发布时间 : 星期五 文章土力学习题答案(完整版)更新完毕开始阅读3d8da3d76094dd88d0d233d4b14e852458fb39cb
. 36 72 108 144 180 216 252 288 324 164 160.4 144.5 124.0 105.3 90.0 78.4 68.9 62.6 3-9某路堤断面如图3-35所示，地基土由厚度为12m的粘土层和下面的密实中砂层组成，粘土层的重度γ=21kN/m3，地下水位位于地表面处，压缩试验结果如下表： p/kPa e 0 0.84 50 0.73 100 0.673 150 0.635 200 0.615 250 0.585 300 0.580 试求路堤中心点C的最终沉降量。
解:1.基底压力分布: ∵是柔性路堤 ∴基底压力分布同路堤为梯形分布 p??h?21?6?126 KPa
2.计算自重应力: 土的重度用?,计算公式 ?s??h,具体计算见图表.
3.计算地基下中心点的附加应力: p0?p,因此分为两个三角形和一个均布荷载进
行计算,然后迭加,见下表:
左三角pT?126KPa 右三角pT?126KPa ' 均布 p?126KPa 基底 下深 度Z X/B?3/6 (cm) Z/B?0.5 Z/B分层厚 自重应力度(cm) 平均值 200 200 200 200 200 200 200 200 54 90 126 162 198 234 270 306 附加应力平均值 162.2 152.5 134.3 114.7 97.7 84.2 73.7 65.8 ?Z 与左三(KPa) 角对称 X/B?15/12 ?1.25 e1 0.851 0.823 0.800 0.777 0.760 0.746 0.731 0.720 Z/Be2 最终应力平均值 216.2 242.5 260.3 276.7 295.7 318.2 343.7 371.8 e1?e2Si(cm) 1?e10.052 0.045 0.036 0.027 0.022 0.017 0.014 0.012 10.4 9.0 7.2 5.4 4.4 3.4 2.8 2.4 0.754 0.741 0.735 0.729 0.721 0.715 0.706 0.700 合计:S?∑Si?45cm 29 / 60
. 0 240 480 720 960 1200 0 KS 1.0 ?ZS 126.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 KT 0 0.05 0.137 0.177 0.188 0.186 0.184 ?ZT 0 6.3 17.26 22.3 23.69 23.44 23.18 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.92 1.0 ?ZT 0 6.3 17.26 22.3 23.69 23.44 23.18 126.0 123.6 115.4 104.8 95.5 89.5 85.0 0.4 0.881 111.0 0.8 0.642 80.9 1.2 0.478 60.2 1.6 0.382 48.1 2.0 1100 1.83 0.338 42.6 0.92 0.306 38.6 1.0
4.压缩层分层: 每层为2.4m,最后一层为1m.
5.绘制e~p曲线,见下图.
e 0.800 0.700 0.600 0.500 0 50 100 200 300 p(kpa)
6.计算沉降量 自重 应力 平均 (cm) (KPa) 值 (1) (2) (3) 分层 厚度自重 应力 附加应力平均值 (4) 最终 应力 (3)?(4) e1 (5) e2 (6) e1?e21?e1 (7) 沉降量 Si (8)=(7)?hi 22.56 13.92 12.48 10.08 4.62 3.00 240 240 240 240 140 100 0 26.4 13.2 124.8 52.8 39.6 139.6 79.2 66.0 110.1 105.6 92.4 100.2 121.0 113.3 92.5 132.0 126.5 87.3 138.0 159.1 176.1 192.6 205.8 213.8 0.805 0.636 0.094 0.721 0.621 0.058 0.700 0.612 0.052 0.675 0.605 0.042 0.654 0.600 0.033 0.646 0.596 0.030 总沉降量 S?∑Si?22.56?13.92?12.48?10.08?4.62?3.00?66.66cm 3-10图3-36中的粘土层，在左面所示的上覆荷载作用下原已固结。右面谷地是冲蚀的结果。
30 / 60
. 已知土性如下表： 粘土 砂土 重度γ/（KN?m） 含水量w/% 18.4 20.8 37% 20% -3固结系数2-1Cv/(cm?s) 2×10 - -4压缩指数Cc 回弹指数Cs 0.20 - 0.03 - (1) 粘土层中点A处的先期固结压力是多少？ (2) 如果所加的荷载使粘土层的垂直压力增加48.8kPa,问沉降量为多少？ (3) 如果前述增加的应力为160kPa,问沉降量为多少？ 解:1)根据题意谷地被冲蚀掉13.70m.
pc?(13.7?4.6)?(20.8?10)?1.5?(18.4?10)?197.64?12.6?210.24KPa
2)??Z?48.8 KPa
?S?4.6?(20.8?10)?1.5?(18.4?10)?62.28 KPa
∴pc??s?210.24?62.28?147.96KPa ???Z?48.8 KPa 回弹再压段.
先求初始孔隙比e0 ww?e0?w e0
wwwwe0?w? ∵w? ∴ws? ws 1 wsww ??wws?ww??V1?e0'e0?w1?e0?we0?w(1?)ww ?1?e01?e0 e0?e2?CSlg?s???z62.28?48.8?0.03lg?0.00754
?s62.28''e0?e2(0.988?e2)?3000.00754?300∴S?h???1.132cm
1?e01?0.9881?0.9883) ??z?160KPa
pc??s?210.24?160?50KPa ???z?160KPa ∴二部分组成
e0?e2?CSlg'pc?s?CClg?s???zpc?0.03lg210.2462.28?160?0.2lg?0.021
62.28210.24'e0?e20.021∴S?h??300?3.13cm
1?e01?0.9883-11 今有两面排水6.0m厚的饱和粘土层，已知固结系数Cv=4.92×10cm/s。当其上施加一大
面积均布荷载p时，试计算经多少天土层压缩量恰为最终压缩量的一半。
31 / 60
-42
. 解: 由St?S11S知固结度U?t?
S22 大面积加载,初始超孔隙水压力图形是矩形
??1,H?3 (两面排水,取土层一半) 查图7-6: TV?0.2
TVH20.2?3002 ∴ t???36585365.85(s)?423.4天?1.16年
CV4.92?10?43-12有一正常固结饱和粘土层，地下水位与地面齐平，土的重度γ=16.2KN/m。向地面施加大
面积均布荷载p=40kPa后，当距地面5m的M点固结度达到60%时，移去荷载P。如果这时从M点取出土样，通过室内侧限压缩试验测定先期固结压力Pc,问Pc值应当是多少？ 解: 一点的固结度可用有效应力增加度来表示 Ui? ∴?zti?Ui?zi?0.6?40?24KPa
∴pc??z??zti?(16.2?10.0)?5?24?55KPa
3-13厚砂层中夹一3.0m厚的饱和粘土层，取出厚8cm的试样在两面排水条件下进行侧限压缩试验，侧得经1h固结度达80%，如向地面施加大面积均布荷载，试求该粘土层固结度达80%时所需的时间。
解: 初始超孔隙水压力分布及排水条件相同、土质相同，而厚度不同的土层要达到相同的固结度,其时间因故Tv相等. TV?3
?zti ?ziCVH12t1?2CVH22t2
2tHH ∴ 1?12 ∴ t2?22t1
t2H2H11502?1?1406.25小时?58.6天 ∴ t2?243-14不透水土层上淤积一层厚4.0m的粘土，为改善其土质，在粘土层上铺一薄层砂，然后施
3
加大面积均布荷载p=60kPa,已知地下水与地面齐平，粘土重度γ=15.8KN/m，固结系数
-52
Cv=9.5×10cm/s，试就下述两种情况计算固结度达到60%所需的时间： （1）加荷前，土层在自重作用下已完成固结；
（2）加荷前，土层处于欠固结状态，假定各点残存超孔隙水压力值为该点自重应力的一半。
?52 解:1)单向排水 H?4.0m U?0.6 Cv?9.5?10cm/s
初始孔压力为矩形 ??1
查图7-6: TV?0.3
32 / 60