土力学卢廷浩第二版课后习题答案文档格式.docx
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7.7kN/m
1.23g/cm3
1012.3kN/m3
1.51g/cm
辺卫10.79
29.3%
1.51
1.60100
150.9g
ms(29.3%6%)150.935.2g
mwmms
mms
1-5解:
(1)Q
11
0.06
0.16
gms
1.77
1000
940150g
w
s
m
10.098
GSw1
940g
1.61g/cm
e°
27卫10.68
1.61
鱼
0.68
2.7
25.2%
0.940.68
0.940.46
0.54
1/3Dr2/3
该砂土层处于中密状态。
1-6解:
1.Q
GS
1-7
eA
dA
2.Q
3.Q
0.152.75
0.5
2.75
0.825
心色0.536
d(1
dA(1
dB(1
1.50g/cm
a)1.50
B)
1.74
dB
(1
0.15)
0.06)
0.3
2.68
1.74g/cm3
10.536
1.74g/cm3
1.84g/cm3
A
上述叙述是错误的。
10.825
1.50g/
cm3
dAdB
eB
应空0.536
eAd
上述叙述是正确的。
证明:
(1)d
V
ms/Vs
VsVv
1Vv/Vs
Gsw(—)Gsw(1n)
1-
1-
GswwSreGsSrer~e1e
msVwmmsmwV$V$VVsVv1Vv/Vs
msVsw
Vsw
Vs
swGswwGs1
Vv
1V
1e1e1e
1-8解:
(1)对A土进行分类
1由粒径分布曲线图,查得粒径大于0.075血的粗粒含量大于50%,所以A土属于粗粒土;
2粒径大于2血的砾粒含量小于50%,所以A土属于砂类,但小于0.075血的细粒含量为27%,在15%〜50%之间,因而A土属于细粒土质砂;
3由于A土的液限为16.0%,塑性指数Ip16133,在仃册塑性图上落在ML区,故A土最后定名为粉土质砂(SM)。
⑵对B土进行分类
1由粒径分布曲线图,查得粒径大于0.075mm的粗粒含量大于50%,所以B土属于粗粒土;
2粒径大于21■的砾粒含量小于50%,所以B土属于砂类,但小于0.075m的细粒含量为28%,在15%〜50%之间,因而B土属于细粒土质砂;
③由于B土的液限为24.0%,塑性指数|p
2414
10,在仃1塑性图上落在ML区,故B土最后定名为粉土质砂(SC)。
(3)对C土进行分类
1由粒径分布曲线图,查得粒径大于0.0751的粗粒含量大于50%,所以C土属于粗粒土;
2粒径大于21的砾粒含量大于50%,所以C土属于砾类土;
3细粒含量为2%少于5%该土属砾;
④从图中曲线查得
d30和d60分别为
0.2mm,0.451和5.61
因此,土的不均匀系数
5.6
0.2
28
土的曲率系数
Cc
dgd
60
0.452
0.25.6
0.18
⑤由于Cu
1-9解:
5,Cc
1~3,所以C土属于级配不良砾(GP)。
⑴Qms1%
即d1$V1d2$V2
-V1
V1
d2V2(11)
1.6520(1
1.7
12%)
21.74万方
⑵ms
dV1.65
30004950t
ms(
op
4950(19%
346.5*
2.721.0
d
20.0%
1.65
10.648
95%2.72
0.648
79.8%
[2-1]如图所示为某地基剖面图,各土层的重度及地下水位如图,求土的自重应力和静孔隙水应力。
『1m寸地下水位
Yl8kN/m3
Yat=20kN/m
2m
行18.5kN/m3
3m
Yat=19kN/m
1f
D=
2mYat=19.5kN/m3
E-I
各层面点自重应力计算如下:
O点:
CZ
0kPa
A点:
10
18.5
237.0kPa
B点:
cz
2h2
218
155.0kPa
C点:
3h3
1101
65.0kPa
D点:
2h2
4入
2181
1019
92.0kPa
4h4
5h5
18.52
18110
939.52
E点:
111.0kPa
各层面点的静扎隙水应力如下:
0、A、B点为0;
E点:
wwh10(132)60kPa
绘图如下:
自重应力(kPa)
已知:
P=2106kN,Y=17kN/m,d=1m,eo=0.3,l=6m,b=3m,z=4m.
(1)基底压力:
G=Ylb=20X1X6X3=360kN,
B
_OA
4
>
Fv=P+G=2106+360=2466kN
Pe°
Fv
21060.3
2466
0.26m-1.0m
6
Pmax
巳1
lbl
60.26、
172.6kPa
Pmin
旦16^
2466(160.26)101.4kPa
636
(2)基底附加应力:
0d
172.6
171
155.6kPa
°
101.4
84.4kPa
pn皿虹155.684.4120kPa
22
引起,附加应力系数及附加应力值见下表。
A点竖向附加应力:
可认为有矩形均布荷载Pn和三角形荷载Pt两部分引起,即:
PnPmin84.4kPa
PtPmaxPmin155.684.471.2kPa
附加应力系数及附加应力值见下表。
附加应力计算表
0点
B点
点
荷载型式
矩形均布
三角形分布
l(m)
1.5
b(m)
z(m)
4
l/b
0.25
z/b
2.6667
1.333
0.6667
Ks(查表2-2)
0.0860
0.1377
0.1048
0.0735(查表2-3)
塗计算式
4KsPn
2KsPn
2Kt2Pt
17.69
10.47
血(kPa)
41.28
33.05
28.16
[2-3]甲乙两个基础,它们的尺寸和相对位置及每个基底下的基底净压力如图所示,求甲基础0点下2m处的竖向附加应力。
甲基础0点下2m处的竖向附加应力由基础甲、乙共同引起,计算中先分别计算甲、乙基础在该点引起的竖向附加应力,然后叠加。
(1)甲基础在0点下2m处引起的竖向附加应力:
由于0点位于基础中心,荷载为梯形荷载,在0点的竖向附加应力和梯形荷载平均得的均布荷载相等,即可取Pn=(100+200)/2=150kPa
由图可知:
l=1m,b=1m,z=2m
故:
l/b=1.0,z/b=2.0
查表2-2的附加应力系数为:
Ks=0.0840
所以,基础甲在0点以下2m处引起的竖向附加应力为:
cz1
4Kspn40.084015050.4kPa
(2)乙基础在0点下2m处引起的竖向附加应力:
pn=200kPa
z2
zobdf
zobcg
zoaef
zoahg
e
计算区域
l
b
z
Ks
z=Kspn
obdf
10
0.5g
0.2315
f
46.3
obcg
0.1999
39.98
oaef
oahg
0.1752
35.04
z2zobdfzobcgzoaefzoahg
1.38
附加应力计算如下表:
⑶O点下2m处引起的竖向附加应力:
zz1
z250.41.38
51.78kPa
[2-4]
(1)czM
n
山194
i1
10186kPa
czNihi
1941018.53111.5kPa
(2)求偏心距:
FvxFv3.83Fh3.5
3.83
F3.5
Fh
3.53.83
350cc“
x
3.52.605m
o.oo
所以,偏心距
2.605
0.395m
1.0m
求基底压力:
P.
max
^1
6e
1000d
0.395
232.5kPa
100.8
min
求附加应力:
PmaxPmax
pminpmin
Pn
od
232.5192194.5kPa
od100.819262.8kPa
194.562.8
131.7kPa
求基底净压力:
附加应力系数及附加应力计算表:
M点
N点
条形均布荷载
三角形荷载
x/b
Ksz(查表2-6)
0.479
--
0.409
Ktz(查表2-7)
0.353
0.250
z1Pn(kPa)
30.08
25.69
z2Ktzpt(kPa)
46.49
32.93
zz1z2(kPa)
76.57
58.62
[2-5]题略
(0自重应力:
czMihi181101.533kPa
czN
ihi181101.59.6252.2kPa
(2)竖向附加应力:
偏心距:
基底压力:
Peo
PG
7070.2
70732120
0.17m
0.5m
匕卫16e
lbI
60.17
184.7kPa91.0
184.7
181
166.7kPa
pmin
91.0
73.0kPa
附加应力:
可按均布荷载考虑,
n.
166.7
73.0
119.9kPa
基底净压力:
O
wM
wh101.515kPa
wN
wh10(1.52.0)35kPa
-
T—~~r
M点
I
F1
*+
1*1.5
3.5
0.1461
0.0479
cz4KsPn(kPa)
70.07
22.97
⑶静扎隙水应力:
[3-1]已知:
A=120cm2,AH=50cm,L=30cm,t=10S,Q=150cm3,求k。
Q
150
kvAt
120100.075cm/s
iH
50
L
30
[3-2]已知:
n=38%,Gs=2.65。
0S1-28例題「7附图
(1)由图1-28查得:
d100.32mm;
d603.55mm;
d704.90mm
d603.55
可得:
Cu11.15
d100.32
dd70d104.900.321.25mm
查图1-28得小于粒径1.25mm的土粒百分含量为:
P=26%。
0.3n3n
1n
0.30.3830.382
10.38
0.57057.0%
则P<
0.9Pop=51.3%
所以,该土为管涌型。
(2)查图1-28得:
d50.15mm;
d200.80mm
则
cr
2.2Gs11
2d5
d20
2.22.651
1O.382精0.26
[3-3]已知:
:
n=36%,Gs=2.65。
(1)查图1-29可得,
d100.22mm;
d605.62mm
则:
如竺25.555
d100.22
由图1-29可知,土样C为级配不连续土。
从图中查得小于粒组频率曲线谷点对应粒径的土粒百分含量为:
P=43%>
35%
所以,土样C为流土型。
(2)icrGs11n2.65110.361.056
crs
[3-4]已知:
Gs=2.68,n=38.0%,相邻等势线间的水头损失为Ah=0.8m,h2=2m,
20kN/m,发生流土的临界水力梯度icr=1.04。
卫1000上游
A-8m
h
Ln
rH
56
200下游
8.
X
线
比例尺1:
500
(1)b点在倒数第三根等势线上,故该点的测压管水位应比下游静水位高hb2h1.6m。
从图中量测得b点到下游静水位的高差为hb13.53m
则,b点测压管中的水位高度为
hwhbhb13.531.615.13m
所以,b点的孔隙水应力为:
uwhw1015.13151.3kPa
其中,由下游静水位引起的静扎隙水应力为:
whb1013.53135.3kPa
而由渗流引起的超静孔隙水应力为:
u
b点的总应力为:
whb
101.616kPa
所以,b点的有效应力为:
h2
sathbh21022013.532250.6kPa
u250.6151.399.3kPa
L3.0m,而任一网格的水头损失为Ah=0.8m,则该网格的平均水力梯度为
i
0.8
0.27
icr
3.0
所以,地表面
5-6处不会发生流土。
(2)从图中查得网格
5,6,7,8的平均渗流路径长度为
1.04
[3-5]已知:
333
砂=17.6kN/m,sa砂=19.6kN/m,sat粘=20.6kN/m,地下水位以上砂土层厚h1=1.5m,地下水位以下砂
土层厚h2=1.5m,粘土层厚h3=3.0m。
由图可知,粘土层顶面测压管水位为h1
1.534.5m(以粘土层底面作为高程计算零点)
粘土层底面测压管水位为
39.0m
(1)粘土层应力计算:
粘土层顶面应力:
总应力:
1砂
sat砂
17.6
1.519.61.555.8kPa
孔隙水应力:
u1w(h1
ha)
10(4.5
3)15.0kPa
有效应力:
11u1
55.8
15.0
40.8kPa
粘土层底面应力:
砂h1sat砂
sat粘h3
17.61.519.61.520.63117.6kPa
u2wh2109.090.0kPa
22u2117.690.027.6kPa
(2)
要使粘土层发生流土,则粘土层底面的有效应力应为零,即
2u20kPa
u22=117.6kPa
所以,粘土层底面的测压管水头高度应为,
U2
11.76m
则,粘土层底面的承压水头应高出地面为11.76-6.0=5.76m。
[4-1]解:
(1)由l/b=18/6=3.0<
10可知,属于空间问题,且为中心荷载,所以基底压力为
P
基底净压力为
10800
186
100kPa
PnP
od10019.11.571.35kPa
(2)因为是均质粘土,且地下水位在基底下
1.5m处,取第1分层厚度为H1=1.5m,其他分层厚度Hi=3.0m(i>
1)。
(3)求各分层点的自重应力(详见表1)
(4)
0.2,所以,取压缩层厚度为10.5m。
求各分层点的竖向附加应力(详见表1)
表1各分层点的自重应力和附加应力计算表(l=9m,b=3m)
自重
应力
附
加
应
力
号
Hi
cz(kPa)
Zi
Ks(查表2-2)
z4KsPn(kPa)
28.65
0.2500
71.35
45.15
0.50
0.2391
68.24
6.0
78.15
4.5
1.50
0.1640
46.81
9.0
111.15
7.5
2.50
0.1064
30.36
12.0
144.15
10.5
3.50
0.0721
20.58
(5)确定压缩层厚度。
由表1可知,在第4计算点处z/CZ0.14
(6)计算各分层的平均自重应力和平均附加应力(详见表2)。
⑺由图4-29根据
p1i
czi和p2iczi
zi分别查取初始孔隙比e1i和压缩稳定后的孔隙比e(结果见表2)。
表2各分层的平均应力及其孔隙比
层号
层厚
平均自重应力
平均附加应力
加荷后的总应力
初始孔隙比
压缩稳定后的孔隙比
(m)
P1izci
zi
P2i
czizi(kPa)
eti
e2i
(kPa)
0-1
36.90
69.80
106.70
0.928
0.800
61.65
57.53
119.18
0.871
0.785
2-3
94.65
38.59
133.24
0.814
0.761
3-4
127.65
25.47
153.12
0.771
0.729
(8)计算地基的沉降量。
eiie2i
iiTVHi
竺』0!
5°
10.928
0.8710.7850.8140.761
10.871
10.814
0.7710.729
10.771
300
9.96(0.0460
0.02920.0237)30039.63cm
[4-2]解:
(1)属于平面问题,且为偏心荷载作用,
偏心距e=1.0<
b/6=2.5,所以
基底压力为:
彳6e2250
彳61
210
kPa
b15
15
90
pmin
0d90193
33kPa
Pt
pmax
Pmin21090
120kPa
(2)因为
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