内容发布更新时间 : 2024/12/25 0:16:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
各种土的重度间有rsat?r?rd?r\\ 。
2、已知粘性土有关试验数据:天然重度18.4kN/m3,干重度13.2 kN/m3;液限试验,取湿土重0.145N,烘干重0.103N;塑限试验,取土重0.052N,烘干重0.041N。计算:1)土的天然含水量,塑限和液限;2)确定土的名称和状态;3)若土粒的相对密度为2.7,计算该土的空隙比。
答案:1)土的天然含水量???d??1?w?得
w?r18.4?1??1?39.4% 塑限rd13.20.052?0.041?100%?26.8% )
0.041?0.145?0.103?100%?40.8%
0.103wp?液限wL2)Ip??wL?wp??100??40.8%?26.8%??100?14 w?wpwL?wp?39.4%?26.8%?0.9
40.8%?26.8%
IL?10?Ip?17 为粉质粘土;
?0.75IL?1为软塑。
3)e?Gs?rw2.7?10?1??1?1.0 rd13.23. 粘性土的抗剪强度指标分别为C=11.5kPa,φ=28°,问当某土样所受小主应力σ3=44.3kPa,要保证土样不被剪坏,大主应力σ1应满足何种条件? 解:若使土体达到极限平衡状态,根据极限平衡条件可得出σ1为: σ
1
=σ
2
3
tg (45°+φ/2)+2c ·tg (45°+φ/2)
2
= 44.3 tg (45°+28°/2)+2·11.5 ·tg (45°+28°/2) = 160.98kpa 因此,要保证土样不被剪坏,大主应力σ1应小于160.98kpa。
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4、地基内某点的大主应力为550kPa,小主应力为300kPa,孔隙水应力为100kPa。土的有效凝聚力为c'=20kPa,有效内摩擦角φ'=24°。判断该点是否达到破坏状态。 答案:
б1'=б1-u=550-100=450kpa б3'=б3-u=300-100=200kpa 令 б1f’=б1'=450 kpa
2
б3f’=tg(45-?'/2)-2c×tg(45-?'2)
2
=450×tg(45-24/2)-2×20×tg(45-24/2) =450×0.422-40×0.649=163.9kPa<б3'
所以该点稳定.
5、某砂土地基中砂的φ=30°,c=0,若地基中某一点的应力σ1=100kPa,σ3=30kPa。问该点是否已剪破。 5.解:
σ3f=σ1tan2(45°-φ/2)=100×tan230°=33kPa σ1f=σ3tan2(45°-φ/2)=30×tan260°=90kPa σ3<σ3f,故可判断该点已剪破。
σ1>σ1f,也可判断该点已剪破。
6、已知土中某点应力处于极限状态,最小主应力?3=200Kpa,作用面主法线方向为水平方向,
O
土的抗剪强度指标?=24,C=50Kpa。 1)、该点最大主应力?1的大小? 2)、该点最大剪应力值τmax ? 3)、该点剪切破坏面上的正应力与剪应力? 4)、说明最大剪应力面不是剪切破坏面。
答案:(1)根据应力极限平衡条件求出最大主应力为:
???1??3tg2(450?)?2c?tg(450?)22240240200?200?tg(45?)?2?tg(45?)
22?628kpa(2)、最大剪应力为D点
?max?(?1??3)?(628?200)?214Kpa
(3)、剪切破坏面应力状态相当于T点坐标?T、?T
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?T?OO'?O'F?1??3?1??3?2?327Kpa?2SIN240
?t??1??32?195Kpacos240
(4)最大剪应力面上抗剪强度(?f)D
(?f)D??Dtg??c??1??32
628?200?0.45?502234Kpa??max
tg240?50
因此不是剪切破坏面。
7、某地基饱和粘土层厚度为10m,压缩模量Es=5Mpa,底面以下为不透水硬土层(不可压缩层)。在粘土层表面施加无限均匀分布的竖向荷载为100 kPa,求地基的最终沉降量。 答案:
S?p0H100?10000??200mm Es50008、一挡土墙高5m,墙背竖直光滑,其表面水平与墙齐高。墙后填土为粘性填土,物理力学性质指标如下:γ=18KN/m3,φ=20°,c=10Kpa。在填土表面上还作用有连续均布超载q=10kPa。试求作用在挡土墙上的主动土压力Ea及作用点位置。
答案:墙背竖直光滑,填土面水平,满足朗肯条件,
20?Ka?tan(45?)?0.49
22?在填土表面处的主动土压力强度σa0为:
?a0?(?z?q)Ka?2cKa
=(18×0+10) ×0.49-2×10×0.7
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=-9.1Kpa
在墙底处的主动土压力强度σa1为:
?a1?(?z?q)Ka?2cKa
=(18×5+10) ×0.49-2×10×0.7 =35Kpa
主动土压力等于0处的深度Z0可从σa=0这一条件求出: σa=(18×Z0+10) ×0.49-2×10×0.7=0 得到:Z0=1.03m
土压力强度分布图形如图所示。
故主动土压力Ea等于图形中阴影部分的面积,即 Ea=0.5×(5-1.03) ×35=69.5KN/m 它的作用点在墙底以上1/3×3.97=1.32m处。
9.对某砂土进行常水头渗透试验,该砂土的渗透系数k=0.02cm/s,试样长度ι=15cm,试样两端的水头差h =45cm。求水在土中的渗透速度。
10. 某挡土墙墙高H=5m,墙背垂直光滑,墙后填土水平,填土为干砂,容重为19kN/m3,内摩擦角为30°,墙后填土表面有超载15kN/m,试计算作用在挡墙上主动土压力Ea和被动土压力Ep, 解:(1)
Ka=tg(45°—φ/2)=0.33
pa0=Ka×q=0.33×15=4.95kPa
2
pa1=Ka×(γh+q)=0.33×(19×5+15)=36.3kPa
Ea=(pa0+pa1)/2×h=(4.95+36.3)/2×5=103.1kN/m
(2)K p=tg(45°+φ/2)=3p p0=Kp×q=3×15=45kPa
2
pp1=Kp×(γh+q)=3×(19×5+15)=330kPa
Ep=(pp0+pp1)/2×h=(45+330)/2×5=937.5kN/m
10.某挡土墙高4m,墙后填土的物理力学指标如图示。现实测得作用在挡土墙背上的水平向土压力合力值为70kN/m。试用朗肯土压力理论验算墙后土体是否已达到主动极限平衡状态。
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11、挡土墙高5m,墙背直立、光滑,墙后填土面水平,共分两层。上层土厚2m,土性指标为:φ1=32°,C1=0,r1=17kN/m3;下层土厚3m,土性指标为:φ2=16°,C2=10kPa,r2=19kN/m3,试求主动土压力Ea,并绘出土压力的分布图。 答案:
计算第一层填土的土压力强度
??o?a0??1ztan2??45?12??0
???1??17?2?tan245o?32o?10.4kPa o?a1??1h1tan2?45??2?2????第二层填土顶面和底面的土压力强度分别为
??o?o???a?1??1h1tan2??45?22??2c2tan?45?22??2???o oo1616?17?2?tan45??2?10?tan45?22?4.2kPa?o?????o?o???a2??1h1??1h1??2h2?tan2??45?22??2c2tan?45?22?2???? oooo1616??17?2?19?3??tan45??2?10?tan45?22?36.6kPa????主动土压力为
11Ea??10.4?2??4.2?36.6??3 222m 71.6kN/m主动土压力分布如图:
10.4kPa 4.2kPa 3m 36.6kPa
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