土力学2 (习题与解答)

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1、一、下表所列试验数据为三个土样按不同试验方式进行试验的总应力数值，分别绘出各试样的总应力和有效应力路经（孔压系数B均取1.0）。（1）土样1试验按不固结不排水加荷；（2）土样2试验按固结不排水加荷；（3）土样3在σ=100kPa作用下未完全固结，测得孔隙水压力为20kPa，然3后进行不排水加荷。土样123压力（kPa）σ501001001初始σ501001003σ1502002801f破坏σ501001203fA0.80.30.8解：1.计算土样的孔隙水压力与有效压力土样123压力（kPa）初始u150020σ'0100801σ'0100803破坏

2、Δσ1001001801Δσ00203A0.80.30.8u1+0.8（100-0）=u1+0.3（100-0）=u1+20+0.8Δu=Δσ+A(Δσ−Δσ)31313030（180-20）=168σ'=σ−Δu201701121f1fσ'=σ−Δu-8070-483f3f2.计算土样各状态的p、q值土样123状态pqpqpq初始50010001000总应力破坏100501505020080初始001000800有效应力破坏-30501205032803.绘制应力路径二、土层剖面如图所示，从地面以下4.3m处（点2）取样作室内试验得如下结果：=5

3、0kPa地下水位砂质粘土γ1=19.0kN/m31.8m1m22.5.0m粘土γ2=17.5kN/m353粉质粘土pc=110kPa，e0=1.100，cc=0.410，ce=0.094，地面超载q=50kPa在黏土层中产生的附加应力分布为：在顶面点1处为40kPa，在底面点3处为10kPa，试问：（1）黏土层是否为超固结土？（2）计算黏土层的压缩量。解：1.超固结土判断点2处自重应力：p=(190.−)8.9×8.1+(175.−)8.9×5.2=358.kPa0由于pc=110kPa>p0=358.kPa，故黏土层为超固结土。2.黏土层压缩量计

4、算40+10点2处附加应力取点1、点3平均值：σ==25kPaz22Δp=σ=25kPap−p=110−358.=742.kPaz2c0Δp

5、体积压缩系数mv=1.25MPa（或Es=0.8MPa）。计算该土层加载3个月和1年后的沉降量。解：1.计算土层的最终沉降量s=m⋅Δσ'⋅H=.125×50×3=1875.mmcvzΔσ'50z或s=H=×3=1875.mmcE8.0s2.按太沙基修正方法计算3个月后：t()/312==.0125a22Ct.068×.0125vT===.00053v22H3查太沙基一维固结理论Tv-Uv关系曲线，得Uv=0.081，于是tpp25t()tS(t)=S(')=S⋅U⋅=(1875.×.0081)×=6.7mmtcv2pp5000一年后：6t050t

6、==a5.0t−=1−=.075a01222⎛t0⎞Cv⎜t−⎟⎝2⎠.068×.075T===.0057v22H3查太沙基一维固结理论Tv-Uv关系曲线，得Uv=0.265，于是t0S(t)=S('t−)=S⋅U=1875.×.0265=497.mmtcv23.按考虑荷载随时间变化的固结理论解计算3个月后：6.068×Ctv012T===.0038v022H33.068×Ctv12T===.0019v22H3查考虑荷载随时间变化的一维固结理论Tv-Uv关系曲线，得Uv=0.043，于是S(t)=S⋅U=1875.×.0043=1.8mmtcv一年

7、后：Ct.068×1vT===.0076v22H3查考虑荷载随时间变化的一维固结理论Tv-Uv关系曲线，得Uv=0.26，于是S(t)=S⋅U=1875.×.026=488.mmtcv四、某淤泥质黏土层为正常固结土层，在本土层距地面下5m处采用现场十字板试3验得到不排水强度S+=25kPa，室内试验获得的天然重度γ=175.kN/m，各类强度指标分别为：ϕ=8.1°,c=10kPa,ϕ=16°,c'=8kPa,ϕ'=26°。地下水位与地面ucucu2齐平，黏土层顶面作用着大面积堆载30kN/m。求当土层固结度达到80%时，地面下5m处的强度值。解：

8、1.土层的天然强度确定：对于淤泥质黏土，其天然强度采用十字板试验得到的不排水强度S+，于是天然强度τ=S=25kPa0+2