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土力学答案东南大学

VV W d S VS W d S 0.30 2.73 0.819 VS W VS W
d
mS d S W 2.73 1 1.50 g / cm3 V 1 e 1 0.819 ms VV W d S W d S W 1 d S W 1 0.32.73 1 1.95 g / cm3 V 1 e 1 e 1 0.819
l 1.2 b
查表得 C 0.108 则 M2 点
zM 1 2 0.108 131 28.31kPa
作延长线后分成 2 大块、2 小块
l 6 m, 2 m,
大块
l 3 b
z 3 .6 1 .8 b 2
查表得 C 0.143
l 3 .6 m , b 2 m ,
4不透水层 c4 W 3.5 8.0 3.0 306 .9kPa
4-9、某构筑物基础如图 4-30 所示,在设计地面标高处作用有偏心荷载 680kN, 偏心距 1.31m,基础埋深为 2m,底面尺寸为 4m×2m。试求基底平均压力 p 和边 缘最大压力 pmax,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。 解: (1)全力的偏心距 e
’ 4 h ' 35.0 9.19 3.5 67.17kPa c 2 c水 2
’ c3 c2 3 h 3 67.17 8.20 8 132.77 kPa ’ c 4 c3 4 h 4 132.77 9.71 3 161.90kPa
p F G 1300 4 2.4 1.2 20 149 k P a A
(2)基底附加压力 p0 p m d 149 18 1 131kPa (3)附加应力 M1 点 分成大小相等的两块
l 2.4m, b 2m, z 3. 6 1.8 b 2
m mS mW
ms VV W V

mW mS
设 mS 1
V
1

dS
mS VS W
VS
mS 1 d S W d S W
有 sat
1 1 1 d S W 1
1 W 1 W d 1 d 1 W S S 1 1
小块
l 1 .8 b
z 3 .6 1 .8 b 2
查表得 C 0.129

zM 2 2 cM 2 p0 2( c大 c小)p0 20.143 0.129 131 3.7kPa
4-11、某条形基础的宽度为 2m,在梯形分布的条形荷载(基底附加压力)下, 边缘( p0 ) max=200kPa, ( p0 ) min=100kPa,试求基底宽度中点下和边缘两点下各
2-2、 有一饱和的原状土样切满于容积为 21.7cm 的环刀内, 称得总质量为 72.49g, 经 105℃烘干至恒重为 61.28g,已知环刀质量为 32.54g,土粒比重为 2.74,试 求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求汇出土的三相比例示意图, 按三相比例指标的定义求解) 。 m 72.49 32.54 1.84 g / cm 3 解: V 21.7
F G e F 1.31
e 1.31 680 0.891m 680 4 2 2 20
F G 6e 1 A l
(2) p max
min
6e 6 0.891 因为 1 1 1 1.337 出现拉应力 l 4
上) 4-10、某矩形基础的底面尺寸为 4m×2.4m,设计地面下埋深为 1.2m(高于天然 地面 0.2m) ,设计地面以上的荷载为 1200kN,基底标高处原有土的加权平均重 度为 18kN/m3 。试求基底水平面 1 点及 2 点下各 3.6m 深度 M1 点及 M2 点处的地 基附加应力 Z 值。 解: (1)基底压力
h2 40 A 1 10 1 200 20 cm 3 / s L2 40
3-9、定水头渗透试验中,已知渗透仪直径 D=75mm,在 L=200mm 渗流途径上 的水头损失 h=83mm,在 60s 时间内的渗水量 Q=71.6cm3,求土的渗透系数。 QL 71.6 20 解: k 6.5 10 2 cm / s A h t 7.5 2 8.3 60 4 3-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为 30cm2,厚度为 4cm,渗透仪 细玻璃管的内径为 0.4cm,试验开始时的水位差 145cm,经时段 7 分 25 秒观察 水位差为 100cm,试验时的水温为 20℃,试求试样的渗透系数。
查表,定名为粉质粘土 查表,确定为软塑状态
sat
I p L P 33 17 16
IL
p
Ip

30 17 0.81 16
3-8、某渗透试验装置如图 3-23 所示。砂Ⅰ的渗透系数 k1 2 10 1 cm / s ;砂Ⅱ的 渗透系数 k 2 1 10 1 cm / s ,砂样断面积 A=200cm2 ,试问: (1)若在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面出安装一测压管,则测压管中水面将升至右端水面 以上多高? (2)砂Ⅰ与砂Ⅱ界面处的单位渗水量 q 多大? 解: (1 ) k 1
(3) ' ' g 0.87 10 8.7kN / cm3 或
sat sat g 1.87 10 18.7kN / cm3 ' sat W 18.7 10 8.7kN / cm3
3
2-4、某砂土土样的密度为 1.77g/cm ,含水量 9.8%,土粒相对密度为 2.67,烘 干后测定最小孔隙比为 0.461,最大孔隙比为 0.943,试求孔隙比 e 和相对密实

d S 1 1.85 2.71 1 W 1 1.87g / cm 3 1 d S 1 0.34 2.71
'

V VV W m S VS W m S VS W VV W VV W sat S (2 ) V V V 3 sat W 1.87 1 0.87 g / cm
3

mW 72.49 61.28 39 % mS 61.28 32 .54
d
e
mS 61.28 32.54 1.32 g / cm3 V 21.7
VV 11.21 1.069 VS 10.49
3
2-3、某原状土样的密度为 1.85g/cm ,含水量为 34%,土粒相对密度为 2.71,试 求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度(先推导公式然后求解) 。 解: (1) sat
1.77
(2 ) D r
emax e 0.943 0.656 0.595 (中密) emax emin 0.943 0.461
2-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为 30%,土粒相对密度为 2.73,液限为 33%,塑限为 17%,试求孔隙比、干密度和饱和密度,并按塑性指数和液性指数 分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。 解: e
5
3m 及 6m 深度处的
Z 值。
解: p 0均 中点下
200 100 150 kPa 2
60 h2 h A k2 2 A L1 L2
整理得
k1 (60 h2 ) k 2 h2
h2
60k1 60 2 10 1 40cm k1 k 2 2 10 1 1 10 1
2
所以,测压管中水面将升至右端水面以上:60-40=20cm (2 ) q 2 k 2 i 2 A k 2
故需改用公式 p max
2F G 2680 4 2 20 301kPa l 4 3b e 3 2 0.891 2 2
(3)平均基底压力
4
F G 1000 125 kPa (理论上) A 8
p F G 1000 1000 301 150 .3kPa 或 max 150 .5kPa (实际 ' 3 1.09 2 2 2 A l 3 e b 2
0.4 2 4 h1 aL 145 4 解: k ln ln 1.4 10 5 cm / s A(t 2 t1 ) h2 30 445 100
3-11、图 3-24 为一板桩打入透水土层后形成的流网。已知透水土层深 18.0m, 渗透系数 k 3 10 4 mm / s ,板桩打入土层表面以下 9.0m,板桩前后水深如图中 所示。试求: (1)图中所示 a、b、c、d、e 各点的孔隙水压力; (2)地基的单位渗水量。 解: (1) U a 0 W 0kPa
1
度 Dr,并评定该砂土的密实度。 解: (1)设 V S 1

m mS mW mS mS 1 d S W V 1 e 1 e 1 e
e
整理上式得
1 d S W

1
1 0.098 2.67 1 1 0.656
' ' ' 9.19 kN / m 3 , 3 9.71kN / m 3 , 由上式得: 2 8.20kN / m3 , 4
(2)求自重应力分布
c1 1 h1 1.5 17 25.5kPa
‘ c水 1h1 2 h 25.5 19 0.5 35.0kPa
3
计算各层交界处的竖向自重应力 c ,并绘出 c 沿深度分布图。 解: (1)求 '
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