(2)当基础的沉降量达到20cm时需要多少时间？

p=240kPa

透水层240kPaH=10m不透水层答案： 一、简答题

1. 土的压缩性是指土在压力作用下体积压缩变小的性能。在荷重作用下，土发生压缩变形的过程就是土体积缩小的过程。土是由固、液、气三相物质组成的，土体积的缩小必然是土的三相组成部分中各部分体积缩小的结果。土粒与水本身的微小变形可忽略不计，土的压缩变形主要是由于孔隙中的水和气体被排出，土粒相互移动靠拢，致使土的孔隙体积减小而引起的，因此土体的压缩变形实际上是孔隙体积压缩，孔隙比减小所致。

160kPa2. 压缩曲线上的一段曲线的斜率a?tg???ee1?e2? ?pp2?p1压缩系数是表示土的压缩性大小的主要指标，其值越大，表明在某压力变化范围内孔隙比减少得越多，压缩性就越高。同一种土的压缩系数并不是常数，而是随所取压力变化范围的不同而改变。因此在《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）中规定,以p1=0.1MPa，p2=0.2MPa时相应的压缩系数a1-2作为判断土的压缩性的标准。 低压缩性土：a1-2<0.1MPa-1

中等压缩性土：0.1MPa-1≤a1-2<0.5 MPa-1 高压缩性土：a1-2≥0.5 MPa-

3.土在形成和存在的历史中只受过的荷载等于目前土层所受的自重应力。并在其应力作用下完全固结的土称为正常固结土

若土层在历史上曾经受到固结应力大于目前土层所受的自重应力。由于地质作用，上部土层被剥蚀，而形成现在地表，这种土称为超固结土。

如土属于新近沉积的堆积物，在其自重应力作用下尚未完全固结，称为欠固结土。

4. ①分层，除每一薄层的厚度hi≤0.4b（b为基底宽度）外，地下水位处，层与层接触面处都要作为分层点。或者厚度为1－2m。 ②计算地基土的自重应力，并按一定比例绘制自重应力分布图，(自重应力从地面算起)。 ③计算基础底面接触压力 ④计算基础底面附加应力，基础底面附加应力p0等于基础底面接触压

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力减去基础埋深(d)以内土所产生的自重应力rd。即

⑤计算地基中的附加应力，并按与自重应力同一比例绘制附加应力的分布图形。附加应力从基底面算起。按基础中心点下土柱所受的附加应力计算地基最终沉降量。基础底面以下某深度z处的附加应力?z为：

i0 zi⑥确定压缩土层最终计算深度Zn。因地基土层中附加应力的分布是随着深度增大而减小，超过某一深度后，以下的土层压缩变形是很小，可忽略不计。此深度称为压缩土层最终计算深度Zn。一般土根据σz≤0.2σs条件确定，软土由σz≤0.1σs确定。 ⑦计算每一薄层的沉降量si。由以下公式得

p0?p??d??Kpsi?(e1?e2)ihi1?e1

e1i为对应于第i分层土上下层面自重应力值的平均值p1i从土的压缩曲线上得到的孔隙比；

e2i为对应于第i分层土自重应力平均值p1i与上下层面附加应力值的平均值p?i之和 ⑧计算地基最终沉降量

二、计算题

1.解：▽由L/B=10/5=2<10可知，属于空间问题，且为中心荷载，所以基底压力为p=P/(L×B) =10000/(10×5)＝200kPa 基底附加应力为p0=p-γd=200-20 ×1.5＝170kPa

因为是均质土，且地下水位在基底以下2.5m处，取分层厚Hi=2.5m。 求各分层面的自重应力（注意：从地面算起）并绘分布曲线 σs0= γd=20 ×1.5=30kPa

σs1= σs0 +γH1=30+20 ×2.5=80kPa

σs2= σs1 +γH2=80+(21-9.8) ×2.5=108kPa σs3= σs2 +γH3=108+(21-9.8) ×2.5=136kPa σs4= σs3 +γH4=136+(21-9.8) ×2.5=164kPa σs5= σs4 +γH5=164+(21-9.8) ×2.5=192kPa 求各分层面的竖向附加应力并绘分布曲线

通过中心点将基底划分为四块相等的计算面积， 每块的长度L1=5m，宽度B1=2.5m

i?1s??sin 12

位置 zi(m) 0 1 2 3 4 5 0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 0 1 2 3 4 5 zi B L B KS 0.25 0.1999 0.1202 0.0732 0.0474 0.0328 σz?4KSp0(kPa) 2 2 2 2 2 2 170 136 82 50 32 22 确定压缩层厚度。从计算结果可知，在第4点处有 σz4/ σs4＝0.195<0.2，所以，取压缩层厚度为10m。 计算各分层的平均自重应力和平均附加应力。

根据p1i= σsi和p2i= σsi+ σzi分别查取初始孔 隙比和压缩稳定后的孔隙比， 层 σsi 号 0 30 1 80 σsi?σsi?σs?i?1?2 e1i σzi σzi?σzi?σz?i?1?2 p2i?σsi?σzi e2i 55 170 208 203 188 191 0.87 0.87 0.875 0.873 0.935 136 153 0.915 82 0.895 50 0.885 32 109 66 41 2 108 94 3 136 122 4 164 150

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2.解：

（1）该土层的平均附加应力为 σz=(240+160)/2=200kPa 最终沉降量

S?av1?eσH-4-1z?2.5?10kPa?200kPa?1000cm11?0.8?27.8cm 固结系数

Ck(1?e1)v?2cm/y(1?ar?0.8)?105cm2vw0.00025kPa?1?10kN/m3?1.47/y

时间因子

C2Tvt1.47?105cm/y?1v?H2?10002cm2?0.147 α?σ'z240σ''?160?1.5z 查表确定U=0.45

St?S?U?12.5cm

（2）已知基础的沉降为St=20cm，最终沉降量S=27.8cm

U?StS?0.72 α?σ'z240σ''?160?1.5z 查表确定Tv=0.47

TCvtv?H2 Cv?1.47?105cm2/y t?0.73year 第五章 土的抗剪强度

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一、简答题

1.什么是土的抗剪强度？影响土的抗剪强度的主要因素。 2.试推导出粘性土的极限平衡条件方程式。

3. 土体中发生剪切破坏的平面是不是剪应力最大的平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成什么角度？

4.简述有效应力原理？ 二、计算题

1.已知某土体单元的大主应力σ1＝380kPa，小主应力σ3＝210kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=20kPa，φ＝19°，问该单元土体处于什么状态？并判断最大剪应力面是否破坏？

2. 设砂土的内摩擦角为38度,A点的大主应力为530kPa，小主应力为120kPa，该点处于什么状态？ B点所受剪应力122kPa，法线应力246kPa该点处于什么状态？ 3.某饱和土样，有效抗剪强度指标为 C??12kPa???28?大小主应力

为?1?400kPa?3?250kPa孔隙水压力为u?160kPa时，土样可能破裂面上的剪应力是多少?土样是否会破坏？

答案： 一、简答题

1. 土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时,土体就会发生一部分相对于另一部分的移动，该点便发生了剪切破坏。土的抗剪强度主要由粘聚力c 和内摩擦角?来表示，土的粘聚力c 和内摩擦角?称为土的抗剪强度指标。 2.

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