15土力学与地基基础作业题

15土力学与地基基础作业题

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1、土力学与地基基础作业题1.2在某土层中,用体积为72cm3的环刀取样。经测定,土样质量129.1g,烘干质量121.5g,土粒相对密度为2.70。问该土样含水量、湿重度、饱和重度、浮重度、干重度各是多少?按上述计算结果,试比较该土样在各种情况下的重度值有何区别?【解】:含水量w=(129.1-121.5)/121.5=6.3%;湿重度γ=129.1g×9.8/72cm3=17.6kN/m3;密度ρ=129.1g/72cm3=1.79t/m3孔隙比饱和重度浮重度γ’=γsat-γw=20.2-9.8=10.4kN/m3干重度γ’<γd≤γ≤γsat

2、1.3某饱和土的干重度为16.2kN/m3,其含水量为20%,试求土粒相对密度、孔隙比和饱和重度。【解】:干密度ρd=γd/g=16.2/9.8=1.65(g/cm3)水质量mw=ρdw=1.65×20%=0.33(g/cm3)固体颗粒体积Vs=V-Vv=V-mw/ρw=1-0.33/1.0=0.67(cm3)土颗粒相对密度孔隙比饱和重度饱和重度1.5已知某土样的天然含水量w=42.6%,天然重度γ=17.15kN/m3,土粒相对密度ds=2.74,液限wL=42.4%,塑限wp=22.9%,试确定该土样的名称。【解】:天然密度ρ=γ/g=17.

3、15/9.8=1.75g/cm3天然孔隙比∵1.0液限wL=42.4%∴该土样应为淤泥质土。1.6已知某土样的天然含水量w=28%,液限wL=36%,塑限wp=18%,试求:①土样的塑性指数Ip;②土样的液性指数IL;③确定土的名称及其状态。【解】:土样的塑性指数Ip=wL-wp=36-18=18土样的液性指数∵0.2517∴该土样为可塑状态黏土。2.1某建筑场地地表及各层土水平地质剖面如图2.22所示,绘出自重应力沿深度的分布曲线。【解】:第一层土底面

4、σcz=γ1h1=19.13×3=57.39kPa第二层土底面σcz=γ1h1+γ2h2=57.39+17.66×1=75.05kPa第三层土底面σcz=γ1h1+γ2h2+γ3h3=75.05+17.17×2=109.39kPa第四层土是位于地下水位以下的透水层,取土体的有效重度进行计算,则第三层土底面γ’4=γsat-γw=19.62-10=9.62kPaσcz=γ1h1+γ2h2+γ3h3+γ’4h4=109.36+9.62×2.5=133.44kPa土的自重应力沿深度的分布曲线如上图所示。2.5有一矩形基底,面积为2m×4m,均布荷载p0

5、=180kPa,求基底中心点及两个边缘中心点下z=5m处的附加应力σz。【解】(1)中心点下z=5m处:z/b=5/1=5,l/b=4/2=2查表2.6,得αc=0.033该点附加应力为:σz=4αcp0=4×0.033×180=23.76kPa(2)短边中点下z=5m处:z/b=5/1=5,l/b=4/1=4查表2.6,得αc=0.050该点附加应力为:σz=2αcp0=2×0.050×180=18kPa(3)长边中点下z=5m处:z/b=5/2=2.5,l/b=2/2=1查表2.6,得αc=(0.064+0.057)/2=0.0605该点附加

6、应力为:σz=2αcp0=2×0.0605×180=21.78kPa4.2某地基内摩擦角为35,黏聚力c=12kPa,=160kPa,求剪切破坏时的最大主应力。【解】根据土的极限平衡条件,剪切破坏时的最大主应力为:5.1某挡土墙高度H=5.0m,墙背竖直、光滑,墙后填土表面水平。填土为干砂,重度γ=17.8kN/m3,内摩擦角φ=34°。求作用在此挡土墙上的静止土压力、主动土压力与被动土压力。【解】填土为干砂,无孔隙水压力,因此有效内摩擦角φ’=φ=34°按半经验公式,取静止土压力系数K0=1-sinφ’=1-sin34°=0.44静止土压力为本

7、题挡土墙满足朗肯理论的条件,按朗肯土压力理论计算主动土压力和被动土压力:主动土压力系数主动土压力为被动土压力系数被动土压力为5.4某挡土墙如图5.39所示,墙背垂直光滑,墙高5m,墙后填土表面水平,其上作用着连续均布的超载q=10kN/m2,填土由两层无黏性土组成,土的性质指标见图中所示。试求:①绘主动土压力分布图;②求主动土压力合力和作用点。【解】:1、求主动土压力系数:2、计算各土层交界处土压力强度:第一层:z=0:z=2m:第二层:z=2m:z=5m:3、主动土压力分布图如下:4、主动土压力合力计算:根据主动与压力分布图,可知合力Ea作用点

8、距墙底面y7.1某条形基础底宽b=1.8m,埋深d=1.2m,地基土为黏土,内摩擦角标准值φk=20°,黏聚力标准值ck=12kPa,地

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