《土力学》习题集 - 图文

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17.如下图所示,在粗砂地基中打入板桩墙,挡水4 m,地基流网如图所示。粗砂渗透系数K=1×10-3 cm/s,孔隙比为0.60,比重为2.65,不均匀系数为8, 求: (1)每米长度上通过等势线Ф4的流量;(2)土体abcd可能发生什么形式的渗透破坏,安全系数多大?(3)A点所受的垂直渗透力和水平渗透力各为多大?

第五章 习题

1.在计算土的竖向自重应力时,采用的是什么理论?做了哪些假设?

2.什么是自重应力与附加应力,附加应力大小与何有关?

答:对一般天然土层来说,自重应力引起的压缩变形在地质历史上早已完成,不会再引起地基的沉降,附加应力则是由于修建建筑物以后在地基内新增加的应力,因此它是使地基发生变形,引起建筑物沉降的主要原因。 3.目前根据什么假设条件计算地基的附加应力?

答:计算地基中的附加应力时,一般假定地基土是各向同性的、均质的线性变形体,而且在深度和水平方向上都是无限延伸的,即把地基看成是均质的线性变形空间(半无限体),这样就可以直接采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答。计算基底附加应力时,通常将基底看成是柔性荷载,而不考虑基础刚度的影响。

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4.以条形均布荷载为例,说明附加应力在地基中传播、扩散规律。

5.定义有效应力,并评价它在实际土力学问题中的重要性。

答:饱和土是由固体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体,当外力作用于土体后,一部分由土骨架承担,并通过颗粒之间的接触面进行应力的传递,称为有效应力。另一部分则由孔隙中的水来承担,水虽然不能承担剪应力,但却能承受法向应力,并且可以通过连通的孔隙水传递,这部分水压力称为孔隙水压力。 土的变形(压缩)和强度的变化都只取决于有效应力的变化。引起土的体积压缩和抗剪强度发生变化的原因,并不是作用在土体上的总应力,而是总应力与孔隙水压力之间的差值——有效应力。孔隙水压力本身不能使土发生变形和强度的变化。这是因为水压力各方向相等,均衡的作用于每个土颗粒周围,因而不会使土颗粒移动,导致孔隙体积的变化。它除了使土颗粒受到浮力外,只能使土颗粒本身受到静水压力,而固体颗粒的压缩模量很大,本身压缩可忽略不计。另外,水不能承受剪应力,因此孔隙水压力自身的变化也不会引起土的抗剪强度的变化,正因为如此,孔隙水压力也被称为中性压力。 6.地下水位的变化对地表沉降有无影响?为什么?

答:当地下水位在地基持力层中上升,使土的有效自重应力减小,反之,当地下水位在地基持力层中下降,则土中有效自重应力增大。地下水位突然降落时,由于土还未来得及反应,地基的附加沉降不会发生,而当地下水缓慢降落时,地基土会由于有效自重应力增大而出现附加沉降。

7.分析地下水位下降对地基沉降有什么影响?

8.怎样计算矩形均布荷载作用下地基内任意点的附加应力? 9.简述土的有效应力原理。

答:

,饱和土中任意点的总应力

总是等于有效应力

加上孔隙水压力

10.试绘出以下几种情况附加应力沿深度的分布。 (1)地表作用大面积均布荷载100kPa;(2)地表作用局部荷载;(3)地下水位从地表突然降至z深度;(4)场地瞬时大面积堆填厚h的淤泥质填土,冲填土重度为r。

11.σ=σ’+u是土力学中什么原理的表达式?它对于任何土是否都适用,为什么?试指出其在有关力学课题公析中的重要意义。

12.有一挡土墙,基础宽度6m,埋置在地面1.5 m处,在离基础荷载A点处作用着竖直线荷载P’=2400kN/m, 墙背受到水平推力H’=400 kN/m,其作用点距基底面为2.4 m,如图所示.该地基土的重度为19 kN/m3,试求基础中心点下深度z=7.2

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mM处点的附加应力(考虑墙后填土引起的附加应力)。

13.某地基地表至4.5 m深度内为砂岩层,4,5~9.0 m为粘土层,其下为透水页岩,地下水位距地表2.0 m.已知水位以上砂土的平均孔隙比为0.52,平均饱和度为0.37;粘土的含水量为42%,砂土和粘土的比重均为2.65,请计算地表至粘土层范围内的竖向总应力、有效应力和孔隙水压力,并绘制相应的应力分布图(rsat=9.81kN/m3)。

14.对某粘土试样进行三轴压缩试验,在不排水条件下施加围压29.43kPa,测得超静孔隙水压力29.43 kPa,然后施加轴向压力至58.86 kPa时,又测得超静孔隙水压力为44.15 kPa.试计算孔隙水压力系数A和B的值,并判断该粘土的饱和程度。

15.某土层物理力学性质指标如下图,试计算下述两种情况下土的自重应力。 (1)没有地下水;(2)地下水在天然地面下1m位置。

16.试计算下图所示地基土中的自重应力分布。

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17.饱和细砂试验中,试件在周围压力σ3=100kN/m2下固结,然后增加垂直应力?σ1=100 kN/m2,测得试件中的孔隙水压力为u=50 kN/m2,问竖直应力继续增加到150 kN/m2时,作用在此试件的总应力、孔隙水压力和有效应力各有多大(假设孔隙压力系数A是常数)。

第六章 习题

1.表征土的压缩性参数有哪些?简述这些参数的定义及其测定方法? ①、表征土的压缩性参数主要有:压缩系数a,压缩指数Cc ,压缩模量Es,变形模量E0及弹性模量E等。

②、压缩系数a:完全侧限条件下孔隙比变化与相应外力变化之比。 压缩指数Cc:完全侧限条件下孔隙比变化与相应外力变化之比。外力取常用对数 压缩模量Es: 完全侧限条件下竖向应力与相应竖向应变之比。 变形模量E0:无侧限条件下,竖向应力与相应竖向应变之比。 弹性模量E:无侧限条件下,瞬时应力与相应竖向应变之比。

2.试用现场静载荷试验的P~S曲线,说明地基土压缩变形的过程。

3.何为土层前期固结压力?如何确定?如何判断土层一点的天然固结状态?

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