土力学-第四章-土的压缩性和地基沉降计算习题课2-张丙印

第四章习题讨论课张丙印《土力学1》之习题课3

清华大学土木水利学院 岩土工程研究所第四章：习题讨论课主要内容：习题讨论小测验（30分钟）方法讨论概念及难点作业中的问题评述其它问题讨论固结度计算有效应力、孔压计算3小测验30分钟4方法及讨论–有效应力、孔隙水压力计算地表下有一厚10m的饱和黏土层，饱和重度

sat=18kN/m3，底面承受15m水头的承压水。若地面瞬时施加一大面积均匀堆载p0=50kPa，课堂讨论题1：有效应力和孔隙水压力计算1）定性画出黏土层中某时刻的总水头分布，并讨论渗流的方向？2）计算100天内单位土层表面（1m2）排出的水量？3）求100天时A点的孔隙水压力和有效应力？15m10m砂层p0=50kPa

Acv=2.8310-3cm2/sk=5.1410-8cm/s地下水位5m51）黏土层中的总水头分布和渗流方向？地下水位15m静水头10m151555超静水头渗流方向总水头10152015t=0方法及讨论–有效应力、孔隙水压力计算6地下水位15m

>t>0静水头10m1515渗流方向00超静水头总水头分界点方法及讨论–有效应力、孔隙水压力计算1）黏土层中的总水头分布和渗流方向？7地下水位15m静水头10m151500超静水头渗流方向总水头101515总渗流=

稳定渗流+

固结渗流t=

方法及讨论–有效应力、孔隙水压力计算1）黏土层中的总水头分布和渗流方向？82）计算100天单位面积（1m2）的渗流量？总渗流量Q=稳定渗流量Q稳定+固结渗流量Q固结Q稳定=v

A

t=k

i

A

t

=2220.5cm3Q固结=0.5

St

A=S

Ut

A

=0.59.10.3510000=15925cm3总渗流量Q=2220.5+15925=18145.5cm3Q固结=黏土层孔隙压缩的一半方法及讨论–有效应力、孔隙水压力计算93）计算100天时A点的孔隙水压力和有效应力？u总=u静+u超静=75+47.7=122.7kPau静=(12.5-5)10=75kPa有效应力

=

-u总=50+18

5-122.7=17.3kPau总=u静+u超静方法及讨论–有效应力、孔隙水压力计算10方法及讨论–固结度计算在如图所示的厚10m的饱和黏土层表面瞬时大面积均匀堆载p0，若干年后用测压管分别测得土层中的孔隙水压力uA=51.6kPa、uB=94.2kPa、uC=133.8kPa、uD=170.4kPa，uE=198.0kPa课堂讨论题2：固结计算10m不透水岩层p0=150kPa

ABCDE2m2m2m2m2mEs=5.5MPak=5.1410-8cm/s地下水位1）试估算此时黏土层的固结度，并计算此黏土层已固结了几年？2)再经过5年，则该黏土层的固结度将达到多少？黏土层在该5年内产生了多大的压缩量？单位：kPa1）固结度计算：150.0S超静孔压=2(31.6+54.2+73.8+90.4+98/2)=598S初始超静孔压=150031.654.273.890.498.0超静孔压初始超静孔压20406080100静水压ABCDE测管压力=静水压+超静孔压51.694.2133.8170.4198.0Ut=1-598/1500=0.60111方法及讨论–固结度计算2）固结年限计算：Ut=0.601思路：Ut

Tv

t查表Tv=0.29t=3.25年12方法及讨论–固结度计算2）后续沉降量计算：思路：t

Tv

Ut

S

St查表Ut=0.861t=3.25年+5年=8.25年后5年产生的沉降量St=(0.861-0.601)27.3=7.1cm13方法及讨论–固结度计算14概念及难点原状土的原位压缩曲线为一直线，即Cc=常数，是否表示土的压缩性不随孔隙比的变化而变化？原状土的原位再压缩曲线原状土的原位压缩曲线15概念及难点不透水岩层新淤积（或填筑）土层什么是欠固结土？在原有土层固结完成之前，取样作试验会得到什么结果？16概念及难点说明粘性土压缩性的主要特点，并讨论分层总和法计算粘性土地基的沉降时，可以模拟哪些特点，不能模拟哪些。进一步分析计算的误差及改进措施。什么是超固结土，欠固结土和