土力学第四次作业标准答案

1.某地基的地质剖面图描述如下:(自上而下)耕土,厚度h=1.00m,??16.0kN/m;粉质粘土,厚度h=2.20m,??17.5kN/m;粉土,厚度h=2.60m,??18.9kN/m,

333?sat?20.0kN/m3;淤泥,厚度h=3.20m,?sat?17.0kN/m3;以下为不透水层。注意,

水位线位于地面以下3.20m处。

(1)计算地面以下深度为1m,3.2m,5.8m,9m处的自重应力,并绘出分布图。 解:

z=1m,?cz=16.0kN/m3*1m=16kPa

z=3.2m,?cz=16 kPa +17.5 kN/m3*2.2m=54.5 kPa z=5.8m,?cz=54.5 kPa +(20.0-10) kN/m3*2.6m=80.5 kPa z=9m:

上部?cz=80.5kPa +(17.0-10) kN/m3*3.20m=102.9 kPa 下部?cz=102.9kPa +10 kN/m3*(2.60+3.20) m=160.9 kPa 说明:牢记浮重度与饱和重度的关系

?'??sat??w。一般情况下,不用根据不同土层查表得

到相对土粒密度。

(2)当地下水位降至淤泥顶面时,计算地基中的自重应力,并绘出分布图。 解:z=1m,?cz =16kPa z=3.2m,?cz=54.5 kPa

z=5.8m,?cz=54.5 kPa +18.9 kN/m3*2.60m=103.6 kPa z=9m,上部?cz=103.6 kPa +(17.0-10) kN/m3*3.20m=126.0 kPa 下部?cz =126.0 kPa +10 kN/m3*3.2m=158.0 kPa

说明:水面高出地面的情况,如果地面土层是透水层,则地面以上的水层不会对土自重应力造成影响

2.某地基如图4-9,地下水位因某种原因骤然下降至▽35.0高程,细砂层的重度为γ =18.2kN/m3,问此时地基中的自重应力有何改变?

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44.0黏土??17.0kN/m341.0?sat?19.0kN/m3粉质黏土细砂40.038.0?sat?18.5kN/m3?sat?20.0kN/m335.0习题4-9图

解:地下水位处:?c?17?3?51kPa, 黏土层底:?c?51?(19?10)?1?60kPa, 粉质黏土层底:?c?60?(18.5?10)?2?77kPa, 细砂层底:?c?77?(20?10)?3?107kPa,

地下水位骤然下降至▽35.0高程时:

黏土和粉质黏土层因渗透性小,土体还来不及排水固结,孔隙水压力没有明显下降,含水量不变。

细砂层渗透性大,排水固结块,因水位下降而产生的应力增量很快就转化为有效自量应力.

地下水位处:?c?17?3?51kPa,

黏土层底:?c?51?19?1?70kPa, 粉质黏土层底:?c?70?18.5?2?107kPa,

细砂层底的自重应力为:?c?17?3?19?1?18.5?2?18.2?3?161.6kPa。 3.某场地地表0.5m为新填土,γ =16kN/m3,填土下为黏土,γ =18.5kN/m3,ω=20%,Gs=2.71,地下水位在地表下1m。现设计一柱下独立基础,已知基底面积A=5m2,埋深d=1.2m,上部结构传给基础的轴心荷载为F=1000kN。试计算基底附加压力P0。 解:

0.5m0.5m0.2m基础新填土1m1.2m黏土先计算黏土层的有效重度:

e?2.71??1?0.2??10?1?0.758

?18.5?G?1??w??2.71?1??10?9.7kN/m3?'?s

1?e1?0.758?1?Gs?1????w基底压力:

p?(考虑基础自重,一般基础等效重度为20kN/m3)

基底处土的自重应力(原始地表算起,即从黏土层算起): ?cz?18.5?0.5?9.7?0.2?11.2kPa

F1000?20d?10hw??20?1.2?10?0.2?222kPa A5(对于有一定厚度新填土情形,原始自重应力应该从原天然地面算起,故原始基础埋深为0.

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7m)

基底附加压力:

p0?p??sz?222?11.2?210.8kPa。

4.如图所示基础基底尺寸为4m*2m,集中外荷载F?680kN,试求基底平均压力

pmax、pmi,绘出沿偏心方向的基底压力分布图。(基础(混凝土、土体)的平均重度为n20kN/m3)

注意:基底压力包括自重产生的压力以及自重应力。

解:基础(混凝土、土体)的平均重度为20kN/m3,

N?G?F?20kN/m3?2m?4m?2m?680kN?1000kN,

M?680kN?0.35?238kN?M

e?M2381??0.238m??4m;故为梯形分布 N10006(注意:偏心距e的计算方式,偏心距并不是图示实际尺寸)

PmaxminN6e10006?0.238169.63?(1?)?(1?)?kN/m2=169.63/80.38kPa

80.38lbl2?445.某矩形基础的底面尺寸为4m2.4m,设计地面下深埋为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

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