa自重應(yīng)力散布曲線：試計(jì)算以下列圖地下室外墻上的土壓力散布圖、協(xié)力大小及其作用點(diǎn)地點(diǎn)。解：地下室外墻按靜止土壓力計(jì)算〔近似取〕在墻底的靜止土壓力強(qiáng)度為：/.靜止土壓力：靜止土壓力作用在距墻底的距離為：靜止土壓力散布以下列圖。某擋土墻高5m，墻背直立、圓滑、墻后填土面水平，填土重度，，，試確立：〔1〕主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高的散布；〔2〕主動(dòng)土壓力的大小和作用點(diǎn)地點(diǎn)。解：在墻底處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度按朗肯土壓力理論為主動(dòng)土壓力為臨界深度主動(dòng)土壓力Ea作用在離墻底的距離為：/.13.某擋土墻高5m，墻背豎直圓滑，填土面水平，、、。試計(jì)算：①該擋土墻主動(dòng)土壓力散布、合力大小及其作用點(diǎn)地點(diǎn)；②假定該擋土墻在外力作用下，朝填土方向產(chǎn)生較大的位移時(shí)，作用在墻背的土壓力散布、協(xié)力大小及其作用點(diǎn)地點(diǎn)又為多少？(分兩題)解：①主動(dòng)土壓力系數(shù)：在墻底處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：臨界深度：主動(dòng)土壓力：主動(dòng)土壓力作用在距墻底的距離為：②被動(dòng)土壓力系數(shù)：在墻底處的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：被動(dòng)土壓力：/.被動(dòng)土壓力距墻底距離為：土壓力散布圖如圖8-2、8-3所示。14.某擋土墻墻后填土為中密粗砂，；，，，墻高，墻背與豎直線的夾角試計(jì)算該擋土墻主動(dòng)土壓力值。解：

，，主動(dòng)土壓力系數(shù)：/.主動(dòng)土壓力：某擋土墻高6m，墻背豎直圓滑，填土面水平，并作用有連續(xù)的均布荷載=15kPa，墻后填土分兩層，其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以下列圖，試計(jì)算墻背所受土壓力散布、協(xié)力及其作用點(diǎn)地點(diǎn)。解：因墻背豎直、圓滑，填土面水平，切合朗肯土壓力條件，故有：/.填土表面土壓力強(qiáng)度為：第一層底部土壓力強(qiáng)度為：第二層頂部土壓力強(qiáng)度為：第二層底部土壓力強(qiáng)度為：臨界深度的計(jì)算：由：即：解得：墻后總側(cè)壓力為：其作用點(diǎn)距墻踵的距離為：/.某擋土墻高5m，墻背直立、圓滑、墻后填土面水平，填土重度，，，試確立：〔1〕主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高的散布；〔2〕主動(dòng)土壓力的大小和作用點(diǎn)地點(diǎn)。解：在墻底處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度按朗肯土壓力理論為主動(dòng)土壓力為臨界深度主動(dòng)土壓力Ea作用在離墻底的距離為：17.某擋土墻高

4m，墻背傾斜角

，填土面傾角

，填土重度，如圖

8-3

，，，填土與墻背的摩擦角所示，試按庫(kù)侖理論求：〔1〕主動(dòng)土壓力/.大小、作用點(diǎn)地點(diǎn)和方向；〔2〕主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高的散布。解：依據(jù)

、

、、，查表得，由土壓力作用點(diǎn)在離墻底處土壓力強(qiáng)度沿墻高成三角形散布，墻底處某擋土墻高6m，墻背直立、圓滑、墻后填土面水平，填土分兩層，第一層為砂土，第二層為粘性土，各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖8-4所示，試求：主動(dòng)土壓力強(qiáng)度，并繪出土壓力沿墻高散布圖。/.圖8-4圖8-5解：計(jì)算第一層填土的土壓力強(qiáng)度第二層填土頂面和底面的土壓力強(qiáng)度分別為/.某擋土墻高6m，墻背直立、圓滑、墻后填土面水平，填土重度，，，試確立：〔1〕墻后無(wú)地下水時(shí)的主動(dòng)土壓力；〔2〕當(dāng)?shù)叵滤浑x墻底2m時(shí)，作用在擋土墻上的總壓力〔包含水壓力和土壓力〕，地下水位以下填土的飽和重度為19kN/m3。解：〔1〕墻后無(wú)地下水時(shí)〔2〕當(dāng)?shù)叵滤浑x墻底2m時(shí)某擋土墻高5m，墻背直立、圓滑、墻后填土面水平，作用有連續(xù)均布荷載，土的物理力學(xué)性質(zhì)如圖8-5所示，試求主動(dòng)土壓力。解：將地面均布荷載換算成填土的當(dāng)量土層厚度為/.在填土面處的土壓力強(qiáng)度為臨界點(diǎn)距離地表面的深度總土壓力如圖8-6所示擋土墻，高4m，墻背直立、圓滑，墻后填土面水平。試求總側(cè)壓力〔主動(dòng)土壓力與水壓力之和〕的大小和作用地點(diǎn)。圖8-6解：/.，在A點(diǎn)：上層土在B點(diǎn)處：基層土在B點(diǎn)處：在C點(diǎn)處：協(xié)力：作用點(diǎn)距墻底的距離：。高度為H的擋土墻，墻背直立、墻后填土面水平。填土是重度為、內(nèi)摩擦角、粘聚力為的黏土，墻與土之間的粘聚力為，外摩擦角。假定忽視拉裂的可能性，試證明作用于墻背的主動(dòng)土壓力為：解：設(shè)損壞滑動(dòng)面為平面，過(guò)墻踵，與水平面的夾角為，那么作用于滑動(dòng)楔體上的力有：/.〔1〕土楔體的自重，，方向向下；2〕損壞面上的反力,其大小未知，作用方向?yàn)閾p壞面的法線方向；〔3〕損壞面上的粘聚力，其值為，作用方向?yàn)閾p壞面的切線方向；〔4〕墻背對(duì)土楔體的反力E，方向水平，其最大值即為主動(dòng)土壓力；〔5〕墻背與土之間的粘聚力，其值為，方向向上。由靜力均衡條件可得：令，可導(dǎo)得，，代入上式，得某重力式擋土墻高，墻背垂直、圓滑，墻后填土面水平。填土為中砂，其內(nèi)摩擦角為300，重度為。試按楔體法求主動(dòng)土壓力協(xié)力的大小。解：損壞滑動(dòng)面與墻背的夾角為：土楔體的重力為：/.土楔體遇到的作使勁除重力外，還有墻背的反力〔方向水平〕和滑動(dòng)面的反力〔方向與滑動(dòng)面法線方向呈角〕。由靜力均衡條件可得：高度為6m的擋土墻，墻背直立、圓滑，墻后填土面水平，其上作用有均布荷載。填土分為兩層，上層填土厚2.5m，，，，地下水位在填土表面下2.5m處與基層填土面齊平，基層填土，，。試作出墻背主動(dòng)土壓力散布圖，并求作用在墻背上的總側(cè)壓力協(xié)力的大小和作用點(diǎn)地點(diǎn)。解：，，臨界深度：第一層底：第二層頂：第二層底：/.協(xié)力：作用點(diǎn)距墻底的距離：。高度為8m的擋土墻，墻背直立、圓滑，墻后填土面水平，填土面上有均布荷載范圍內(nèi)土層

。填土分為兩層，地表下3.5m，，；3.5～8m內(nèi)土層，

，

，地下水位在土層分界處。試求：1〕為丈量作用在墻背上的主動(dòng)土壓力，土壓力盒的最小埋置深度應(yīng)是多少？2〕作用在墻背上的總側(cè)壓力及作用點(diǎn)地點(diǎn)。解：〔1〕土壓力盒的最小埋置深度為：2〕第一層底：第二層頂：第二層底：/.某根基長(zhǎng)，寬，埋深，基地均勻壓力p=170kpa，地基土為黏土，18KN/m3，e，壓縮系數(shù)10.25MPa