岩土工程软件应用实训习题.docx

岩土工程软件应用实训习题.docx

《岩土工程软件应用实训习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岩土工程软件应用实训习题.docx（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

岩土工程软件应用实训习题

岩土工程软件应用实训习题

一、边坡稳定性分析计算。

边坡见图1，求其稳定系数。

图1

边坡若采用相同锚杆支护，锚杆的材料参数为：

抗剪强度200MPa，抗拉强度200MPa，与土体粘结力50kPa。

试设计支护锚杆。

若采用土钉（墙）支护，试设计该土钉支护。

二、地基处理设计

某商住楼拟采用独立柱基础，单柱荷载为P=500kN。

勘察资料表明，场地覆盖层平均厚度8.2m，土的承载力特征值fsak=80kPa，桩侧阻力特征值qsa=18kPa，桩端阻力特征值qpa=600kPa。

采用低标号素混凝土桩（C10混凝土）（CFG桩）进行本场地地基加固处理，要求复合地基承载力特征值fspk≥180.0kPa，桩径D=0.250m，基础埋深约1.2m。

三、挡土墙设计

某一垂直填土边坡，高为5m，填土顶面水平，并承受20kPa的附加荷载。

填土内摩擦角为300，粘聚力为0，重度为18kN/m3，坡底土地基承载力特征值为150kPa，试设计一毛石挡土墙（假定基底摩擦系数为0.5，砌体重度为22kN/m3，MU30，M5，毛石砌体的抗压强度设计值为0.61MPa，轴心抗拉强度设计值为0.06MPa，弯曲抗拉强度设计值为0.09MPa，抗剪强度设计值为0.16MPa，）。

四、基坑降水设计

某基坑长58m，宽45m，深5.5m，地下水埋深1.0m。

为此需采用井点降水，水位降深为5.0m，基坑内最低降深应不小于4.5m。

见图2。

假定潜水含水层厚度为10m，土层的渗透系数为20（m/d=1.16×10-3cm/s），井点过滤器半径为0.275（m），单井出水量50.0（m3/d）。

试设计该基坑的井点降水系统。

图2

五、岩土工程勘察

1、工程概况

场区内地势平坦，为旧房屋拆除场地，有较多的碎砖块和混凝土碎块。

2、场地工程地质条件及水文地质条件

2.1、场地工程地质条件

2.1.1、场地地形地貌

场地地形相对平坦，宏观地貌为溶蚀残丘平原地貌。

地面标高程为84.21—85.52米。

2.1.2、场地各岩土层工程地质特征

Q4ml--第四系全新统人工堆积层

Q4m--第四系全新统海积层

Q4al+pl--第四系全新统冲洪积层

①层填土（Q4ml）

黄、灰黄色，主要由粘土组成，夹少量硅质岩风化碎块。

局部表层为混凝土旧基础；该层土场地均有分布，钻探揭露厚度为1.3~4.6米。

堆积年限约5年。

钻孔号

ZK2

ZK12

ZK19

ZK23

ZK29

ZK43

层底标高（m）

82.18

82.12

82.44

80.65

82.78

82.22

②层红粘土（Q3el）

黄色，切面光滑，土质均匀，稍湿～饱和，指压浅痕，硬塑状，结构致密，粘性好；含少量铁锰结核，局部含5～15%的硅质岩风化角砾，砾径一般为0.5～3㎝。

摇震无反应，韧性和干强度较高；随深增湿度变大，土体渐趋软，近岩面底部及溶蚀沟槽发育处多呈可塑状～软塑状；该层土整个场地均有分布，该层层面埋深为1.3～4.6米，钻探揭露厚度为5.0～18.30米。

该层土工测试成果详见附录1,主要物理力学性质指标试验结果统计见表1“场地主要土层工程特性统计表”。

其压缩系数范围值为0.21～0.26MPa-1,平均值为0.235MPa-1，为中等压缩性。

1

ZK2

ZK12

ZK19

ZK23

ZK29

ZK43

层底标高（m）

71.18

69.62

70.44

77.65

73.48

75.52

标贯位置（m）

6.2-6.5

8.4-8.7

9.2-9.5

5.2-5.5

5.7-6

击数

9

8

8

10

10

取样位置（m）

3.5-3.9

3.0-3.4

5.0-5.4

2.8-3.2

5.2-5.8

4.8-5.2

2.5-2.9

4.0-4

层微风化灰岩（P1q￥）

灰色，细晶质结构，厚层状构造，局部含硅质，岩溶及溶蚀裂隙较发育，裂隙多由方解石脉充填，质硬、性脆，其岩石抗压强度平均值为41.75MPa，属较硬～坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，钻进取岩芯一般呈柱状，少量块状，较完整，RQD值约为0～92%，该层顶板埋深为7.0～21.3米，钻探揭露厚度为0.0～14.3米。

该层有1个钻孔遇溶洞（ZK19），溶洞高度为：

1.8米。

溶洞顶板厚度依次为：

0.2米。

软塑粘土全充填。

该层取岩样11件作饱和单轴抗压试验，抗压强度平均值为41.75MPa，岩石饱和单轴抗压强度标准值为37.79MPa。

钻孔号

ZK2

ZK12

ZK19

ZK23

ZK29

ZK43

层底标高（m）

62.98

61.22

59.64

68.75

66.98

70.52

取样位置（m）

17.6-17.8

9.0-9.2

2.2水文地质条件

地下水类型及特征

本次钻探过程中及结束后，均对各钻孔进行水位观测。

钻探过程中，一直到岩面均未遇初见地下水，结束24小时后对钻孔进行水位观测，所有钻孔均有水，水位埋深为2.40～8.70米，不具统一水位，属上层滞水，水量小，其主要补给来源为大气降水以及地表水渗入补给。

要求：

作6个钻孔柱状图和由6个钻孔组成的工程地质剖面图

钻孔号

ZK2

ZK12

ZK19

ZK23

ZK29

ZK43

层底标高（m）

82.18

82.12

82.44

80.65

82.78

82.22

1

ZK2

ZK12

ZK19

ZK23

ZK29

ZK43

层底标高（m）

71.18

69.62

70.44

77.65

73.48

75.52

标贯位置（m）

6.2-6.5

8.4-8.7

9.2-9.5

5.2-5.5

5.7-6

击数

9

8

8

10

10

取样位置（m）

3.5-3.9

3.0-3.4

5.0-5.4

2.8-3.2

5.2-5.8

4.8-5.2

2.5-2.9

4.0-4

钻孔号

ZK2

ZK12

ZK19

ZK23

ZK29

ZK43

层底标高（m）

62.98

61.22

59.64

68.75

66.98

70.52

取样位置（m）

17.6-17.8

9.0-9.2

附录1土工试验成果汇总表

孔号及样号

试样顶深度（m）

取样长度（m）

含水率ω（%）

重度Y（kN/m3）

比重Gs

空隙比e

饱和度Sr（%）

液限ωL（%）

塑限wp（%）

塑性指数Ip

液限指数IL

含水比αw

液塑比Ir

压缩系数

压缩模量

三轴剪切（UU）

室内定名（依据GB50021—20013.3）

α0.1-0.2（1/MPa）

Es1-2（MPa）

Cuu（kPa）

фUU（度）

2-1

3.5

0.4

38.8

18.4

2.75

1.074

99

63.8

35.7

28.1

0.11

0.61

1.79

0.23

9.02

41.6

15.4

粘土

12-1

3.0

0.4

43.6

17.4

2.76

1.279

94

74.5

40.9

33.6

0.08

0.59

1.82

0.25

9.12

50.3

14.8

粘土

12-2

5.0

0.4

45.1

17.3

2.76

1.322

94

72.4

39.7

32.7

0.17

0.62

1.82

0.26

8.93

32.7

14.2

粘土

19-1

2.8

0.4

34.2

17.9

2.76

0.999

94

60.8

32.1

28.7

0.07

0.56

1.89

0.23

8.52

48.6

15.9

粘土

19-2

5.2

0.4

35.8

17.5

2.75

1.056

92

60.2

31.5

28.7

0.15

0.59

1.91

0.24

8.74

39.2

15.4

粘土

23-1

4.8

0.4

32.1

18.3

2.76

0.997

88

51.8

29.9

21.9

0.10

0.65

1.82

0.23

8.68

43.5

16.1

粘土

29-1

2.5

0.4

36.1

18.5

2.75

1.027

96

58.2

33.4

24.8

0.11

0.62

1.74

0.24

8.45

54.8

13.9

粘土

43-1

4.0

0.4

33.9

18.7

2.74

0.961

96

56.0

32.2

23.8

0.07

0.61

1.74

0.22

8.91

39.2

15.7

粘土

钻孔数据一览表

钻孔编号

勘探点坐标（X）

勘探点坐标（Y）

孔口高程（m）

稳定水位深度（m）

勘探深度（m）

钻孔直径（mm）

土层进尺（m）

岩层进尺（m）

总进尺（m）

ZK2

470240.0371

2627624.0132

84.38

6.7

21.40

127

13.2

8.2

21.4

ZK12

470290.4854

2627587.2636

84.22

3.1

23.00

127

14.6

8.4

23.0

ZK19

470213.7043

2627605.7018

84.44

6.2

24.80

127

14.0

10.8

24.8

ZK23

470250.5227

2627583.6836

84.65

4.7

15.90

127

7.0

8.9

15.9

ZK29

470229.3814

2627549.2706

84.48

7.4

17.50

127

11.0

6.5

17.5

ZK43

470212.9971

2627476.0254

85.52

8.3

15.00

127

10.0

5.0

15.0

计算项目:

降水计算1

-------------------------------------------------------------------

[原始条件]：

计算模型:

潜水完整井;基坑远离边界

水位降深5.000（m）

过滤器半径0.275（m）

水头高度10.000（m）

渗透系数20.000（m/d）

单井出水量50.000（m3/d）

沉降计算经验系数1.000

----------------------------------------

沉降影响深度内土层数：

1

地下水埋深:

1.000（m）

层号层厚度（m）Es（MPa）

150.00020.000

----------------------------------------

基坑轮廓线定位点数：

4

定位点号坐标x（m）坐标y（m）

110.00010.000

255.00010.000

355.00068.000

410.00068.000

----------------------------------------

降水井点数：

46

井点号坐标x（m）坐标y（m）抽水量（m3/d）

159.0006.00050.000

259.00011.07750.000

359.00016.15450.000

459.00021.23150.000

559.00026.30850.000

659.00031.38550.000

759.00036.46250.000

859.00041.53850.000

959.00046.61550.000

1059.00051.69250.000

1159.00056.76950.000

1259.00061.84650.000

1359.00066.92350.000

1459.00072.00050.000

1553.70072.00050.000

1648.40072.00050.000

1743.10072.00050.000

1837.80072.00050.000

1932.50072.00050.000

2027.20072.00050.000

2121.90072.00050.000

2216.60072.00050.000

2311.30072.00050.000

246.00072.00050.000

256.00066.92350.000

266.00061.84650.000

276.00056.76950.000

286.00051.69250.000

296.00046.61550.000

306.00041.53850.000

316.00036.46250.000

326.00031.38550.000

336.00026.30850.000

346.00021.23150.000

356.00016.15450.000

366.00011.07750.000

376.0006.00050.000

3811.3006.00050.000

3916.6006.00050.000

4021.9006.00050.000

4127.2006.00050.000

4232.5006.00050.000

4337.8006.00050.000

4443.1006.00050.000

4548.4006.00050.000

4653.7006.00050.000

----------------------------------------

任意点降深计算公式采用：

规程公式

沉降计算方法:

建筑地基基础设计规范方法,考虑应力随深度衰减的方法,且考虑相互影响半径

沉降计算相互影响半径按10.000（m）考虑

----------------------------------------

[计算结果]：

1.基坑涌水量计算:

按《规范》附录F计算得：

根据《规范》F.0.7确定降水影响半径R=141.421（m）

根据《规范》F.0.7确定基坑等效半径r0=29.870（m）

基坑涌水量=2701.383（m3/d）

2.降水井的数量计算:

按《规范》8.3.3计算得：

单井出水量按50.000（m3/d）计算，需要降水井的数量=60

3.单井过滤器进水长度计算:

按《规范》8.3.6验算得：

单井过滤器进水长度=4.920（m）

4.各点降深与地表沉降计算:

降深按《规范》8.3.7计算

按用户指定的井数（46）、井位、采用按规范计算的总涌水量（2701.383（m3/d）），计算得:

在指定范围内:

最小降深=1.323（m）最大降深=4.636（m）

在指定范围内:

最小沉降=1.0（cm）最大沉降=4.0（cm）

5.建筑物各角点降深与沉降计算:

建筑物角点1:

降深=3.669（m）沉降=2.337（cm）

建筑物角点2:

降深=2.163（m）沉降=1.223（cm）

建筑物角点3:

降深=2.163（m）沉降=1.223（cm）

建筑物角点4:

降深=3.669（m）沉降=2.337（cm）

建筑物各角点:

最小降深=2.163（m）最大降深=3.669（m）

建筑物各角点:

最小沉降=1.2（cm）最大沉降=2.3（cm）

建筑各角点之间最大倾斜率=千分之0.372

6.观察剖面上各点降深与沉降计算:

观察剖面上:

最小降深=2.383（m）最大降深=4.614（m）

观察剖面上,地表:

最小沉降=1.9（cm）最大沉降=4.0（cm）

观察剖面上,建筑物埋深平面:

最小沉降=1.4（cm）最大沉降=3.1（cm）

计算项目:

降水计算1

-------------------------------------------------------------------

[原始条件]：

计算模型:

潜水完整井;基坑远离边界

水位降深5.000（m）

过滤器半径0.275（m）

水头高度10.000（m）

渗透系数20.000（m/d）

单井出水量50.000（m3/d）

沉降计算经验系数1.000

----------------------------------------

沉降影响深度内土层数：

1

地下水埋深:

1.000（m）

层号层厚度（m）Es（MPa）

150.00020.000

----------------------------------------

基坑轮廓线定位点数：

4

定位点号坐标x（m）坐标y（m）

110.00010.000

255.00010.000

355.00068.000

410.00068.000

----------------------------------------

降水井点数：

58

井点号坐标x（m）坐标y（m）抽水量（m3/d）

159.0006.00050.000

259.00010.12550.000

359.00014.25050.000

459.00018.37550.000

559.00022.50050.000

659.00026.62550.000

759.00030.75050.000

859.00034.87550.000

959.00039.00050.000

1059.00043.12550.000

1159.00047.25050.000

1259.00051.37550.000

1359.00055.50050.000

1459.00059.62550.000

1559.00063.75050.000

1659.00067.87550.000

1759.00072.00050.000

1854.92372.00050.000

1950.84672.00050.000

2046.76972.00050.000

2142.69272.00050.000

2238.61572.00050.000

2334.53872.00050.000

2430.46272.00050.000

2526.38572.00050.000

2622.30872.00050.000

2718.23172.00050.000

2814.15472.00050.000

2910.07772.00050.000

306.00072.00050.000

316.00067.87550.000

326.00063.75050.000

336.00059.62550.000

346.00055.50050.000

356.00051.37550.000

366.00047.25050.000

376.00043.12550.000

386.00039.00050.000

396.00034.87550.000

406.00030.75050.000

416.00026.62550.000

426.00022.50050.000

436.00018.37550.000

446.00014.25050.000

456.00010.12550.000

466.0006.00050.000

4710.0776.00050.000

4814.1546.00050.000

4918.2316.00050.000

5022.3086.00050.000

5126.3856.00050.000

5230.4626.00050.000

5334.5386.00050.000

5438.6156.00050.000

5542.6926.00050.000

5646.7696.00050.000

5750.8466.00050.000

5854.9236.00050.000

----------------------------------------

任意点降深计算公式采用：

规程公式

沉降计算方法:

建筑地基基础设计规范方法,考虑应力随深度衰减的方法,且考虑相互影响半径

沉降计算相互影响半径按10.000（m）考虑

----------------------------------------

[计算结果]：

1.基坑涌水量计算:

按《规范》附录F计算得：

根据《规范》F.0.7确定降水影响半径R=141.421（m）

根据《规范》F.0.7确定基坑等效半径r0=29.870（m）

基坑涌水量=2701.383（m3/d）

2.降水井的数量计算:

按《规范》8.3.3计算得：

单井出水量按50.000（m3/d）计算，需要降水井的数量=60

3.单井过滤器进水长度计算:

按《规范》8.3.6验算得：

单井过滤器进水长度=4.954（m）

4.各点降深与地表沉降计算:

降深按《规范》8.3.7计算

按用户指定的井数（58）、井位、采用按规范计算的总涌水量（2701.383（m3/d）），计算得:

在指定范围内:

最小降深=1.32