土力学例题及解答.ppt

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1、例题1有一体积为50cm3的原状土样质量是95.15g，烘干后质量为75.05g，已知土粒比重Gs=2.67，求该土样的天然重度γ、天然含水量ω及孔隙比e。解：例题2某饱和粘性土，已知土粒比重ds=2.46，含水量ω=20%，试求该土的孔隙比e和饱和重度γsat。解：例题3已知某土的天然密度ρ=1.7t/m3，土粒相对密度ds=2.70，将该土运到某工地进行填筑施工，要求填筑后土的干密度达到1.65t/m3，则填筑1000m3需要在取土处挖多少方土？解：原状土体积：填筑土体积：例题4矩形基础①、②的底面尺寸为l1×b1和l2×b2，作用在基础①、②底面的均布荷载分别为p1、p

2、2。点M、N分别位于两基础角点A1、A2下深度zM、zN处，附加应力分别为σzM、σzN。若已知l1/b1=l2/b2、zM/b1=zN/b2，试确定：①附加应力σzM和σzN之间的关系。②若其他条件不变，M、N点移至基础底面中点下，则σzM和σzN之间的关系如何？③给定p1=180kPa，p2=72kPa，l1=2.4m、b1=1.6m，z1=3.2m，确定基础底面中点下M、N点的附加应力σzM、σzN值。MA1①b1NA2②b2解：①②关系不变③例题5在图示阴影区域作用有均布荷载p=230kPa，试求出图中a点地面以下2m深度处的竖向附加应力σz。解：a1m1m4m1m1

3、m2m例题6在图示4.8m×4.8m的方形区域内作用有均布荷载p=150kPa，试求出荷载作用区域中心地面以下6m深度处的竖向附加应力σz。如将均布荷载换成分别作用在4个小区域中心的Q=150×2.42=864kN的集中荷载，试求出荷载中心深度为6m处的竖向附加应力并与前面的结果进行比较。解：均布荷载QQQQ4.8m2.4m4.8m集中荷载用4个集中荷载代替均布荷载进行计算，附加应力增加3.3%。例题7在厚度为20m的粘性土地基上大面积填土，平均压力p=80kPa，测得粘土层沉降量达到120mm时沉降稳定，试确定该粘土层的压缩系数α（假定粘性土地基的初始孔隙比e0=0.8）。

4、解：例题8某基础埋置深度为1m，地下水位位于地表处，土的饱和重度γsat=18kN/m3，孔隙比与应力之间的关系为e=1.15-0.00125p。若在基底下4m和6m处的附加应力分别为80kpa，70kpa，试问在基底下4~6m间土层的压缩变形量是多少？解：例题9某饱和粘性土的室内压缩试验结果显示，当试样高度为2.0cm时，达到50%压缩量所要的时间为45min，根据该试验结果，推算厚度为4.8m的该粘性土地基的固结沉降量达到50%所需要的时间（分别考虑单面排水与双面排水两种情况）。解：单面排水：双面排水：13在如图所示的厚10m的饱和粘土层表面瞬时大面积均匀堆载p0，若干年

5、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1：1）试估算此时粘土层的固结度，并计算此粘土层已固结了几年？2)再经过5年，则该粘土层的固结度将达到多少？粘土层在该5年内产生了多大的压缩量？沉降量、固结度计算法141）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

6、.694.2133.8170.4198.0Ut=1-598/1500=0.601三、方法讨论沉降量、固结度计算法152）固结年限计算：Ut=0.601思路：UtTvt查表Tv=0.29t=3.25年三、方法讨论沉降量、固结度计算法162）后续沉降量计算：思路：tTvUtS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=7.1cm三、方法讨论沉降量、固结度计算法17三、方法讨论沉降量、固结度计算法课堂讨论题2：地表下有一厚10m的饱和粘土层，饱和容重sat=18kN/m3，底面承受15m水头的承

7、压水。若地面瞬时施加一大面积均匀堆载p0=50kPa，1）讨论粘土层中渗流的方向？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=2.8310-3cm2/sk=5.1410-8cm/s地下水位5m例题10对A、B两种饱和粘性土进行压缩试验，当压力为100kPa时，A、B两试样的孔隙比分别为0.55及0.632，此时试样的高度分别为16mm及10mm。然后继续加压至150kPa，此时试样的孔隙比分别成为0.49