土力學(xué)計(jì)算綜復(fù)習(xí)

1、1、地基中某一單元土體上的大主應(yīng)力c i=420kPa,小主應(yīng)力c 3=180kPa。通過試 驗(yàn)測(cè)得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) C=18kPa, =20 。試問：(1)該單元土體處于何種 狀態(tài)？ ( 2)是否會(huì)沿剪應(yīng)力最大的面破壞？ (12%解：(1)根據(jù)土體單元處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的條件：213 tan (45 ) 2C tan(45 -)這里 3180 kPa 1f v 1420 kPa根據(jù)莫爾-庫侖定律可知，該點(diǎn)已破壞。(2)根據(jù)土體內(nèi)某一土單元體與最大主應(yīng)力面成角的任一平面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的公式:cos 23 sin 2可知:maxsin 90這里:1420 kPa3180 kPamax3 s

2、i n90 =120kPa 此時(shí)23 cos 2=300kPa最大剪應(yīng)力面上的抗剪強(qiáng)度tan =18+300ta n20 =127kPamax不會(huì)沿剪應(yīng)力最大的面破壞。2、擋土墻高5m墻背豎直光滑，墻后填土為砂土，外表水平，其二 30,地 下水位距填土外表 2m，水上填土重度丫二18KN/m,水下土的飽和重度丫 sat = 21KN/m,試?yán)L出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度和靜水壓力分布圖，并求出總側(cè)壓力的大小。(13%)解：采用水土分算法。先算土壓力：1 = 30,那么Ka tan2(45 30 /2),計(jì)算圖中A、B、C三處的土壓3力強(qiáng)度分別為：A點(diǎn):zA0， PaA 0B點(diǎn)：zB18 236 kPapa

3、BzbKa 361312kPaC點(diǎn)：zC川h 36(2110) 369 kPaPaCzCKa 691323 kPa繪出土壓力分布圖，如下圖。合力為土壓力分布圖形面積，即：Ea=m墻背上的靜水壓力呈三角形分布，總水壓力為：Ew=45KN/m擋土墻背上的總壓力為：E=Ea+Ew=myc=1、擋土墻高 5m,墻背豎直光滑，填土外表水平，填土的物理指標(biāo)：丫二 18KN/m,c=12Kpa, =30 ,試求：(1)條件如上時(shí)，計(jì)算主動(dòng)土壓力 Ea及作用 點(diǎn)位置。(2)地表作用有20kPa均布荷載時(shí)的Ea及作用點(diǎn)。(11%解：墻背豎直光滑，填土面水平，符合朗肯土壓力理論假定，因此采用朗肯土壓力理論求解：K

4、atan2(4530 /2)13(1)墻頂：PahKa 2C Ka=-2X12X=3墻腳：pahKa 2c Ka =z。2c1 =Ea -2.716.1421.8kN/m作用點(diǎn)離墻腳g2(2)地表作用有均布荷載時(shí)墻頂：pa qKa 2c Ka =墻底點(diǎn)：Pa ( h q)Ka 2C、Ka =1Z 0=Ea 3.8 228 43.3kN/m 作用點(diǎn)離墻腳。22、某根底中點(diǎn)下的附加應(yīng)力如下圖。基底下有一薄透水砂層，其下為厚10m的飽和粘土層，粘土層下為不透水層。粘土層在自重應(yīng)力作用下的孔隙比ei=，壓縮系數(shù)a = _二滲透系數(shù)k= yr。試求：1加荷一年后的沉降量；2 沉降量到達(dá)100mm寸需多少

5、時(shí)間？當(dāng)附加應(yīng)力的比值a =, Tv=時(shí)，Ut=15%當(dāng) a =, Ut=38%寸，Tv=; Cv=1000k(1 ei) ; Tv=Cvt) (11% a wH 2透水砂層粘土層/I| 工不透水層解: (1)zEs200kPa1 e 二 as z H =263mm Es經(jīng)計(jì)算得：Cv= Tv=查表得：ut=15% st sut 38% 查表得Tv=經(jīng)計(jì)算得t=年s3、某土樣承受1 200kPa3 100kPa的應(yīng)力，土的內(nèi)摩擦角30 、(7%)c=10kPa,試計(jì)算最大剪應(yīng)力及最大剪應(yīng)力面上的抗剪強(qiáng)度解：最大剪應(yīng)力sin 90 =50kPa2此時(shí)，丄3 -23 cos90 =150kPa2

6、2最大剪應(yīng)力面上的抗剪強(qiáng)度 f c tan =10+150tan30 =97kPa2、設(shè)砂土地基中一點(diǎn)的大小主應(yīng)力分別為500kPa和180kPa，其內(nèi)摩擦角=30,求：(1) 該點(diǎn)最大剪應(yīng)力是多少？最大剪應(yīng)力面上的法向應(yīng)力為多少？(2) 此點(diǎn)是否已達(dá)極限平衡狀態(tài)？為什么？(3) 如果此點(diǎn)未到達(dá)極限平衡，令大主應(yīng)力不變，而改變小主應(yīng)力；使該點(diǎn)到達(dá)極限平衡狀態(tài)，這時(shí)小主應(yīng)力應(yīng)為多少？(12%)解：(1)根據(jù)土體內(nèi)某一土單元體與最大主應(yīng)力面成角的任一平面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的公式:sin 2cos2可知:maxsin 90這里:1500 kPa3180kPamaxsin 90 =160kPa3 c

7、os2=340kPa(2)根據(jù)土體單元處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的條件：213 tan (45 ) 2Ctan(45)這里 3180 kPa 1f 540kPa1500kPa根據(jù)莫爾-庫侖定律可知，該點(diǎn)未破壞。(3)31 ta n2(45 ) 2Cta n(45 )=2、地基中自重應(yīng)力與附加應(yīng)力分布如下圖，試用分層總和法求地基的最終 沉降量。(11%P(kPa)32486480100109128142e地面1UU-自重應(yīng)力分布曲線附加應(yīng)力分布曲線不可壓縮層注：對(duì)于每一分層，令Pii解：分層已分好，共分四層 根據(jù)每一分層的沉降量公式層數(shù)e1ie2ihieie?iSiWhi1 e1i11213141可算出

8、每一分層的沉降量，計(jì)算過程如下:P2iPlicz(i 1)cziSie2Lhi1eii查得對(duì)應(yīng)的eii，e2i填入上述表格中地基的最終沉降量SSi =i 13、某土樣承受 1 200kPa、3 100kPa的應(yīng)力，土的內(nèi)摩擦角30、c=1OkPa,試計(jì)算最大剪應(yīng)力及最大剪應(yīng)力面上的抗剪強(qiáng)度。(7%)解：最大剪應(yīng)力1sin 90 =50kPa2此時(shí)，3 3 cos90 =150kPa2 2最大剪應(yīng)力面上的抗剪強(qiáng)度f c tan =10+150ta n30 =97kPa2、擋土墻高5m墻背豎直光滑，墻后填土為砂土，外表水平，其二 30,地 下水位距填土外表 2m，水上填土重度丫二18KN/m,水下土的飽和重度丫 sat = 21KN/m,試?yán)L出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度和靜水壓力分布圖，并求出總側(cè)壓力的大小。(12%解：采用水土分算法。先算土壓力： = 30，那么Ka tan2(4530 /2)-，計(jì)算圖中 A B C三處的3土壓力強(qiáng)度分別為：A點(diǎn)：zA0， PaA0B點(diǎn)：zBh 18236 kPaPaBzB