塑性指数与液性指数的作用-压缩模量ES与变形模量E的关系

1、学习园地疑难解答Q1(问）:塑性指数与液性指数的作用是什么? A（答）： 塑性指数 它取决于粘性土的塑限及液限，这是该种粘性土的固有性质。实际上，它综合反映了粘性土中粘土粒的含量多少、活性大小等，因此，它是粘性土进行分类时的一个重要指标。 液性指数 显然，除塑限及液限外，它还与粘性土的实际含水量有关，其大小可反映该粘性土所处的物理状态。 Q2: 为什么要区分自重应力和附加应力？ A： 所谓附加应力，通常是指除自重以外的其它荷载（通常作用于地表）在地基中产生的应力。在实际工程中常见的粘性土大多属于正常固结土和超固结土，在自重作用下的地基变形已经完成，因此，我们所关心的地基沉降通常是由附加应力产生

2、的。 Q3:地下水升降时会对土中的自重应力产生什么影响？A：地下水位升降，使地基土中自重应力也相应发生变化。地下水位下降，使地基中有效自重应力增加；地下水位上升，使地基中有效自重应力减小。带来一系列的工程问题。（1）软土地区地下水位全面下降引起地表大面积沉降的严重后果。如上海地区。（2）修建高层时，需深挖基坑和降低地下水。如果降水过大，就可能导致坑外紧邻建筑物较大倾斜。（3）水位上升会引起地基承载力的减小，湿陷性土的陷塌现象等，必须引起注意。 Q4: 均匀、满布荷载作用下地基中竖向附加应力的分布规律与其它形式荷载（矩形面积、带状等）有何不同？ A： 设地基表面作用着均匀、满布荷载 q ，则它在

3、地基中的产生的竖向应力为 即竖向附加应力沿深度和水平方向都是是均匀分布的。 而在矩形面积荷载、带状荷载作用下，地基中的竖向附加应力分布如下图所示。总的来讲，随着深度的增加及距荷载作用位置水平距离的加大，竖向应力是逐渐衰减的。 Q5:压缩模量ES与变形模量E的关系 A：压缩模量ES变形模量Eh= 3.4md=1mb=4mF=1440kN501002003000.900.920.940.96eQ6:某厂房柱下单独方形基础，已知基础底面积尺寸为4m4m，埋深d1.0m，地基为粉质粘土，地下水位距天然地面3.4m。上部荷重传至基础顶面F1440kN,土的天然重度16.0kN/m,饱和重度 sat17.

4、2kN/m，有关计算资料如下图。试分别用分层总和法计算基础最终沉降（已知fk=94kPa）A：1.计算分层厚度每层厚度hi 0.4b=1.6m，地下水位以上分两层，各1.2m，地下水位以下按1.6m分层2.计算地基土的自重应力自重应力从天然地面起算，z的取值从基底面起算z(m)c(kPa)01.22.44.05.67.21635.254.465.977.489.03.计算基底压力4.计算基底附加压力3.4md=1mF=1440kNb=4m自重应力曲线附加应力曲线5.计算基础中点下地基中附加应力用角点法计算，过基底中点将荷载面四等分，计算边长l=b=2m， z=4Kcp0,Kc由表确定z(m)z

5、/bKcz(kPa)c(kPa)z /czn (m)01.22.44.05.67.200.61.22.02.83.60.25000.22290.15160.08400.05020.032694.083.857.031.618.912.31635.254.465.977.489.00.240.147.26.确定沉降计算深度zn根据z = 0.2c的确定原则，由计算结果，取zn=7.2m7.最终沉降计算根据e-曲线，计算各层的沉降量z(m)z (kPa)01.22.44.05.67.294.083.857.031.618.912.31635.254.465.977.489.0c (kPa)h (m

6、m)12001600160016001600c (kPa)25.644.860.271.783.2z (kPa)88.970.444.325.315.6z+ c (kPa)114.5115.2104.597.098.8e10.9700.9600.9540.9480.944e20.9370.9360.9400.9420.940e1i- e2i 1+ e1i0.06180.01220.00720.00310.0021si (mm)20.214.611.55.03.4按分层总和法求得基础最终沉降量为s=si =54.7mmQ7: 厚度H=10m粘土层，上覆透水层，下卧不透水层，其压缩应力如下图所示。

7、粘土层的初始孔隙比e1=0.8，压缩系数a=0.00025kPa-1，渗透系数k=0.02m/年。试求： 加荷一年后的沉降量St 地基固结度达Uz=0.75时所需要的历时t 若将此粘土层下部改为透水层，则Uz=0.75时所需历时t157kPa235kPaHp粘土层不透水层A：1.当t=1年的沉降量 固结系数时间因素查图表得到Ut=0.45加荷一年的沉降量2.当Uz=0.75所需的历时t 由Uz=0.75，a1.5查图得到Tv0.47由Uz=0.75,a1,H=5m查图得到Tv0.493.双面排水时，Uz=0.75所需历时应力圆与强度线相离： 强度线应力圆与强度线相切：应力圆与强度线相割：极限应

8、力圆f 破坏状态 Q8:如何根据利用摩尔圆判断土是否破坏？A：未破坏状态极限平衡状态Q9:地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa，小主应力为200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=15 kPa， =20o。试问该单元土体处于何种状态？单元土体最大剪应力出现在哪个面上，是否会沿剪应力最大的面发生剪破？A：已知1=430kPa，3=200kPa，c=15kPa， =20o 1.计算法计算结果表明：1f大于该单元土体实际大主应力1，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单元土体处于弹性平衡状态 计算结果表明： 3f小于该单元土体实际小主应力 3，实际应力圆半径小于极限应力圆半径 ，所

9、以，该单元土体处于弹性平衡状态 在剪切面上 库仑定律 由于f ，所以，该单元土体处于弹性平衡状态 2.图解法 c11f3f实际应力圆极限应力圆最大剪应力与主应力作用面成45o最大剪应力面上的法向应力库仑定律 最大剪应力面上f ，所以，不会沿剪应力最大的面发生破坏. maxQ10:对某种饱和粘性土做固结不排水试验，三个试样破坏时的大、小主应力和孔隙水压力列于表中，试用作图法确定土的强度指标ccu、 cu和c 、 。 周围压力3/ kPa1/ kPauf / kPa60100150143220313234067按比例绘出三个总应力极限应力圆，如图所示，再绘出总应力强度包线 按由1=1- uf，3=3- uf ，将总应力圆在水平轴上左移相应的uf即得3个有效应力极限莫尔圆，如图中虚线圆，再绘出有效应力强度包线 c ccu根