土力知識材料學(xué)習(xí)題集答案解析(完整編輯版)

1、'土力學(xué)作業(yè)答案Cu及Cv值，并判斷其級配情況是否第一章1 1根據(jù)下列顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果，作出級配曲線，算出 良好。100小于某直徑之土重 百分?jǐn)?shù)908070605040301000.0120 %1010 1 0.1土粒直徑以毫米計(jì)1E-3粒徑/mm粒組含量/%粒徑/mm粒組含量/%201010.250.101910530.100.0585250.050.0142170.010.005310.5200.0050.00220.50.2528解:粒徑(mm)20105210.50.250.10.050.010.005小于該粒徑的含量百分?jǐn)?shù)()10099969184643617952級配曲線見

2、附圖。習(xí)題1-1顆粒大小級配曲線由級配曲線查得：d60=0.45,di0=0.055 , d3o=O.2;Cu d 60d100.055Cc d30d10d600.220.45X0.055 j62Cu>5, 1<Cc<3;10090807060504030100小于某直徑之土重百分?jǐn)?shù)1000.01土10粒直徑1以毫米0.1計(jì)1E-3故，為級配良好的土。1 2有A、B、C三種土，各取500g，顆粒大小分析結(jié)果如表:粒徑/mm質(zhì)里/g粒徑/mm質(zhì)里/gABCABC105001450.10.05112.517.51052025750.050.0297.51002117.56000.

3、020.01350010.542.5210300.010.00520000.50.2557.51401000.0050.00220000.250.197.537.5140要求：（1）繪出級配曲線；（2）確定不均勻系數(shù) Cu及曲率系數(shù)Cv，并由Cu、Cv判斷級配情況。解:粒徑（mm）105210.50.250.10.050.020.010.0050.002小于該粒 徑的含量 百分?jǐn)?shù)（）10096.58876.55734.515840A100958341135.520B1007156565.3.20C級配曲線見附圖。習(xí)題1-2顆粒大小級配曲線d10d30d60CuCc級配情況A0.01250.04

4、50.129.61.35良好B0.190.410.693.631.28不良C0.1350.252.9021.480.16不良并計(jì)算Cu、Cc:由級配曲線查得d1o、d3o、dec，'1 3某土樣孔隙體積等于顆粒體積，求孔隙比e為若干？ 若Gs=2.66,求莊=?若孔隙為水所充滿求其密度P和含水量W解：Vve =Vs二266=1.33 g/cm3 ；V 2g/cm3 ；wM；266 =37.6%。1 4在某一層土中，用容積為 干后質(zhì)量121.5g, 土粒比重為 度、解：干密度各是多少?72cm3的環(huán)刀取樣，經(jīng)測定，土樣質(zhì)量 129.1g,烘2.70,問該土樣的含水量、密度、飽和密度、浮密

5、VsMsGs=空=45 cm3 ；2.772V72Vv =V -Vs =72 -45 =27 cm3 ；MwJ29.1 -121.5 =0.0626 =6.26% ；121.51291 =1.79 g/cm3 ；7221.527 =2.06 g/cm3；M s - PwVs121.45=1.O6 g/cm3 ；'3或sat- Pw =2.06 -1 =1.06 g/cm ；叫=空=1.69 g/cm3。V 721 5某飽和土樣，含水量 w=40%，密度P=l.S3g/cm3，求它的孔隙比 e和土粒比重 Gs。 解：Vs-O.4".365 ；Gs= =2.74 ；Vs Pw0.

6、365= 1.10。Vv0.4e = 一 =Vs0.3651 6 某科研試驗(yàn)，需配制含水量等于 62%的飽和軟土 1m3,現(xiàn)有含水量為15%、比重為2.70 的濕土，問需濕土多少公斤？加水多少公斤？解：11m3飽和軟土中含土粒：M s = =1.01 t ；0.62 + 2.7折合=15%的濕土:M =Ms +Mw =M s(1=1.01天(1+0.15) =1.16t =1160 kg ；需要加水:= 0.475t=475 kg。Mw =M s(©2 -J =1.01咒(0.62 -0.15)1 7已知土粒比重為 2.72，飽和度為37%， 提咼到90%時，每立方米的土應(yīng)加多少水？

7、 解：孔隙比為0.95，問孔隙比不變的條件下，飽和度w1 =1m3 土原有水：M0.95".37=0.18t ；Sr提高到90%后：Mw21.950.95x0.9x1cX=0.438 t ；1.951m3 土需加水： Mw =0.438 -0.18 =0.258t。1 8某港回淤的淤泥P =1.50t/m3, w=84% ,satGs=2.70?，F(xiàn)擬用挖泥船清淤，挖除時需用水將淤泥混成10%濃度的泥漿（土粒占泥漿質(zhì)量的 需輸送泥漿多少立方米？解：10%）才可以輸送。問欲清除1*106m3淤泥共1y =100000 m3；0.74 + =27 .V29+丄2.7解得：V2 =84400

8、0 m3。sat1 9飽和土體孔隙比為0.7,比重為2.72，用三相圖計(jì)算干重度Y、飽和重度Y 并求飽和度Sr為75%時的重度Y和含水量w。（分別設(shè)Vs=1、V=1和M=1進(jìn)行計(jì)算，比較哪 種方法更簡單些？）解:PdPsat2.721+0.7+VvPw= 1.6 g / cm3;2.72+0.7x11+0.73= 2.0 g / cm ；2.72+0.7x0.75x11+0.73= 1.91 g / cm ;0.7x0.75 咒 12.72= 19.3%。1 10證明下列等式:(1)Gs-1Gs(2)Sr Gs解:（1）Y'_Ws -VswGsg 1咒 Pwg(Gs 1)g(a)故,W

9、sGsg1 +e7-/ (b):Gs 17'=1 +e1 +e(a)；(b)；YdGsGs -1GsGs®Vv(Pw =1)；Gs«。故，Sr =e1 11經(jīng)勘探某土料場埋藏土料250000m3，其天然孔隙比 0=1.20，問這些土料可填筑成孔隙 比e2=0.70的土堤多少立方米? 解：V 1+8V 1 +e2Vi1 + 0.70 X 250000 =193181 m3。 1+1.21 12從甲、乙兩地粘性土層中各取出土樣進(jìn)行界限含水量試驗(yàn)，兩土樣液、塑限相同:蛍L =40%，P=25%。但甲地天然含水量 w=45%，而乙地天然含水量 w=20%，問兩地的液性指數(shù)解

10、：11各為多少？各處何種狀態(tài)？作為地基哪一處較好?甲地:Il45-2540 -25=1.33 流動;乙地:Il20-25時1_ -時P40-25=-0.33 堅(jiān)硬;故，乙地好!1 13已知飽和軟粘土的塑性指數(shù)Ip=25，液限時L =55%，液性指數(shù)I l=1.5, 土粒比重 Gs=2.72，求孔隙比。解：=叭一P , 25 =55 WP ;得到:P =30% ；豹一Op尬-30，1.5=®LP5530得到：=67.5% ；由三相圖：e-YlVs二攀836。2.721 14測得某飽和土樣質(zhì)量為40g，體積為21.5cm3，放在烘箱內(nèi)干燥一段時間后，測得質(zhì)量為33g，體積為15.7 cm

11、3，飽和度Sr=75%，試求土樣天然狀態(tài)下的含水量、孔隙比、干密度。 解：水量損失：iMw=40-33 =7 g ；3cm ；相應(yīng)體積：也Vw =7 cm3 ；總體積減小量：AV =21.5-15.7 =5.8烘干后空氣體積：Va=7-5.8=1.2 cm3 ；由Vw=g，即 0.75=7VvVvVv得到：Vv =4.8 cm3 ；烘干后含水：Mw2 =(4.8-1.2)咒1 =3.6 g ；土粒質(zhì)量：Ms= 333.6 =29.4 g ；天然狀態(tài)含水:Mw1 =40 29.4 =10.6 g ；天然狀態(tài)含水量:天然狀態(tài)孔隙比:天然狀態(tài)干密度:尬二10 =36% ；29.4e = 106 =

12、0.972 21.5-10.6p29.4=1.37 g / cm3 。21.51 15某飽和砂層天然密度 P=2.01cm3,比重Gs=2.67,試驗(yàn)測得該砂最松狀態(tài)時裝滿1000cm3'X容器需干砂1550g，最緊狀態(tài)需干砂1700g，求其相對密實(shí)度 Dr，并判斷其松密狀態(tài)。解：PsatMs+y%，即 2.01 =竺匕1 +e得到：e由試驗(yàn):= 0.653;1550 仆匚,3。=1.55 g / cm ； Pd1000Rd minmax=叫1.70 g/cm3 ； 1000由三相圖:PdMs 2.67V "1+e；得到: 2.67 - Pd故，e2.67 - Pd minm

13、axPdmin= 2.67j.55 =0.723 ;1.55emin 267 - Pd max相對密度:Pd max2_.6工“571 ;1.70femax eD r = 074653=0.461。0.723 -0.571含水量/%14.716.518.421.823.7干密度/g.cm-31.591.631.661.651.62該土土粒比重 Gs=2.70，試?yán)L出該土的擊實(shí)曲線及飽和曲線,確定其最優(yōu)含水量05op1-16某粘性土土樣的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表:emax emin與最大干密度P，并求出相應(yīng)于擊實(shí)曲線峰點(diǎn)的飽和度與孔隙比dmaxe各為多少?解：由試驗(yàn)結(jié)果繪出擊實(shí)曲線如下圖:1.8干密度1

14、.7g/cm31.61.5pdmax121520CO op飽和曲線25 o (%)'2P d (g/cm )1.821.751.691.64尬(%)18202224Pdmax "/Sg/cm3p 1又二g7求出各"'所對應(yīng)的p d。繪出飽和曲線嘰 P =19.5%由圖知:Ws =G&g =2譏 gVw =0.5265Vs=1Mw 皿Ms =0.195x2.7 = 0.5265屯gMw =«Ms=0.195 X 2.7 =0.5265 P曲V亠Pd max2.7=1.621.665S1 訃 01=84.9% e'=Q=o.62Vs11

15、-17某粘土在含水量為 20%時被擊實(shí)至密度為1.84g/cm3, 土粒比重為2.74，試確定此時土中 空氣含量百分?jǐn)?shù)（Va/V）及干密度。解：Vw = 0548M s = G =2.74Vs =1Mw =eM s = 0.2X2.74 = 0.548M =Ms+Mw =0.548 +2.74 = 3.288g3.2881.843= 1.787 cmVv =V -Vs =1.787 -1 = 0.787cm3Va =Vv -Vw =0.787 -0.548 = 0.239cm3Va0.2391.787= 13.4%Pd2.741.7873=1.533g / cm1-18推證飽和曲線的方程為Gs

16、證:Pd =GP1 +Vv1 +OGPdGP1 +Vv1 +©G1 19 有 A、xGPd =G-PdPd證畢B、C、D四種土，顆粒大小分析試驗(yàn)及液限、塑限試驗(yàn)結(jié)果如表1-7,試按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范予以分類。表1-7習(xí)題1-19表AB 11 CD粒徑d/mmd的含量百分?jǐn)?shù)/%20901082562.51002.02797.51.013/0.58841000.25470960.1047831000.053367.597.50.022247880.011533780.005102368.50.00241358液限05 L /%無塑性333578塑限0 p272631注圓形顆粒100AB

17、908070605040301001010.10.0120 %10小于某直徑之土重百分?jǐn)?shù)1E-3解:直徑以毫米計(jì)習(xí)題1-17顆粒大小級配曲線(A、B)A 土：(1) >2mm的顆粒占73%>50%，屬于碎石土；(2) 按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007 2002)表4.1.5碎石土的分類表，有大到小依次對照，符合圓礫或角礫，由顆粒形狀定名為圓礫。B 土:(1) >2mm的顆粒占2.5%<50% ； >0.075mm的顆粒占59% (見級配曲線)>50% ;故屬于砂土。(2) 按規(guī)范表4.1.7，由大到小依次對照，定名為粉砂。C 土：I P = 35 -

18、26 = 9，屬于粉土。D 土:(1) Ip =7831 =47，屬于粘性土;(2)按規(guī)范表4.1.9，定名為粘土。1 20若A、B、C、D四種土經(jīng)目力鑒別為無機(jī)土，其顆粒大小分析試驗(yàn)及液限、 塑限試驗(yàn)結(jié)果同1-19題，試按水電部土工試驗(yàn)規(guī)程(SL237-1999)分類法予 以分類。解：A 土:(1)>0.1mm的顆粒占100%>50%，屬于粗粒土；在>0.1mm的顆粒中，>2mm的顆粒占粗顆粒組的(3)按書表1-5巨粒類和粗粒類土的分類表，細(xì)粒土(73%>50%，屬于礫石類；<0.1mm)含量為0,應(yīng)考慮級配情況,Cu=卸護(hù)6.71 >5;Ccd32

19、02 22=1.47 在 13 之間;d60d104.7 X 0.7故定名為良好級配礫石(GW )。B 土:(1)>0.1mm的顆粒占53%>50%，按書上表1-5定名，2.5屬于粗粒土;在>0.1mm的顆粒中，>2mm的顆粒占 =4.7% c 50%，屬于砂土類；5347%，在15%50%之間，且土無塑性，必在塑性圖中A線以(3)細(xì)粒土含量(相對總土量)為下；故定名為粉質(zhì)砂(SM )。C 土：(1)>0.1mm的顆粒占17%<50%，按書上圖1-20我國采用的塑性圖進(jìn)行分類，屬于細(xì)粒土;(2) Ip = 35-26 =9，魚L =35%，落在 Ml 區(qū);故

20、定名為中液限粉土。D 土:(1)>0.1mm的顆粒為0,屬于細(xì)粒土;(2) Ip =7831=47，豹L =78%，在塑性圖中落在 CH區(qū);故定名為高液限粘土。2-1用一套常水頭滲透試驗(yàn)裝置測定某粉土土樣的滲透系數(shù)，土樣面積32.2cm2，土樣高度4cm，經(jīng)958s，流出水量30cm3，土樣的兩端總水頭差為 15cm，求滲透系數(shù)。解：水力坡度i =匕l(fā)流量滲透系數(shù)=3.754Q=kiAtQ30/k =一 = =2.59"0 cm/siAt 958X32.2X3.7530由級配曲線：d60=4.7、d30=2.2、d10=0.7,2-2按圖2-56所示資料，計(jì)算并繪制自重應(yīng)力J

21、及bcx沿深度分布圖。(地下水位在41.0m44高程處。)解：'b SXn = K. 0b szni,注：CTszi =2 YiZi （水下用社）i 42-3 一粉制粘土土層，地下水位在地面下3.0m處，測的天然重度：水上為 Y=17.8kN/m3，水下為Y =l8.0kN /m3。試計(jì)算并繪出自重應(yīng)力j沿深度分布圖。如地下水位緩慢下降5.0m，下降后水上重度仍為 丫 =17.8kN /m3，水下重度仍為丫 =18.0kN /m3。試計(jì)算并繪出由于水位下降產(chǎn)生的附加應(yīng)力CT Z沿深度分布圖。解:附加應(yīng)力（T z分布圖2-4證明K 式中K。一一靜止側(cè)壓力系數(shù);卩一一側(cè)膨脹系數(shù)證明：由材料

22、力學(xué)的知識:Sx嘰 Psz）Ko靜止側(cè)壓力系數(shù):Sxsz對無側(cè)向變形條件，qx=0；2-5某河床土層分布如圖 2-57所示。由于在多個井筒內(nèi)大量抽水，使粗砂層中水位下降至距 該層頂面5m處，河水從上向下滲透，處在穩(wěn)定滲流狀態(tài)，各層土重度如圖標(biāo)明，試用兩種方法（Ysat, u法與j發(fā)，計(jì)算全部40m 土層中的豎向有效應(yīng)力，并繪出分布圖。）解:Ud = 02zD =395 +19.5x5 =492.5險T/mY sat ,U 法：總應(yīng)力：求孔壓：ubZA = 丫初1 =1000! /m2Ua =1000! /m2CT ZB =100 +10.0x20 = 300險T /mUb =2000! / m

23、crZc =300 + 19x5.0 =395KM/m2uc = 01.22Ue =2003 /m22CT ZE =492.5 +20.5x20 =902.5KM/m土層中的豎向有效應(yīng)力crz =crz-u；結(jié)果如圖2. Y , j 法:bzA =0zb' =(Y' +j)xi0 =(20-10 + 0)咒 10 =100冊 /m2Zc' =(Y' + j)X5+bZB' =(1910+ 10 + 10 + 5x10)；5 +100 = 395KN / m25CT ZD =395 +19.5x5 =492.50!/m2CT ZE =492.5+(20.5

24、 -10.0)x20 =702.5Or/m2解：1.用丫 sat ,U 法：3= 18.0kN /m3=0Ua = 0bzB2= 10x0.1 =1.0KN/m2u B = 1.0Or / m= 1.0 +20X0.1 =3.0KM/m2uc =2.0KM /m2bzD2= 3.0 +18x0.15 =5.7OT/mUd =1.5d /m2V砂粘土J1'101.0 1.0Jb10<3.0,0 1.01P 15單位：cm2-6計(jì)算并繪出圖2-58所示滲透裝置處于穩(wěn)定滲流狀態(tài)時，砂土與粘土中的豎向有效應(yīng)力分 布圖（用兩種方法）砂土 Y =20.0kN/m3，粘土O'Z =C7

25、Z U結(jié)果如上圖bzAj 法:20-15=044-;j=o=10T13g-/mbzB=八0.1 =1.0KN/m2bzD2-59所示，某挖方工程在12m厚的飽和粘土中進(jìn)行，粘土層下為砂層，砂層中測壓"zc +(Y' +j)x 0.15 =1.0+ (18-10 + 13.3) X 0.15 = 4.孫 /m22-7如圖管水位在砂層頂面以上 10m，開挖深度為8m，試計(jì)算為保持基坑不發(fā)生流土（安全系數(shù)取 2.0）至少需水深 h多少米？解:j = 一也H =10（12-8）h = 6hL12-84粘土層處有效應(yīng)力（底部）（不考慮滲流時）crZ =(20.5 -10.0)x(12-

26、8) =42d/m242= 6-h “，X10 X 44取K=2 解得:2-8就一維滲流情況證明h=3.9m式中：J 單位滲透力;Yw水的重度;i 水力坡降。（1）（2）（3）（4）頂面上作用有水壓力 底面上作用有水壓力 孔隙水重和浮反力之和 土骨架對水流的阻力證明：取試樣內(nèi)得孔隙水作為脫離體分析其受力，在此脫離體上作用的外力有: 丫 3 h1A（A為試樣截面積）丫 3 h2A;Y 3 ALT由平衡條件:T + YJ12A = 丫恥 +丫沁T%A(h1 +L-h2)由于土骨架對水流的阻力 T與水流對土骨架的滲流力大小相等方向相反所以滲流力J %A(hi +L-h2)單位體積滲流力_丫國代0 +

27、L-h2) _丫們(山 +L-h2)-LALH=H為總水頭差；二=iL2-9 一滲透試驗(yàn)裝置，尺寸如圖2-60所示，處在穩(wěn)定滲流狀態(tài)，粘土重度Y =18.0kN / m3，粗砂重度Y =20.0kN/m3 。(1)(2)判斷一下，如無粗砂層，能否發(fā)生流土？如保證安全系數(shù)為 2，問粗砂層厚度h應(yīng)為多少？并繪出這時土中豎向有效應(yīng)力分布圖。解:55cmJh15cmV40cm粗砂粘土21.水力坡降i=g=115滲透應(yīng)力 j =10.0 X1 = 10.0KM / m3'3粘土有效重力密度 Y =18-10 =8.0d/m所以,會發(fā)生流土 .2.取 K=2.0鑿Y"+8.0x0.15K

28、 = = 210.0X0.15h = 0.18m = 18cm2-10 一常水頭滲透裝置如圖2-61所示，中砂與粉質(zhì)粘土厚度相同，中砂滲透系數(shù)35k, =5x10 cm/s，粉質(zhì)粘土滲透系數(shù) k1 =1x10 cm/s，如果中砂中的水頭損失不予忽略,試分析計(jì)算中砂中的水頭損失AHi與粉質(zhì)粘土的水頭損失 AH2各占全部水頭損失 AH的百分之幾？（提示中砂與粉質(zhì)粘土流量相同，因而滲透速度相同） 解：由于中砂與亞粘土中流量相同，因而滲透速度相同十1ii*2 = K 2 i 2 區(qū)訂1 =iC2i2-Ali2AH2-NKi= KH2©AH 21X10=Z3 0.2%5X10+1勺05X10=

29、Z3 99.8%貳1 +區(qū)25咒10 +仔102- 11某湖水水深2.0m，底面下有4.0m厚淤泥，在自重作用下已經(jīng)變形結(jié)束，現(xiàn)在湖中某一 范圍填土（填粗砂）厚 3.0m，各層土重度如圖2-62所示，試計(jì)算并繪出填土前，填土剛完成 時，填土后時間足夠長（固結(jié)結(jié)束）三種情況下土層總應(yīng)力，孔隙水壓力，有效應(yīng)力分布圖 及填土后瞬時粘土層中超孔隙水壓力分布圖uUeoz(Z應(yīng)力分填土前：用“填土剛完成：用固結(jié)結(jié)束：用“表示”表示”表示有效應(yīng)力的分布圖及粘土層中填土完成后瞬時的超孔隙水壓力分布圖。解：新地面1m 7 新水位Y = 18.5KN/m3 18 518.51m V原水位原地面Y =20KN/m8

30、 510 38 528.5 28.54mY =18KN/m110.57*32uUe(T2-12 一粘土層，厚4m，下為不透水層，地下水與地面齊平。土層在自重作用下已變形結(jié)束， 現(xiàn)在向地面大面積填砂，厚 2m，同時由于附近水庫蓄水，地下水位升1m，各層土重度見圖2-63，試計(jì)算并繪出從新地面算起的全部土層在填土剛完成時（t=0）總應(yīng)力，孔隙水壓力，(T2-13 土層剖面及重度值如圖2-64所示，下層砂中有承壓水,測壓管水位高處出地面1.0m，在粘土層中形成向上的穩(wěn)定滲流，現(xiàn)向地面突加大面積均布荷載P = 25kpa。計(jì)算并繪出剛加載后粘土層中孔隙水壓力分布圖，并將其中由滲流引起的超孔隙水壓 力圖

31、與由荷載引起的超孔隙水壓力圖分別畫出。(1)r20 25滲流引起的超靜水壓力2-14 土層剖面及重度值如圖2-65所示，地下水位在地面下3m處，土層在自重作用下已變形結(jié)束，由于附近水庫蓄水使地下水位上升2m ,水位變化段重度值由19kN /m變?yōu)?20kN /m3，試計(jì)算并繪出水位上升前、水位上升剛完成時，水位上升后時間足夠長三種情況下全土層的總應(yīng)力、孔隙水壓力、有效應(yīng)力分布圖，并單獨(dú)繪出水位上升剛完成時粘土層中 的超孔隙水壓力分布圖。解：應(yīng)力分布圖1m地面 丫 = 19KN/m 319192m1m砂 丫 = (19-20)KN/m 33Y = 20KN/m203m粘 Y = 17KN/m 3

32、土(T7779128130水位：上升前：用“ 水位：上升剛完成：用“一 水位：上升時間足夠長后：用“1230104060單位：kPa”表示”表示”表示CC g-7j j j r-1849.67_7088d'Ue2-15常水頭滲透試驗(yàn)裝置如圖2-66所示，試?yán)L出試驗(yàn)裝置中計(jì)算粘土土樣中的水力坡降i （試驗(yàn)前裝置已全部充分飽和）解：/A，B間的孔隙水壓力分布圖,單位：cm砂土中沒有水頭損失空二空g “33L152-16計(jì)算如圖2-67所示常水頭試驗(yàn)裝置中 A點(diǎn)的孔隙水壓力值以及土樣中的水力坡降 解：過A的水平面上，土樣受的孔隙水壓力如圖i。A土樣10104040204095孔隙水壓力（單位

33、：kPa）（過 A的水平面上）e0- ei ）與Si間存水J60土/s=1FHVHo初始狀態(tài)HVS1e0-e1He0水e1土V=1某級荷載作用下變形穩(wěn)定單位：cm10/. Ua =5 + x（9 -5） =6（KP）40-40彳L 403- 1證明在無側(cè)限壓縮試驗(yàn)中，孔隙比與試樣高度相對于初始值的變化量（ 在下述關(guān)系式中H0試樣初始高度；S1-在某級荷載作用下的壓縮量；e0試樣初始孔隙比；e1在某級荷載作用下變形穩(wěn)定后的空隙比。證明：在無側(cè)限壓縮試驗(yàn)中：在某級荷載變形穩(wěn)定以后的應(yīng)變=e0 -e,1 +e0設(shè)試樣斷面積為ASiH01 +e0證畢p/MPa0.050.10.20.30.4S/mm1

34、.22.153.113.623.98(1)3-2 一飽和粘土試樣，初始高度級數(shù)加載，并測得各級荷載作用下變形穩(wěn)定后試樣相對于初始高度的壓縮量H0=2cm,初始孔隙比e0=1.310,放在側(cè)限壓縮儀中按下表所示 S如下表：試在e-p坐標(biāo)上繪出壓縮曲線； 確定壓縮系數(shù) 確定壓縮模量31-2,并判別該土壓縮性高低； Es1-2及體積壓縮系數(shù)mv1-2。解:1.利用公式Sie0 - eiH 01 + e。e =e0 (1 +00)色H 0可解得H 0 =2cmq =1.310Pi(M pa)0.050.10.20.30.4e1.1711.0620.9510.8920.850繪e p曲線如圖:1.41.

35、21.00.800.10.20.30.4p(Mpa)2. 壓縮系數(shù):1-2=6 -e2 J.062 -O.951 =1.1側(cè)pa >0亦Pa，P 2 P10.2 0.1屬高壓縮性土3.壓縮模量：Es1 _21 +eo=骨=2.加翼體積壓縮系數(shù):M v1 _2Es1工=0.481MPa2.08p/MPa00.0020.0040.0080.0150.0250.050.100.200.40e1.5771.5681.5651.5501.5201.4601.3001.1250.9500.775(1)(2)3-3從海底取出一原狀軟粘土試樣，室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)測得各級荷載下固結(jié)穩(wěn)定后的孔隙比如 下表：解

36、：1.試在elogP坐標(biāo)上繪出試驗(yàn)曲線。并采用圖解法確定先期固結(jié)壓力Pc。如果算得該土樣所在位置的自重應(yīng)力ocz=400k Pa,試判斷該土樣在天然地基中的固結(jié)狀態(tài)。繪elogp曲線如在曲線上找出曲率半徑最小點(diǎn)A,過A做水平線。再過 A點(diǎn)做切線，做水平線與切線的角平分線，做elogP直線部分的延長線交角平分線=40 <1欠固結(jié)Pc =0.024 MP a =24k Pa 2.計(jì)算超固結(jié)比OCR=理%或 Pc = 24kPa u bsz =400kPa3-4 土層剖面，重度值如圖 3-34所示，現(xiàn)從粘土層中點(diǎn)取出一土樣，室內(nèi)壓縮，膨脹，再壓縮 試驗(yàn)結(jié)果如下表：p/MPa00.0050.01

37、0.020.040.070.100.200.070.200.400.801.5e0.8110.7960.790.780.7640.740.710.6410.6470.6390.5600.4720.400Pg(1) 試在elogp坐標(biāo)上繪出試驗(yàn)曲線。并采用圖解法確定先期固結(jié)壓力(2) 判別該土樣在天然地基中的固結(jié)狀態(tài)。(3) 作出現(xiàn)場壓縮曲線，并確定壓縮指數(shù)Cc及回彈指數(shù)Cs.解：1.繪試驗(yàn)曲線如圖eP c=0.0870.11.0Igp (M pa)利用卡薩格蘭德方00確定P c=87k0a1J =2 2=9、3 + 9.5X 1.5 = 41.25kPa2.自重應(yīng)力：PC =87kPa A b

38、sz = 41.25kPa是超固結(jié)狀態(tài)3. 依現(xiàn)場壓縮曲線超固結(jié)土，在天然條件下，其膨脹過程已經(jīng)完成，豎向有效應(yīng)力為自重應(yīng)力，點(diǎn)(eo,廟為現(xiàn)場壓縮曲線上一點(diǎn)A.由A點(diǎn)作一平行膨脹再壓縮曲線的直線交p=Pc豎直線上一ei -e2點(diǎn)B。最后在室內(nèi)試驗(yàn)的曲線上找出對應(yīng)0.42e的點(diǎn)C,則折線ABC即為現(xiàn)場壓縮曲線。壓縮指數(shù) Cc = = 0.73 0.42 - 0.31lg P2 Tg P1lg1.5Tg 0.15即為BC的斜率回彈指數(shù)Cs = e1 e2lg p 2 lg P1O.647"640=0.0154lg 0.2 -lg 0.07已通過室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)確定其現(xiàn)場壓縮曲線，P1=

39、0.1MPa 時 e1=1.160, p2=0.2 MPa 時 e2=1.080.若粘土層中 Mq=0.13MPa后，某時刻測得e為若干？(加載前，土層為正常固結(jié))現(xiàn)已知 點(diǎn)的原有有 M點(diǎn)的超孔即為AB的斜率3-5由一飽和粘土層中取一原狀試樣， 該曲線主枝上兩點(diǎn)： 效應(yīng)力樂0=0.12MPa,向土層表面施加大面積均布荷載 隙水壓力Uc=0.06 MP a,問這時M點(diǎn)的孔隙比解：根據(jù)已知條件求得壓縮指數(shù)1.161.08:0.10.12 0.2 Igpei -e21.16-1.08=0.2658 lg P2-9 P1lg0.2-lg0.1利用有效應(yīng)力原理：d z=q=0.13Mpa某時刻:3-6某

40、一正常固結(jié)飽和粘土層內(nèi)一點(diǎn)取樣，測得比重 %，塑限(1)(2)(3)解:2.69 32.69 3P =V解得M _ 2.69(1 代)721+2.69 3 = 50.1%e=1.3482.69Vs=1=1.33843-2211 =1.338 >1.0為流動狀態(tài)比=006MPabzUe =0.130.06 =0.07MPalg p -lg pi.2 =e(c(lgp3 -Ig P) =e £©(%+耳)Igp =1.160.2658lg(0.12+0.07)lgQ1 =1.0883Gs=2.69,密度 尸1.72g/cm ,液限 wl=43 Wp=22%先期固結(jié)壓力 p

41、c=0.03MPa,壓縮指數(shù) Cc=0.650 o試確定該試樣的液性指數(shù)，并判別其稠度狀態(tài)；在elogp坐標(biāo)上繪出現(xiàn)場壓縮曲線；如在該土層表面施加大面積均布荷載P=100kPa并固結(jié)穩(wěn)定，問該點(diǎn)土的液性指數(shù)變?yōu)槎嗌?？并判別這時的稠度狀態(tài)1.由三相圖(飽和土僅二相)2.因?yàn)檎９探Y(jié)土，則(pc,e)應(yīng)為現(xiàn)場壓縮曲線上的一點(diǎn) APi=0.13則ei可由Cc求得Cc =lg p1 lg pc6 =e Cc(lg p4 -Ig pc) =1.348 0.65X(|g 0.1 -Ig 0.03) =1.008( 0.1, 1.008)亦為現(xiàn)場壓縮曲線上一點(diǎn) B,AB即為現(xiàn)場壓縮曲線。3.若 Pc =10

42、0kPa =0.1MPae -e2=0.65e2lg P2 -lg Pc= e-0.65(lg p2 -lg pc )= 1.348-0.65lg( 0.1 +0.03) -Ig 0.03 = 0.934e20934 =0.347 = 34.7%2.69±42=0.605-©P43-220.25 p I|2= 0.605 <0.75M0為可塑狀態(tài)3-7把一個原狀粘土試樣切入壓縮環(huán)刀中，使其在原自重應(yīng)力下預(yù)壓穩(wěn)定，測得試樣高度為1.99cm，然后施加豎向應(yīng)力增量 z=0.1MPa，固結(jié)穩(wěn)定后測得相應(yīng)的豎向變形 S=1.25mm,側(cè) 向應(yīng)力增量 x=0.048MPa,求土

43、的壓縮模量 Es、靜止側(cè)壓力系數(shù) K。、變形模量E、側(cè)膨脹系數(shù) u。1 25125 = 0.0628EsK0名z0.0628X 0.0480.1Sy0.1=1.592 MPa= 0.48141+K0盤0.324由虎克定理 ("x +iC'y)19.9 E =竺丄3x +icry)£z£z0 10 324二-X (0.048+0.048)0.0628 0.0628= 1.097 MPa3-8由一條形基礎(chǔ)，寬10m,作用著均布荷載 p=200kPa,埋深D=2m, 土層很厚，地下水很深，土 的重度r18kN/m3,壓縮試驗(yàn)結(jié)果如下表：p/kPa01002003

44、00400500e0.9000.8160.7630.7230.6950.672試用單向分層總和法計(jì)算基礎(chǔ)中點(diǎn)的沉降。解 ：1.基底附加壓力Po=p-YD =200 -18x2 =164 KPa2.計(jì)算地基土的自重應(yīng)力CTsihi(從地面算起) 見圖3.計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)下附加應(yīng)力分布基底下 深度ZZ/B基底附加壓力P0 =164K PaX/B=5/10=0.5KSZ001.000164.010.10.997163.520.20.978160.440.40.881144.560.60.756124.080.80.642105.3101.00.54990.0121.20.47878.4141.40.4

45、2068.9161.60.38262.64. 確定壓縮層厚度0.2crs =0.2%324 =64.8 KP>crz取壓縮層厚度Zn =16m5.分層計(jì)算沉降量見下表72'6v "' '472- 10 144.5計(jì)嚴(yán)1-：2470105.3 囂；6TO.0252 .78.4 =88 一柿8324 - -62p/kPa050100150200250300e0.840.730.6730.6350.6150.5850.5803-9某路堤斷面如圖3-35所示，地基土由厚度為12m的粘土層和下面的密實(shí)中砂層組成，粘土層的重度 Y21kN/m 3，地下水位位于地表面處，壓縮試驗(yàn)結(jié)果如下表：試求路堤中心點(diǎn) C的最終沉降量。解:1.基底壓力分布：是柔性路堤基底壓力分布同路堤為梯形分布分層厚 度(cm)自重應(yīng)力 平均值附加應(yīng)力 平均值最終應(yīng)力 平均值eie2ei -e21+eiSj (cm)20054162.2216.20.8510.7540.05210.420090152.5242.50.8230.7410.0459.0200126134.3260.30.8000.7350.0367.2200162114.7276.70.7770.7290.0275.420019897.7295.70.7600.7210.0224.420023484.2318.20.