關(guān)鍵工程地質(zhì)班李鸞飛

1、第一次作業(yè)9月2日，星期二甲、乙兩土樣日勺顆粒分析成果列于表中，試繪制顆粒級配曲線，并擬定不均勻系數(shù)以及評價級配均勻狀況。粒徑（mm）20.50.250.10.05甲土小于某粒徑的含量（)10075.761.541.326.5乙土小于某粒徑的含量（)1001001009590顆粒級配曲線甲土小于某粒徑的含量（%）乙土小于某粒徑的含量（%）u10.1U.U1土粒粒徑(mm)u.uui第二次作業(yè)9月4日，星期四試比較下列各對土的三相比例指標在諸方面的異同點：Qp與Ps；G3 與 Ss；Qe 與 n; Qpd 與 p；Qp 與 psat。Qp 與 psp表達土的單位體積質(zhì)量稱為土的密度，ps表達土粒

2、單位體積的 質(zhì)量。w與Ssw表達土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，稱為土的含水率，Ss表達 土中水體積與土中孔隙之比，稱為土的飽和度，以百分數(shù)計。e與ne是土中孔隙體積與土粒體積之比，稱土的孔隙比，n是土中孔 隙所占體積與土總體積之比，稱土的孔隙率，以百分數(shù)計。Qpd 與 ppd表達土單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量，稱為土的干密度，p表 達土單位體積中土粒的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差，稱為土的浮 密度。p與psatp表達土的單位體積質(zhì)量稱為土的密度，psa t表達土孔隙中布滿水 時的單位體積質(zhì)量，稱為土的飽和密度。有一飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7的環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g,經(jīng)105C烘干至

3、恒重為61.28g,已知環(huán)刀質(zhì)量 為32.54g, 土粒比重為2.74,試求改土樣的濕密度、含水量、 干密度及孔隙比。（答案：e=1.069）解：已知 V=21.7 cm3, m 總=72.49g, m 恒=61.28g, m 環(huán)=32.54g, ds=2.74 mw+m r=m 總， mw= m 總-m 恒=72.49g-61.28g=11.21gms+ mw=m, m= m 總-m 環(huán)=72.49g-32.54g=39.95g, ms=28.74gV =, V=V+v , d =p/p , m / V =p as w s s w s s s.Ps=2.74 g/cm3,七=10.49 cm

4、3, Vw=11.21 cm3p=m/V=1.84, 3= mw/ m x100%s=0.39, pd= ms/V=1.32, e=Vv/V =1.069 s某原土樣的密度為1.85g/cm3,含水量為34%, 土粒相對密度為 2.71，試求該土樣的飽和密度、有效密度和有效重度（答案： p=0.87g/cm3）解：已知 p=1.85g/cm3, 3=34%, ds=2.71psat=他+ Vvpw）/V, p=（ms- Vspw）/V Y=pg設(shè) V=1cm3, m=pV=1.85g3=mw/ msx100%, （m- ms）/ ms=0.34, ms=1.38g ,mw=m- ms=0.47

5、g d =p /p , p =2.71 g/cm3, m / V =p , V =0.51 cm3, V =V- V =0.49 cm3 s s w ss s s sv sPsat=1.87 g/cm3, p,=0.87g/cm某一完全飽和黏性土試樣的含水量為30%，土粒相對密度為 2.73，液限為33%,塑限為17%,試求孔隙比、干密度和飽和密 度，并按塑性指數(shù)和液性指數(shù)分別定出該黏性土的分類名稱和軟 硬狀態(tài)。解：已知 3=30%, ds=2.73, 3l=33%, 3p=17%e= Vv /VS=Vw/ VS(為飽和水)，ps=2.73g/cm3, VS=m/2.73, Vw= mw=0.

6、3ms,則e=0.3 ms/ msX2.73=0.819pd=ms/V=2.73 VS/( VS+0.819 VS)=1.5 g/cm3 psat= (ms+ Vvpw)/V=(2.73 VS+0.819 VJ/ (VJ0.819 VJ=1.95 g/cm3,y?=8.7kN/m3第三次作業(yè)9月9日，星期二某砂土土樣的密度為1.77g/cm3,含水量9.8%, 土粒相對密度 為2.67,烘干后測定最小孔隙比為0.461,最大孔隙比為0.943, 試求孔隙比e和相對密實度Dr，并評估該砂土的密實度。解：已知 p=1.77g/cm3, 3=9.8%, ds=2.67, emin=0.461, em

7、ax=0.943 p=m/v, 3=mw/msX100%, ds=Ps/Pw, Dr= (emax-e)/( emax- emin),貝U p= (0.098m +m ) /(V +V )=1.77 g/cm，m =p V =2.67 V , e= V /VssvSs s SSv S1.16 VS=1.77 Vv, e=0.656, Dr=0.595, 1/3 Dr2/3，屬于中密Ip=33p=0.16，屬于粉質(zhì)黏土IL=(3-3p)/Ip=0.13/0.16=0.8125，屬于軟塑第四次作業(yè)9月11日，星期四某滲入實驗裝置如圖所示。砂I的滲入系數(shù)k =2X10-icm/s；砂 1II的滲入系

8、數(shù)k =1X10-icm/s,砂樣斷面積A=200cm2,試問：2(1)若在砂I與砂II分界面處安裝一測壓管，則測壓管中水面 將升至右端水面以上多高?(2)砂I與砂II界面處的單位滲水量q多大?解：(1)kA(60-h)/L=kAh/L , L= L =40cm, k =2X10-1cm/s, 121222121k=1X10-1cm/s, A=200cm2,2h40cm,則測壓管中水面將升至右端水面以上20cm(2)q=k2A, i2= A h2/L2，則q=20cm3/s定水頭滲入實驗中，已知滲入儀直徑D=75mm,在L=200mm滲流 途徑上的水頭損失h=83mm，在60s時間內(nèi)的滲水量Q

9、=71.6cm3, 求土的滲入系數(shù)。解：已知 D=75mm, L=200mm, h=83mm, Q=71.6cm3, t=60sk=QL/AtAh, A=nD2/4，貝|k=0.065cm/s第五次作業(yè)9月16日，星期二1.如圖為一板樁打入透水層后形成的流網(wǎng)。已知透水層深18.0m, 滲入系數(shù)k=3X10-4m/s，板樁打入土層表面一下9.0m，板樁前后 水深如圖所示。試求： (1)圖中所示a、b、c、d、e各點的孔隙水壓力;(2)地基的單位滲水量。不透水層解：已矢口 Nd=8, Nf=4, Ah=AH/Nd=1, k=3X10-4mm/sua=0XYw=0 kN/m2 ub=9XYw=88.

10、2kN/m2 Uc=(9+9-4X1)Xyw=137.2 kN/m2 ud=1XYw=9.8 kN/m2 ue=0XYw=0 kN/m2q=kAh Nf/ Nd=12X10-7m3/s第六次作業(yè)9月18日，星期四2.某建筑場地的地層分布均勻，第一層雜填土厚1.5m, Y=17kN/m3；第二層雜填土厚 4m，Y=19kN/m3，Gs=2.73,=31%，地下水在 地下2m深處；第三層雜填土厚8m, Y=18.2kN/m3, Gs=2.74, =41%；第三層雜填土厚 3m, Y=19.5kN/m3, Gs=2.72,=27%； 第五層砂巖未鉆穿。試計算各層交界處的豎向自重應(yīng)力。c,并 繪出。c

11、沿深度分布圖。解：已知 h1=1.5m, h=0.5m, h2=4m, h3=8m, h4=3m Y1=17kN/m3, Y2=19kN/m3, Y3=18.2kN/m3, Y4=19.5kN/m3 由 y,=Y (Gs-1) /Gs (1+3)Y2=19X (2.73-1) /2.73X (1+0.31) =9.19kN/m3 Y3=18.2X (2.74-1) /2.74X (1+0.41) =8.2kN/m3 Y4=19.5X (2.72-1) /2.72X (1+0.27) =9.71kN/m3。c1=Y1Xh1=1.5X17=25.5kPa。c水=Y1Xh1+Y2Xh=25.5+19

12、X0.5=35kPa。c2=。c 水+Y2X(h2-h，)=35+9.19X3.5=67.17 kPa。c3=。c2+Y3h3=67.17+8.2X8=132.77 kPa。c4=。c3+Y4h4=132.77+9.71X3=161.9kPa。c 不透水層= c4+Yw(h2-h?+h3+h4)=306.9kPa某構(gòu)建物基本如圖所示，在設(shè)計地面標高處作用有偏心荷載680kN，作用位置距中心線1.31m，基本埋深為2m，底面尺寸為4mX2m。試求基底平均壓力p和邊沿最大壓力pmax,并繪出沿偏 心方向的基底壓力分布圖。解：已知 F=680kN, eF=1.31m, l=4m, b=2m, d=2

13、m, G=YGAd由(F+G)Xe=FX eF, e=F eF/(F+G)=0.819mPmax=(F+G)X(1+6e/l)/A, Pmin=(F+G)牛i 中teeokN設(shè)計地面_u_-.Vpm.n0,A浮現(xiàn)拉應(yīng)力_J_/Pmax=2 (F+G) /3b (l/2-e) =301kPa P盧特血4mP 平均=Pma/2=150.5kPa1200kNy + O.OOHr 1Luo博第七次作業(yè)9月23日，星期二某矩形基本的底面尺寸為4mX2.4m，設(shè)計地面下埋深為1.2m（高于天然地面0.2m）,設(shè)計地面以上的荷載為1200kN,基底標 高處原有土的加權(quán)平均重度為18kN/m3。試求基底水平面

14、1點及 2點下各3.6m深度M1點及M2點處的地基附加應(yīng)力 值。解：已知 A=9.6m2, d=1.2m, h=1m, F=1200kN,Y18kN/m3 P=(F+G)/A=149kPa , P=P- Y h=131kPa mM 點：l=2.4m, b=2m, l/b=1.2, 1z/b=1.8查表得a c=0.108。zM0.108*131*2=28.31kPaM2點:做延長線后提成2大塊， 2小塊l=6m， b=2m， l/b=3大塊 z/b=1.8,ac=0.143l=3.6m, b=2m, l/b=1.8小塊 z/b=1.8,a=0.129則。=2q P=2(0.143-0.129)

15、*131=3.7kPa某條形基本的寬度為2m,在梯形分布的條形荷載（基底附加 壓力）下，邊沿（Po）max=200kPa, （P0） min=100kPa,試求基底 寬度中點下和邊沿兩點下各3m及6m深度處值得七值。解：已知（P0）max=200kPa,（P0）min=100kPa, b=2mP = （200+100） /2=150kPa平均中點下3m處：x=0m, z=3m, x/b=0, z/b=1.5，查表 =0.396。z=0.396*150=59.4kPa6m處：x=0m, z=6m, x/b=0, z/b=3,查表 =0.208。z=0.208*150=31.2kPa邊沿處梯形分布

16、的條形荷載看作是矩形和三角形的疊加荷載3m處：矩形分布的條形荷載x/b=0.5, z/b=1.5，查表a c=0.334。z=0.334*100=33.4kPa三角形分布的條形荷載l/b=10, z/b=1.5，查表a廣0.0734,a *=0.0938。z1一角形=7.34kPa七2一 角形=9.38kPa因此，邊沿左右兩側(cè)的z為。z1=33.4+7.34=40.74kPa。z2=33.4+9.38=42.78kPa6m處：矩形分布的條形荷載x/b=0.5, z/b=3，查表a c=0.198。z=0.198*100=19.8kPa三角形分布的條形荷載l/b=10, z/b=3,查表a“二0

17、.0476, at2=0.0511。z1三角形=4.76kPa氣2一 角形=5.11kPa因此，邊沿左右兩側(cè)的z為。z1=19.8+4.76=24.56kPa。/19.8+5.11=24.91kPa第八次作業(yè)9月27日，星期六1.通過現(xiàn)場載荷實驗可以得到哪些土的力學(xué)性質(zhì)指標?答：可以同步測定地基承載力和土的變形模量。2.室內(nèi)固結(jié)實驗和現(xiàn)場載荷實驗都不能測定土的彈性模量，為什 么？答：土的彈性模量是指土體在側(cè)限條件下瞬時壓縮的應(yīng)力應(yīng)變模 量，它的變形涉及了可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的殘存變形兩 部分。而室內(nèi)固結(jié)實驗和現(xiàn)場載荷實驗都不能提供瞬時荷載，它 得到的壓縮模量和變形模量涉及殘存變形在內(nèi)的，

18、和彈性模量有 主線區(qū)別。試從基本概念、計算公式及合用條件等方面比較壓縮模量、變 形模量與彈性模量，它們與材料力學(xué)中的楊氏模量有什么區(qū)別？ 答：土的壓縮模量：是土在側(cè)限條件下的豎向附加應(yīng)力與豎向應(yīng) 變之比值，土的壓縮模量是通過土的室內(nèi)壓縮實驗得到的。土的變形模量：土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，土的 變形模量時現(xiàn)場原位實驗得到的土的壓縮模量和變形模量理論 上是可以換算的，但影響因素較多不能精確反映她們之間的實際 關(guān)系。土的彈性模量：土體在無側(cè)限條件下瞬時壓縮的應(yīng)力應(yīng)變模量。 土的彈性模量由室內(nèi)三軸壓縮實驗擬定。應(yīng)力歷史對土的壓縮性有何影響？如何考慮？答：天然土層在歷史中受過最大固結(jié)壓力，根據(jù)歷史可將土層分 為正常固結(jié)土、超固結(jié)土和欠固結(jié)土，在研究沉積土層的應(yīng)力歷 史時，一般先將先期固結(jié)壓力與既有覆蓋土重比值定義為超固結(jié) 比，當荷載卸除后要考慮土體的回彈。某工程鉆孔3號土樣3-1粉質(zhì)粘土和土樣3-2淤泥質(zhì)粘土的壓 縮