土质学与土力学第五章

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1、一简答题1成层土地基可否采用弹性力学公式计算根底的最终沉浸量？2在计算根底最终沉降量地基最终变形量以及确定地基压缩层深度地基变形计算深度时，为什么自重应力要用有效重度进行计算？3有一个根底埋置在透水的可压缩性土层上，当地下水位上下发生变化时，对根底沉降有什么影响？当根底底面为不透水的可压缩性土层时，地下水位上下变化时，对根底有什么影响？4两个根底的底面面积相同，但埋置深度不同，假设低级土层为均质各向同性体等其他条件相同，试问哪一个根底的沉降大？为什么？5何谓超固结比？在实践中，如何按超固结比值确定正常固结土？6. 正常固结土主固结沉降量相当于分层总和法单向压缩根本公式计算的沉降量，是否相等？7

2、采用斯肯普顿-比伦法计算根底最终沉降量在什么情况下可以不考虑次压缩沉降？&简述有效应力原理的根本概念。在地基土的最终变形量计算中，土中附加应力是指有效应力还是总应力？9一维固结微分方程的根本假设有哪些？如何得出解析解10何谓土层的平均固结度？如何确定一次瞬时加载、一级加载和多级加载时的地基平均固结度？二填空题1分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据应力和应力的比值确定的。2. 饱和土的有效应力原理为：，土的和只随有效应力而变。地下水位上升那么土中孔隙水压力有效应力。3地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为。三选择题1对非压缩性土，分层总和法确定地基

3、沉降计算深度1对非压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是。0lcrrcr0.2crrrT0lcr；(B)；(C)-；(D)12.薄压缩层地基指的是基底下可压缩土层的厚度H与基底宽度b的关系满足丨。(A)(B)Hd.5b;(C)心(D)3. 超固结比-的土属于丨。(A)正常固结土；(B)超固结土；(C)欠固结土；(D)非正常土4饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的丨。(A)1倍；(B)2倍；(C)4倍；(D)8倍5某黏性土地基在固结度到达40%时的沉降量为100mm，那么最终固结沉降量为丨。(A)400mm；(B)250mm；(C).200mm；(D)140mm6对高压缩

4、性土，分层总和法确定地基沉降计算深度6对高压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是。C.S0lcrcr02crcrT0lcr02cc(A)J；(B)LJ；(C)亠1；(D)7计算时间因数-时，假设土层为单面排水，那么式中的H取土层厚度的丨。(A)半；(B)1倍；(C)2倍；(D)4倍加；0.015A(D)：-加；0.015A(D)：-&计算地基最终沉降量的标准公式对地基沉降计算深度”确实定标准是丨。(A)-；(B)-；(C)计算饱和黏性土地基的瞬时沉降常采用丨。(A)分层总和法；(B)标准公式；(C)弹性力学公式；10采用弹性力学公式计算地基最终沉降量时，式中的模量应取(A)变形模量；

5、(B)压缩模量；(C)弹性模量；(D)回弹模量11采用弹性力学公式计算地基瞬时沉降时，式中的模量应取丨。(A)变形模量；(B)压缩模量；(C)弹性模量；(D)回弹模量12当土处于正常固结状态时，其先期固结压力12当土处于正常固结状态时，其先期固结压力-与现有覆盖土重丿1的关系为丨。13当土处于欠固结状态时，其先期固结压力与现有覆盖土重卢的关系为丨。(A)：&；(B):；(C)5；14两根底形状、面积及基底压力均相同，但埋置深度不同，假设忽略坑底回弹的影响，那么丨。(A)两根底沉降相同；(B)埋深大的根底沉降大；(C)埋深大的根底沉降小；15埋置深度、基底压力均相同但面积不同的两根底，其沉降关系

6、为丨。(A)两根底沉降相同；(B)面积大的根底沉降大；(C)面积大的根底沉降小16土层的固结度与所施加的荷载关系是丨。(A) 荷载越大，固结度也越大荷载越大，固结度越小(B) 固结度与荷载大小无关17.黏土层在外荷载作用下固结度到达100%时，土体中(A)只存在强结合水；(B)只存在结合水(C)只存在结合水和毛细水；(D)有自由水假设地面瞬时施加的丨。(C)一样大18有两个黏土层，土的性质相同，土层厚度与排水边界条件也相同。超荷载大小不同，那么经过相同时间后，两土层的平均孔隙水压力(A)超荷载大的孔隙水压力大；(B)超荷载小的孔隙水压力大；四、判断改错题1按分层总和计算法计算地基最终沉降时，假

7、定地基土压缩时不产生侧向变形，该假定使计算出的沉降量偏大2按分层总和计算法计算地基最终沉降时，通常取根底角点下的地基附加应力进行计算。3在分层总和法计算公式+，；中，通常取土的初始孔隙比4分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是m几:5按标准公式计算最终沉降量时，压缩模量的取值所对应的应力段范围可取pL=晟至匕=200盘母屁；0025X扁6标准公式确定地基沉降计算深度的标准是一7采用弹性力学公式计算得到的地基沉降常偏大，原因是由荷载试验得到的变形模量值常偏小。&在无限均布荷载作用下，地基不会产生瞬时沉降9较硬的土通常时超固结土9 饱和黏性土地基在外荷载作用下所产生的起始孔隙水压力分布与附加应力分

8、布是相同的10 在饱和土的固结过程中，假设总应力保持不变，那么有效应力不断减小，而孔隙水压力不断增加。11 采用分层总和法计算得到的地基沉降量实质上是固结沉降12 某饱和黏土地基在固结度到达40%时的沉降量为30mm，那么最终沉降量为120mm。14当土层的自重应力小于先期固结压力时，这种土称为超固结土五计算题1从一黏土层中取样做室内压缩试验，试样成果列于表59中。试求：1该黏土的压缩系数1及相应的压缩模量，并评价其压缩性；一、，6二5。匕甩2丨设黏土层厚度为2m,平均自重应力，试计算在大面积堆载.=1OQArfa的作用下，黏土层的固结压缩量。黏土层压缩试验资料表59P(kPa)0501002

9、00400e2. 底面尺寸为5mx5m，埋深，上部结构传给根底的轴心荷载乙二丨丁丁。从地表起至基底下为黏土层，丨-i-宀扎八却，黏土层下为卵石层可视为不可压缩层，黏土层的压缩试验资料见59所示。试计算根底的最终沉降量。3.某场地自上而下的土层分布依次为：中砂，厚度2m,一丁厂；淤泥，厚度3m,V;黏土。初始地下水位在地表处。假设地下水位自地表下降2m，试计算由此而引起的淤泥层的最终压缩量。设地下水位下降后中砂的重度一。4. 某饱和黏土层厚度6m，压缩模量亠VJ试计算在大面积何载作用下的最终沉降量。当沉降量到达30mm时黏土层的固结度为多少？5. 某根底长4.8m,宽3m,埋深1.8m,基底平均

10、压力p=170kPa,地基土为黏土，1-：:，引二乳压缩系数乱笳胚陀，基底下i.2m处为不可压缩的岩层。试计算根底的最终沉降量。6. 某地基中一饱和黏土层厚度为4m顶、底面均为粗砂层，黏土层的平均竖向固结系数压缩模量。假设在地面上作用大面积均布荷载2到达最终沉降量之半所需的时间;丹二200hPa,试求：1黏土层的最终沉降量;3假设该黏土层下卧不透水层，那么到达最终沉降量之半所需的时间又是多少?讪込压缩指数7. 某场地均匀填筑大面积填土，填土前从厚度H=2m的正常固结黏土层的中部取高度h=20mm勺试样进行室内压缩试验固结试验，测得土的前期固结压力:=u16，初始孔隙比=0-S5o1假设在填土荷

11、载作用下黏土层的最终压缩量为38.6mm,求该土层中部的总应力p（自重应力与附加应力之和）等于多少？2假设试样在某级竖向压力作用下固结稳定时的压缩量为0.34mm,且压缩量到达0.17mm时所需的时间为t,试估计在填土荷载作用下，黏土层处于单面排水条件、且固结度到达50%寸所需的T为t的多少倍。2.68，试样的初始高度为2cm,面积为30：叫109.44g，烘干后重88.44g，试求：8. 某饱和黏性土试样的土粒的相对密度为在压缩仪上做完试验后，取出试样称重为1试样的压缩量是多少？2压缩前后试样的空隙比改变了多少？3压缩前后试样的重度改变了多少？9. 某地基地表至4.5深度内为砂土层，4.59

12、.0m为黏土层，其下为不透水页岩。地下水位距地表2.0m。水位以上砂土的平均空隙比为0.52,平均饱和度为37%黏土的含水量为42%砂土和黏土的相对密度均为2.65。现设计一根底，根底底面位于地表以下3m处。建筑物荷载在黏土层顶面和底面产生的附加应力分别为100kPa和40kPa，从固结试验中得知黏土层对应于50、100、200kPa固结压力的空隙比分别为1.02、0.922、0.828。试求该黏土层可能产生的最终沉降量。10. 由于建筑物传来的荷载，地基中某一饱和黏土层产生梯形分布的竖向附加应力，该层顶土层平均土层平均k0.年,面和底面的附加应力分别为J-和-，顶底面透水见图6-34，。试求

13、该土层的最终沉降量；当到达最终沉降量之半所需的时间；当到达120mm沉降所需的时间；如果该饱和黏土层下卧不透水层，那么到达1230mm沉降所需的时间。1. 【答】不能。利用弹性力学公式估算最终沉降量的方法比拟简便，但这种方法计算结果偏大。因为宀的不同。2【答】固结变形有效自重应力引起。3【答】当根底埋置在透水的可压缩性土层上时：地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比拟犹如产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降加大，根底沉降增加。地下水位长期上升如筑坝蓄水将减少土中有效自重应力。是地基承载力下降，假设遇见湿陷性土会引起坍塌。当根底埋置在不透水的可压缩性土层上

14、时：当地下水位下降，沉降不变。地下水位上升，沉降不变。4【答】引起根底沉降的主要原因是基底附加压力，附加压力大，沉降就大。因而当根底面积相同时，其他条件也相同时。根底埋置深的时候基底附加压力大，所以沉降大。当埋置深度相同时，其他条件也相同时，根底面积小的基底附加应力大，所以沉降大。5【答】在研究沉积土层的应力历史时，通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。超固结比值等于1时为正常固结土6【答】不相同，因为压缩性指标不同。7【答】对于软粘土，尤其是土中含有一些有机质，或是在深处可压缩压缩土层中当压力增量比指土中附加应力与自重应力之比较小的情况下，此压缩沉降必须引起注意。其它情况可以

15、不考虑次压缩沉降。8【答】饱和土中任一点的总应力饱和土中任一点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力；或是有效应力严总心、是等于总应力减去孔隙水压力。此即饱和土中的有效应力原理。土中的附加应力是指有效应力。9【答】一维固结理论的根本假设如下：1土层是均质、各向同性和完全饱和的;2土粒和孔隙水都是不可压缩的3土中附加应力沿水平面是无限均匀分布的，因此土层的固结和土中水的渗流都是竖向的；4土中水的渗流服从于达西定律5在渗透固结中，土的渗透系数k和压缩系数二都是不变的常数6外荷是一次骤然施加的，在固结过程中保持不变7土体变形完全是由土层中超孔隙水压力消散引起的建立一维固结微分方程建立一维固结微分方程

16、然后、然后根据初始条件和边界条件求解微分方程得出解析解。10.【答】对于竖向排水情况，由于固结变形与有效应力成正比,终有效应力图面积之比值称为竖向平均固结度F荷载一次瞬时施加情况的平均固结度：得出解析解。10.【答】对于竖向排水情况，由于固结变形与有效应力成正比,终有效应力图面积之比值称为竖向平均固结度F荷载一次瞬时施加情况的平均固结度：所以某一时刻有效应力图面积和最一级或多级加载时的平均固结度：二填空题附加应力、自重应力强度、增大、减小1. 总应力o=有效应力/+孔隙水压力u、变形、3固结度固结比、固结百分数三选择题1.D2.B3.B4.C5.B6.C7.B8.C9.C10.A11.C12.

17、B13.C14.C15.B16.C17.D18.A四判断改错题X，改“偏大为“偏小。1. X，改“角点为“中心点x,应取与土层自重应力平均值相对应的孔隙比60.红X，对一般土，应为-一；在该深度以下如有高压缩性土，那么应继续向下计算!1O0323=120x1.671=200.5JCF2试样的固结度-，在固结试验中试样为双面排水，最远排水距离卜八:-1V1;而黏土层处于单面排水，最远排水距离亠；1J/-，附加应力为矩形分布，一；，故有亍=耳H；101&解：试样压缩前：试样体积：一七孔隙比广三一PiQl=%饱和密度：-PiQl=%饱和密度：-2.68+0.818x1=l924g/cwj1+0818

18、试样质量.:,-L一：一1-44k试样压缩后:挤出水的质量:Affiir=llS44-10S.44=6g挤出水的体积:Pd干密度：叫_88.44F60-613孔隙比:孔隙比:1.638饱和密度:109.446062027g/cm31试样的压缩量为:6伽二r二一二0km二2mm30Ae=0.818-0.636=0.1823(2.027-1.924)xl0=l苗册f朋39.解砂土层水位以上:037x0522.651+囚=2.65x(U0.073)xl0=ig71+0J2砂土层水位以下:1x0.522.65-19.6%黏土层:乩(1十如几2.65x(1+0.196)x101+0.52曲042x265

19、=L110十Q)、1十尸2.65x(1+0.42)x141+0.52黏土层的平均自重应力：=18.7x2+(20.9-10)x2.5+(17.8-10)x45/2=82.2附加应力平均值：冷=(100+0)/2=70%=尹1+=822+7=152.2疋P说对应的孔隙比为：950=1.02+x(0922-102)=09571100-50勺辺+蘿誥如2一理）=斶3黏土层的最终沉降量:=丄_H1+气1+0.95710解：求最终沉降s=(7jH=1+已s=(7jH=1+已135x10(240+160、1+0.88x103x4=0166慚=16応瓏朋4二空二50%双面排水，分布1型查平均固结度与时间因数的关系曲线中曲线（1）得厂比+讥0/1讯（1十価）=0禺小年比+讥0/1讯（1十価）=0禺小年0.39X10-5X10Tr由，可知TyH0.2x-当时查平均固结度与时间因数的关系曲线中曲线（1）得查平均固结度与时间因数的关系曲线中曲线（1）得TY二0420.42x-0.964=174(年)st=120mm当下卧层不透水，|时，与比拟，相当于由双面排水改为单面排水，即二=1744所以*二17仆4=6,96年