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1、练习1 绘出土的三相草图并写出九个物理性质指标定义式。,=mg/V=g,练习2 某住宅工程地质勘察中取原状土做试验。用天平称50cm3湿土质量为95.15g，烘干后质量为75.05g，土粒比重为2.67。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙度以及饱和度。,【解】,练习6 直径10.0cm，高度15.0cm的砂质土，以10.0cm的水头差进行了常水头渗透试验。测得1分钟的流量为120cm3。 试计算平均流速v（cm/s），水力坡降i，土的渗透系数（cm/s）。 设土的孔隙比为0.5，则实际流速vv是多少？,【解】,判断下列自重应力分布是否正确?,改正,改正,练习8,练
2、习9 某教学大楼工程地质勘察结果：地表为素填土， ，厚度 ；第二层为粉土， ，厚度 ；第三层为中砂， ，厚度 ；第四层为强风化岩石。地下水位埋深1.50m。 试计算至基岩顶面处土的自重应力并绘出其沿深度的分布图。 若第四层为坚硬整体岩石，计算至基岩顶面处土的自重应力并绘出其沿深度的分布图。,自重应力计算步骤：,地下水位以上,地下水位以下,不透水层层面及其以下,不透水层层面应力有突变，大小等于 。,2. 计算特征点自重应力（每层土两点：顶面和底面）,1. 分析题意，建立坐标系，确定特征点,特征点为：分层界面，地下水位面。,起算点自天然地面始；,3. 绘自重应力分布图,自重应力随深度而增加，其图形
3、为折线形。,【解】,1. 绘出剖面图、建立坐标系、确定特征点如图所示。,0,2. 计算特征点自重应力。,至基岩顶面处土的自重应力及其沿深度的分布图如图所示。,0,27.0,61.56,79.56,自重应力及其沿深度的分布图,若第四层为坚硬整体岩石，则第三层土底面处的自重应力为：,基岩顶面处的自重应力需加上水的自重：,至基岩顶面处土的自重应力及其沿深度的分布图如图所示。,或地下水位下使用饱和容重：,27.0,61.56,79.56,132.48,0,27.0,61.56,79.56,自重应力及其沿深度的分布图,透水层,27.0,61.56,79.56,132.48,不透水层,练习10 如图所示，
4、1）试计算从地面至11.5m深度处的自重应力cz并绘出其沿深度的分布图；2）试计算甲基础的基底接触压力p；3）试计算甲基础的基底附加压力p0；4）试计算由甲基础基底附加压力p0引起的甲基础的基底中心点下，0m，2，4，6，8，10m各深度处的竖向附加应力z，并绘出其沿深度的分布图； 5）试计算由乙基础基底附加压力p0引起的甲基础的基底中心点下，0m，2，4，6，8，10m各深度处的竖向附加应力z，并绘出其沿深度的分布图。 设基础与回填土的平均容重G=20kN/m3。,土层 容重 深度 厚度 特征点cz,kN/m3 m m kN/m2,18.018.218.7,粉土 粉质粘土,3.66.011.
5、5,1.5,甲,乙,乙,F=1940kN F F,0246810,5.0,4.0,6.0,2.0,2.0,2.0,图中单位：m,o,乙,乙,基础底面,甲,土层 容重 深度 厚度 特征点cz,kN/m3 m m kN/m2,18.018.218.7,粉土 粉质粘土,3.66.011.5,5.0,2.5,4.0,2.5,8.0,4.0,2.0,2.0,图中未标单位为m或kPa,o,a,b,c,d,e,f,g,3.62.45.5,64.885.0134.0,甲基础引起的附加应力,1.5,甲,乙,乙,F=1940kN F F,0246810,100,74.8,38.8,甲、乙基础引起的附加应力之和,乙
6、基础引起的附加应力,2)计算甲基础的基底接触压力p。,3)计算甲基础的基底附加压力p0。,练习11 如图所示，天然土层有两层，第一层为细砂层，第二层为粘土层。地下水位在地表下1.0m处。试根据粘土层的压缩试验资料分别计算下列两种情况引起的粘土层的最终沉降量。1）如果地下水位突然下降2.0m，至粘土层顶面。2）如果地下水位不变，在地表上填筑容重为=18.0kN/m3，厚度为3.5m的填土。,岩层,细砂层,粘土层,粘土侧限压缩试验资料,【解】1）计算地下水位下降引起的最终沉降量。,水位下降前的自重应力及其分布,水位下降后的自重应力及其分布,水位下降前，粘土层内的平均自重应力及相应的孔隙比,水位下降
7、后，粘土层内的平均自重应力及相应的孔隙比,计算水位下降引起的粘土层的最终沉降量,水位下降前的自重应力及其分布,细砂层水位以上砂层：,地表处：,底面处：,注：毛细作用使水位以上细砂层饱和，但忽略毛细作用产生的负压力。,细砂层水位以下砂层：,顶面处：,底面处：,岩层,细砂层,粘土层,1）计算地下水位下降引起的最终沉降量。,水位下降前的自重应力及其分布,粘土层：,顶面处：,底面处：,1）计算地下水位下降引起的最终沉降量。,岩层,细砂层,粘土层,水位下降后的自重应力及其分布,细砂层：,地表处：,底面处：,粘土层：,顶面处：,底面处：,岩层,细砂层,粘土层,1）计算地下水位下降引起的最终沉降量。,水位下
8、降后的自重应力及其分布,1）计算地下水位下降引起的最终沉降量。,水位下降前，粘土层内的平均自重应力及相应的孔隙比,相当于粘土层顶面增加了一个附加应力：,1）计算地下水位下降引起的最终沉降量。,水位下降后，粘土层内的平均自重应力及相应的孔隙比,或者,1）计算地下水位下降引起的最终沉降量。,计算水位下降引起的粘土层的最终沉降量,如果已知Es，则可直接估算出沉降量,2）计算堆载引起的最终沉降量。,堆载前粘土层内的自重应力及其分布平均自重应力及相应的孔隙比,堆载后，粘土层内的自重应力及其分布,堆载后，粘土层内的平均自重应力及相应的孔隙比,计算堆载引起的粘土层的最终沉降量,填土,2）计算堆载引起的最终沉
9、降量。,堆载前粘土层内的自重应力及其分布平均自重应力及相应的孔隙比,2）计算堆载引起的最终沉降量。,堆载后，粘土层内的自重应力及其分布,填土,相当于在原地基表面增加了一个附加应力,堆载后，粘土层内的平均自重应力及相应的孔隙比,或者,2）计算堆载引起的最终沉降量。,岩层,填土,堆载后,计算堆载引起的粘土层的最终沉降量,练习12【赵：p151,例5-2】【陈：p102,例题3.2】 某厂房为框架结构，柱基底面为正方形，边长l=b=4.0m。上部结构传至基础顶面荷重P=1440kN。地基为粉质粘土，土的天然重度=16.0kN/m3，天然孔隙比e=0.97。地下水位以下土的饱和重度sat=18.2kN
10、/m3。土的压缩系数：地下水位以上a1=0.30MPa-1，地下水位以下a2=0.25MPa-1。试用分层总和法计算基础的最终沉降量。,【解】,绘制地基基础剖面图,计算自重应力并画在基础中心线左侧,基础底面处：,地下水位面处：,地面下8m深度处：,地面下7m深度处：,其他各点的自重应力如图所示,设基底以上基础和回填土的平均重度,基底接触压力,基底附加压力,地基中附加应力,计算基底附加压力p0计算地基中附加应力并画在基础中心线右侧,分四个相等的边长为2m的正方形，查p105表4-4(p92,表3.3)得附加应力系数，计算基础中心线下各深度处的附加应力，如表及图所示。,表3.8 地基中附加应力计算
11、,确定受压层深度,根据自重应力与附加应力分布曲线，寻找 的深度zn：,当深度zn=6.0m时，,故，取受压层深度zn=6.0m。,分层,地下水位以上为2.4m，分两层，各1.2m。,分层厚度，,第三层取1.6m；第四层因附加应力小，可取2.0m。,计算各分层沉降量,求总和,表3.9 各分层沉降量计算,练习14【陈：p112，例题3.4；赵：例题5-2】 【某厂房为框架结构，柱基底面为正方形，边长l=b=4.0m。上部结构传至基础顶面荷重P=1440kN。地基为粉质粘土，土的天然重度=16.0kN/m3，天然孔隙比e=0.97。地下水位以下土的饱和重度sat=18.2kN/m3。】【同例题3.3
12、】地基土的平均压缩模量：地下水位以上Es1=5.5MPa，地下水位以下Es2=6.5MPa。地基承载力特征值fak=94kPa。试用规范法计算基础的最终沉降量。,【解】,绘制地基基础剖面图,(计算自重应力画在基础中心线左侧),计算基底附加压力p0(计算地基中附加应力画在基础中心线右侧),确定受压层深度zn,无相邻荷载：,分层：天然土层的分层界面、地下水位面,分两层：第1层z1=2.4m，z0=0,第2层z2=7.8m，z1=2.4,第1层,第2层,第1层z1=2.4m，z0=0,第1层,第2层,计算各分层沉降量,表3.125-9?,表3.12,计算各分层沉降量,求总沉降量,第2层z2=7.8m
13、，z1=2.4,表3.12,附加应力系数面积：,求总沉降量,压缩模量的当量值？,练习15 设饱和粘土层的厚度为10m，位于不透水坚硬岩层上，基底上作用着竖直均布荷载，在基础中心线下土层中引起的附加应力的大小和分布如图所示。若土层的初始孔隙比e1为0.80，压缩系数a为2.510-4kPa-1，渗透系数k为2.0cm/年。试问：(1)加荷一年后，基础中心点的沉降量为多少？(2)当基础的沉降量达到20cm时需要多少时间？,H=10m,排水面,不透水层,p0=240kPa,饱和粘土层,240kPa,160kPa,z分布,【解】,单层土、且已知附加应力直接利用公式计算最终沉降量；已知压缩系数,平均附加
14、应力,地基最终沉降量,土层的固结系数,(1)加荷一年后，基础中心点的沉降量？,时间因数,附加应力为梯形分布，其参数,由Tv及值查图p166 or p125（陈），得平均固结度为0.45，则加荷一年后的沉降量为,此时的平均固结度为,(2)当基础的沉降量达到20cm时需要多少时间？,由Ut及值查p166 or p125图，得时间因数为0.40，则沉降达到20cm所需时间为,练习16 有一10m厚的饱和粘土层，上下两面均可排水。现将从粘土层中心取得的土样切取厚为2cm的试样做固结试验（试样上下均有透水石）。该试样在某级压力下达到80固结度需10分钟，(1)问该粘土层在同样固结压力（即沿高度均布固结压
15、力）作用下达到80固结度需多少时间？(2)若粘土层改为单面排水，所需时间又为多少？,【解】,原位土层和试样的固结度相等，且值相等（均为沿高度固结压力均匀分布）166 or 125页图时间因数Tv相等,土的性质相同固结系数Cv相等,(1)问该粘土层在同样固结压力作用下达到80固结度需多少时间？,(2)若粘土层改为单面排水，所需时间又为多少？,？,？,？,练习17 如图所示，墙背光滑的挡土墙后有三层填土。 砂土：=30，c=0，=17.6kN/m3 粉土：=0，c=20kN/m2，=19.6kN/m3 粘土：=0，c=40kN/m2，=19.6kN/m3试计算并绘出朗肯主动土压力的分布、合力及其作
16、用点位置。,【解】,计算主动土压力系数,砂土：,粉土：,粘土：,计算主动土压力Ea,砂土层：,粉土层：,粉土层顶面处,粉土层底面处,粘土层：,粘土层顶面处,粘土层底面处,绘主动土压力分布图,计算主动土压力的合力,z1=3.0m,z2=1.0m,z3=6.0m,砂土,粘土,粉土,x,-7.6,17.6,32.4,110.0,12.8,z1=3.0m,z2=1.0m,z3=6.0m,砂土,粘土,粉土,x,-7.6,17.6,32.4,110.0,12.8,z1=3.0m,z2=1.0m,z3=6.0m,砂土,粘土,粉土,x,-7.6,17.6,32.4,110.0,12.8,计算主动土压力的合力的作用点,
