土力学习题课.ppt

习题选讲 土力学 1 某原状土样处于饱和状态 测到其含水量32 45 密度1 8t m3 湿土粒相对密度为2 65 土的液限为36 4 塑限为18 9 试求 1 该土的名称和状态 2 若将土样压密使其干密度达到1 58t m3 此时孔隙比减少多少 该土样处于软塑状态 1 解 2 2 某饱和粘土试样的相对密度为2 68 试样初始高度为2cm 面积为30cm2 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 压缩前后试样的孔隙比改变了多少 3 压缩前后试样重度改变了多少 试样压缩前 试样压缩后 3 某渗透试验装置如图 土样1的渗透系数k1 2 10 1cm s 土粒比重ds1 2 72 孔隙比e1 0 85 土样2的渗透系数k2 1 10 1cm s 土粒比重ds2 2 72 孔隙比e2 0 85 土样横断面积A 200cm2 求 1 图示水位保持恒定时 渗透流量Q多大 2 若右侧水位恒定 左侧水位面逐渐升高 升高高度达到多少时会出现流土现象 1 解 2 土样1 土样2水力坡降及浮重度分别为 若仅土样1发生流土破坏 则 若仅土样1 土样2整体发生流土破坏 则 二者中取小值 得 4图为一板桩打入透水土层后形成的流网 已知透水土层深18m 渗透系数k 5 10 4mm s 板桩打入土层表面以下9 0m 板桩前后水深如图所示 试求 1 图中所示a b c d e各点的孔隙水压力 2 地基的单宽流量 1 根据图上的流网可知 每一等势线间隔的水头降落 解 列表计算a b c d e各点的孔隙水压力如下 w 9 8kN m3 2 地基的单宽流量 此处 M 4 h 1 0m k 5 10 7m s 代入得 5 6 某饱和粘土层厚度为10m 压缩模量Es 30kg cm2 渗透系数k 10 6cm s 在大面积荷载P0 100kPa作用下 按粘土层在单面排水和双面排水条件下分别求 加荷载一年时的沉降量 最终固结沉降量 固结系数 解 时间因素 固结度 7有一深厚粘质粉土层 地下水位在地表处 饱和重度 sat 18kN m3 由于工程需要 大面积降低地下水位3m 降水区重度变为17kN m3 孔隙比与应力之间的关系为 试求降水区土层沉降量及地面下3 5m厚土层沉降量是多少 以地下1 5m处单元应力变化为基准 降水前 降水后 解 2020 3 10 21 可编辑 以地下4m处为基准 计算3 5m压缩量 解 8 9 对一饱和原状土样进行固结不排水试验 破坏时测得 3 200kPa 1 3 400kPa 孔隙水压力u 100kPa 试样破裂面与水平面夹角为58o 求 孔压系数A 有效应力强度指标 1 2 解 2 10 正常固结饱和粘土试样 在围压100kPa下固结 孔压消散后 关闭排水阀门 先增加围压至300kPa 然后在垂直方向加载到试样破坏 试样破坏前孔压系数A不变 A 0 5 若已知正常固结饱和粘土有效内摩擦角为30o 计算试样破坏时的垂直偏差应力值及该土样不排水剪强度Cu值 根据已知条件 由极限平衡条件得 解 解得 错误 根据孔压公式 续6在上述相同条件下 如果先增加围压至400kPa 计算试样破坏时的垂直偏差应力值及该土样不排水剪强度Cu值 根据已知条件 由极限平衡条件得 根据孔压公式 解得 解 根据已知条件 由极限平衡条件得 根据孔压公式 解 2 如果该正常固结饱和粘土在围压 3 200kPa下固结 关闭试样排水阀门 进行三轴不排水剪切时 3 300kPa 其余条件不变 计算试样破坏时相应的 1及Cuu值 解得 解 解 11 12 解 13 有三个饱和粘土试样 都在 3 70kPa下固结 然后在不排水条件下增加轴向压力使其破坏 若土样的孔压系数A分别为0 0 5 1 0 破坏时的轴向压力相同 试问破坏时的强度哪个最大 假定c 0 土样 有何差异 14 某挡土墙墙高h 6m 墙背直立 光滑 填土面水平 填土的抗剪强度指标c 10kPa 22o 填土的重度 18kN m3 分别求主动土压力 被动土压力及其作用点位置 墙底处的主动土压力强度 临界深度 1 主动土压力 z0 H HKa 2cKa1 2 解 主动土压力 主动土压力作用点距墙底距离 1 主动土压力 z0 H HKa 2cKa1 2 墙顶处的被动土压力强度 被动土压力 被动土压力作用点距墙底距离 2 被动土压力 墙底处的被动土压力强度 H 2cKp1 2 HKa 15 某超固结粘土层厚为2m 前期固结压力为Pc 300kPa 原位压缩曲线压缩指数Cc 0 5 回弹指数Ce 0 1 土层所受的平均自重应力P1 100kPa e0 0 70 求下列情况下该粘土的最终压缩量 1 建筑荷载在土层中引起的平均竖向附加应力 P 400kPa