《土力学》第六章习题集及详细解答

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7. 某场地均匀填筑大面积填土,填土前从厚度H=2m的正常固结黏土层的中部取高度h=20mm的试样进行室内压缩试验(固结试验),测得土的前期固结压力

压缩指数

,初始孔隙比

。(1)若在

填土荷载作用下黏土层的最终压缩量为38.6mm,求该土层中部的总应力p(自

重应力与附加应力之和)等于多少?(2)若试样在某级竖向压力作用下固结稳定时的压缩量为0.34mm,且压缩量到达0.17mm时所需的时间为t,试估计在填土荷载作用下,黏土层处于单面排水条件、且固结度达到50%时所需的T为t的多少倍。

8. 某饱和黏性土试样的土粒的相对密度为2.68,试样的初始高度为2cm,面积为30

.

在压缩仪上做完试验后,取出试样称重为109.44g,烘干后重88.44g,试求: (1)试样的压缩量是多少?

(2)压缩前后试样的空隙比改变了多少? (3)压缩前后试样的重度改变了多少?

9.某地基地表至4.5深度内为砂土层,4.5~9.0 m为黏土层,其下为不透水页岩。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均空隙比为0.52,平均饱和度为37%,黏土的含水量为42%,砂土和黏土的相对密度均为2.65。现设计一基础,基础底面位于地表以下3m处。建筑物荷载在黏土层顶面和底面产生的附加应力分别为100kPa和40kPa,从固结试验中得知黏土层对应于50、100、200kPa固结压力的空隙比分别为1.02、0.922、0.828。试求该黏土层可能产生的最终沉降量。

10.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土层平均

,顶底面透水(见图6-34),

。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1230mm 沉降所需的时间。

第四章参考答案:

一填空题

1.附加应力、自重应力

2.总应力σ=有效应力σˊ+孔隙水压力u 、 变形、 强度 、增大 、减小

3.固结度(固结比、固结百分数)

二选择题

1 .D 2 .B 3 .B 4 .C 5 .B 6 .C 7 .B 8 .C 9 .C 10 .A 11 .C 12 .B 13. C 14. C15 .B 16 .C 17 .D 18 .A 三判断改错题

1.×,改“偏大”为“偏小”。 2.×,改“角点”为“中心点” 3.×,

应取与土层自重应力平均值

相对应的孔隙比

4.×,对一般土,应为

处。

;在该深度以下如有高压缩性土,则应继续向下计算至

5.×,压缩模量应按实际应力段范围取值。 6.√

7.×,沉降偏大的原因时因为弹性力学公式时按均质的线性变形半空间的假设得到的,而实际上地基常常是非均质的成层土。 8.√

9.×,土的软硬与其应力历史五必然联系。 10.√

11.×,有效应力不断增加,而孔隙水压力不断减小。 12.√

13.×,改“120”为“75。 14.√ 四简答题 1.【答】

不能。利用弹性力学公式估算最终沉降量的方法比较简便,但这种方法计算结果偏大。因为

的不同。

2.【答】

固结变形有效自重应力引起。 3.【答】

当基础埋置在透水的可压缩性土层上时:

地下水下降,降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量

,它使土体的固结沉降加大,基础沉降增加。

地下水位长期上升(如筑坝蓄水)将减少土中有效自重应力。是地基承载力下降,若遇见湿陷性土会引起坍塌。

当基础埋置在不透水的可压缩性土层上时:

当地下水位下降,沉降不变。地下水位上升,沉降不变。 4.【答】

引起基础沉降的主要原因是基底附加压力,附加压力大,沉降就大。

(<20)

因而当基础面积相同时,其他条件也相同时。基础埋置深的时候基底附加压力大,所以沉降大。

当埋置深度相同时,其他条件也相同时,基础面积小的基底附加应力大,所以沉降大。 5.【答】

在研究沉积土层的应力历史时,通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。

超固结比值等于1时为正常固结土 6.【答】

不相同,因为压缩性指标不同。 7.【答】

对于软粘土,尤其是土中含有一些有机质,或是在深处可压缩压缩土层中当压力增量比(指土中附加应力与自重应力之比)较小的情况下,此压缩沉降必须引起注意。其它情况可以不考虑次压缩沉降。 8.【答】

饱和土中任一点的总应力

总是等于有效应力加上孔隙水压力;或是有效应力

总是

等于总应力减去孔隙水压力。此即饱和土中的有效应力原理。土中的附加应力是指有效应力。 9.【答】

一维固结理论的基本假设如下:

(1)土层是均质、各向同性和完全饱和的; (2)土粒和孔隙水都是不可压缩的

(3)土中附加应力沿水平面是无限均匀分布的,因此土层的固结和土中水的渗流都是竖向的;

(4)土中水的渗流服从于达西定律

(5)在渗透固结中,土的渗透系数 k和压缩系数 都是不变的常数 (6)外荷是一次骤然施加的,在固结过程中保持不变 (7)土体变形完全是由土层中超孔隙水压力消散引起的

建立一维固结微分方程 然后、然后根据初始条件和边界条件求解微分方程得

出解析解。 10.【答】

对于竖向排水情况,由于固结变形与有效应力成正比,所以某一时刻有效应力图面积和最终有效应力图面积之比值称为竖向平均固结度荷载一次瞬时施加情况的平均固结度:

一级或多级加载时的平均固结度:

五计算题

1.解:(1)

38.

39. 该土属高压缩性土。 40. (2)41.

42.

43.2. 解: 44.基底附加压力:

45.

46.粘土层的平均自重应力: 47.

48.平均自重应力与附加应力之和: 49.

50.查表5-9根据内插法计算得51.基础最终沉降量:

52.

53.2. 解: 未下降前淤泥层的平均自重应力: 54.

55.水位下降2m后淤泥层的平均自重应力: 56.

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