土力学作业答案.ppt
土样土样号号sdwenSr体积体积土的重力土的重力湿湿干干118.4726.513.78340.9230.480.976-217.327.115.6610.470.730.4220.388319.027.114.531.030.8690.4650.968100.190.145418.7926.514.1233.10.8770.4671.0086.21.621.22【1-2】土样号土样号wLwPIPIL土的名称土的名称土的状态土的状态13217151.13粉质粘土粉质粘土流塑流塑2382018-0.53粘土粘土坚硬坚硬33820180.61粘土粘土可塑可塑43318151粉质粘土粉质粘土软塑软塑【1-3】【习题【习题3-1】粘土层因为粘土层因为wwp,所以所以Il0,故认为粘土层不受水的浮力作用，土层面上故认为粘土层不受水的浮力作用，土层面上还受到上面的静水压力作用。土中各点的自重应力计算如下：还受到上面的静水压力作用。土中各点的自重应力计算如下：【解】水下的细砂层受到水的浮力作用，饱和重度为：【解】水下的细砂层受到水的浮力作用，饱和重度为：其有效重度：其有效重度：a点：点：z=0m，b点：点：z=1m，c点：点：该点位于细砂中，该点位于细砂中，z=3m,c点：该点位于粘土中，点：该点位于粘土中，d点：点：z=6m,【习题【习题3-3】讨论：讨论：当当e0，基底压力呈梯形分布，基底压力呈梯形分布当当e=l/6时，时，pmax0，pmin=0，基底压力呈三角形分布，基底压力呈三角形分布 pmaxpminel/6时，时，pmax0，pminl/6pmaxpmin0.2s sc=12.34，在在 z=6 m处处，s sz=11.130.2s sc=13.98，所以压缩层深度可取为基底以下，所以压缩层深度可取为基底以下6.0m。（6）计算各分层的压缩量）计算各分层的压缩量如第如第层层各分层的压缩量列于下表中。各分层的压缩量列于下表中。（7）计算基础平均最终沉降量）计算基础平均最终沉降量习题4-3答案分分层层点点深深度度 zi im自重自重应力应力 s sc ckPa 附加附加应力应力 s sc c kPa 层层号号 层层厚厚 Hi i m 自重应力自重应力平均值平均值 (即即P1i)kPa 附加应力附加应力平均值平均值 (即即D DPi)kPa 总应力总应力 平均值平均值 (即即P2i)kPa 受压前受压前 孔隙比孔隙比 e1i (对应对应P1i)受压后受压后 孔隙比孔隙比 e2i (对应对应P2i)分层分层 压缩量压缩量 D Dsi mm 001894 1127.180.84122.5587.42109.970.9180.85035.452236.252.64131.6566.7498.390.9080.85427.253345.349.6140.7542.8783.620.8990.86617.384453.622.18149.4527.6477.090.9260.9079.875561.715.04157.6518.6176.260.9200.9076.776669.911.13165.813.0878.850.9140.9054.70分层总和法计算地基最终沉降分层总和法计算地基最终沉降 d地面地面基底基底 自重应自重应力力附加应附加应力力1845.364.9869.99433.2413.5711.13算得：算得：粉质粘土的粉质粘土的Es1=2.43MPa淤泥质粘土的淤泥质粘土的Es2=2.84MPa【习题【习题4-4】【习题【习题4-4】（2）计算过程如下）计算过程如下（1）基底附加压力）基底附加压力Z(m)l/bz/bEsi02/1.25=1.60/2.5=040.25=1032/1.25=1.63/1.25=2.440.1757=0.70282.1082.1082.4381.5681.545.42/1.25=1.65.4/1.25=4.340.12305=0.49222.6580.552.8418.2099.2462/1.25=1.66/1.25=4.840.1136=0.45442.7260.0682.842.25101.99（3）确定沉降计算深度）确定沉降计算深度zn根据根据b=3.2m查查表表4-7上可得上可得 z0.6m相应于往上取相应于往上取0.6m厚度范围（即厚度范围（即5.46.0m深度范围）的土层计算沉降量为深度范围）的土层计算沉降量为2.25mm0.025101.99mm=2.55mm，满足要求，故沉降计算深度可取为，满足要求，故沉降计算深度可取为6.0m。（4）确定修正系数）确定修正系数y ys 由于由于p00.75fk=135kPa，查，查表表4-8得：得：y ys=1.09（4）最终沉降量）最终沉降量【习题【习题4-6】【解】求【解】求t=0.5年时的沉降量年时的沉降量大面积荷载，粘土层中附加应力沿深度均匀分布，即大面积荷载，粘土层中附加应力沿深度均匀分布，即z=p0=180kPa，粘，粘土层最终沉降量土层最终沉降量竖向固结系数竖向固结系数双面排水双面排水查表，查表，=1，得相应固结度，得相应固结度Ut=0.7276,那么那么t=0.5y时的沉降量时的沉降量（2）Ut=0.5时：时：由由=1，查得，查得Tv=0.2【解】计算墙底处的主动土压力强度为【解】计算墙底处的主动土压力强度为【习题题6-1】主动土压力为主动土压力为4.5m21.05m0.931.7临界深度为临界深度为 主动土压力主动土压力Ea作用在离墙底的距离为：作用在离墙底的距离为：【习题【习题6-3】【解】第一层的土压力强度【解】第一层的土压力强度层顶面处：层顶面处：pa0=0层底面处：层底面处：第二层的土压力强度第二层的土压力强度层顶面处：层顶面处：层底面处层底面处主动土压力合力为主动土压力合力为主动土压力分布图如图所示。主动土压力分布图如图所示。15.424.6339.93【解】将地面均布荷载换算为土体的当量土层厚度：【解】将地面均布荷载换算为土体的当量土层厚度：【习题题6-5】在墙底处的土压力强度为：在墙底处的土压力强度为：在土体表面处的土压力强度为：在土体表面处的土压力强度为：土压力作用点位置：土压力作用点位置：4.5m21.05m0.931.7临界深度临界深度总主动土压力为：总主动土压力为：编编号号宽度宽度bi 高度高度hi()liui重力重力Wiuili120.7-27.72.32.125.9-12.0422.934.83222.6-13.42.17.196.2-22.0993.5814.91324.002.011.1148014822.2425.113.42.113.8188.743.73183.5618.98525.427.72.314.8199.892.88176.9034.03624.044.22.811.2148103.18106.1031.36721.868.53.25.743.2940.2815.8718.24合计圆弧（合计圆弧（1-5）102.28624.97104.95合计圆弧（合计圆弧（6-7）143.46121.9749.6习题习题习题习题-计算滑动面圆弧长度计算滑动面圆弧长度L。计算土坡的稳定安全系数计算土坡的稳定安全系数K。土坡稳定计算结果见表土坡稳定计算结果见表编编号号WiliWi sini uili cosiK=1.5K=1.99K=2.03K=1.5K=1.99K=2.031 25.92.3-12.044.27616.290.7410.7760.77935.59233.98633.8562 96.22.1-22.2914.5116.340.9010.9180.92060.41359.29559.1663 1482.0022.21611174.66274.66274.6624 188.72.143.7328.1913.341.0451.0271.02687.26088.79088.8765 199.82.392.8830.1316.291.0300.9940.99292.63095.98496.1786 1482.8103.1822.4830.110.8860.8440.84285.54889.80590.0187 43.293.240.286.68517.590.5920.5370.53352.21857.56657.998合计合计245.84488.323500.088500.574习题习题习题习题7-67-6第一次试算假定稳定安全系数第一次试算假定稳定安全系数K=1.50，计算结果见下表，得安全系数为，计算结果见下表，得安全系数为第二次试算假定稳定安全系数第二次试算假定稳定安全系数K=1.99，计算结果见下表，可得，计算结果见下表，可得计算结果与假定接近，故认为土坡的稳定安全系数计算结果与假定接近，故认为土坡的稳定安全系数K=2.03。第三次试算假定稳定安全系数第三次试算假定稳定安全系数K=2.03，计算结果见下表，可得，计算结果见下表，可得【习题【习题【习题【习题8-18-1】由由由由=25=25查表查表查表查表8-18-1得承载力系数得承载力系数得承载力系数得承载力系数（1 1）临塑荷载）临塑荷载）临塑荷载）临塑荷载（2 2）临界荷载）临界荷载）临界荷载）临界荷载（3 3）普朗特尔公式求极限荷载）普朗特尔公式求极限荷载）普朗特尔公式求极限荷载）普朗特尔公式求极限荷载由由由由=25=25查表查表查表查表8-38-3得承载力系数得承载力系数得承载力系数得承载力系数地基承载力满足地基承载力满足地基承载力满足地基承载力满足（4 4）地基承载力验算）地基承载力验算）地基承载力验算）地基承载力验算【习题【习题【习题【习题8-48-4】（1 1）整体：由）整体：由）整体：由）整体：由=20=20查表查表查表查表8-48-4得承载力系数得承载力系数得承载力系数得承载力系数极限承载力：极限承载力：极限承载力：极限承载力：稳定安全系数：稳定安全系数：稳定安全系数：稳定安全系数：（2 2）局部：由）局部：由）局部：由）局部：由极限承载力：极限承载力：极限承载力：极限承载力：稳定安全系数：稳定安全系数：稳定安全系数：稳定安全系数：由由由由=13.6=13.6查表查表查表查表8-48-4得得得得【习题【习题【习题【习题8-58-5】由由由由=10=10查表查表查表查表8-38-3得承载力系数得承载力系数得承载力系数得承载力系数（1 1）基础的有效的面积计算）基础的有效的面积计算）基础的有效的面积计算）基础的有效的面积计算（2 2）荷载倾斜系数计算）荷载倾斜系数计算）荷载倾斜系数计算）荷载倾斜系数计算题改为题改为题改为题改为“N N=5000kN=5000kN，MM=1500kN.m”=1500kN.m”基础的有效宽度及长度基础的有效宽度及长度基础的有效宽度及长度基础的有效宽度及长度基础的有效面积：基础的有效面积：基础的有效面积：基础的有效面积：作用在基础底面的水平荷载作用在基础底面的水平荷载作用在基础底面的水平荷载作用在基础底面的水平荷载 HH=0=0（3 3）基础形状系数计算）基础形状系数计算）基础形状系数计算）基础形状系数计算（4 4）深度系数计算）深度系数计算）深度系数计算）深度系数计算（5 5）超载）超载）超载）超载q q计算计算计算计算（7 7）验算地基承载力）验算地基承载力）验算地基承载力）验算地基承载力作用在基底两侧的超载作用在基底两侧的超载作用在基底两侧的超载作用在基底两侧的超载（6 6）极限荷载）极限荷载）极限荷载）极限荷载 p pu u计算计算计算计算水下土的有效重度水下土的有效重度水下土的有效重度水下土的有效重度地基承载力安全系数地基承载力安全系数地基承载力安全系数地基承载力安全系数习题习题9-59-5【解】（【解】（1）持力层承载力验算）持力层承载力验算b=1.65m，d=0.6+0.4=1.0m，已知，已知b=0.3，d=1.6。基底平均压力：基底平均压力：所以，持力层满足地基承载力校核。所以，持力层满足地基承载力校核。（满足）（满足）（2 2）软弱下卧层承载力验算）软弱下卧层承载力验算）软弱下卧层承载力验算）软弱下卧层承载力验算下卧层承载力设计值计算：下卧层承载力设计值计算：已知已知b=0，d=1.1。下卧层顶面埋深下卧层顶面埋深d=d+z=1.0+2.0=3.0m，土的平均重度，土的平均重度0为：为：下卧层顶面处应力：下卧层顶面处应力：自重应力自重应力cz=190.6+180.4+（19.5-10）2.0=37.6kPa附加应力按扩散角计算，附加应力按扩散角计算，ES1/ES2=9/1.8=5,因为因为0.5b=0.51.65=0.825mz=2.05m。查表。查表9-11，得，得=25作用在软弱下卧层顶面处的总应力为：作用在软弱下卧层顶面处的总应力为：所以，软弱下卧层不满足地基承载力校核。所以，软弱下卧层不满足地基承载力校核。（不满足）（不满足）【习题【习题【习题【习题9-69-6】【解】【解】(1)初步确定基础底面积：初步确定基础底面积：设长宽比设长宽比n=l/b=2:1，则，则A=lb=2b2（2）地基承载力设计值及地基承载力验算：）地基承载力设计值及地基承载力验算：查表查表b=0.3,d=1.6所以，基础采用所以，基础采用2.2m4.4m底面尺寸是合适的。底面尺寸是合适的。（满足）（满足）【习题【习题【习题【习题9-79-7】【解】【解】(1)初步确定基础底面积：初步确定基础底面积：设长宽比设长宽比n=l/b=5:3，则，则A=lb=5/3b2偏心距较大，设偏心距较大，设A0增大增大30%，A=1.3A0=12.44m2（2）计算基底最大压力）计算基底最大压力pmax基础及回填土重基础及回填土重G=202.84.71.5=394.8kN;基底处竖向力合力基底处竖向力合力F=1850+159+394.8=2403.8kN;基底处总合力基底处总合力M=112+1590.48+201.5=218.32kN.m;偏心距偏心距e=M/F=218.32/2403.8=0.09ml/6=0.78m;基底最大压力基底最大压力（3）地基承载力设计值及地基承载力验算：）地基承载力设计值及地基承载力验算：已知已知b=0.3,d=1.6（满足）（满足）（满足）（满足）所以，基础采用所以，基础采用2.8m4.7m底面尺寸是合适的。底面尺寸是合适的。
