土力学2 (习题与解答).pdf

一 下表所列试验数据为三个土样按不同试验方式进行试验的总应力数值 分别绘出各 试样的总应力和有效应力路经 孔压系数 B 均取 1 0 1 土样 1 试验按不固结不排水加荷 2 土样 2 试验按固结不排水加荷 3 土样 3 在100 3 kPa 作用下未完全固结 测得孔隙水压力为 20kPa 然 后进行不排水加荷 土样 压力 kPa 1 2 3 1 50 100 100 初 始 3 50 100 100 f1 150 200 280 破 坏 f3 50 100 120 A 0 8 0 3 0 8 解 解 1 计算土样的孔隙水压力与有效压力计算土样的孔隙水压力与有效压力 土样 压力 kPa 1 2 3 初 始 u150 0 20 1 0 100 80 3 0 100 80 破 坏 1 100 100 180 3 0 0 20 A 0 8 0 3 0 8 313 Au u1 0 8 100 0 130 u1 0 3 100 0 30 u1 20 0 8 180 20 168 u ff 11 20 170 112 u ff 33 80 70 48 2 计算土样各状态的计算土样各状态的 p q 值值 土样 状态 1 2 3 p q p q p q 初 始 50 0 100 0 100 0 总应力 破坏 100 50 150 50 200 80 初 始 0 0 100 0 80 0 有效应力 破坏 30 50 120 50 32 80 3 绘制应力路径绘制应力路径 二 土层剖面如图所示 从地面以下 4 3m 处 点 2 取样作室内试验得如下结果 50 kPa 5 0m 粉质粘土 粘 土 1 8m 砂质粘土 2 5m 17 5 kN m 3 2 2 3 3 1 19 0 kN m 1 地下水位 pc 110 kPa e0 1 100 cc 0 410 ce 0 094 地面超载q 50 kPa在黏土层中产生的附加应力 分布为 在顶面点 1 处为 40 kPa 在底面点 3 处为 10 kPa 试问 1 黏土层是否为超固结土 2 计算黏土层的压缩量 解 解 1 超固结土判断超固结土判断 点 2 处自重应力 kPa 8 355 2 8 9 5 17 8 1 8 90 19 0 p 由于pc 110 kPa kPa 8 35 0 p 故黏土层为超固结土 2 黏土层压缩量计算黏土层压缩量计算 点 2 处附加应力取点 1 点 3 平均值 kPa 25 2 1040 2 z kPa 25 2 z p kPa 2 748 35110 0c pp 0c ppp 因此 0216 0 8 35 258 35 log094 0log 0 0 e p pp ce 黏土层压缩量为 mm 5 515000 10 11 0216 0 1 0 c H e e s 三 有一厚度为 3m的饱和黏土层 层顶可自由排水 层底不排水 施加在土层表面的 荷载在半年内由 0 逐步增大到 50 kPa 然后保持不变 荷载覆盖面积很大 黏土变形可近似 按一维变形情况考虑 已知土层的固结系数Cv 0 68m2 a 体积压缩系数mv 1 25MPa 1 或 Es 0 8MPa 计算该土层加载 3 个月和 1 年后的沉降量 解 解 1 计算土层的最终沉降量计算土层的最终沉降量 mm 5 18735025 1 vc Hms z 或 mm 5 1873 8 0 50 c H E s s z 2 按太沙基修正方法计算按太沙基修正方法计算 3 个月后 个月后 a 125 0 2 12 3 2 t 0053 0 3 125 068 0 22 v v H tC T 查太沙基一维固结理论Tv Uv关系曲线 得Uv 0 081 于是 mm 6 7 50 25 081 05 187 2 0 vc 0 p p US p pt StS tt t 一年后 一年后 a 5 0 12 6 0 t a 75 0 2 05 1 2 0 t t 057 0 3 75 068 02 22 0 v v H t tC T 查太沙基一维固结理论Tv Uv关系曲线 得Uv 0 265 于是 mm 7 49265 05 187 2 vc 0 US t tStSt 3 按考虑荷载随时间变化的固结理论解计算按考虑荷载随时间变化的固结理论解计算 3 个月后 个月后 038 0 3 12 6 68 0 22 0v v0 H tC T 019 0 3 12 3 68 0 22 v v H tC T 查考虑荷载随时间变化的一维固结理论Tv Uv关系曲线 得Uv 0 043 于是 mm 1 8043 05 187 vc UStSt 一年后 一年后 076 0 3 168 0 22 v v H tC T 查考虑荷载随时间变化的一维固结理论Tv Uv关系曲线 得Uv 0 26 于是 mm 8 4826 05 187 vc UStSt 四 某淤泥质黏土层为正常固结土层 在本土层距地面下 5m处采用现场十字板试 验得到不排水强度S 25 kPa 室内试验获得的天然重度 各类强度指 标分别为 3 kN m 5 17 26 kPa 8c 16 kPa 10 8 1 cucu c u 地下水位与地面 齐平 黏土层顶面作用着大面积堆载 30 kN m2 求当土层固结度达到 80 时 地面下 5m处的强度值 解 解 1 土层的天然强度确定 土层的天然强度确定 对于淤泥质黏土 其天然强度采用十字板试验得到的不排水强度S 于是 天然强度kPa 25 0 S 2 按有效指标计算强度增量按有效指标计算强度增量 竖向附加总应力kPa 30 1 竖向有效应力增量 kPa 248 030 11 t U 淤泥质黏土为软黏土 因此其强度增量为 kPa 3 7 26sin1 26sin 24 sin1 sin 1 地面下 5