土力学计算题23666Word格式.docx

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土力学计算题23666Word格式.docx

—=23

因为5>

10粒度分布范围较大,土粒越不均匀,级配良好。

乙土颗粒级配曲线如下

loo

72、9

21、4

颗粒级配曲线

0927654321

10.10・01

土粒粒径d/iran

0.001

日型=0.016d10=0.0023r/50=0007

如0016=

Ca~d^=0.0023~

c-岛_uoE

cd6axd100.016x0.0023

因为大于5,=在1-3之间所以为良好级配砂

1、有一完全饱与的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内,称得总质量为72.49g,经105C烘干至恒重为61.28g,已知环刀质量为32.54g,土粒相对密度（比重）为2、74,试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求按三项比例指标定义求解）。

2、某原状土样的密度为1.85g/cm3、含水量为34%土粒相对密度为2、71,试求该土样的饱与密度、有效密度与有效重度（先导得公式然后求解）。

3、某砂土土样的密度为1.77g/cm3,含水量为9、8%土粒相对密度为2、67,烘干后测定最

小孔隙比为0、461,最大孔隙比为0、943,试求孔隙比与相对密度，判断该砂土的密实度。

4、某一完全饱与粘性土试样的含水量为30%，土粒相对密度为2、73,液限为33%,塑限为17%,试求孔隙比、干密度与饱与密度，并按塑性指数与液性指数分别定出该粘性土的分类名称与软硬状态。

5、经测定,某地下水位以下砂层的饱与密度为1.991g/cm3,土粒相对密度为2、66,最大干密度为1.67g/cm3,最小干密度为1.39g/cm3,试判断该砂土的密实程度。

6、已知某土样含水量为20%,土粒相对密度为2、7,孔隙率为50%,若将该土加水至完全饱与，问iom该土体需加水多少？

7、某土样，土粒相对密度为2、7,孔隙比为0、95，饱与度为37%,现要把饱与度提高到90%,则每1的该土样中应加多少水？

8、某土样孔隙体积-一亠，土粒体积一i'

土粒相对密度为ds=2、69,求孔隙比e与干重度d；

当孔隙被水充满时，求饱与重度sat与含水量。

9、某土样的干密度为1.60g/cm3,土粒相对密度为2、66,颗粒分析试验表明，该土大于0.5mm的颗粒占总质量的25%假设细颗粒可以把粗颗粒间的孔隙全部填满，问该土小于0.5mm

的那部分细颗粒土的干密度约就是多少？

若经过压实后，该土在含水量为18%寸达到饱与，

问该土此时的干密度就是多少？

10、某一施工现场需要填土，基坑的体积为2000m3,土方来源就是从附近土丘开挖，经勘察土的相对密度为2、70,含水量为15%孔隙比为0、60。

要求填土的含水量为17%,干重度为

17、6kN/m。

（1）取土场的重度、干重度与饱与度就是多少？

（2）应从取土场开采多少方土？

（3）碾压时应洒多少水？

填土的孔隙比就是多少？

（三峡大学2006年研究生入学考试试题）

11、某饱与土样含水量为38、2%,密度为1、85t/m3,塑限为27、5%,液限为42、1%问：

要

制备完全饱与、含水量为50%的土样，则每立方米土应加多少水？

加水前与加水后土各处于

什么状态？

其定名就是什么？

12、某饱与土的饱与密度为1、85t/m3,含水量为37、04%,试求其土粒相对密度与孔隙比。

13、已知一土样天然密度为1、8t/m3,干密度为1、3t/m3,饱与重度为20kN/m3,试问在1t

天然状态土中，水与干土的质量各就是多少？

若使这些土改变成饱与状态，则需加水多少？

14、设有1m的石块，孔隙比e=0,打碎后孔隙比为e=0、6,在打碎后孔隙比为e=0、75,求第一次与第二次打碎后的体积？

15、就是推导理论上所能达到的最大击实曲线（即饱与度S=100%勺击实曲线）的表达式。

16、配置含水量35%的土样，取天然含水量12%勺土重20t,已测定土粒相对密度为2、70,问需加水多少？

（同济大学1998年研究生入学考试试题）

61.28-3254-2874g

mw=m-mi=39.95-28.74=11.21g

K=21.Tcm3

=ll^lcra:

Fj卩f；

=21.7-11.2110.49cm1

尸計黔七4临阳

电=辱=[32佃伽WV21.7句

2、

片10.4?

解:

设土颗粒体积为1

戸_用_力」1呼血）几

由「「―得

1十总

———329

1-^0

VUe1+O.P<

叶心乩旦g空上1

1+3屮3严矶劇

3、

1.77

e=QD兀!

_3.67{1+0.098'

）_1=加5序解：

由、

e=1=0.9（53

力=g~,-g=Q^-W6=Oj95

J-JC.S43-0,461

因为1/3<

SPAN〉所以该砂土的密实度为中密。

4、

由”■'

■'

■

得■.（..r.--•L_；

…1!

L一—如_和—刘-口_讪

叫巳片Ip16

因为10<

Ip=16<

17,该粘性土应定名为粉质粘土；

因为0、75<

Il=0、81<

1、0,所以该粘性土的状态为软塑。

r■现•+Fjg.（玄十小兀营=加L爲=1,9刃-2方百=仃砒

5、解：

由得-’-1……

D==总（冋-刊山=167（1.5gE-1^P）_0诩

r-Pj-J1383^,67-139）

因为2/3<

SPAN〉所以该砂土的密实度为密实。

n=_?

：

lC0%=5C%._

由齐之叫・叫，且岭+食・尹・1賦,得卩八%+卅

=空=竺旦=沖

当”邮时,^-^-0.54x5-27m1

当5^=100%时孑小耳赵必鼻加

7、解：

由

故应加水■'

■■-■」；

｛；

得、—

Ajtiw=Af^■pw=CL258f

8、解:

9、解：

设V=1rn,则"

厂-1

粗颗粒质量…」-■'

■■

%=芒」==0.15^]

粗颗粒体积」“

粗颗粒孔隙体积「一一「一」一_」

细颗粒土的干密度

pd.==-i-2L=1.-41P/O711

N0.85占

压实后的孔隙比

屏1

久忌=2.66x1

fIm1+D.4796

10、解：

⑴尸=

（2）填土场匕

■176x2000-3520/

眄/岛=27爼/

取土场

5-°

-2OS2£

廿

角1®

（3）洒多少水'

=3520x（t）.17-0.15）=7C4f

11、

1.SJ

rZo3a5

=134f/w1

ma=^=1.34>

l=1.34f

A^w=m4^=l-34x（O5-11382）-0.158/

r}-■'

■2r_•」■'

■-'

1粉质粘土

可塑状态

流塑状态

加水前Xr一宀儿「一-■-

加水后L,■-.■I---匚一

百”=二_

12、解：

联立求解，得

1出

1+一!

一-l.®

0.3704

如023704

13、

I^=-=—0.556m解：

%■总卩■-Q.723f

-jn>

1-0.723-0.277f

需加水—“…厂心'

14、

K■14-€l-1+0.6-16m

1+^-1+075-1.75m1

15、

16、

由■-」J

別,

得

m-m-m„-L2-L236-10.7l4/

得一二

五、

计算题

已土样2底面c-c为基准面，求该面的总水头与静水头；

已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%,求b-b面的总水头与静水头；

已知土样2的渗透系数为0.05cm/s,求单位时间内土样横截面单位面积的流量求土样1的渗透系数。

1、如图3-1所示,在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1顶面溢出。

（1）

⑵

⑶

⑷

1.解:

第一层底：

一7一—「

g+^a^）r._1=273x（l+03Dxl0_i=Q882

第二层土：

■■

二玉二二273・1小*龙呦品

1十惡w1-H0.S82'

地下水位处：

］"

Hi：

2.74x3+0.^11）x10t110_

18.2

第三层底:

g=—1=1.lz_S

y=274-1工］0二

U1.123'

cr_=672+^fej=6.7.2+8.2x8=132.BkPa

272x（1+027）x101

19.5

ff=—i=u.//1

第四层底：

2兀—1

y=—x10=9.7^/p?

1+0.771

tjc=1328+/；

^=132.8+9.7x3=1619kPa

第五层顶：

［「：

+,1厂"

+「「一一J：

;

-…：

汀•（图略）

山卄卄口心、=亠召宀口+曲卄占亠==^80x1.31=890.SkbTtn

2.解：

何载因偏心而在基底引起的弯矩为：

基础及回填土自重：

M890.8nQQ1/4

电===U.S91啊>

—=—=Q.67釋

偏心距：

^^^

说明基底与地基之间部分脱开，故应从新分布计算芜二疋：

^=--e=--0.891=1109^

如C二鲨罗二咒0金甩

p=^=\50.3kPa

-（图略）

F十GF+y^Ad1200+20x24x^1x1.2

2.4x4

P=二==149血丹

3.解：

基底压力：

基底附加压力:

⑺厂

点'

过1

z3.6

=^=12点将基底分成相等的两块，每块尺寸为二j’r二円故：

查表4-5得二：

W故有/二二、；

1=1=2±

=^=1.8点L丄：

过2点做如下图所示矩形，对矩形ac2d,>

_k=l^=i（8±

=—=1_8

查表4-5得'

对矩形bc21，「-查表4-5得

知=0.129,故咕2g-心丹=2x（0.143-0.129）x131=3.7kPa

4.解：

图表求解（查找相对应的系数用表）

Z（m）

z/b

均布荷载戸。

=1OOkPa

三角形分布荷载刀口=100kPa

总铅直应

力巧

（kPa）

x/b

巧（kPa）

H（kPa）

中占

1八、、

下

1、5

0、396

39、6

0、2

59、6

0、208

20、8

0、104

10、4

31、2

何载最小端

0、334

33、4

0、145

14、5

47、9

0、198

19、8

0、096

9、6

29、4

何载最大端

0、185

185

51、9

30、2

5.解：

土坝最大自重应力

（1）中心点下2m深处：

乞丄二2对于△abf（或者△cde）,二4,

查其表，得」'

故有"

碍=0.017x36=0.612疋&

-=-=0-=-05

对于口beef,：

查其表，得，・-；

，_；

1,故有-'

贝厂

（2）边缘点下2m深处：

（以右边缘点为例）

应力系数列表

载荷面积

Cd—

阴

abf

0、003

beef

0、019

cde

0、127

故有:

_厂…V—一“-■一…：

匚

黏土层底：

辺=51+0^-10）x1=60^

粉质黏土层底：

耳=60+（185-10）x2=77^

细砂层底：

辺=77+（20-10）x3=107^

6.解：

地下水位处

Jc=17x3=5RF«

地下水位骤然下降至▽35、0高程时：

黏土与粉质黏土层因渗透性小，土体还来不及排水固结，孔隙水压力没有明显下降，含水

量不变，故自重应力没什么变化。

细砂层渗透性大，排水固结块，因水位下降而产生的应力增量很快就转化为有效自量应力，故细砂层底的自重应力为：

化=17x3+1^x1+13.5x2+18.2x3=161.6^

7.解：

土的自重应力二'

-，：

+1'

_■-J

q=芒屁=0.32x55=17.6^

静水压力：

竖向总应力：

%=55-1-20=75kPa

侧向总应力：

%=17.6+20=37.6kPa

扭二丄泌5+呵二L加t

8.解

p=二一+2加二——+20x1.2=177.3^

bb1.5

9.解：

先计算黏土层的有效重度：

ZU+屈％,271X（U02）X10

y185

，=^-1K=（2.71-1）xW=97^3

1+011+0.758'

p」+2W-10阮=100（\20x1,2-10x0.2=

Jw5

基底处土的自重应力

（从黏土层算起）：

^=12.5x0,5+^7x0.2=11.2^

基底附加压力：

pQ=p~a^=222-11.2=210.8^（3

10.解:

pQ=300-18x15=

crs=Aacp^=4冥0.084x273=9\.7kPa

11.解

因为就是中点下所以

故查表4-10得丄'

于就是有

耳=◎宴珂=055x200=11OjtFa

12.解：

A荷载产生的附加应力：

荷载可按均匀布计算'

由i/6=l/l=Kzfb=2/1=2t查表齐1得兀二0蕊4

cr^=4afc7?

0=4x0084x150=S^AkPa

B荷载产生的附加应力：

（根据角点法）

由/Z/^=6M=15旳二2f4=05查表得％二0.2737

由J:

「一■■:

■:

」「*

由|、’卩■■'

■'

7/^=2/2=1,查表？

-鳩％屮二乃

于就是

由"

■7'

■_：

■I士二——：

」一】门

b諂=（%r・角|-為u*%）叶=（0.237-0200-0203+0175）x300=2.7kPa

务=口■创+碍卫=50.+2..7=^3AkPa

13.解:

砂土层水位以上

Sre0.37x0.52

H==

d52.65

（1+制冷

2.65x（1+0.073）x9.81

1+d

1+0.52

砂土层水位以下

地下水位处:

7=18.4x2=36.8^

u=0

cr.=er-u=36^kPa

砂土层底：

^=36.8-^20.5x2.5=88.1^m=9.81x2.5=24.5^

q=881-24.5=63.6^

cr^88.1+17.5x4..5=166.9^

u=9.81x7-68.7kPa

q=1669・687=9&

14.解：

黏土层:

2.65+0.52

x9.81=

^11111x981

1-Fl.113

17.SW/

2000+200+20x2-10X1.4=202^a2.5x5

=尹+—7

hbP

202+goo+l劝1.2+20X0®

尸二艺十2帖—10%

25x5J

202+103.7=305.7*Pdr

=«

-^£

=202-1037=9SJ^丫bi2

%=18.4x0.6（19.5-10）xl.4=M

pD=p-j=202-243二Yll.lkPa

=01103

q=4acp^=4x0.1102x1777=7S.8^

15.解:

采用角点法计算时，对基底中心点下2m深处：

应将基底面积分为4块，每块得

=3O/2>

10,=2/2=1；

对基底角点下4別深处：

基底面积为一块，=

60/4>

10,刃"

4/4二1.可见两者的附加应力系数相同，但荷载块数后者时前

者的1他故角点下4滴处的数冋附加应力为02皿

16.解：

D点沉降最大，按角点法划分基础D点处在角上的最多，所以影响最大。

五计算题

1.某建筑场地的地层分布均匀,第一层杂填土厚1.5m/"

=17KN/E'

第二层粉质黏土厚4m,V=19KN^-,=2、73,w=31%,地下水位在地面下2m深处;

第三层淤泥质黏土厚8m/=

18、2KN/，：

：

=2、74,w=41%;

第四层粉土厚3m「"

=19、2KN厂厂，：

=2、72,w=27%;

第五层砂岩未钻穿。

试计算各层交界处的竖向自重应力一・,并绘出一■沿深度分布图。

（答案：

第

四层底一「=306、9KPa）

2.某构筑物基础如图4-1所示,在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN,偏心距1.31m,基础埋深为2m,底面尺寸为4m；

2m。

试求基底平均压力门与边缘最大压力：

二；

，并绘出沿偏心

方向的基底压力分布图。

‘二：

=301KPa）

图4-1

3.某矩形基础的底面尺寸为4m"

2.4m,设计地面下深埋为1.2m（高于天然地面0.2m）,设计地面以上的荷载为1200KN,基底标高处原有土的加权平均重度为18KN/F’。

试求基底水平面1点及2点下各3.6m深度点及'

-点处的地基附加应力'

值（见图4-2）。

点处口==28、3KPa）

4HI

图4-2

4.某条形基础的宽度为2m,在梯形分布的条形荷载（基底附加应力）下,边缘（「-3：

=200KPa,（7=100KPa,试求基底宽度中点下与边缘两点下各3m及6m深度处值的’'

匸值。

（答案：

中点下3m及6m处丄分别为59、4及31、2KPa）

5.某路基的宽度为8m（顶）与16m（底）,高度H为2m（图4-3）,填土重度'

为18KN/巳試求路基底面中心点与边缘点下深度位m处地基附加应力‘I值。

中心点下2m深处I=

35、41KPa）

图4-3

6.按图4—4中给出的资料,计算地基中各土层分界处的自重应力。

如地下水位因某种原因骤然下降至▽35、0高程,细砂层的重度为*=18、2kN/m3，问此时地基中的自重应力有何改变？

仔14n

F—|HCAS；

p410

■pinkN40.0

曾L匚

图4—4

7.某场地自上而下的土层分布为：

杂填土，厚度1m/=16kN/m3;

粉质黏土，厚度5m/=19kN/m3,*】10kN/m3,Ko=o、32;

砂土。

地下水位在地表以下2m深处。

试求地表下4m深处土的竖向与侧向有效自重应力，竖向与侧向总应力。

8.某外墙下条形基础底面宽度为b=1.5m,基础底面标高为-1.50m,室内地面标高为土0、000,

室外地面标高为-0.60m,墙体作用在基础顶面的竖向荷载F=230kN/m,试求基底压力P。

9.某场地地表0.5m为新填土，：

’=16kN/m3,填土下为黏土，‘=18、5kN/m3,w=20%,ds=2、

71,地下水位在地表下1m。

现设计一柱下独立基础,已知基底面积A=5m2,埋深d=1.2m,上部结构传给基础的轴心荷载为F=1000kN。

试计算基底附加压力P。

。

10.某柱下方形基础边长4m,基底压力为300kPa,基础埋深为1、5,地基土重度为1

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