《土力学与基础工程》复习资料和答案--计算题.docx

《《土力学与基础工程》复习资料和答案--计算题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《土力学与基础工程》复习资料和答案--计算题.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、44 .地基土呈水平成层分布，自然地面下分别为粉质粘土、细砂和中砂，地下水位于第 一层土底面，各层土的重度见图。试计算图中1点、2点和3点处的竖向有效自重应力。 （8分）题44图解：45 .某土样 = 18, c=15kPa,承受的大小主应力分别为=400kPa, cr3=180kPa,试 判断该土样是否到达极限平衡状态？（8分）解：土的抗剪强度指标（p、c及最小主应力6假定土体处于极限平衡状态，根据极限平衡条件： =382.3 kPa因为6 =400Z为b,所以土体处在破坏状态。46.某柱下方形底面基础，底面边长2.8 m,基础埋深1.8 m,柱作用在基础顶面的轴 心荷载标准组合值Fk=12

2、50KN,第一层土为粘土，厚度3.8 m,天然重度二18 kN/m；地 基承载力特征值fak=160 kPa,深度修正系数nd=L6；粘土层下为淤泥层，天然重度 z=17kN/m3；地基承载力特征值瓢=80 kPa,深度修正系数nd=LO,取地基压力扩散 角夕=22。试分别验算地基持力层及下卧层是否满足承载力要求。（14分） 题46图解：（1）验算持力层承载力（2）验算软弱下卧层承载力软弱下卧层顶面附加应力：软弱下卧层顶面自重应力：软弱下卧层承载力特征值：fa = fak +3 - 0.5） = 80 + 1.0x18x（3.8-0.5） = 139.4左& 分）其中乙 =18ZN/3软弱下卧

3、层承载力亦满足要求。44.用环刀切取土样，其体积为100cm3,质量为185g,试样烘干后质量为145g。假设该 土的土粒比重为2.73,试求该土的天然密度、含水量及孔隙比。（水的密度取1.0g/cm与 （6分）解：天然密度 p = = = 1.85g/cm3 V 100人 i im in 185145,n/含水量 co = =X100 % = 27.6%ms 145孔隙比c -1 1 0.88p1.8545.某挡土墙高为5.0m,墙后填土分为两层，第一层为中砂，其天然重度y = l9.0kN/m3, 内摩擦角（p=l4。；第二层为粘性土，其天然重度y = l8.5kN/m3,内摩擦角（p=2

4、0。，粘聚 力c=8kPa,试用朗肯理论求主动土压力Ea的大小。（10分）解：题45图A 点：paA = 0B 点上界面： paBA. = 19 x 2 x 0.610 = 23.2KPaB 点下界面：下=19 x 2 x 0.490 2 x 8xO.7 = 7.4K为C 点：=（19x2 + 18.5x3）x0.49 2x8x0.7 = 34.6KRz主动 土压力4=23.2x2/2 + （7.4 + 34.6）x3/2 = 86.2m46.某“烂尾楼”工程，几年前仅施工至一层便停工，现注入资金恢复建设，但需改变该楼 的使用功能。现场勘察得知，某柱采用钢筋混凝土独立基础，基底尺寸为/xbMm

5、x3m,埋 深状况及地基持力层、下卧层情况见图。假设天然地面与0.00地面齐平，试根据持力承载 力要求核算该基础能承受多大的竖向力F,并据此验算下卧层承载力是否满足要求。（14分） 解：题46图（1）确定持力层承载力：b=3m,无须宽度修正 根据P，基础能承受最大的竖向力F （2）验算软弱下卧层承载力当尸= 1936.8左N时，作用在基底上压力为地基承载力，那么软弱下卧层顶面附加应力：软弱下卧层顶面自重应力： 软弱下卧层承载力特征值： 软弱下卧层承载力不满足要求。44.有一 10m厚的饱和粘土层，在实验室中测得其三项基本指标为4=2.72、r=18.5kN/m 3=36%。其下是为砂土，其承压

6、水头”=6m。现要在粘土层中开挖一个窄基坑，试问基 坑的最大开挖深度d为多少？（水的重度八二10KN/m3） （10分）解：计算饱和粘土的饱和重度（4+e）九 （2.72 + 1.0）x10 1O.九 =18.6 KN/m3赦 l + e1 + 1.0为防止基坑突涌九,一（10 - d）y 0那么 d 10 也- 10- = 6.77 m.18.6那么 d 10 也- 10- = 6.77 m.18.645.某挡土墙高H=5米，墙后填土为中砂，y=18kN/m3, ysat=20 kN/m3； 6=30 ；墙背 垂直、光滑、填土面水平。计算当地下水位上升到离墙顶3米时，墙背所受到的总侧压力。

7、（10 分）解：主动土压力：Ea =x 3 + 18 + 233 x 2 = 6S.3kN/ m水压力：(Jw = ywh2 = 10 x 2 =幺)kPa氏=300kN/m46.某场地土层分布及物理性质指标如下列图所示,作耳单形基础顶面的中心荷载标准值k A4=12kNm/m产帮牛%二二二24。F. =300kN/m, M：=、2kN ndm . 粘十层的精J）暂取基础埋深。.时底宽2.0懿国适I。分）（注：%=24。，承载力系数吃=0.80%=妙7 ? =，45 ）解：粘土 ?*=18.0kN/m3条形基础在长度方向取Im T脩由于偏心，故应满足匕（九匕皿12,当 =24。，承载力系数为:

8、Mh = 0.80 , Md = 3.87 , Mc = 6.4544.在对某地基土进行试验时，用环刀切取土样，土样高度2cm,上、下底面积为50cm2, 称得土样质量为190g,烘干后质量为150go试计算土样的密度和含水量；假设该土样处 于饱和状态，试计算土样的孔隙比。（8分）解：一4 m 19土样密度p = =V 50x2=1.90g/ cm3.,曰 m-m 190 -150 1ZAZAn/ “ n/含水量 co =xioo% = 26.7%150假设该土样处于饱和状态，那么孔隙体积为水的体积孔隙比 eV % 100-40二 0.6745.挡土墙高8m,墙后填土第一层为砂土，第二层为粘土

9、，各土层物理力学指标如下图。 试用朗肯土压力理论计算作用在墙背上A、仄C三点的主动土压力强度及作用在挡土 墙背上的主动土压力合力大小。（12分）解:A 点：paA = 0B 点上界面： paB. =18.6x3x0.333 =lS.6KPaB 点下界面：2山下=18.6x3x0.49 2x12x0.7 = 10.5KPqC 点：=（18.6x3 + 19x5）x0.49 2x12x0.7 = 57.1K7%主动土压力合力 4 =186x3/2 + （10.5 + 57.l）x5/2 = 196.9KN46.某轴心受压矩形底面基础，底面尺寸为/XZ?=6mX4m,基础埋深d=2.5m,地下水位与

10、基 底平齐，其它指标如下图，试按土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值人。（10分）解：基础宽度3根/? = 4根6取人=4机持力层强度指标Ck=C2=10kPa,% =仍=22,查表得承载力系数尸3.44,此=6.（M 持力层在地下水位以下取7 = 7 =19 10=9左N/-基础底面以上为单一 土层几=% =18女N/加44.某饱和土体积为100cm3,称重1.98N, 土烘干称重为L64N,求该土的含水量, 孔隙比e及干重度儿。（8分）解:人 i 日m1.98-1.64I2- cc /1.641.64含水量 CD =二X100% = 20.7%该土样处于饱和状态，那么孔隙体积为水的体积孔隙

11、比孔隙比V % 100-34二 0.55干重度=1640 = 1w3d V 10045.某独立柱基底面为方形，l = b = 4.0m,作用在柱基上的荷载为b= 1536kN,基础埋置深度d = L0m,埋深范围内杂填土重度/ = 16kN/m3,其下为粘性土层，厚/z = L2m天然重度7 = 20kN/m3。假设粘土层上下点的附加应力系数分别为L000和0.8916,试求基础下粘性土沉降量。（12分）解:基底压力:基底附加压力:p(kPa)050100200e0.890.860.840.81侧限压缩试验关系F 1536 ” 1 1 np =F yrd =1-20x1 = 116kPabl

12、4x4Po = p-W = 116 16 xl = 100 kPa粘土层上下点的附加应力： =,o =1.000x100 =100攵Rz平均附加应力：=100+89.16=94.58粘土层上下点的自重应力：cr =16x1 = 16KPav 1平均附加自重应力：厘=16+40 = 28H。建筑前后粘土层的平均竖向压力为：Pl =cz = 2SkPa查表得对应的,=0.8732,4 = 0.8332e -eo 8732 -0 8332粘土层的沉降量s =X1200 = 25.6一1 + 61 + 0.873246.如下图的柱下单独基础处于均匀的中砂中，土的重度7=17.5kN/m3,修正后的地基

13、 承载力特征值%二250kPa。基础的埋深为2.0m,基底为2.0mX4.0m的矩形，作用在 柱基上的荷载如图中所示，试验算地基承载力是否满足要求。（10分）解:解:基础及基础以上土的重量：G = yGbld = 20 x 2 x 4 x 2 = 32。攵N基底平均压力：p = 上 = 16。0+320 = 240左f = 250ZP。满足bl 2x4a偏心距e = l0+5x2 = o.104,= 0.667满足1600+3206基底最大压力：max = P(l+7) = 240X(1 +6x0.1044)=2JlAkPa 1.2窘=3Q0kPa 满足44.经勘察，某土料场有土料200000

14、m3,其天然孔隙比22,假设用这些土料填筑公路路堤，控制路堤的孔隙比为e2=0.75,那么可以填筑路堤多少方？ （8分）解：ekVv/Vs，Vv=eiVsV=V、,+Vs=(l+ei)Vse2=VvWs, Vv=e2Vs=0.75VsV= Vv+Vs=0.75 Vs+Vs=1.75 Vs=l .75 X 90090.09= 157657.66m3.测得某粘性土试样的无侧限抗压强度%二300 kPa,观察试样的破裂面情况可知其破裂面 与水平面的夹角为50。，试用应力圆的方法确定该土样的内摩擦角及粘聚力c的值，同 时求出与水平面成45。角平面上作用的应力。、工的大小。（10分）解：%.=45+。/

15、2, 1）=10在无侧限条件下，。i=300kPa,。3=0,根据极限平衡条件：0=2ctan（45+/2）与水平面过成45角平面上的应力：b = bJ2 = 150kPci, T = a/2 = 150kPa.某矩形基础底面尺寸2Xb=6X4ni2,基础埋深d=L 8 m,作用在基础底板顶面的荷载标 准值Fk=3860 kN、Mk=628 kN m,试验算持力层承载力是否满足要求？（12分）20。+1.6） 17.5X（L8-。.5）=23 年% kN/d=1.8mGk=20 X6X4X1.8=864kNFk+Gk 3860+864 Y 20kN/m n 灌中p = a . a = - =

16、196.8次孙 fa= 23AkPa持力层承载力满足要求。1.644 .某砂土试样，试验测定土粒相对密度Gs=2. 7,含水量3=9.43%,天然密度p=1. 66 g/cm3o 砂样最密实状态时称得干砂质量msi=1. 62 kg,最疏松状态时称得干砂质量mS2=1.45kgo 求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态（8分）解：砂土在天然状态下的孔隙比砂土最小孔隙比砂土最大孔隙比相对密实度Df = Oax-e = 0 42 10 33,0.67中密状态 p 0 . max min45 .挡土墙高5 m,墙背直立、光滑，墙后填土面水平，共分两层，各层的物理力学性质指 标如下图。试求主

17、动土压力Ea,并绘出土压力分布图。（10分）解：A 点：PaA = YKaX = 0B 点上界面： P.B上=YhKa = 1。4KPaB点下界面： 上由下=/禽4/2-2气区7 = 4.2KPqC 点：paC =。也 +y九）K（q -22 = 36.6KPa主动土压力4=10.4x2/2 + （4.2 + 36.6）x3/2 = 71.6KN.某场地土层分布及物理力学性质指标如下列图所示，作用在条形基础顶面的中心荷载标准 值h二 300ZN/m,暂取基础埋深0.5 m,底宽2.0川，试验算所选基础底面宽度是否合适。（12 分）解：条形基础在长度方向取1m计算（1）验算持力层承载力（2）验算

18、软弱下卧层承载力软弱下卧层顶面附加应力：软弱下卧层顶面自重应力：软弱下卧层承载力特征值：fa = fak + %（d - 0.5） = 95 +1.0 x 18 x （2.5 - 0.5） = 131 .OkPa 分）其中.=1SkN/m3软弱下卧层承载力亦满足要求。46 .对某饱和砂土进行三轴压缩试验,首先施加。3=50kPa的围压,然后使最大主应力。和最 小主应力。3同时增加，且增量小。1始终是。3的3倍，试验在排水条件下进行，当增量/。】到达300kPa时: 砂土正好破坏。求该砂土的抗剪强度指标。（10分）解：对于砂性土 c=0,根据极限平衡理论，当处于极限平衡状态时：350 = 150

19、x tan2 （45 + ）解得 。=23.6.某挡土墙高6m,墙背直立光滑，填土面水平，顶面上有连续的均布荷载q=15kPa,其 余物理力学指标如下图。试计算墙背土压力强度分布并画出分布图。（10分）解：作墙背主动土压力强度分布图.墙底荷载 X435kN/m,采用混凝土墙下条形基础，地基条件如图示。设基础埋深 d=L5m.，试确定基础底面宽度并验算地基承载力。（10分）解：基底以上土的平均重度：持力层承载力：基础底面宽度：F435b = &一 = 1.45相，取基础宽度b=L5m3mfa-yGd 330.08-20x1.5持力层承载力无须宽度修正基底压力：p=Fk+ 仃卜=435 + 20x 1.5x 1.5 二 32bkPa 力=33O.08FQ，持力层b1.5承载力满足要求。