1、试确定该砂十的名称和状态。表1T2粒径(mm)0. 0750. 10.250.5含量()8.015.042.024.09. 02. 0细砂1-9已知某土试样的土粒比重为2.72,孔隙比为0. 95,饱和度为0.37若将此土样 的饱和度提高到0.90时,每lm3的土应加多少水?258kg1-10 一干砂试样的密度为1.66g/cm 土粒比重为2. 703将此干砂试样置于雨中, 若砂样体积不变,饱和度増加到0. 60。计算此湿砂的密度和含水量。1. 89g / cm3, 13.9%1-11已知某土样的土粒比重为2.70,绘制土的密度P (范围为1.02. lg/cm3)和 孔隙比e (范围为0.6
2、1.6)的关系曲线,分别计算饱和度st二0、0.5、1.0三种情况。提示:三种饱和度分别计算,令V=1.0,设不同e,求Po列表计算结果,以P 为纵坐标,e为横坐标,绘制不同st的三条曲线1-12 有一个湿土试样质量200g,含水量为15. 0%。若要制备含水量为20. 0%的试 样,需加多少水?8.7g1-13已知甲、乙两个土样的物理性试验结果如下:WL (%)Wp (%)w (%)GsS1甲J30.012.528.02. 75乙6.3 126.02. 70理山何在?1甲十样比乙土样的粘粒(d 38%1-15某砂土土样的密度为1. 77g/cm3,含水量为9. 8%, 土粒比重为2. 67,
3、烘干后测定 最小孔隙比为0. 461,最大孔隙比为0. 943,求该砂土的相対密实度。0. 5951-16已知土样试验数据为:含水1:31%,液限38%,塑限20%,求该土样的塑性指数、 液性指数并确定其状态和名称。18、0.61、可塑、粘土(-)地基中的应力计算一、 思考题1、 什么是土的白重应力和附加应力?二者在地基中的分布规律有何不同?2、 地下水位的升降,对土中自重应力有何影响?若地下水位大幅度下降,能否引起建 筑物产生附加沉降?为什么?3、 何谓基底压力、地基反力及基底附加压力?4、 在中心荷载及偏心荷载作用下,基底压力分和图形主要与什么因素有关?影响基底 压力分布的主要因素有哪些?
4、5、 在计算地基附加应力时,做了哪些基本假定?它与实际有哪些差别?6、 什么是角点法?如何应用角点法计算地基中任意点附加应力?二、 综合练习题2 - 1某工程地质剖面及各层土的重度如图2 - 28所示,其中水的重度人,=9. 8kN/m5,试求:(1)畀、B、C三点的自重应力及英应力分布图形;(2)地下水位下降4m后所产生附 加应力、并画出相应的分布图形。(1) 72, 108.8, 168.8; (2) 39.22-2己知某杠下基础底面积为/ x b = 4 x 2.5 m ,上部结构传至基础顶面处的竖向力FK=1200kN,基础埋深 =1.5m,建筑场地十质条件:地面下第一层为lm厚杂填土
5、,其重 度Z=16kN/m3,第二层为4. 5m厚粘十重度厂18kN/m。试求基底压力和基底附加压力pk = 150, Po 125 2 1 Oro |* 2 Oro * 2 Oro 1 Oro习题24附图2-5在图2-31中,右侧部分为一全长24m条形基础,己知基底附加应力10mp0 =150kn/m2, (1)若不计相邻基础,试分别计算基底下 =4m处A、B、C三点的附加应力(2)如果左侧方形基础底而的附加压力及基底标高同条形基础,试求方形基础荷载在C点 =4m处所引起的附加压应力olOlD习题25附图2-6某建筑物为条形基础,宽h= 4rn ,基底附加压力po=120 kpa ,求基底下
6、z二加 的水平而上,沿宽度方向久B、G 点距基础中心线距离兀分别为0、1、2、3m处土中附 加应力(图2-32所示),并绘岀附加应力分布曲线。98.4, 88.8, 57.6, 33. 6习题26附图2-7某地基为粉土,层厚4. 80mo地下水位埋深1. 10m,地下水位以上粉土呈毛细管饱 和状态。粉十.的饱和重度Ysat=20. lkN/m3o计算粉土层底面处十.的自重应力。59. 48kPa2-8已知矩形基础底面尺寸戻4m, 7=10m,作用在基础底面中心的荷载N=400kN,M二240kN山(偏心方向在短边上),求基底压力最大值与瑕小值。19. OOkPe、1. OOkPa2-9有一矩形
7、均布荷载A=250kPa,受荷面积为2. 0mX6. 0m的矩形面积,分别求角点 下深度为Oni、2m处的附加应力值以及中心点下深度为Om、2m处的附加应力值。125kPcu 8. 4kPa 250kPa、131.4kPa2-10 12知矩形基础底面尺寸Qhn, Z=10m,作用在基础底面中心的荷载N=400kN,M二320kNm (偏心方向在短边上),求基底压力分布。22. 22kPa, 02-11某矩形基础底面尺寸为2. 00mX6. 00m0在基底均布荷载作用下,基础角点下10. 00m深度处的竖向附加应力为4. 30kPa,求该基础屮心点下5. 00m深度处的附加应力值。 答案:17.
8、 20kPa2-12有一个环形烟囱基础,外径R二8ni,丙仝*伽。在环基上作用着均布荷载lOOkPa, 计算环基中心点0下16m处的竖向附加应力值。19. 8kPa2-13某地基的地表为素填土,YF18.0kN/m3,厚度hF1.50m;第二层为粉土,Y2=19. 4kN/m3,厚度 h2= 3. 60m;第三层为中砂,Y 3=19. 8kN / m% 厚度 h3= 1. 80m;第四层 为坚硬報体岩石。地下水位埋深1. 50叭计算地基十.的自重应力分布。若第四层为强风化 岩石,基岩顶而处土的自重应力有无变化?基岩顶面132. 5kPa,有变化,78.5 kPa2-14已知某工程为条形基础,长
9、度为/,宽度为方。在偏心荷载作用下,基础底面边 缘处附加应力Aax=150kPa, Ain=50kPao计算此条形基础中心点下深度为:0, 0.25b, 0.50b, 1.0 b, 2.0 b, 3.0 b处地基中的附加应力。lOOkPa, 96kPa, 82kPa, 55. 2kPa, 30. 6kPa, 20. 8kPa2-15某条形基础宽度为6. 0m,承受集中荷载/2400kN/m,偏心距e=0. 25m。计算基 础外相距3. 0m的A点下深度9. 0m处的附加应力。81.3kPa(三) 地基变形计算1、 何为土的压缩性?引起土压缩的原因是什么?2、 土的压缩性指标有哪些?怎样利用土的
10、压缩性指标判别土的压缩性质?3、 压缩模量和变形模量的物理意义是什么?它们是如何确定的?4、 简述分层总和法计算地基变形的步骤5、 为什么计算地基变形的规范法比分层总和法更接近工程实际值?6、 有效应力与孔隙水压力的物理概念是什么?在固结过程中两者是怎样变化的?7、 试分析饱和土的渗透固结过程?8、 地基变形的特征分为几类?在工程实际中如何控制?3-1某地基中粘土的压缩试验资料如表312所示,求:(1)绘制粘十.的压缩曲线, 并分别计算十的压缩系数_2并评定土的压缩性;(2)若在工程实际中土的白重应力为 50kpa, 土自重应力与附加应力之和为200kpa,试计算此时十-的床缩模量丘。侧限压缩
11、试结果 表312p/kPa50100200400e0. 8100. 7810. 7510. 7250. 690绚一2=26,中压缩性土; Es =4. 77Mpa3-2已知某工程钻孔収样,进行室内压缩试验,试样高为為=20山m,在/lOOkpa作 用下测得压缩量为6=1. 2mm,在A = 200kpd作用下的压缩量为 =0. 58mm, 土样的初始孔 隙比为戲=1.6,试计算压力“=100200kp“范围内十地压缩系数,并评价土的压缩性。d一2 =0. 7MPtT , Ev1_2=3. 49Mpa,高压缩性土3-3某土层厚2m,原自重应力为50kpa,现在考虑在该土层上建造建筑物,估计会增
12、加压力150kpa,収十.样做压缩试验结果如表3-13,求(1) 土的压缩系数,并评价土的压 缩性;(2)计算土层的压缩变形量cz=1.73MPa_1,高压缩性土: 230mm侧限压缩结果 表3-133001.4061. 2501. 120.9900.9100. 8503-4匕知某独立柱基础,底面尺寸为= 2.5x2.5m2, 部柱传到基础顶面的竖向荷Eb =8MPa载准永久值为/;. =1250kN,基础埋深为2m,地基土层如图314所示,试用分层总和法计算基础中心点处的最终沉降最。79. 9mm3-6某原状土压缩试验结果如下表所示,计算土的压缩系数缶小 压缩指数a和相应 侧限压缩模量Est
13、 ,并评价此土的压缩性。压应力/2(kPa)po jpo 1孔隙比e0. 9620. 9500. 93609240. 14MPa1, 0. 047,13. 9MPa;中压缩性3-7某工程矩形基础长度3. 60m,宽度2. 00m,埋深方1.00m。地面以上上部荷重 N=900kNe地基为粉质粘土,=16. OkN/m3,孔隙比eo=l.O,压缩系数a=0. 4Mpa_1试用应 力而积法计算基础中心0点的最终沉降量。68.4mm3-8厚度为丽的粘十-层,上下层面均为排水砂层,12知粘十-层孔隙比eo=O. 8,压缩系 数a二0. 25Mpa,渗透系数k=0. 000000063cm/s,地表瞬吋
14、施加-无限分布均布荷载尸180kPa。 分别求出加荷半年后地基的沉降和粘土层达到50%固结度所需的吋间。14.7cm, 0.22 年3-9某柱基底面尺寸为4. 00m X4. 00m,基础埋深亞2. 00mo上部结构传至基础顶面中 心荷载N=4720kNo地基分层情况如下:表层为细砂,Yi=17. 5kN / m3, Esl=8. OMPa,厚度 hi=6. 00m;第二层为粉质粘土, Es2=3. 33MPa,厚度h尸3. 00山;第三层为碎石,厚度h3=4. 50m, Es3=22MPa3用分层总和法计算粉质粘土层的沉降量。60mm3-10厚度为6山的饱和粘土层,其下为不可压缩的不透水层。
15、已知粘土层的竖向固结 系数Cv=0. 0045cm2/s, Y =16. 8kN/m粘十-层上为薄透水砂层,地衣瞬时施加无穷均布荷载 尸 120kPa。(1) 若粘土层己经在白重作用下完成固结,然后施加P,求达到50%固结度所需的时间。(2) 若粘土层尚未在自重作用下固结,自重固结同时施加,求达到50%固结度所需的吋 间。0.51年,0.57年3-11已知一矩形基础底面尺寸为5. 6mX4. 0m,基础埋深启2. 0m上部结构总荷重 色6600kN,基础及其上填土平均重度収20kN/n?地基土第一层为填土,.=17. 5kN/m3, 厚度 hi=6. 0m;第二层为粘土, 2=16. OkN/
16、m3, e尸 1.0, a=0. 6MPa-1,厚度 h2=1.60ni;第三 层为卵石,E3=25MPa0试用简化方法求粘土层的最终沉降量。 48mm3-12某柱基底而积为2. 00n)X2. 00m,基础埋深爪1. 50叽上部结构中心荷载作用在基 础顶面N=576kNo地基土分层为:第一层杂填土, YF17.0kN/m3,厚度hFl. 50m;第二层 为粉土, Y2=18. OkN/m3, Es2=3MPa,丿镀 hT. 40m;第三层为卵石,Es3=20MPa,厚度 h3=6. 5mo 用应力而积法计算柱基最终沉降量。123. 5mm3-13地基为止常饱和粘十英厚度为12m,在外荷作用下
17、产生的附加应力沿土层深度 分布可简化为梯形。上为透水层,下为不透水层,透水面附加应力为180kPa,不透水面附 加应力为120kPao设eo=O.82, a=0. 0002in7kN, k=2. 1cm/年。求地基受荷1年时的沉降量和 地基完成沉降90%所需要的时间。19.78cm, 6. 52 年3-14 一饱和粘土试样在压缩仪中进行压缩试验,该土样原始高度为20mm,面积为 30cm2, 土样与环刀总重为1.756N,环刀重0. 586N。当荷载Etl pi=100kPa增加至p2=200kPa 时,在24小时内土样的高度由19. 31nnn减少至18. 76mm。试验结束后烘干土样,称得
18、干土 重为0. 910No求土样的初始孔隙比e0o0. 7653-15某土样的压缩试验结果如下表所示,计算其压缩系数缶-2、压缩指数咲和相应侧 限压缩模量Esh ,并评价此土的压缩性。压应力 p(kPa)”00. 8600. 8520. 83608250. 16MPa_l, 0. 053,11.6MPa;(四)土的抗剪强度与地基承载力1、 何谓土的抗剪强度?同-种土的抗剪强度是不是一个定值?2、 十的抗剪强度山哪两部分纟I成?什么是土的抗剪强度指标?3、 影响土的抗剪强度的因素有哪些?4、 土体发生剪切破坏的平而是否为剪应力最大的平而?在什么情况下,破裂而与最大 剪应力面一致?-般情况下,破裂
19、面与大主应力面成什么角度?5、 什么是十.的极限平衡状态? 土的极限平衡条件是什么?6、 如何从库仑定律和莫尔应力圆的关系说明:当5不变时,er?越小越易破坏;反之, 6不变时,6越大越易破坏?7、 为什么土的抗剪强度与试验方法有关?如何根据工程实际选择试验方法?8、 地基变形分哪三个阶段?各阶段有何特点?9、 临删荷载、临界荷载及极限荷载三者有什么关系?10、 什么是地基承载力特征值?怎样确定?地基承载力特征值与十的抗剪强度指标有何 关系?4-1某土样进行三轴剪切试验,剪切破坏吋,测得(7,=600 kPa, cr3=100 kPa,剪切 破坏面与水平面夹角为60,求:(1) 土的c、值(2
20、)计算剪切破坏面上的止应力和剪 应力。86. 6 kPa, 30, 225 kPa, 216.5 kPa4-2 某条形基础下地基土中一点的应力为:6:二250 kP&, q二100 kPa, q.=40kPa。 C知地基十为砂土,0 = 30,问该点是否发生剪切破坏?若6、不变,5增至60 kPa, 则该点是否发生剪切破坏?未破坏,破坏4-3已知某土的抗剪强度指标为c*=15kPa, cp - 25 若cr,=100 kPa,求:(1)达到 极限平衡状态时的大主应力6;(2)极限平衡面与大主应力面的夹角;(3)当=300 kPa, 试判断该点所处应力状态。293. 59 kPa, 57. 5,
21、破坏4-4某高层建筑地基取原状十进行直剪试验,4个试样的法向压力分别为100, 200, 300, 400kPa,测得试样破坏时相应的抗剪强度为f分别为67, 119, 162, 216kPa。试用 作图法,求此十.的抗剪强度指标c、(p值。若作用在此地基中某平面上的止应力和剪应力分 别为225kPa和105kPa,试问该处是否会发生剪切破坏?c=18kPa, (p二26 20,不会发生剪切破坏4-5己知某土样粘聚力c=8kPa.内摩擦角为32若将此土样置于三轴仪中进行三轴 剪切试验,当小主应力为40kPa时,大主应力为多少才使土样达到极限平衡状态?159kPa4-6已知地基中某一点所受的最大
22、主应力为6二600kPa,最小主应力a3=100kPao1绘制摩尔应力圆;2求最大剪应力值和最大剪应力作用面与大主应力面的夹角;3计算作用在与小主应力面成30的面上的止应力和剪应力。250kPa, 45 , 225kPa, 217kPa4-7某地基为饱和粘土,进行三轴固结不排水剪切试验,测得4个试样剪损时的垠大 主应力6、最小主应力口3和孔隙水压力的数值如下表。试用总应力法和有效应力法, 确定抗剪强度指标。(八(kPa)145218310401a3(kPa)60150z/(kPa)315792126(卩二 17 6 , c=13kPa;(p= 34 12 , c=3kPa4-8 LL知某十-样
23、粘聚力c=8kPa.内摩擦角为32度。若将此土样置于直剪仪中作直剪试验,当竖向应力为lOOkPa时,要使十样达到极限平衡状态,需加多少水平剪应力?70. 5kPa4-9某干砂试样进行直剪试验,当法向压力7=300kPa时,测得砂样破坏的抗剪强度 t f=200kPao 求:(1)此砂土的内摩擦角;(2)破坏时的最大主应力6与最小主应力(3)最犬主应力与剪切而所成的角度。33 42 ; 673kPa, 193kPa; 28 94-10某粘性土试样山固结不排水试验得有效抗剪强度指标:有效内聚力24kPa,有效 内摩擦角22 ,如果该试样在周围床力200kPa下进行固结排水试验至破坏,试求彼坏时的大 主应力。510kPa4-11条形基础下地基土体中一点的应力为:乙二250kP“,x= lOOkPa, x=40kPao已 知地基为砂土,土的内摩擦角(p=30。问该点是否发生剪剪切破坏?若6和几不变,t 值增大为60kPa,该点是否安全?未破坏;剪切破坏4-12取砂土试样进行直剪试验,试样水平面积为25cm2,竖向荷载尸375N,试验结果 如下表。剪切位移(mm/100)()4010
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