土力学第二次习题课.doc

四、难点讨论 三轴试验有何用途？ 变形特性 孔压特性和强度特性 五、其它讨论 用弹性理论对土体的应力应变关系进行简化，其假设条件是什么？这样假设在什么工况下误差不算太大？ 土中常见的应力状态有几种？它们分别有什么特征？ 土体本身自重应力计算中应注意以下问题：是否饱和,是否有渗流发生,是否有毛细水压力等 附加应力的荷载分类与组合，研究哪些荷载对每个点都有什么影响？特别是中心线以下的各点。简要的画出各点的应力分布规律。 角点法的基本原理是什么？什么情况下才可以用？ 矩形(L 10B)荷载下的某一水平面上各点的附加应力有如下关系吗？ A B C D ?C=0.5?A ,?D=0.5?C=0.25?A 两个矩形基础的形状相似，垂直分布荷载强度相同，判断下面结论的正误 1、 甲基础面积比乙基础大一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍 2、甲基础的宽度比乙基础宽一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍 3、甲基础的宽度比乙基础大一倍，则甲基础中点下2Z深度处的附加应力与乙基础中点下Z深度处的附加应力相同 简单解释： 为什么下雨天在软土上铺上一块木板，就可以安全的通过？在软土地基上建筏基，何因？ 成层地基上构筑物刚度影响着土体中应力，其附加应力大致如何分布？ 柔性基础和刚性基础的基底压力分布有何不同，影响基底压力分布形式的因素是什么？在什么情况下可以认为基底压力的分布和作用在基础上的荷载分布完全一样？ 比较三种情况下哪种情况A点的应力最大？ A E1 E2 1、E1=E2 2、E1 E2 3、E1 E2 什么是饱和土的有效应力原理？什么是总应力，空隙水压力，有效应力？决定土体变形的是那个物理量？ 大量抽取地下水的地区（例如上海）往往会产生地面下沉现象，为什么？ 地下水位上升时，地下水位以下的土体中的总应力、孔隙水压力、有效应力均上升？ 地下水位以上出现毛细管水上升时，土层中的总应力、孔隙水压力、有效应力均上升？ 一、习题评述 二、小测验 （30分钟） 三、方法讨论 附加应力计算法 有效应力计算法 四、难点讨论 五、其它讨论 第二次习题讨论课 第三章 一、习题评述 作业 3-1（第一步），3-2，3-3（ZB处） 3-4，3-6，3-7 3-10(1)(2)(3) （条形均布荷载改为正方形均布荷载，M在中心点正下） 一、习题评述 3-2 要 点：荷载分解与叠加原理的应用 常见问题：充分利用对称与反对称特点使计算简化 、作用在土体上的竖向荷载是线性均布荷载吗？是集中荷载吗？ 、均布的剪应力对中心线下的点有附加应力作用吗？ 、偏心应力的求解：有些同学分解竖向载荷（有些烦琐，而且容易出错）；可以直接代入公式。 一、习题评述 3-3 要 点：L10B时中间部分按条形基础计算； 对称、反对称荷载的特点 常见问题： (b) = + = + (a) O = 1/2 O = 2 O = O 能把它当做条形荷载来计算吗？ 一、习题评述 3-4 要 点：相邻荷载的影响 常见问题：未充分利用简化条件 = + = + 对于A区的荷载不能进行如下第二种分解 () O 三角形矩形荷载只能求出角点下的点的附加应力 ( ) 一、习题评述 3-6 要 点：(1)毛细升高使有效应力突变； (2)渗透力的存在使有效应力发生变化； (3)两种分析方法整体分析法较简便 常见问题：孔隙水压力的分布计算 一、习题评述 3-7 要 点： (1)渗透力的存在使有效应力发生变化； (2)两种分析方法整体分析法较简便 常见问题：孔隙水压力的分布计算 3-10 要 点：(1)附加应力系数；(2)侧压力系数; (3)应力状态简化；(4)孔压计算公式; (5)静止孔压与超静孔压 常见问题：概念不清 二、小测验 （30分钟） 三、方法讨论 1、附加应力计算法 2、有效应力计算法 三、方法讨论 1、附加应力计算法 条件： sat=20kN/m3，K0=0.6， Kzs=0.5，xs=0.3zs t 增量 加载瞬时 增量 加载前 z x u z x 时期 3-10：解答 69.6 96.0 30.0 39.6 66.0 15.0 50.0 29.0 84.6 146.0 59.0 25.6 87.0 0 0 -29.0 84.6 146.0 30.0 54.6 116.0 对如图所示的条形基础，作用有均布荷载p。已知A（基础中心点）和B两点以下4m处的垂直附加应力分别为?zA=54.9kPa和?zB=40.9kPa。求C点以下4m和8m处的垂直附加应力是多少？ 三、方法讨论 1、附加应力计算法 A B C 50m 4m p M 20.45，13.725 要求：不许查表 三、方法讨论 2、有效应力计算法 毛细饱和区 4m 4m 4m 1.5m 2m sat=20.4 (kN/m3) sat=19.4 2m sat=19.4 =16.8 总应力 孔隙水压力 有效应力 8.4 37.5 76.3 157.9 235.5 -15.0 37.5 20.0 100.0 140.0 8.4 56.3 57.9 95.5 23.4 3-6：有毛细饱和区时 三、方法讨论 向上渗流: H h 砂层，承压水 粘土层 sat 向上渗流: H h 砂层，承压水 粘土层 sat 三、方法讨论 p 如下图两种情况中，H=10m, sat=20kN/m3, h=6m, p=40kPa (1)画出两种情况下的总应力、有效应力和孔隙水压力分布； (2) h多大时发生流土？此时有效应力的分布？ 向上渗流: H h 砂层，承压水 粘土层 sat 三、方法讨论 如下图，H=10m, sat=20kN/m3, h=6m, p=40kPa (1)画出两种情况下的总应力、有效应力和孔隙水压力分布； (2) h多大时发生流土？此时有效应力的分布？ ? u ? (kPa) 200 160 40 h=10m, ?=0, 发生流土 icr = ?/w 0 向上渗流: H h 砂层，承压水 粘土层 sat 三、方法讨论 如下图，H=10m, sat=20kN/m3, h=6m, p=40kPa (1)画出两种情况下的总应力、有效应力和孔隙水压力分布； (2) h多大时发生流土？此时有效应力的分布？ ? u ? (kPa) 240 160 80 h=14m, ?=0, 发生流土 icr ?/w p 40 40 0 40 基坑开挖中常遇到的上层滞水的情况 （多土层） 请画出土层中位置水头、压力水头和总水头的分布。 请画出土层中有效应力的分布。 三、方法讨论 2、有效应力计算法1 板桩 基坑 k=5.010-3 m/s 相对透水层 潜水位 5m 5m k=5.010-6 m/s ?sat=1.8g/cm3 k=2.510-6 m/s ?sat=2.0g/cm3 板桩 基坑 k=5.010-6 m/s ?sat=1.8g/cm3 k=5.010-3 m/s 相对透水层 潜水位 k=2.510-6 m/s ?sat=2.0g/cm3 5m 5m 基准面 位置水头 总水头 压力水头 单位：m 10 10 6.67 5 1.67 0 0 0 0 三、方法讨论 2、有效应力计算法1 板桩 基坑 k=5.010-6 m/s ?sat=1.8g/cm3 k=5.010-3 m/s 相对透水层 潜水位 k=2.510-6 m/s ?sat=2.0g/cm3 5m 5m 总应力 孔隙水压力 有效应力 单位：kPa 73.3 90 16.7 0 0 190 190 三、方法讨论 2、有效应力计算法1 板桩 基坑 k=5.010-6 m/s ?sat=1.8g/cm3 k=5.010-3 m/s 相对透水层 潜水位 k=2.510-6 m/s ?sat=2.0g/cm3 5m 5m 自重应力 渗透压力 总有效应力 单位：kPa 73.3 40 33.3 0 0 90 190 10 6.67 100 总水头 三、方法讨论 2、有效应力计算法1 粘土 ?sat=19kN/m3 砂土 ?sat=18kN/m3 2m 4m 2m 不透水岩石 对如图所示的地层，地下水位与地面齐平，砂层中测压管的水位高出地面2m， a) 画出地层中的总应力，孔隙水压力和有效应力分布 b) 让砂土中的测管水头迅速降低1m，画出水头降低后瞬间地层中的总应力，孔隙水压力和有效应力分布 c) 砂土中水头降低后