土力學(xué)習(xí)題課

1、習(xí)習(xí) 題題 選選 講講土力學(xué)土力學(xué)1. 某原狀土樣處于飽和狀態(tài)，測(cè)到其含水量某原狀土樣處于飽和狀態(tài)，測(cè)到其含水量32.45%32.45%，密度，密度1.8t/m1.8t/m3 3，濕土粒濕土粒相對(duì)密度為相對(duì)密度為2.652.65，土的，土的液限為液限為36.4%36.4%，塑限為塑限為18.918.9。試求：試求：（1 1）該土的名稱和狀態(tài)（）該土的名稱和狀態(tài)（2 2）若將土樣壓密使其干密度達(dá)到）若將土樣壓密使其干密度達(dá)到1.58t/m1.58t/m3 3，此時(shí)孔隙比減少多少？此時(shí)孔隙比減少多少？ 5 .17plpWWI77. 0plplWWWWI該土樣處于軟塑狀態(tài)該土樣處于軟塑狀態(tài)（1 1）

2、1固體氣體水sswwswe解解95. 01)1 (wsWde68. 01dwsde（2 2）27. 0eee1固體氣體水sswwswe2. 某飽和粘土試樣的相對(duì)密度為某飽和粘土試樣的相對(duì)密度為2.682.68，試樣初始高度為，試樣初始高度為2cm2cm，面積為，面積為30cm30cm2 2。在壓縮儀上做完試驗(yàn)后，取出試樣稱重為。在壓縮儀上做完試驗(yàn)后，取出試樣稱重為109.44g109.44g，烘干后重，烘干后重88.44g88.44g。試求。試求：（：（1 1）試樣的壓縮量是多少？（）試樣的壓縮量是多少？（2 2）壓縮前后試樣的孔）壓縮前后試樣的孔隙比改變了多少？（隙比改變了多少？（3 3）壓

3、縮前后試樣重度改變了多少？）壓縮前后試樣重度改變了多少？試樣壓縮前：試樣壓縮后：3. 某滲透試驗(yàn)裝置如圖，土樣某滲透試驗(yàn)裝置如圖，土樣1 1的滲透系數(shù)的滲透系數(shù) k k1 1=2=2 1010-1-1 cm/s cm/s，土粒比，土粒比重重d ds1s1=2.72=2.72，孔隙比，孔隙比e e1 1=0.85=0.85 ，土樣，土樣2 2的滲透系數(shù)的滲透系數(shù) k k2 2=1=1 1010-1-1 cm/s cm/s，土，土粒比重粒比重d ds2s2=2.72=2.72，孔隙比，孔隙比e e2 2=0.85=0.85，土樣橫斷面積，土樣橫斷面積A=200cmA=200cm2 2。 求：求：（

4、1 1）圖示水位保持恒定時(shí)，滲透）圖示水位保持恒定時(shí)，滲透流量流量Q Q多大多大? ? （2 2）若右側(cè)水位恒定，左側(cè)水位面逐漸升高，升高高度達(dá)到多少）若右側(cè)水位恒定，左側(cè)水位面逐漸升高，升高高度達(dá)到多少時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)流土流土現(xiàn)象？現(xiàn)象？30cm20cm30cm 130cm 2cmhh3021222111lhklhkcmh101cmh202scmAlhkkiAQ/3 .133222（1）30cm20cm30cm 130cm 2解解（2）hhh21222111lhklhkhh311hh322113lhi2232lhi3111/3 . 911mkNedws3222/6 . 911mkNedws土

5、樣土樣1 1，土樣，土樣2 2水力坡降及浮重度分別為水力坡降及浮重度分別為30cm20cm30cm 130cm 2若僅土樣若僅土樣1 1發(fā)生流土破壞，則發(fā)生流土破壞，則若僅土樣若僅土樣1 1、土樣、土樣2 2整體發(fā)生流土破壞，則整體發(fā)生流土破壞，則1113wwlhiAlAlAhAhAliAliwwww22112211323cmh7 .83cmh7 .56二者中取小值，得二者中取小值，得cmh7 .564 4 圖為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深圖為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深18m18m，滲，滲透系數(shù)透系數(shù)k k=5=51010-4-4 mm/s mm/s，板樁

6、打入土層表面以下，板樁打入土層表面以下9.0m9.0m，板樁前后水深如，板樁前后水深如圖所示。試求：（圖所示。試求：（1 1）圖中所示）圖中所示a a、b b、c c、d d、e e各點(diǎn)的孔隙水壓力；（各點(diǎn)的孔隙水壓力；（2 2）地基的單寬流量。地基的單寬流量。 9.0m9.0m1.0m18.0mabcde板樁墻（1 1）根據(jù)圖上的流網(wǎng)可知，每一等勢(shì)線間隔的水頭降落。）根據(jù)圖上的流網(wǎng)可知，每一等勢(shì)線間隔的水頭降落。9.0m9.0m1.0m18.0mabcde板樁墻解解mh0 . 18199.0m9.0m1.0m18.0mabcde板樁墻列表計(jì)算列表計(jì)算a a、b b、c c、d d、e e各點(diǎn)

7、的孔隙水壓力如下（各點(diǎn)的孔隙水壓力如下（w w=9.8kN/m=9.8kN/m3 3）位置位置位置水頭位置水頭z(m)z(m)測(cè)管水頭測(cè)管水頭h(m)h(m)壓力水頭壓力水頭h hu u(m)(m)孔隙水壓力孔隙水壓力u(kN/mu(kN/m2 2) )a27.027.000b18.027.09.088.2c9.023.014.0137.2d18.019.01.09.8e19.019.000（2 2）地基的單寬流量：）地基的單寬流量： qqM qM hk 此處此處 M=4，h=1.0m，k=510-7 m/s 代入得代入得 7724 1 5 1020 10 m /sq 9.0m9.0m1.0m

8、18.0mabcde板樁墻5 56. 某飽和粘土層厚度為某飽和粘土層厚度為10m10m，壓縮模量壓縮模量Es=30kg/cm2Es=30kg/cm2，滲透系數(shù)，滲透系數(shù)k = k = 1010-6-6 cm/s cm/s，在大面積荷載在大面積荷載P P0 0 = 100kPa= 100kPa作用下，按粘土層在作用下，按粘土層在單面單面排水排水和和雙面雙面排水條件下分別求：加荷載一年時(shí)的沉降量。排水條件下分別求：加荷載一年時(shí)的沉降量。 最終固結(jié)沉降量cmHEssz33.331000301amkECs/608.942wv固結(jié)系數(shù)解解94608. 02vvHtCT%15.928142t2vTeUcm

9、SUStt71.30時(shí)間因素固結(jié)度7 有一深厚粘質(zhì)粉土層，地下水位在地表處，飽和重度有一深厚粘質(zhì)粉土層，地下水位在地表處，飽和重度 satsat=18 =18 kN/mkN/m3 3，由于工程需要，大面積降低地下水位，由于工程需要，大面積降低地下水位3m3m，降水區(qū)重度變?yōu)?，降水區(qū)重度變?yōu)?7kN/m17kN/m3 3，孔隙比與應(yīng)力之間的關(guān)系為，孔隙比與應(yīng)力之間的關(guān)系為 ，試求降水區(qū)試求降水區(qū)土層沉降量及地面下土層沉降量及地面下3 35m5m厚土層沉降量是多少？厚土層沉降量是多少？1.250.00125ep以地下1.5m處單元應(yīng)力變化為基準(zhǔn) 降水前1(18 10) 1.512pkPa11.25

10、0.00125 121.235e 降水后217 1.522.5pkPa0.00125 (22.5 12)0.0131e 10.01313001.76(1)1 1.235eSHcme解解以地下4m處為基準(zhǔn)，計(jì)算35m壓縮量1(18 10) 432pkPa11.250.00125 321.21e 217 38 159pkPa 21.250.00125 591.176e 121()1.21 1.1762003.0511 1.21eeSHcme解解89. 對(duì)一飽和原狀土樣進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，破壞時(shí)測(cè)得對(duì)一飽和原狀土樣進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，破壞時(shí)測(cè)得 3 3200kPa200kPa， 1 1 3 3 40

11、0kPa400kPa，孔隙水壓力，孔隙水壓力u u100kPa100kPa，試樣破裂面與水平面夾角，試樣破裂面與水平面夾角為為5858o o，求：孔壓系數(shù)，求：孔壓系數(shù)A A；有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)。；有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)。25. 031uAkPa6001kPau50011kPau10033(1)(2)解解oo58245fo26)245(2)245(oo231tgCtgkPaC2 .76(2)10. 正常固結(jié)飽和粘土試樣，在正常固結(jié)飽和粘土試樣，在圍壓圍壓100kPa100kPa下固結(jié)下固結(jié)、孔壓消散后，關(guān)、孔壓消散后，關(guān)閉排水閥門，先增加閉排水閥門，先增加圍壓至圍壓至300kPa300kPa，然后在垂

12、直方向加載到試樣破壞，然后在垂直方向加載到試樣破壞，試樣破壞前孔壓系數(shù)試樣破壞前孔壓系數(shù)A A不變（不變（A=0.5A=0.5）。若已知正常固結(jié)飽和粘土有效）。若已知正常固結(jié)飽和粘土有效內(nèi)摩擦角為內(nèi)摩擦角為3030o o，計(jì)算試樣破壞時(shí)的垂直偏差應(yīng)力值及該土樣不排水剪，計(jì)算試樣破壞時(shí)的垂直偏差應(yīng)力值及該土樣不排水剪強(qiáng)度強(qiáng)度CuCu值。值。 根據(jù)已知條件根據(jù)已知條件 kPa3003kPa2003由極限平衡條件得由極限平衡條件得 utgo3900)2/45(231uuu2800100)3900(1解解解得解得 kPa250ukPa400290011uukPa50)(2131uCuuu2600300

13、)3900(31f錯(cuò)誤錯(cuò)誤 根據(jù)孔壓公式根據(jù)孔壓公式)2002800(5 . 0200)(313uAu續(xù)續(xù)6 6 在上述相同條件下，如果先增加在上述相同條件下，如果先增加圍壓至圍壓至400kPa400kPa，計(jì)算試樣破壞，計(jì)算試樣破壞時(shí)的垂直偏差應(yīng)力值及該土樣不排水剪強(qiáng)度時(shí)的垂直偏差應(yīng)力值及該土樣不排水剪強(qiáng)度CuCu值。值。 根據(jù)已知條件根據(jù)已知條件 kPa4003kPa3003由極限平衡條件得由極限平衡條件得 utgo31200)2/45(231uuu21100100)31200(1根據(jù)孔壓公式根據(jù)孔壓公式)30021100( 5 . 0300)(313uAu解得解得 kPa350u解解kP

14、a5002120011uukPa50)(2131uC根據(jù)已知條件根據(jù)已知條件 kPa3003kPa1003由極限平衡條件得由極限平衡條件得 utgo3900)2/45(231uuu2700200)3900(1根據(jù)孔壓公式根據(jù)孔壓公式)1002700(5 . 0100)(313uAu解解（2）如果該正常固結(jié)飽和粘土在圍壓如果該正常固結(jié)飽和粘土在圍壓 3 3200kPa200kPa下固結(jié)，關(guān)閉試樣排下固結(jié)，關(guān)閉試樣排水閥門，進(jìn)行三軸不排水剪切時(shí)水閥門，進(jìn)行三軸不排水剪切時(shí) 3 3 300kPa300kPa，其余條件不變，計(jì)算試，其余條件不變，計(jì)算試樣破壞時(shí)相應(yīng)的樣破壞時(shí)相應(yīng)的 1 及及CuuCuu

15、值。值。解得 kPa200ukPa500290011uukPa100)(2131uC解解 解解 11 12 解解 13. 有三個(gè)飽和粘土試樣，有三個(gè)飽和粘土試樣， 都在都在 3 370kPa70kPa下固結(jié)，然后在不排水下固結(jié)，然后在不排水條件下增加軸向壓力使其破壞，若土樣的孔壓系數(shù)條件下增加軸向壓力使其破壞，若土樣的孔壓系數(shù)A A分別為分別為0 0，0.50.5，1.01.0，破壞時(shí)的軸向壓力相同，試問破壞時(shí)的強(qiáng)度哪個(gè)最大？假定，破壞時(shí)的軸向壓力相同，試問破壞時(shí)的強(qiáng)度哪個(gè)最大？假定c=0c=0，土樣，土樣有何差異？有何差異？14. 某擋土墻墻高某擋土墻墻高 h=6mh=6m，墻背直立、光滑，

16、填土面水平，填土的，墻背直立、光滑，填土面水平，填土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=10kPac=10kPa， 2222o o，填土的重度，填土的重度 18kN/m18kN/m3 3，分別求主，分別求主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)位置。動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)位置。kPatgCtgha6 .35)245(2)245(oo2mKcza65. 120墻底處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度墻底處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度臨界深度臨界深度（1 1）主動(dòng)土壓力）主動(dòng)土壓力z0H(+)(-) H Ka2c Ka1/2解解 mkNzhEaa/43.77)(210mzhza45. 1)(310主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)

17、距墻底距離主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底距離（1 1）主動(dòng)土壓力）主動(dòng)土壓力z0H(+)(-) H Ka2c Ka1/2kPatgCtgha7 .29)245(2)245(oo2mkNhEaaa/1 .890)(2101mhzaaaap2 . 2231010墻頂處的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度墻頂處的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底距離被動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底距離（2 2）被動(dòng)土壓力）被動(dòng)土壓力墻底處的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度墻底處的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度kPatgCtgha0 .267)245(2)245(oo2H2cKp1/2 H Ka15. 某超固結(jié)粘土層厚為某超固結(jié)粘土層厚為2m2m，前期固結(jié)壓力為，前期固結(jié)壓力為Pc=300kPaPc=300kPa，原位壓縮，原位壓縮曲線壓縮指數(shù)曲線壓縮指數(shù)Cc=0.5Cc=0.5，回彈指數(shù)，回彈指數(shù)Ce=0.1Ce=0.1，土層所受的平均自重應(yīng)力，土層所受的平均自重應(yīng)力P1=100kPaP1=100kPa，e0=0.70e0=0.70。求下列情況下該粘土的最終壓縮量。求下列情況下該粘土的最終壓縮