土力学答案计算题文档格式.docx
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"
一ki+k2一2x10"
*+1X10-1
所以，测压管中水面将升至右端水面以上：
60-40二20cm
⑵廿%仏x会xA=1X"
x郑200=2（W/S
3-9.定水头渗透试验中，已知渗透仪直径D二75mm，在L=200mm渗流途径上的水头损失h二83mm,在60s时间内的渗水量Q二71・6cn?
求土的渗透系数。
k=-°
L_=A・△/?
・/
71.6x20“z,
==6.5x10^cm/s
-x7.52x&
3x60
4
3-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为30cm2，厚度为4cn）,渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm.试验开始时的水位差145cm,经时段7分25秒观察水位差为100cm,试验时的水温为20^,试求试样的渗透系数。
3-1U图3-24为一板桩打入透水土层后形成的流网。
已知透水土层深18.Om,渗透系数
k=3x\0^mm/s，板桩打入土层表面以下9.0叫板桩前后水深如图中所示。
试求:
（1）图中所示纸b、c、d、e各点的孔隙水压力;
（2）
地基的单位渗水量。
（1）Ua=0x/lv=OkPci
Uh=9.0xyw=SS.2kPa
（9-1）
Uc=18-4x——xyw=\YJ.2kPa
8丿
Ud=1.0x=9・8kPa
t/r=0x=OkPa
8
（2）q=k•八A=3x10-7x——x（18—9）=12x10“加'
/s9x2
第四章
4-8.某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚l・5my=nkN/m3；
第二层粉质黏
土厚4m,y=\9kN/m39Gs=2.73,a）=31%，地下水位在地面下2m深处；
第三层淤泥质黏土厚8m,/=\S.2kN/m39Gs=2.74,ty=41%；
第四层粉土厚3m,y=\9.5kN/m\Gx=2.72,血=27%；
第五层砂岩未钻穿。
试计算各层交界处的竖向自重应力u・，并绘出b「沿深度分布图。
（1）求7
■=吧_臥=他-臥）=Afis•〃-沧）=宀wG-1）=血-1）zVVV肥+%,Gsyw+a）Gs/wGs（\+co）
由上式得:
y2=9A9kN/m3,y3=S.20kN/m\/4=9.7\kN/m\
（2）求自重应力分布
<
7Ci=yM=1.5x17=25.5kPa
b（•水=/i^i+/2^=25.5+19x0.5=35.OkPa
ac2=u农+y；
（4-h）=35・0+9・19x3.5=67•门kPa
（tc3=<
rc2+/3h3=67.17+8.20x8=132.77kPa
込4=trc3+y4h4=13277+9.71x3=161.90kPa
6不透水层=%+yw（3.5+8.0+3.0）=306・9kPu
4-9、某构筑物基础如图4-30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4mX加。
试求基底平均压力p和边缘最大压力p_并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。
（1）全力的偏心距e
（3）平均基底压力
罟W理论上）
平面1点及2点下各3.6m深度Mi点及血点处的地基附加应力J值。
F+G
（1）基底压力/?
==1300+4x2.4x1.2x20=149kPa
A
（2）基底附加压力/?
0==149-18x1=
查表得Qf=o.143
/=3.6m,b=2〃?
一=1.8
小块查表得a=0.129
b2
则azM2=2acMiPo=2（ac大一小）P<
）=2（0.143-0.129）x131=3.1kPa
4-11、某条形基础的宽度为2m,在梯形分布的条形荷载（基底附加压力）下，边缘（po）^=200kPa,（po）n）n=100kPa,试求基底宽度中点下和边缘两点下各3m及6m深度处的
J值。
“200+100
/J。
均==150kPa
中点下3m处x=0m9z—3m,—=0,—=1.5♦查表得a=0.396
hb
6=0.396x150=59・4kPa
X7
6m处x=0〃?
z=6〃?
一=0,二=3,查表得ac=0.208
bb
6=0.208x150=31.2^/
边缘，梯形分布的条形荷载看作矩形和三角形的叠加荷载
3m处:
矩形分布的条形荷载—=0.5,—=—=1.5»
查表Q冷形=0.334
bb2
矩形=0.334x100=33・4kPa
1z3
三角形分布的条形荷载一=10,二=二=1.5,查表a.=0.734.a.=0.938bb2H亠
6—z,=0.0734*100=7.34kPa
所以，边缘左右两侧的b•为
bj=33.4+7.34=40.74^/
bm=33.4+9.38=42.78^/
6m处:
X7（S
矩形分布的条形荷载—=0・5,—=—=3,查表=0.198
bb2同几
=0.198x100=19.8kPa
6•矩形
1z6
三角形分布的条形荷载一=10,二=—=3,查表a”=0.0476,<
/门=0.0511
bb2，l儿
6—“=0.（M76*100=4.76kPa
=0.0511*100=5.llkPa
所以，边缘左右两侧的b二为
b|=19.8+4.76=24・56&
H/
第六章
6-1L某矩形基础的底面尺寸为4mX2m,天然地面下基础埋深为5,设计地面高出天然地面0.4m,计算资料见图6-33（压缩曲线用例题6-1的）。
试绘出土中竖向应力分布图（计算精度；
重度（kN/m;
l）和应力（kPa）均至一位小数），并分别按分层总和法的单向压缩基本公式和规范修正公式计算基础底面中点沉降量（几<
0.75九）。
=19.8+5.11=24.91^/
1.分层总和法单向压缩基本公式
（1）|
2>
求/
•_巴-匕&
_久叫—匕几）_y（Gs•汕-汕）_旷几G—1）_y（Gs-1）VWWs+Ww+coGs/wGs（l+co）
又已知，粉质黏土的y=\9AkN/m3,Gx=2.72,e=31%和淤泥质黏土的
/=\S.2kN/ur,Gs=2.71,e=40%
所以/分别为9.2kN/m3和S.2kN/m3
（3）地基分层
基底面下第一层粉质黏土厚4m,第二层淤泥质黏土未钻穿，均处于地下水位以下，分层厚度取llBo
（3）
地基竖向自重应力be的计算
0点:
仏=18x（1+0.4）=25.2"
“
1点:
JC=25.2+9.2x1=34AkPa
2点:
氐=34.4+9.2x1=43・6讥
3占・
crc=43.6+9.2x1=52.3kPa
4占•
bc=52.8+8.2x1=61.OkPa
5点：
（rc=61.0+8.2x1=32kPa
6点:
cc=69.2+8.2x1=77AkPa
（4）
地基竖向附加应力q的计算
基础及其上回填土的总重G=/gAJ=20x4x2.5x1.4=280^
基底处的土中附加应力Po=〃一be=120—25・2=94・8灯么
计算基础中心点下由基础荷载引起的附加应力b：
基础中心点可看作是四个相等小矩形荷载的公共角点，其长宽比//"
=2/1.25=1.6,取深度z=0、1,2、3、4、5、6m各计算点的q。
点
1/b
z/m
z/b
6
（）
1
!
2
>
3
（
5
（5）地基分层自重应力平均值和附加应力平均值的计算，见表1。
（6）地基各分层土的孔隙比变化值的确定，见表1。
（7）地基压缩层深度的确定
按6=0.2crc确定深度下限：
5m深处0.2b。
=0.2x69.2=13.84^/,b：
=15・2>
13・84&
Pa不够；
6m深处0・2b「=0.2x77.4=15・48kP"
b：
=11・0〈15・48好么，可以。
表1分层总和法单向压缩公式计算的沉降量
深度
自重应力
附加应力
自重平均
附加平均
自重+附加
曲线
压前eii
压后e2i
沉降量
25.2
94.8
土样
4-1
1.0
34.4
81.5
29.8
88.2
118.0
0.821
0.761
33
2.0
43.6
53.1
39.0
67.3
106.3
0.818
0.769
27
3.0
52.8
33.4
48.2
43.3
91.5
0.808
0.774
19
4.0
61.0
22.0
56.9
27.7
84.6
4-2
0.800
0.782
10
5.0
69.2
15.2
65.1
18.6
83.7
0.796
0.783
7
6.0
77.4
11.0
73.3
13.1
86.4
0.791
0.781
（8）基础的最终沉降量如下:
n
s=工工=33+27+19+10+7+6=\02nun
r-l
2、规范修正公式计算（分层厚度取lm）
（1）计算內
同分层总和法一样，“0=p-<
rco=120-25.2=94・8kPu
（2）分层压缩模量的计算
分层深度
圧缩模量
2.68
2.50
2.30
2.77
2.57
2.35
（3）计算竖向平均附加应力系数a
当z=0时，za=0
计算z=lm时，基底面积划分为四个小矩形，即4x2.5=（2xl.25）*4
〃/2=2/1.25=1.6,z/£
?
=1/1.25=0.8,查表6-5有a=0.2395
基底下lm范围内<
7=4*0.2395=0.958
详见下表。
Z（m）
l/b
（a
za
（za）i-（za
Esi
A5r
•••
34
■
61
18
79
89
96
i
102
（4）确定计算深度
由于周围没有相邻荷载，基础中点的变形计算深度可按下列简化公式计算：
Zn=〃（2・5-0・41nb）=2.5（2.5—0.41n2.5）=5.3m
（5）确定仇
计算乙深度范围内压缩模量的当量值:
/\
/、
z、
ZxQi-Oxao
Po
Z2&
2-Z1XiZ]
乙川a“—■一]xctzi—i
\丿
k丿
l/
Pozncr；
r-Oxa（）
11
查表（当几＜0・75几时）得：
（ps=1.1
（6）计算地基最终沉降量
n,
s=（pss=0$工=1.1x102=112mm6-12.由于建筑物传来的荷载，地基中某一饱和黏土层产生梯形分布的竖向附加应力，该层
顶面和底面的附加应力分别为=240kPa和b「=160RP"
顶底面透水（见图6-34）,
土层平均*=0・2“2/年2=0・88,a=0.39MPa-\Es=4.82MPa0试求：
①该土层的
最终沉降量；
②当达到最终沉降量之半所需的时间；
③当达到120mm沉降所需的时间；
④如
果该饱和黏土层下卧不透水层，则达到120mm沉降所需的时间。
①求最终沉降
20.2x-
7；
=工所以/=仝匚=——=0.83（年）
H〜cv0.964
③当S[=120mm肘
=—=72%查图6-26得7；
=0.42
TyH20,42X
c
0.964
=1・74（年）
④当下卧层不透水，Sj=120mm时
与③比较，相当于由双面排水改为单面排水，即
-=1.74^,所以./=1.74x4=6.96年
第七章
6-11.某矩形基础的底面尺寸为4mX加，天然地面下基础埋深为1叫设计地面高出天然地面0.4m,计算资料见图6-33（压缩曲线用例题6-1的）。
）和应力（kPa）均至一位小数），并分别按分层总和法的单向压缩基本公式和规范修正公式计算基础底面中点沉降量（几<
0・75/寂）。
920LN
填土y=18kN/心—
/-19.1kN/n?
粉质粘土G尸2.72w-31%
淤泥
质粘土
y=18.2kN/m3
G.-2.71
未钻穿
w-40%
1、分层总和法单向压缩基本公式
肥-叫儿‘=7（"
s-叫7用）=7（g$%-）=y•（Ps-1）=7（g$—i）
VWWs+WwGsyw+coGs/wG$（l+co）
又已知，粉质黏土的y=\9AkN/m3,Gx=2.72,ty=31%和淤泥质黏土的
y=\S.2kN/m\Gs=2.71.tw=40%
所以/分别为9.2kN/m3和8.2kN/m3
（5）地基分层
基底面下第一层粉质黏土厚4叫第二层淤泥质黏土未钻穿，均处于地下水位以下，分层厚度取llUo
（3）地基竖向自重应力07.的计算
0点：
cc=18x（1+0.4）=25.2kPa
1点：
cc=25.2+9.2x1=34AkPa
2点：
cc=34.4+9.2x1=43.6kPa
3点：
々=43.6+9.2x1=52.SkPa
4点：
cc=52.8+8.2x1=61.OkPa
crc=61.0+8.2x1=32kPa
6点：
crc=69.2+8.2x1=11AkPa
（4）地基竖向附加应力q的计算
基础及其上回填土的总重G=yGAd=20x4x2.5x1.4=280^
920+280
基底平均压力p=A=
=一120®
2.5x4
基底处的土中附加应力P°
=P_bco=120-25.2=94.8^/
计算基础中心点下由基础荷载引起的附加应力b.,基础中心点可看作是四个相等小矩形荷
载的公共角点，其长宽比//〃=2/1.25=1.6,取深度z=0、1、2、3、4、5、6m各计算点
的6o
acl
T.
•••
•
（6）地基各分层土的孔隙比变化值的确定，见表10
=0.2x69.2=13.84^/,
b：
13・84好么不够；
6m深处0・2b「=0・2x77.4=15.48AH/,
表1分层总和法单向压缩公式计算的沉降疑
白重平均
5=^2Av.=33+27+19+10+7+6=102〃〃”
2、规范修正公式计算（分层•厚度取Im）
（1）计算几
同分层总和法一样，Po=p-crco=120-25.2=94・8kPu
（7）分层压缩模量的计算
压缩模量
2.68
（8）计算竖向平均附加应力系数a
当z=0时，z<
z=0
〃〃=2/1・25=16z/Z>
=1/1.25=0.8,查表6-5有a=0.2395
基底下lm范围内a=4*0.2395=0.958详见下表。
a
（za）厂（za）ii
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