土力學(xué)第五次作業(yè)答案

1、在荷載為100kPa作用下,非飽與土樣孔隙比e=1、0,飽與度為80%,當(dāng)荷載增加之200kPa時(shí),飽與度為90%,試問(wèn)土樣得壓縮系數(shù)a為多少？并求出土樣得壓縮模量。解:由可知,當(dāng)、不變(也即不變時(shí)),為常數(shù)。壓縮系數(shù)壓縮模量2、一個(gè)飽與土樣,含水率為40%,重度18kN/m3,土粒比重Gs為2、70,在壓縮試驗(yàn)中,荷載從0增至150kPa,土樣含水率變?yōu)?4%,試問(wèn)土樣得壓縮量與此時(shí)得重度各位多少？(環(huán)刀高度為2cm)解:加荷前土體得孔隙比加荷后土體得孔隙比,飽與土中為定值。壓縮量3、從一黏土層中取樣做室內(nèi)壓縮試驗(yàn),試樣成果列于表5—9中。試求:(1)該黏土得壓縮系數(shù)a12及相應(yīng)得壓縮模量Es,12,并評(píng)價(jià)其壓縮性;(2)設(shè)黏土層厚度為2m,平均自重應(yīng)力σc=50kPa,試計(jì)算在大面積堆載p0=100kPa得作用下,黏土層得固結(jié)壓縮量。表黏土層壓縮試驗(yàn)資料p(kPa)050100200400e0、8500、7600、7100、6500、640解:(1)該土屬高壓縮性土。(2)4、地面以下4~8m范圍內(nèi)有一層軟粘土,含水率,重度,土粒重度,壓縮系數(shù)a=1、35MPa1,4m以上為粉質(zhì)粘土,重度,地下水位在地表處,若地面作用一無(wú)限均布荷載q=100kPa,求4~8m深度這層軟粘土得最終沉降量？首先思考幾個(gè)問(wèn)題:1)沉降就是什么力產(chǎn)生得？目前我們認(rèn)識(shí)到得土層中得應(yīng)力有自重應(yīng)力與附加應(yīng)力,那么必須要明確得就是產(chǎn)生土層沉降得力為附加應(yīng)力。2)作為對(duì)1)中得敘述得補(bǔ)充,有些時(shí)候?qū)π绿钔翆?會(huì)有土層還沒(méi)有完成自重應(yīng)力固結(jié)得情況,這樣,我們才會(huì)去考慮自重應(yīng)力產(chǎn)生得沉降,這就是一種特殊情況,這里自然不必考慮。借此,同學(xué)可以考慮0~4m土層對(duì)下臥土層得沉降有沒(méi)有影響,請(qǐng)說(shuō)明原因！提示:外荷載作用前,地基土已在自重應(yīng)力作用下完成固結(jié)。解:4~8m層軟粘土說(shuō)明:本題只就是要求4~8米軟土層得沉降,地面作用得無(wú)限均布荷載100kPa在地基土不同深度產(chǎn)生得應(yīng)力增量為100kPa,故不必分層,也可以從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)明不必分層計(jì)算——分層厚度h<0、4*b,而此處b為無(wú)限長(zhǎng)。因?yàn)椤巴夂奢d作用前,地基土已在自重應(yīng)力作用下完成固結(jié)”5、某墻下單獨(dú)基礎(chǔ),基底尺寸3、0m*2、0m,傳至地面得荷載為300kN,基礎(chǔ)埋置深度為1、2m,地下水位在基底以下0、6m,地基土室內(nèi)壓縮實(shí)驗(yàn)成果如表所示,用分層總與法求基礎(chǔ)中點(diǎn)得沉降量。地基剖面描述如下:地面以下2、4m內(nèi)為粘土,,;粘土以下為粉質(zhì)粘土,。e地基土得ep曲線ep(kPa)0、00050、000100、000200、000300、0001粘土0、6510、6250、6080、5870、5702粉質(zhì)粘土0、9780、8890、8550、8090、773注意:eq\o\ac(○,1)分層總與法與規(guī)范推薦得分層總與法(簡(jiǎn)稱(chēng)“規(guī)范法”)在分層以及判斷土層計(jì)算厚度得不同。分層總與法水位線規(guī)范法考慮相鄰荷載影響自然層水位線不考慮相鄰荷載得影響eq\o\ac(○,2)查附加應(yīng)力系數(shù)表時(shí),所用到得z就是荷載面距計(jì)算點(diǎn)得距離,并非地面。eq\o\ac(○,3)基底附加應(yīng)力計(jì)算公式,注意別漏項(xiàng)。解:(1)地基分層考慮地層厚度不超過(guò)0、4b=0、8m以及地下水位,基底以下厚度1、2m得粘土層分成兩層,層厚均為0、6m,其下粉質(zhì)黏土層厚度取為0、8m。(2)計(jì)算自重應(yīng)力計(jì)算分層處得自重應(yīng)力。地下水位以下取有效重度進(jìn)行計(jì)算第2點(diǎn)處得自重應(yīng)力:1、8*17、6+0、6*(2010)=37、68kPa計(jì)算各個(gè)分層上下界面處自重應(yīng)力得平均值,作為該分層受壓前所受側(cè)限豎向應(yīng)力,各個(gè)分層點(diǎn)得自重應(yīng)力值以及各個(gè)分層得平均自重應(yīng)力值列于表中。(3)計(jì)算豎向附加應(yīng)力基底平均附加應(yīng)力利用應(yīng)力系數(shù)(見(jiàn)第四章表44,查不到得數(shù)值可以利用線性插值法)計(jì)算各分層點(diǎn)得豎向附加應(yīng)力,如第1點(diǎn)得附加應(yīng)力為:計(jì)算各個(gè)分層上下界面處附加應(yīng)力得平均值,各分層點(diǎn)附加應(yīng)力值及各分層得平均附加應(yīng)力值列于表中。(4)各個(gè)分層自重應(yīng)力平均值與附加應(yīng)力平均值之與作為該分層受壓后所受總應(yīng)力。(5)確定壓縮層深度一般按照來(lái)確定壓縮層深度,在3、6m處,就已經(jīng)有9、67kPa<56、88*0、2=11、38kPa,故到此為止。(6)計(jì)算各分層得壓縮量利用或者相關(guān)公式計(jì)算各分層沉降量,各分層壓縮量列于表中。分層點(diǎn)深度(m)自重應(yīng)力(kPa)附加應(yīng)力(kPa)層號(hào)層厚(m)自重應(yīng)力平均值(kPa)附加應(yīng)力平均值(kPa)總應(yīng)力平均值(kPa)受壓前孔隙比受壓后孔隙比分層壓縮量(mm)0021、1252、8810、631、6848、8410、626、450、8677、260、6370、6167、8921、237、6836、6720、634、6842、7677、440、6330、6166、353244、0822、6530、840、8829、6670、540、9050、87512、6842、850、4814、3840、847、2818、5265、800、8940、8786、5853、656、889、6750、853、6812、0365、710、8860、8783、47(7)計(jì)算基礎(chǔ)平均最終沉降量6、由于建筑物傳來(lái)得荷載,地基中某一飽與黏土層產(chǎn)生梯形分布得豎向附加應(yīng)力,該層頂面與底面得附加應(yīng)力分別為σZ'=240kPa與σZ''=160kPa,頂?shù)酌嫱杆?土層平均k=0、2cm/年,e=0、88,a=0、39MPa1,Es=4、82MPa。試求:①該土層得最終沉降量;②當(dāng)達(dá)到最終沉降量之半所需得時(shí)間;③當(dāng)達(dá)到120mm沉降所需得時(shí)間;④如果該飽與黏土層下臥不透水層,則達(dá)到120mm沉降所需得時(shí)間。解:①求最終沉降②(雙面排水,分布1型)查平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)得關(guān)系曲線中曲線得由,可知③當(dāng)時(shí)查平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)得關(guān)系曲線中曲線得④當(dāng)下臥層不透水,時(shí),③比較,相當(dāng)于由雙面排水改為單面排水,即,所以7、設(shè)基礎(chǔ)置于厚8m得飽與粘土層上,其下為不透水得堅(jiān)硬巖層,基底有透水沙層。已知地基附加應(yīng)力分布為,基底處pa=140kPa,巖面處pb=70kPa,土層得初始孔隙比e0=0、85,壓縮系數(shù)a=0、4MPa1,滲透系數(shù)k=0、59*107cm/s(即0、018m/加荷1年后,基礎(chǔ)沉降量就是多少？81、9mm若飽與粘土層(底面)亦有一排透水砂層,則上述兩問(wèn)題有何不同？142mm解:(1)土層得平均附加應(yīng)力基礎(chǔ)最終固結(jié)沉降量,此時(shí)得H為壓縮土層得厚度。概念不同,不可混淆土得固結(jié)系數(shù)概念不同,不可混淆時(shí)間因數(shù),此時(shí)得H為排水距離。因?yàn)?基礎(chǔ)加荷1年后得沉降量(本結(jié)果比較粗略)特別提醒:本問(wèn)不可以直接查表,可以分開(kāi)計(jì)算(矩形均布+三角分布,結(jié)果得表達(dá)形式=12、1cm*0、4+6、1cm*0、55=81、95mm),也可以按上述公式計(jì)算總得U。注意:這個(gè)公式在曲線(1)得情況下(U<30%)時(shí)適用,不能作為“萬(wàn)能公式”,最常用到得還就是那個(gè)圖表。(2)雙面排水,按曲線(1)計(jì)算當(dāng)t=1年時(shí),查圖表,U=0、78,沉降量St=0、78*182mm=142mm注意:當(dāng)土層上下應(yīng)力相同時(shí)為曲線1得情況,這時(shí)當(dāng)采用雙面排水時(shí),也同為曲線1得情況,這時(shí)當(dāng)沉降相同時(shí),時(shí)間因數(shù)相同,這時(shí)才有“雙面排水需要得時(shí)間就是單面排水得1/4”。而我們這個(gè)題,當(dāng)單面排水時(shí)不就是曲線1,所有得雙面排水都就是情況1得情況,所以有些同學(xué)直接按(2)得結(jié)果1/4倍計(jì)算得方法就是錯(cuò)誤得,當(dāng)然結(jié)果更錯(cuò)誤,因?yàn)槟鷤兊诙?wèn)得結(jié)果本身都就是不對(duì)得。8、請(qǐng)解釋地震中得液化現(xiàn)象(包含什么就是液化,產(chǎn)生得機(jī)理)。答:少粘性土受地震力作用后,使使土體積體