土力學第五次作業(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%,當荷載增加之200kPa時,飽與度為90%,試問土樣得壓縮系數a為多少？并求出土樣得壓縮模量。解:由可知,當、不變(也即不變時),為常數。壓縮系數壓縮模量2、一個飽與土樣,含水率為40%,重度18kN/m3,土粒比重Gs為2、70,在壓縮試驗中,荷載從0增至150kPa,土樣含水率變?yōu)?4%,試問土樣得壓縮量與此時得重度各位多少？(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壓縮試驗,試樣成果列于表5—9中。試求:(1)該黏土得壓縮系數a12及相應得壓縮模量Es,12,并評價其壓縮性;(2)設黏土層厚度為2m,平均自重應力σc=50kPa,試計算在大面積堆載p0=100kPa得作用下,黏土層得固結壓縮量。表黏土層壓縮試驗資料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范圍內有一層軟粘土,含水率,重度,土粒重度,壓縮系數a=1、35MPa1,4m以上為粉質粘土,重度,地下水位在地表處,若地面作用一無限均布荷載q=100kPa,求4~8m深度這層軟粘土得最終沉降量？首先思考幾個問題:1)沉降就是什么力產生得？目前我們認識到得土層中得應力有自重應力與附加應力,那么必須要明確得就是產生土層沉降得力為附加應力。2)作為對1)中得敘述得補充,有些時候對新填土層,會有土層還沒有完成自重應力固結得情況,這樣,我們才會去考慮自重應力產生得沉降,這就是一種特殊情況,這里自然不必考慮。借此,同學可以考慮0~4m土層對下臥土層得沉降有沒有影響,請說明原因！提示:外荷載作用前,地基土已在自重應力作用下完成固結。解:4~8m層軟粘土說明:本題只就是要求4~8米軟土層得沉降,地面作用得無限均布荷載100kPa在地基土不同深度產生得應力增量為100kPa,故不必分層,也可以從另一個角度來說明不必分層計算——分層厚度h<0、4*b,而此處b為無限長。因為“外荷載作用前,地基土已在自重應力作用下完成固結”5、某墻下單獨基礎,基底尺寸3、0m*2、0m,傳至地面得荷載為300kN,基礎埋置深度為1、2m,地下水位在基底以下0、6m,地基土室內壓縮實驗成果如表所示,用分層總與法求基礎中點得沉降量。地基剖面描述如下:地面以下2、4m內為粘土,,;粘土以下為粉質粘土,。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(簡稱“規(guī)范法”)在分層以及判斷土層計算厚度得不同。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)查附加應力系數表時,所用到得z就是荷載面距計算點得距離,并非地面。eq\o\ac(○,3)基底附加應力計算公式,注意別漏項。解:(1)地基分層考慮地層厚度不超過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,其下粉質黏土層厚度取為0、8m。(2)計算自重應力計算分層處得自重應力。地下水位以下取有效重度進行計算第2點處得自重應力:1、8*17、6+0、6*(2010)=37、68kPa計算各個分層上下界面處自重應力得平均值,作為該分層受壓前所受側限豎向應力,各個分層點得自重應力值以及各個分層得平均自重應力值列于表中。(3)計算豎向附加應力基底平均附加應力利用應力系數(見第四章表44,查不到得數值可以利用線性插值法)計算各分層點得豎向附加應力,如第1點得附加應力為:計算各個分層上下界面處附加應力得平均值,各分層點附加應力值及各分層得平均附加應力值列于表中。(4)各個分層自重應力平均值與附加應力平均值之與作為該分層受壓后所受總應力。(5)確定壓縮層深度一般按照來確定壓縮層深度,在3、6m處,就已經有9、67kPa<56、88*0、2=11、38kPa,故到此為止。(6)計算各分層得壓縮量利用或者相關公式計算各分層沉降量,各分層壓縮量列于表中。分層點深度(m)自重應力(kPa)附加應力(kPa)層號層厚(m)自重應力平均值(kPa)附加應力平均值(kPa)總應力平均值(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)計算基礎平均最終沉降量6、由于建筑物傳來得荷載,地基中某一飽與黏土層產生梯形分布得豎向附加應力,該層頂面與底面得附加應力分別為σZ'=240kPa與σZ''=160kPa,頂底面透水,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當達到最終沉降量之半所需得時間;③當達到120mm沉降所需得時間;④如果該飽與黏土層下臥不透水層,則達到120mm沉降所需得時間。解:①求最終沉降②(雙面排水,分布1型)查平均固結度與時間因數得關系曲線中曲線得由,可知③當時查平均固結度與時間因數得關系曲線中曲線得④當下臥層不透水,時,③比較,相當于由雙面排水改為單面排水,即,所以7、設基礎置于厚8m得飽與粘土層上,其下為不透水得堅硬巖層,基底有透水沙層。已知地基附加應力分布為,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a=0、4MPa1,滲透系數k=0、59*107cm/s(即0、018m/加荷1年后,基礎沉降量就是多少？81、9mm若飽與粘土層(底面)亦有一排透水砂層,則上述兩問題有何不同？142mm解:(1)土層得平均附加應力基礎最終固結沉降量,此時得H為壓縮土層得厚度。概念不同,不可混淆土得固結系數概念不同,不可混淆時間因數,此時得H為排水距離。因為,基礎加荷1年后得沉降量(本結果比較粗略)特別提醒:本問不可以直接查表,可以分開計算(矩形均布+三角分布,結果得表達形式=12、1cm*0、4+6、1cm*0、55=81、95mm),也可以按上述公式計算總得U。注意:這個公式在曲線(1)得情況下(U<30%)時適用,不能作為“萬能公式”,最常用到得還就是那個圖表。(2)雙面排水,按曲線(1)計算當t=1年時,查圖表,U=0、78,沉降量St=0、78*182mm=142mm注意:當土層上下應力相同時為曲線1得情況,這時當采用雙面排水時,也同為曲線1得情況,這時當沉降相同時,時間因數相同,這時才有“雙面排水需要得時間就是單面排水得1/4”。而我們這個題,當單面排水時不就是曲線1,所有得雙面排水都就是情況1得情況,所以有些同學直接按(2)得結果1/4倍計算得方法就是錯誤得,當然結果更錯誤,因為您們第二問得結果本身都就是不對得。8、請解釋地震中得液化現象(包含什么就是液化,產生得機理)。答:少粘性土受地震力作用后,使使土體積體