土力学答案计算题Word文件下载.docx

1、2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm3,含水量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e和相对密实 度Dr,并评定该砂土的密实度。（1）设 V =1mS mwco ms 十 ms （1 P ds %1+e 1+e整理上式得1 0.098 2.67 1-11.77=0.656Dremin0.943 一 0.6560.943 0.461=0.595 （中密）2-5、某一完全饱和黏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、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数 分别定出该黏性土的分类

2、名称和软硬状态。dsVs： W 二 ds =0.30 2.73 =0.819ds5 込A/.50g/cm31 0.819ms Vv :dsW * -w 1 ds 二丄空_Q“95g/cm3F ：砂：岂:n：Ip l p =33-17 =16 查表，定名为粉质粘土;.? p 3017I l = 0.81 查表，确定为软塑状态Ip 16第三章3-8、某渗透试验装置如图 3-23所示。砂I的渗透系数 k2 10cm/s ；砂的渗透系数k2 =1 10 cm/s，砂样断面积 A=200cm2，试问:（1）若在砂I与砂n分界面出安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高?（2 ）砂1与砂n界面处

3、的单位渗水量 q多大?（1） k1 60 邑A 整理得L1 L2（60 - h2） = k2h2, 60 60汇2灯0 “h? i i = 40cmk1 k2 2 10J 1 10J所以，测压管中水面将升至右端水面以上： 60-40=20cm（2） q2 =k2i2A =k2 妝 A =1 1040 200 = 20cm3/sL2 403-9、定水头渗透试验中，已知渗透仪直径 D=75mm，在L=200mm渗流途径上的水头损失h=83mm，在60s时间内的渗水量 Q=71.6cm3，求土的渗透系数。QL71.6 20兀 27.52 8.3 604=6.5 10 cm/ s18.0m，渗透系数3

4、-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为 30cm2，厚度为4cm，渗透仪细玻璃管的k = 3 10*mm/s，板桩打入土层表面以下 9.0m，板桩前后水深如图中所示。试求:不透水层0 4 4 dk a- In 也=4 |n =1.4 10Jcm/sA（t2 -t1） h2 30 445 100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20C，试求试样的渗透系数。3-11、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Ud =1.0 W =9.8kPaUe =0 w =0kPa8（2） q=k i A=3 10 1

5、8-9i=12 10m3/s2第四章4-8、某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚 1.5m,咐-17kN/m3;第二层粉质黏土厚4m,它 -19kN /m3, Gs =2.73，穆-31%，地下水位在地面下 2m深处；第三层淤泥质黏土厚 8m ,3m ,= 18.2kN/m , Gs =2.74 , =41% ；第四层粉土厚= 19.5kN/m , Gs =2.72 , =27% ；第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向 自重应力；c,并绘出二c沿深度分布图。（1 ）求Ws -乂 W Ws -Vs W Gs W - W _ W Gs -1 Gs -1 V W - Ws +% 一 GsYW

6、 PGsYW 一 Gs（1+b ）由上式得：2=9.19kN/m3， ；=8.20kN/m3， 4=9.71kN/m3，（2 ）求自重应力分布；二1 二讣 =1.5 17 =25.5kPaS水=bn 2h = 25.5 19 0.5 =35.0kPa3e b2丿=1 5 03k Pa或-max二竺=150.5kPa （实际上）4-10、某矩形基础的底面尺寸为 4mX 2.4m，设计地面下埋深为 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/m3。试求基底水平面1点及2点下各3.6m深度M1点及M2点处的地基附加应力 cZ

7、值。（1 ）基底压力卩二卡七00 4 24 1.2 2=149kPa（2）基底附加压力p0=p md=149-18 1 =131kPa（3 ）附加应力M1点 分成大小相等的两块l = 2.4m, b = 2m,丄=1.2 b3.6查表得0.108则 二 zM1 =2 0.108 131 = 28.31kPaM2点 作延长线后分成2大块、2小块大块l = 6m, b = 2m,丄=3 bz 3.61.8b 2查表得:-C =0.143小块l 二 3.6m, b = 2m, =1.8 b= 1.8-C= 0.129则 二 ZM2 = 2： CM2 P0 = 2（： c 大一 ：c小）P0 = 2

8、0.143 - 0.129 131 = 3.7kPa4-11、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（ P0）max=200kPa，（P0）min=100kPa，试求基底宽度中点下和边缘两点下各 3m及6m深度处的二z值。Po均200 100=150kPax z中点下3m处xdrn亦丁0訂.5，查表得:0.396匕=0.396 150 =59.4kPa6m 处 x=0m,z=6m,j0，j3，查表得0.208二=0.208 150 =31.2kPa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：x z 3矩形分布的条形荷载 _=0.5,=上=1. 5查

9、表ac矩形=0.334b b 2z 矩形=0.334 100 =33.4kPa三角形分布的条形荷载 丄=10,Z = 9 =1.5，查表ti = 0.734,:七=0.938cz 三角形 1 =0.0734* 100 = 7.34kPa二 z 三角形 2 =0.0938* 100 =9.38kPa所以，边缘左右两侧的 cz为z1 =33.4 7.34 =40.74kPa-z2 =33.4 9.38 =42.78kPa6m处：x z 6矩形分布的条形荷载 0.5 3，查表：c矩形=0.198二矩形=0.198 100 =19.8kPa三角形分布的条形荷载 =10二6 =3，查表t1 =0.047

10、6t2 =0.0511J 三角形 1 =0.0476* 100 =4.76kPaJ 三角形 2 =0.0511* 100 =5.11kPa所以，边缘左右两侧的 二z为-z1 =19.8 4.76 = 24.56kPa-z2 =19.8 5.11 = 24.91kPa第八早6-11、某矩形基础的底面尺寸为 4mX 2m,天然地面下基础埋深为 1m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/m3）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（ p0 r

11、G设卄地面 TTTT填土V夭燃地面 弄-地下水旦丨F-*y 二 19.粉质粘土 G2.72w = 3%懺泥质粘土Gb = 2. 71w=40%1、分层总和法单向压缩基本公式（1） 求Ws Vs w Ws Vs wV WWs Ww/ w（Gs _1） ?（Gs _1）Gs wGs w Gs 1 又已知，粉质黏土的 =19.1kN / m3 ， Gs二2.72 ，-二31%和淤泥质黏土的=18.2kN /m3，Gs =2.71，川=40%所以 分别为 9.2kN /m3和8.2kN /m3（2） 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1m。（

12、3） 地基竖向自重应力 cC的计算0点：=18 1 0.4 =25.2kPa1占： 八、-25.2 9.2 1 -34.4kPa2占：J 八、二 34.4 9.2 1 =43.6kPa3 点：二 c = 43.6 9.2 1=52.8kPa4 点：二 c =52.8 8.2 1 =61.0kPa5 点：匚 c = 61.0 8.2 1 =69.2kPa6 点：二c = 69.2 8.2 1 = 77.4kPa（4） 地基竖向附加应力 cz的计算基础及其上回填土的总重 G= GAd= 20 4 2.5 1.4 = 280kNF G 920 280 基底平均压力 p 120kPaA 2.5x4基底

13、处的土中附加应力 p0 = p crc0 =120 _ 25.2 =94.8kPa计算基础中心点下由基础荷载引起的附加应力 ；z，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I/b =2/1.25=1.6，取深度z=0、1、2、3、4、5、6m各计算点的 c z。占八、l/bz/mz/b叭Iaz1.60.25094.810.80.21581.50.14053.12.40.08833.43.20.05822.054.00.04015.264.80.02911.0（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 ）

14、地基压缩层深度的确定按 二 z =0.2；c 确 定深度下限：5m 深处 0.2二 c= 02 69.2 = 13.84k P a, 二z =15.2 13.84kPa,不够 ；6m 深处 0.2；飞=0.2 77.4 = 15.48k P ， 二z =1115.48kPa，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e1i压后e2i沉降量25.21.034.429.888.2118.0土样0.8210.761332.043.639.067.3106.34-10.8180.769273.052.848.243.391.50.8080.77

15、41961.056.927.784.64-20.8000.782105.069.265.118.683.70.7960.78376.077.473.313.186.40.7910.781（8）基础的最终沉降量如下：ns=2 =33+27 +19 +10+ 7 +6 = 102mmi 42、规范修正公式计算（分层厚度取 1m）（1）计算Po同分层总和法一样， po = p -；co =120 - 25.2 =94.8kPa（2） 分层压缩模量的计算分层深度自重平均压缩模量2.682.502.302.772.572.35（3） 计算竖向平均附加应力系数 :当 z=0 时，z 二=0计算z=1m时，

16、基底面积划分为 四个小矩形，即 4 2.5 = 2 1.25 *4l/b =2/1.25 =1.6，z/b =1/1.25 =0.8，查表 6-5 有：=0.2395基底下1m范围内二=4*0.2395 = 0.958详见下表。Z（m）Ofz（Z。）i-（ Z。）i-1Esis iZ Asi0.958340.83161.66320.705610.70282.10840.44518790.59882.39520.287890.51762.5880.193960.45442.72640.138102（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 =b 2

17、.5-0.41 nb 产2.5 2.5 -0.4ln 2.5 =5.3m（5） 确定计算Zn深度范围内压缩模量的当量值：P0 ZnG n 0乂 Of 0n nEs = v A 八 UAi/Esi =i ir f P0乙 O 1 0 江 0（ 0Z2 O 2 ZI 江 口 1Zn n Zny n_11 丿 ）l 丿E si E s2 Esn二 2.55MPap0 x 2.7264 0.958 丄 0.7052 丄 0.4452 丄 0.2868 丄 0.1928 丄 0.1384、P0 + + + + + I2.68 2.5 2.3 2.77 2.57 2.35查表（当 P0 : 0.75fak

18、 时）得：S =1.1（6） 计算地基最终沉降量S 二 ss 二 s 0 =1.1 102 = 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 二;=240kPa和二z =160kPa，顶底面透水（见图 6-34），土层平均 k = 0.2cm/年，.e =0.88, a = 0.39MPa ，E$ = 4.82MPa。试求：该土层的最终沉降量；当达到最终沉降量之半所需的时间； 当达到120mm沉降所需的时间；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。求最终沉降240 *160 L 400 = 1

19、66mm0.39 汉10-z H e 1 0.88U t二宜二50% （双面排水，分布1）查图 6-26 得 TV =0.2=0.964m2 / 年k 1 e 0.2 1 0.88 10-a w = 0.39 10 10TvHCv0.20.964二 0.83（年）当st = 120mm时Ut =72%查图 6-26 得 Tv =0.420.42 -=1.74（年）当下卧层不透水，st = 120mm时与比较，相当于由双面排水改为单面排水，即-=1.74年 ，所以 .t -1.74 4 =6.96年第七章公式和规范修正公式计算基础底面中点沉降量（ p0 : 0.75 fak）。Q设卄地面V天然地

20、面 冃 f l/W _地下水 r粉质粘土 G.-2.72a =31%y = 18T2kN/m3G 产 2.71 w = 40%（3）求Ws -Vs w Ws -Vs w Gs w - w w Gs -1 Gs -1V W Ws +WW Gs?W +coGs?W Gs（1+co ）又已知，粉质黏土的吋=19.1kN/m , Gs=2.72 , - =31%和淤泥质黏土的F=18.2kN/m , Gs =2.71 , - =40%（4） 地基分层0 点：二c =18 1 0.4 =25.2kPa1 点：匚 C =25.2 9.2 1 = 34.4kPa2 点：二C =34.4 9.2 1 =43.6kPa二 C =43.6 9.2 1 =52.8kPa二 C =52.8 8.2 1 =61.0kPa二 c =61.0 8.2 1 =69.2kPa匚C =69.2 8.2 1 =77.4kPa基础及其上回填土的总重 G = GAd= 20 4 2.5 1.4 = 280kNF G 920 280基底平均压力 p 120kPaA 2.5汉4基底处的土中附加应力 p0 = p bC0 =120 25.2 =94.8kPa计算基础中心点下由基础荷载引起的附加应力 二z，基础中心点可看作是四个相等小矩形荷的二z。叫Iaz1.