南宫大岩土工程勘查计算题复习题库.doc

一、岩土工程勘察 1-1 某工厂拟建一露天龙门吊，起重量150kN，轨道长200m，基础采用条形基础，基础宽1.5m，埋深1.5m，场地平坦，土层为硬塑黏土和密实卵石互层分布，厚薄不一，基岩埋深78m，地下水埋深3.0m，对该地基基础的下面四种情况，哪种情况为评价重点?并说明理由：(1)地基承载力；(2)地基均匀性；(3)岩面深度及起伏；(4)地下水埋藏条件及变化幅度。 解 龙门吊起重量150kN，考虑吊钩处于最不利位置，且不考虑吊车和龙门架自重，基础底面的平均压力为 (1)基底持力层为硬塑黏土和卵石互层，其地基承载力特征值fak100kPa，地基承载力肯定满足要求。 (2)根据建筑地基基础设计规范(GB 500072002)，地基主要受力层，对条形基础为基础底面下3b(b为基础底面宽度)，即31.54.5m，自然地面下4.5+1.56.0m，基岩埋深 78m，与基岩关系不大。 (3)地下水埋藏条件及变化对地基承载力影响不大。 (4)该龙门吊的地基基础主要应考虑地基均匀性引起的差异沉降。按规范GB 500072002，桥式吊车轨面的倾斜。纵向允许4，横向允许3，地基硬塑黏土和卵石层厚薄不一，其压缩模量差别较大，所以应重点考虑地基均匀性引起的差异沉降。1-2 某土样固结试验结果见表，土样天然孔隙比e00.656，试求土样在100200kPa压力下的压缩系数和压缩模量，并判断该土层的压缩性。题1-2表压力p(kpa)50100200变形量h(mm)0.1550.2630.565解 (1)压缩系数 (2)压缩模量(3)该土层的压缩系数a1-20.25MPa-1，为中压缩性土。 1-3 某粉质黏土土层进行旁压试验，结果为测量腔初始固有体积Vc491.0cm3，初始压力对应的体积V0134.5cm3，临塑压力对应的体积Vf217.0cm3，直线段压力增量p0.29MPa，泊松比0.38，试计算土层的旁压模量。 解 根据岩土工程勘察规范(GB 500212001)，其旁压模量按下式计算 1-4 某黏性土进行三轴的固结不排水压缩试验(CU)，三个土样的大、小主应力和孔隙水压力如表所示，按有效应力法求莫尔圆的圆心坐标和半径，以及该黏性土的有效应力强度指标 c、。题1-表土样应力大主应力1(kPa)小主应力3(kPa)孔隙水压力u(kPa)17724112131603231618043 解 有效应力 土样1 11u771166kPa 33u241113kPa 土样2 11313299kPa 3603228kPa 土样3 116143118kPa 3804337kPa圆心坐标和半径半径 26.5半径 35.5半径 40.5将三轴压缩结果绘制一组极限应力圆(莫尔圆)如图所示，由此得到有效应力强度指标c 12kPa，21.8。 1-5 某场地地基处理，采用水泥土搅拌桩法，桩径0.5m，桩长12m，矩形布桩，桩间距 1.2ml.6m，按建筑地基处理技术规范(JGJ 792002)规定复合地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验，试求单桩复合地基载荷试验的压板面积为多少? 解 单桩复合地基载荷试验压板面积为一根桩所承担的处理面积 式中：Ae压板面积； Ap桩体截面积； m置换率； d桩身直径； de一根桩分担处理的地基面积的等效圆直径，矩形布桩； s1、s2桩纵向间距和横向间距。 1-6 按岩土工程勘察规范(GB 500212001)规定，对原状土取土器，外径Dw 75mm，内径Ds71.3mm，刃口内径De70.6mm，取土器具有延伸至地面的活塞杆，试求取土器面积比、内间隙比、外间隙比，并判定属于什么取土器。 解 根据岩土工程勘察规范(GB 500212001)附录F取土器技术标准。 根据附录F，面积比12.85%13%，内间隙比0.99%1%，属于薄壁取土器。 式中：De取土器刃口内径； Ds取土器内径； Dt取土器外径； Dw取土器管靴外径，对薄壁管DwDt。 取土器具有延伸地面活塞杆，所以该取土器为固定活塞薄壁取土器。 1-7 某建筑场地土层为稍密砂层，用方形板面积0.5m2进行载荷板试验，压力和相应沉降见表，试求变形模量(土泊松比0.33)。 题1-7表压力p(kPa)2550100125150175200225250275沉降s(mm)0.881.763.354.415.306.137.258.0010.5415.80 解 根据压力和沉降量可以绘制p-s曲线见图。由p-s曲线，按建筑地基基础设计规范(GB 500072002)地基承载力特征值确定方法。 s/b0.010.015(s为沉降量，b为压板宽度)所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。 s/b0.0l，s0.01b0.0l0.7077.07mm s7.07mm，所对应荷载力fak195kPa，最大加载的一半为137.5kPa，所以地基承载力特征值fak137.5kPa，对应的沉降s4.5mm。 根据岩土工程勘察规范(GB 50021 2001)，地基土变形模量 式中：E0地基土变形模量； I0承压板形状系数，方板I00.886； 泊松比，砂土0.33； d承压板边长或直径，b0.707m； p地基土承载力特征值(kPa)； s与p对应的沉降(mm)。 1-8 某钻孔进行压水试验，钻孔半径r0.5m，试验段位于水位以上，采用安设在与试验段连通的侧压管上的压力表测得水压力为 0.75MPa，压力表中心至压力计算零线的水柱压力为0.25MPa，试验段长 5.0m，试验时稳定流量为50L/minm2，试验段底部距离隔水层厚度大于5m，试求单位吸水量和土层渗透系数。 解 根据工程地质手册第3版第九篇第三章第三节压水试验，如图所示。 压力计算零线(0-0)确定：地下水位位于试验段以下时以通过试验段的l/2处的水平线作为压力计算零线。 自压力表中心至压力计算零线的距离的水柱压力为pz值，/为试验段长度，压水试验总压力。 ppb+pzps 式中：P压水试验总压力(MPa)； Pb压力表压力(MPa)； pz水柱压力(MPa)； Ps单管柱栓塞自压力表至柱塞底部的压力损失(N/cm2)。 p0.75+0.2501.0MPa (1)单位吸水量W指该试验每分钟的漏水量与段长和压力乘积之比 式中：W单位吸水量L/(minm2)； Q钻孔压水稳定流量(L/min)； l试验段长度(m)； P该试段压水时所加的总压力(MPa)。 (2)当试验段底部距离隔水层的厚度大于试验段长度时，土层渗透系数 式中：r钻孔半径，其余符号同前。1-9 某轻型建筑物采用条形基础，单层砌体结构严重开裂，外墙窗台附近有水平裂缝，墙角附近有倒八字裂缝，有的中间走廊地坪有纵向开裂，试分析建筑物开裂属以下哪种原因，并说明理由：(1)湿陷黄土浸水；(2)膨胀土胀缩；(3)不均匀地基差异沉降；(4)水平滑移拉裂。 解 从建筑物裂缝特征看，是由于膨胀土胀缩引起，如墙角附近出现倒八字形裂缝，是由于房屋不均匀上升才能出现倒八字裂缝；中间走廊地坪开裂也是由于膨胀土遇水膨胀，使地坪隆起开裂。 膨胀土地基引起房屋开裂情况类似冻土胀缩情况，房屋裂缝特点是：(1)房屋成群开裂，裂缝上大下小，常见于角端及横隔墙上，并随季节变化张大或缩小；(2)墙面出现十字交叉裂缝；(3)外廊式房屋砖柱断裂或柱基转动下沉；(4)地坪隆起开裂。 1-10 钻机立轴升至最高时其上口为1.5m，取样用钻杆总长21.0m，取土器全长1.0m，下至孔底后机上残尺1.10m，钻孔用套管护壁，套管总长18.5m，另有管靴与孔口护箍各高 0.15m，套管口露出地面0.4m，试求取样位置至套管口的距离为多少? 解 取样位置至套管口的距离为 l(2l+1.0)(1.5+1.1)(18.5+0.15+0.15)0.4 222.618.80.4) 19.418.41.0m 1-11 某黏性土做不同围压的常规三轴压缩试验，试验结果的莫尔圆包线前段弯曲，后段基本水平，试解释该结果属于下列哪种试验：(1)饱和正常固结土的不固结不排水试验；(2)未饱和土的不固结不排水试验；(3)超固结土的固结不排水试验；(4)超固结土的固结排水试验。解 (1)饱和正常固结黏性土的不固结不排水试验的莫尔圆包线应为一水平线，因试样围压3不同，但破坏时的主应力差相等，三个总应力圆直径相同，破坏包线为一条水平线。(2)超固结饱和黏性土的固结不排水试验的破坏包线应为两条折线，实用上用一直线代替折线。 (3)超固结饱和黏性土的固结排水试验的破坏包线略弯曲，实用上近似取为一直线代替。 (4)据题意的破坏包线，前段弯曲，后段基本水平应为未饱和黏土的不固不排水试验结果。 1-12 某场地进行压水试验，压力和流量关系见表，试验段位于地下水位以下，试验段长宽5.0m，地下水位埋藏深度为50m，压水试验结果如下表，试计算试验段的单位吸水量。 1-12表压力p(MPa)0.30.61.0水流量Q(L/min)3065100 解 单位吸水量 式中：W单位吸水量L/(minm2)； Q压水稳定流量(L/min)； l试验段长度(m)； p试验段压水时所加的总压力(MPa)。平均单位吸水量 1-13 地下水绕过隔水帷幕向集水构筑物渗流，为计算流量和不同部位的水力梯度进行了流网分析，取某剖面划分流槽数N112个，等势线间隔数ND15个，各流槽的流量和等势线间的水头差均相等，两个网格的流线平均距离bi与等势线平均距离li的比值均为1，总水头差H5.0m，某段自第3条等势线至第6条等势线的流线长10m，交于4条等势线，试计算该段流线上的平均水力梯度。 解 水力梯度为单位渗流长度上的水头损失 式中：i水力梯度； h渗流长度上的水头损失； L渗流长度。 1-14 在一盐渍土地段，地表下1.0m深度内分层取样，化验含盐成分见表，试按岩土工程勘察规范(GB 500012001)计算该深度范围内加权平均盐分比值，并判断该盐渍土属哪种盐渍土。 题1-14表取样深度(m)盐分摩尔浓度(mol/100g)c(Cl-)c(SO2-4)00.0578.43111.320.050.2535.8181.150.250.56.5813.920.50.755.9713.800.751.05.3111.89 解 c(C1-)为氯离子在100g土中所含毫摩尔数，盐渍土按含盐化学成分分类为按取样厚度加权平均 查规范GB 500212001表6.8.2-1，Dl0.3，该盐渍土属于硫酸盐渍土。 1-15 现场用灌砂法测定某土层的干密度，试验参数见表，试计算该土层的干密度。题1-15表试坑用标准砂质量ms(g)标准砂密度s(g/cm3)土样质量m(g)土样含水率w12566.401.615315.314.5%解 标准砂质量 ms=12566.4g 1-16 某岸边工程场地细砂含水层的流线上A、月两点，A点水位标高2.5m，月点水位标高3.0m，两点间流线长度为10m，试计算两点间的平均渗透力。 解 水力梯度为单位渗流长度上的水头损失。 水在渗流中，由于受到土粒的阻力，而引起水头损失，从作用力和反作用力的原理知，水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力，单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗流力J。 Jwi 式中：了渗流力； i水力梯度； w水重度。 J100.050.5kN/m3 1-17 某滞洪区滞洪后沉积泥砂层厚3.0m，地下水位由原地面下1.0m升至现地面下1.0m，原地面下有厚5.0m可压缩层，平均压缩模量为0.5MPa，滞洪之前沉降已经完成，为简化计算，所有土层的天然重度都以18kN/m3计，试计算由滞洪引起的原地面下沉值。 现有自重应力原有土自重应力新增的压力 解 由于填土和水位上升引起原地面有效应力增量P1 p1118+28034kPa 原水位处有效应力增量p2 p2118+8311824kPa 原地面下5.0m处有效应力增量p3 P3118+78(118+48)24kPa 由于填土和水位上升引起原地面沉降为 1-18 四个坝基土样的孔隙率n和细颗粒含量pc(以质量百分率计)如下，试按水利水电工程地质勘察规范(GB 502871999)判别下列哪项的土的渗透变形的破坏形式属于管涌。 (1)A.n120.3%；Pcl38.1%； (2)n225.8%；Pc237.5%； (3)n331.2%；Pc338.5%； (4)n435.5%；Pc438.0%。 解 根据水利水电工程地质勘察规范(GB 502871999)流土的管涌应根据土的细粒含量，按下列方法判别式中：Pc土的细粒颗粒含量，以质量百分率计(%)；n土的孔隙率(%)符合(4)项，土的渗透变形的破坏形式属管涌。 1-19 6层普通住宅砌体结构无地下室，平面尺寸为9m24m，季节冻土设计冻深0.5m，地下水埋深7.0m，布孔均匀，孔距10.0m，相邻钻孔间基岩面起伏可达7.0m，基岩浅的代表性钻孔资料是：03.0m中密中砂，3.05.5m为硬塑黏土，以下为薄层泥质灰岩；基岩深的代表性钻孔资料为03.0m为中密中砂，3.05.5m为硬塑黏土5.514m为可塑黏土，以下为薄层泥质灰岩。根据以上资料，下列哪项是正确的和合理的?并说明理由。 (1)先做物探查明地基内的溶洞分布情况； (2)优先考虑地基处理，加固浅部土层； (3)优先考虑浅埋天然地基，验算软弱下卧层承载力和沉降计算； (4)优先考虑桩基，以基岩为持力层。 解 (1)6层砌体结构住宅，假设为条形基础，基础宽度1.52.0m，基础埋深0.51.0m，其受力层深为3b(b为基础宽度)。 受力层深 1.0+327m 土层5.514m为可塑黏土，以下为泥质灰岩，若有岩溶也在受力层以下无需用物探查明溶洞分布。 (2)6层住宅基底平均压力约100150kPa，以中密中砂为持力层，承载力特征值可达180250kPa，承载力满足要求，无需地基处理。 (3)从住宅特征和土层情况可采用天然地基的浅基础无需用桩基。 所以第(3)项浅埋天然地基，验算软弱下卧层承载力和沉降计算是正确和合理的。 1-20 某建筑物地基需要压实填土8000m3，控制压实后的含水率w114%，饱和度 Sr90%、填料重度r15.5kN/m3、天然含水率W010%，土粒相对密度为Gs2.72，试计算需要填料的方量。 解 压实前填料的干重度压实后填土的干重度 根据压实前后土体干质量相等原则计算填料方量为 1-21 在水平均质具有潜水自由面的含水层中进行单孔抽水试验如图所示，已知水井半径r0.15m，影响半径R60m，含水层厚度H10m，水位降深S3.0m，渗透系数k 25m/d，试求流量Q。 解 根据完整井Dupuit公式 式中：Q每天抽水量； k平均渗透系数； H0含水层厚度； R降水影响半径； r滤水管半径； S水位降深。 1-22 在裂隙岩体中滑面S倾角为30，已知岩体重力为1200kN/m，当后缘垂直裂隙充水高度h10m时，试求下滑力。 解 根据铁路工程不良地质勘察规程(TB 100272001)当滑面呈直线形时，滑坡稳定系数可按题1-22图计算。 式中：C滑面物质的黏聚力(kPa)，用直接快剪或三轴固结不排水剪求得； A单位滑体滑面的面积(m2)； W单位滑体所受的重力(kN)； u孔隙水压力(kPa)； 裂隙静水压力(kPa)； w水的重度(kN/m3)； 岩体的重度(kN/m3)； zw裂隙充水高度(m)； H滑坡脚至坡顶高度(m)； z坡顶至滑坡面深度(m)； 坡角()； 结构面倾角()。 下滑力 TWsin+Vcos 式中：V后缘垂直裂缝的静水压力。T=1200sin30+500cos30=12000.5+5000.866=600+433=1033kN/m 1-23 某土石坝坝基表层土的平均渗透系数为k110-5cm/s，其下的土层渗透系数为k210-3cm/s，坝下游各段的孔隙率见表，设计抗渗透变形的安全系数采用1.75，试判断实测水力比降大于允许渗透比降的土层分段。允许渗透比降计算表 题1-23表地基土层分段表层土的土粒比重Gs表层土的孔隙率n实测水力比降Ji表层土的允许渗透比降I2.700.5240.24II2.700.5350.43III2.720.5240.41IV2.700.5450.48解 根据水利水电工程地质勘察规范(GB 5028799)土的渗透变形判别的土允许冰力比降的确定，流土型的流土临界水力比降为 Jcr(Gs1)(1n) 式中：Jcr土的临界水力比降； Gs土的颗粒密度与水的密度之比； n土的孔隙率(%)。 I段 Jcr(Gs1)(1n)(2.71)(10.524)0.8092 允许渗透比降JJcr/k0.8092/1.750.46实际Ji0.42。 II段 Jcr(2.71)(10.535)0.7905 允许JJcr/k0.7905/1.750.45实际Ji0.43。 III段 Jcr(2.721)(10.524)0.8187 允许JJcr/k0.8187/1.750.47实际Ji0.41。 IV段 Jcr(2.71)(10.545)0.7735 允许J0.7735/1.750.44实际Ji0.48。 所以IV段实际水力比降大于允许渗透比降。 1-24 某地地层构成如下：第一层为粉土5m，第二层为黏土4m，两层土的天然重度均为18kN/m3，其下为强透水砂层，地下水为承压水，赋存于砂层中，承压水头与地面持平，试求在该场地开挖基坑不发生突涌的临界开挖深度。 解 地下水承压水头与地面持平，坑外水压力为 wH10990kPa 坑内土自重压力为 (Hh)18(9h) 式中：h坑的深度。 为了确保基坑坑底渗流稳定，即不突涌，坑内、外压力应平衡 wH(Hh) 9018(9h) 基坑临界开挖深度为4.0m。 1-25 用高度为20mm的试样做固结试验，各压力作用下的压缩量见表，用时间平方根法求得固结度达到90%时的时间为9min，试计算户200kPa压力下的固结系数Cv值。 题1-25表压力p(kPa)050100200400压缩量d(mm)00.951.251.952.5 解 由室内固结试验的时间平方根法求固结系数Cv，是以百分表读数d(mm)为纵坐标，时间平方根(min)为横坐标，绘制d-曲线。延长曲线开始段的直线，交纵坐标轴于d0点 (理论零点)，通过d0点作另一直线，令其横坐标为前一直线段的1.15倍，与d-曲线交点所对应的时间平方根即为试样固结度达90%所需的时间t90。式中：Tv竖向固结时间系数。 式中：Tv竖向固结时间因数； Cv固结系数(cm2/s)； t固结时间(s)；H排水距离，单面排水取H，双面排水取H/2。Tv=Cvt90/H2=0.848 1-26 题1-26图是一组不同成孔质量的预钻式旁压试验曲线，请分析哪条曲线是正常的旁压曲线，并分别说明其他几条曲线不正常的原因。 解 曲线2为正常旁压曲线，其中： AB段为初始段，反映孔壁被扰动土的压缩； BC段为似弹性段，体积与压力变化近似直线关系，月点对应的压力p0为临界压力； CD段为塑性段，V与p成曲线关系，随着压力增大体积变化愈来愈大，最后急剧增大，达破坏极限，C点对应压力pf为临塑压力，D点对应的压力pt为极限压力； 曲线1反映孔径太小或有缩孔现象，旁压探头强行压入钻孔，曲线前段消失； 曲线3反映孔壁严重扰动，形成很厚的扰动圈，曲线前段消失，后段呈弧形上弯，说明扰动土被压密过程； 曲线4反映孔径太大，使测管中相当一部分水消耗在充填膜与孔壁间的空隙上。 1-27 已知粉质黏土的土粒比量为2.73，含水率为30%，土的密度为1.85g/cm3，试求浸水饱和后该土的水下有效重度。 解 1-28 在钻孔内做波速测试，测得中等风化花岗岩岩体的压缩波速度Vp2777m/s，剪切波速度Vs1410m/s，已知相应岩石的压缩波速度Vp5067m/s，剪切波速度Vs 2251m/s，质量密度2.23g/cm3，饱和单轴抗压强度Rc40MPa，试求该岩体基本质量指标(BQ)及质量级别。 解 根据工程岩体分级标准(GB 5021894)第4.2条 BQ90+3Rc+250Kv 岩体完整系数 Kv(Vpm/Vpr)2 式中：Vpm岩体弹性纵波波速； Vpr岩石弹性纵波波速。 当Rc90Kv+30时 及Rc40900.3+3057，Rc取40MPa； 当Kv0.04Rc+0.4时 Kv0.30.0440+0.42，Kv取0.3。 BQ90+3Rc+250Kv90+340+2500.3210+75285 根据规范GB 5021894表4.1.1该岩体基本质量级别为IV级。 1-29 已知花岗岩残积土土样的天然含水率w30.6%，粒径小于0.5mm细粒土的液限 WL50%，塑限Wp30%，粒径大于0.5mm的颗粒质量占总质量的百分比P0.540%，试计算该土样的液性指数IL。 解 计算根据岩土工程勘察规范(GB 500212001)。 对花岗岩残积土，为求得合理的液性指数，应确定其中细粒土(粒径小于0.5mm)的天然含水率wf、塑性指数Ip液性指数IL，试验应筛去粒径大于0.5mm的粗颗粒后再做。而常规试验方法所作出的天然含水率失真，计算出的液性指数都小于零，与实际情况不符。细粒土的天然含水率可以实测，也可用下式计算 式中：W花岗岩残积土(包括粗、细粒土)的天然含水率(%)； WA粒径大于0.5mm颗粒吸着水含水率(%)，可取5%； P0.5粒径大于0.5mm颗粒质量占总质量的百分比(%)； WL粒径小于0.5mm颗粒的液限含水率(%)； wp粒径小于0.5mm颗粒的塑限含水率(%)。 1-30 在均质厚层软土地基上修筑铁路路堤，当软土的不排水抗剪强度cu8kPa，路堤填料压实后的重度为18.5kN/m3时，如不考虑列车荷载影响和地基处理，路堤可能填筑的临界高度接近多少。 解 根据铁路工程特殊岩土勘察规程(TB 100382001)第5.2.3条的条文说明，假设土坡和地基土为0的同一均质土，即土坡和地基土的重度、不排水抗剪强度cu。相同，当软土层较厚时，临界坡高Hc由下式求得 Hc5.52cu/5.52 8/18.52.387m 1-31 某1018层的高层建筑场地，抗震设防烈度为7度。地形平坦，非岸边和陡坡地段，基岩为粉砂岩和花岗岩，岩面起伏很大，土层等效剪切波速为180m/s，勘察发现有一走向 NW的正断层，见有微胶结的断层角砾岩，不属于全新世活动断裂，试判别该场地对建筑抗震属于下列什么地段类别(有利地段；不利地段；危险地段；可进行建设的一般场地)，并简单说明判定依据。 解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112001)： (1)基岩起伏大，有一断层，不属于有利地段； (2)地形平坦，非岸边及陡坡地段，不属于不利地段； (3)断层角砾岩有胶结，不属于全新世活动断裂，非危险地段； (4)所以该场地为可进行建设的一般场地。 1-32 某工程场地有一厚11.5m砂土含水层，其下为基岩，为测砂土的渗透系数打一钻孔到基岩顶面，并以1.5103cm3/s的流量从孔中抽水，距抽水孔4.5m和10.0m处各打一观测孔，当抽水孔水位降深为3.0m时，测得观测孔的降深分别为0.75m和0.45m，用潜水完整井公式计算砂土层渗透系数是值。 解 有两个观测孔的潜水完整井的渗透系数按以下公式计算 式中：S1、S2分别为抽水孔、观测孔水降深(m)； H透水层厚度(m)； r1、r2观测孔与抽水孔距离(m)； Q抽水流量(m3/d)。 1-33 土工试验颗粒分析的留筛质量见表，底盘内试样质量20g，试计算试样的不均匀系数Cu和曲率系数Cc。 题1-33表筛孔孔径(mm)2.01.00.50.250.075留筛质量(g)5015015010030 解 土不均匀系数 Cud60/d10 土曲率系数 Ccd230/d10d60 其中，d60、d30和d10分别相当于小于某粒径土重累计百分含量为60%、30%和10%对应的粒径。d60。称为限制粒径，d30称为中值粒径，d10称为有效粒径，d60d30d10。 土的总质量为50+150+150+100+30+20500g 粒径2.0mm 150/5000.990% 粒径1.0mm 1(50+150)/5000.660% 粒径0.5mm l(50+150+150)/5000.330% 粒径0.25mm l(50+150+150+100)/5000.110% 粒径0.075mm 1(50+150+150+100+30)0.044% 所以d601.0mm，d300.5mm，d100.25mm Cud60/d101.0/0.254 Ccd230/d10d600.52/0.251.01.0 不均匀系数Cu反映不同粒组的分布情况，Cu越大表示土粒大小的分布范围越大，其级配良好，一般Cu5的属级配不良；Cu10的土属级配良好，级配良好的土作为填料，容易获得较大的密实度。 曲率系数Cc反映累积曲线的分布范围，曲线的整体形状。砂类土同时满足Cu5，Cc13时为级配良好的砂或砾。 1-34 某软黏土的十字板剪切试验结果见表，试计算土的灵敏度。 题1-34表顺序12345678910111213(kPa)原状土20416589114153187192185173148135100扰动土11213346586970686357 解 软黏土的灵敏度St Stf/0 式中：f原状土的抗剪强度； 0重塑土的抗剪强度。 根据原状土和扰动土的抗剪强度值绘制曲线，其峰值分别为192kPa和72kPa。 Stf/0192/722.67 1St2为低灵敏度； 2St4为中灵敏度； St4为高灵敏度。 土的灵敏度越高，其结构性越强，土受扰动后强度降低越多。 1-35 某建筑场地位于湿润区，基础埋深2.5m，地基持力层为黏性土，含水率w31%，地下水位埋深1.5m，年变幅1.0m，取地下水样进行化学分析结果见表，试判定地下水对基础混凝土的腐蚀性。 题1-35表离子Cl-SO2-4pH侵蚀性CO2Mg2+NH+4OH-总矿化度含量(mg/L)8516005.512530510300015000 解 根据岩土工程勘察规范(GB 500212001)附录G，场地为湿润区，含水率w 30%，环境类别为II类。 查规范GB 500212001表12.2.1，硫酸盐含量S02-4为1600mg/L，中等腐蚀等级；铵盐含量NH+4#为510mg/L，弱腐蚀等级；镁盐含量Mg2+为530mg/L，无腐蚀性；苛性碱含量 OH-1为3000mg/L，无腐蚀性；总矿化度为15000mg/L，无腐蚀性；侵蚀性C02为12mg/L无腐蚀性；水中C1-含量为85mg/L，无腐蚀性；pH值为5.5mg/L，弱腐蚀性。 因此综合判定为中等腐蚀性。 1-36 某饱和软土的无侧限抗压强度cu20kPa，如在同一土样上进行三轴不固结不排水试验，施加围压3150kPa。试求试样发生破坏时的轴向应力l为多少。 解 饱和软土的无侧限抗压强度试验相当于在三轴仪中进行30的不排水剪切试验，0。 根据黏性土的极限平衡条件 13tan2(45+/2)+2ctan(45+/2) 3+2c150+220190kPa 1-37 现场取环刀试样测定土的干密度，环刀容积200cm3，环刀内湿土质量380g，从环刀内取湿土32g，烘干后干土质量为28g，试求土的干密度为多少。 解 土样质量密度 m/V380/2001.9/cm3 土样含水率w w/mw/ms(3228)/280.143 土样干密度d 1-38 某深层载荷试验，承压板直径0.79m，承压桩底埋深15.8m，持力层为砾砂层，泊松比0.3，试验p-s曲线见图，试求持力层的变形模量为多少? 解 深层平板载荷试验变形模量E0 式中：E0土变形模量； Pp-s曲线线性段压力； S与户对应的沉降； d承压板直径； w与试验深度和土类有关的系数。 d/z0.79/15.80.05，查规范GB 500212001表10.2.5得w0.437。 1-39 某水利工程有可能产生流土破坏的地表土层，经取土试验，土粒比重Gs2.7，w 22%，19kN/m3，试计算该土层发生流土破坏的临界水力坡降为多少? 解 使土开始发生流砂现象时的水力坡降称为临界水力坡降icr。 当渗流力J等于土的浮重度时，土处于流土的临界状态 1-40 某场地属煤矿采空区范围，煤层倾角15，开采深度H110m，移动角(主要影响角)60，地面最大下沉值umax1250mm，如拟作为一级建筑物建筑场地，试按岩土工程勘察规范(GB 5002012001)判定该场地的适宜性。 解 地表影响半径r rH/tan110/tan60110/1.7363.58m根据规范GB 5002012001第5.5.5，条，地表倾斜为310mm/m不宜作为建筑场地。 i19.7mm/m10mm/m，该场地不宜作为建筑场地。 1-41 已知土的天然重度17kN/m3，土粒相对密度ds (比重Gs)2.72，含水率w10%，试求土的孔隙比e、饱和度Sr、干密度d和质量密度。 解 1-42 已知饱和黏性土，ds2.74，w36%，求孔隙比。 解 当Sr80%的土为饱和，取Sr0.8 1-43 已知饱和土19.5kN/m3，ds2.7，试根据土指标定义求d。解 饱和土体Va0，VVs+VvVs+Vw，所以=sat=19.5kN/m3 土粒重+水重土体重 设土粒体积Vsl，孔隙体积Vve，总体积V1+e，得 1-44 已知某土样液限wL41%，塑限wp22%，饱和度Sr0.98，孔隙比e1.55，ds2.7，试计算塑性指数Ip、液性指数IL，并判断土性和状态。解 IP1917，该土为黏土； IL1.81.0，黏性土为流塑状态。 1-45 某饱和黏土试件，进行无侧限抗压强度试验的抗剪强度cu70kPa，如果对同一试件进行三轴不固结不排水试验，施加周围压力3150kPa。当轴向压力为300kPa时，试件是否发生破坏? 解 试件破坏时其主应力为13+1 1为剪切破坏时由传力杆加在试件上的竖向压应力增量，无侧限抗压强度qu2cu 13+2cu150+270290kPa 施加轴向压力为300kPa290kPa，试件破坏。 1-46 某土样进行应变式直剪试验，数据见题1-46表l，已知剪力盒面积A30cm2，应力环系数K0.2kPa/0.01mm，百分表0.01mm/格，试求该土样抗剪强度指标。 题1-46表1垂直荷载(kN)0.150.300.600.901.20应力环百分表格数120160280380480 解 由题1-46表1的数据可以得到其竖向应力和剪应力的值(见题1-46表2)，如0.15/0.00350kPa，1200.010.2/0.0124kPa。 题1-46表2(kPa)50100200300400(kPa)2432567696 以为纵坐标，为横坐标绘制-叮关系曲线得c13kPa，ms12。 1-47 某饱和原状土，体积V100cm3，湿土质量m0.185kg，烘干后质量ms0.145kg，ds2.7，wL35%，wp17%，试求：(1)Ip、IL并确定土名称和状态；(2)若将土压密使其d16.5t/m3，此时孔隙比减少多少? 解 Ip=1817，该土为黏土；0.25IL0.75，黏土为可塑。(2)d=16.5kN/m3 压缩后孔隙比减小 e0.860.640.22 1-48 某一湿土样重200g，含水率w15%，若要将其配制成含水率w20%的土样，试计算需加多少水。 解 mw173.90.234.8g 需加水为34.726.18.7g。 1-49 某工程填土经室内击实试验，得到含水率和干密度见表，试绘制击实曲线，并求最大干密度和最优含水率。 解 根据不同含水率所对应的干密度可绘制击实曲线见图，由曲线峰值点对应的纵坐标为最大干密度dmax1.53g/cm3，dmax寸应的横坐标为最优含水率wop23.6%。 题1-49表w(%)12.21417.721.625.026.529.3d(g/cm3)1.2031.3301.451.4841.5221.501.436 1-50 某饱和黏性土的无侧限抗压强度qu20kPa，试绘制极限应力圆和土的抗剪强度曲线，求破坏面和大主应力面的夹角。解 1qu20kPa，30，绘制极限应力圆如图所示，其抗1-51 某砂土进行三轴剪切试验，在130kPa，310kPa时破坏，试求该土样抗剪强度指标和破坏面位置。解 1-52 某完整井进行抽水试验，其中一口抽水井，两口观测井，观测井与抽水井距r14.3m，r29.95m(见题1-52图)，含水层厚度为12.34m，当抽水量q57.89m3/d时，第一口观测井降深0.43m，第二口观测井降深0.31m。试计算土层的渗透系数。解 当井底钻至不透水层时称为完整井，完整井的土层渗透系数k可由下式计算 1-53 某潜水非完整井进行抽水试验，水位1.5m，井直径D0.8m(见图)，假设影响半径及100m，当抽水量为760m3/d，降深3.0m，试计算土层渗透系数。 解 当井底未钻至不透水层时称为非完整井。 非完整井土层渗透系数可用下式计算式中：H不受降水影响的地下水面至不透水层层面距离(m)； h井底至不透水层层面的距离(m)； h0抽水井水深； r0抽水井半径； q抽水量； R降水影响半径，其值对k影响不大，在无实测资料时可采用经验值，当土层为中、细砂，R100200m，土层为砾石，R200500m。 1-54 某厚度h15m的含水层，两口观测井(距离200m)，测得1号井水位64.22m，2号井水位63.44m，土层渗透系数k45m/d，试求含水层单位宽度的渗流量。解 q=kiAA=151=15m2Q=450.003915=2.63m3/d 1-55 某地下连续墙支护结构，其渗流流网如图所示。已知土的孔隙比e0.92，土粒相对密度ds2.65，坑外地下水位距地表1.2m，基坑开挖深度8.0m，a、b点所在流网网格长度L1.8m，试判断ab白区段的渗流稳定性。 解 水在土体中渗流时受到土阻力因而产生水头损失，单位体积的土颗粒所受到渗流作用力为渗流力J，J和水力梯度i的大小成正比，方向和渗流方向一致。 Jiw 渗流力等于土的浮重度时的水力梯度，称为临界水力梯度icr