土力学-第6章 地基变形
土力学习题集及超详细解答
土力学习题及详细解答《土力学》习题绪论一、填空题1.就与建筑物荷载关系而言,地基的作用是荷载,基础的作用是荷载。
2.地基基础设计,就地基而言,应满足条件和条件。
3.土层直接作为建筑物持力层的地基被称为地基,埋深小于5m的基础被称为基础。
二、名词解释1.人工地基2.深基础3.基础4.地基第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓,则不均匀系数数值较,其夯实后密实度较。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。
3.利用曲线可确定不均匀系数Cu;为了获得较大密实度,应选择Cu值较的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是水和水。
5.影响压实效果的土中气是与大气的气体,对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。
6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用法,对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用法。
7.粘性土越坚硬,其液性指数数值越,粘性土的粘粒含量越高,其塑性指数数值越。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径,称为粒径,小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径,称为粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为:(A)层理构造(B)结核构造(C)层面构造(D)裂隙构造您的选项()2.土的结构为絮状结构的是:粉粒碎石粘粒砂粒您的选项()3.土粒均匀,级配不良的砂土应满足的条件是(C U为不均匀系数,C C为曲率系数):C U< 5C U>10C U> 5 且C C= 1へ3C U< 5 且C C= 1へ3您的选项()4.不能传递静水压力的土中水是:毛细水自由水重力水结合水您的选项()第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土,其界限含水量分别是、。
2.根据塑性指数,粘性土被分为土及土。
3.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。
4.无粘性土根据土的进行工程分类,碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量的土。
土力学PPT课件: 地基变形计算
e1
e0
h1 h0
1
e0
其中:e0
Gs 1 0
0
w
1
h Vs 0 A
1 e
0
hi ei
❖压缩曲线是室内压缩实验的成果,它是土的孔隙比e 与所受压力P的关系曲线。
•压缩性曲线的形状与土样的成分、结构、状态及受力历 史等有关。
•压缩性不同的土,其e-p曲线的形状不同。曲线愈陡,说 明压力增加时孔隙比减小得多,土易变形,压缩性愈高。
载荷试验
载荷试验观测标准:
a. 每级加载后,按间隔10、10、10、15、15、30分钟 读数,当连续2个小时内,每1个小时的沉降量小于 0.1mm时,可加下一级荷载;
b. 当出现承压板周围土有明显的侧向挤出或发生裂纹 时、当沉降s急剧增大时、当某一级 荷载24小时不能达到稳定标准时, 即可终止加载;
(二)压缩定律
1.压缩系数
e p曲线上任一 点切线斜率 a就表示了相应于压力 p作用下的压缩性。
压缩系数
a de e1 - e2 dp p2 - p1
式中 : a称为压缩系数 单位为MPa-1;
p1 : 相当于某深度处的自重 应力[kPa]; p2 : 相当于某深度处的自重 应力与附
加应力之和[ kPa];
六、由原始压缩曲线求土的压缩性指标
原始压缩曲线是指室内压缩试验e—logp曲线镜修正 后得出的符合现场原始土体孔隙比与有效应力的关系 曲线。 1. 正常固结土
(1)先作b点 (2)再作c点 (3)然后作bc直线
(原始压缩曲线)
2. 超固结土
(1)先作b1点 (2)过b1点作一直线 (3)再作c点 (4)然后作bc直线 (原始压缩曲线)
体积压缩系数
《土力学》复习附答案版
土力学习题集及详细解答《土力学》习题第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓,则不均匀系数数值较大,其夯实后密实度较大。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥ 5 且曲率系数为 1~3 的土。
3.利用级配曲线可确定不均匀系数Cu;为了获得较大密实度,应选择Cu值较大的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是毛细水和重力水。
5.影响压实效果的土中气是与大气隔绝的气体,对工程性质影响不大的土中气是与大气连通的气体。
6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用沉降分析法,对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用筛分法。
7.粘性土越坚硬,其液性指数数值越小,粘性土的粘粒含量越高,其塑性指数数值越大。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径,称为有效粒径,小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径,称为限制粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为:(A)层理构造(B)结核构造(C)层面构造(D)裂隙构造您的选项( D )2.土的结构为絮状结构的是:(A)粉粒(B)碎石(C)粘粒(D)砂粒您的选项( C )3.土粒均匀,级配不良的砂土应满足的条件是(C U为不均匀系数,C C为曲率系数):(A)C U< 5(B)C U>10(C)C U> 5 且C C= 1へ3(D)C U< 5 且C C= 1へ3您的选项( A)4.不能传递静水压力的土中水是:(A)毛细水(B)自由水(C)重力水(D)结合水您的选项( D )第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土,其界限含水量分别是缩限、塑限。
2.根据塑性指数,粘性土被分为粘土及粉质粘土。
3.淤泥是指孔隙比大于 1.5 且天然含水量大于 W L 的土。
4.无粘性土根据土的颗粒级配进行工程分类,碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量 50% 的土。
土力学函授复习题给学生
二、选择题1.在土的三相比例指标中,直接通过试验测定的是( B )。
A.d s,w,e B.d s,w,ρC.d s,e,ρD.e,w,ρ2.若某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大孔隙比相等,则该土( B )。
A.处于最密实的状态B.处于最松散的状态C.处于中等密实的状态D.相对密实度D r=l3.对无黏性土的工程性质影响最大的因素是( B )。
A.含水量B.密实度C.矿物成分D.颗粒的均匀程度4.处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验来测定? ( C ) A.载荷试验B.现场十字板剪切试验C.标准贯入试验D.轻便触探试验5.某黏性土的液性指数,I L=0.6,则该土的状态为( B )。
A.硬塑B.可塑C.软塑D.流塑6.黏性土的塑性指数I p越大,表示土的( B )。
A.含水量w越大B.黏粒含量越高C.粉粒含量越高D.塑限w p越高7.土的粒度成分是指( B )。
A.土颗粒的大小B.土颗粒大小的级配C.土颗粒的性质D.黏粒含量的大小8.土颗粒的大小及其级配,通常是用颗粒累计级配曲线来表示的,级配曲线越平缓表示( C )。
A.土粒大小较均匀,级配良好B.土粒大小不均匀,级配不良C.土粒大小不均匀,级配良好D.土粒大小较均匀,级配不良9.土的颗粒级配,也可用不均匀系数来表示,不均匀系数C u是用小于某粒径的土粒质量累计百分数的两个限定粒径之比来表示的,即( A )。
A.C u=d60/d10B.C u=d50/d10C.C u=d65/d15D.C u=d10/d6010.评价砂土的物理性质,是采用下列哪组指标来描述的( B )。
A.塑性指数、液性指数和天然含水量B.孔隙比、相对密实度和标准贯入击数C.最大干密度、压实系数和最优含水量D.天然孔隙比、最大孔隙比和最小孔隙比11.评价黏性土的物理指标主要有哪些( C )。
A.天然孔隙比、最大孔隙比和最小孔隙比B.最大干密度、压实系数和最优含水量C.塑限、液限和天然含水量D.孔隙比、相对密实度和标准贯入击数12.已知土粒比重Gs=2.7,孔隙比e=1,则该土的临界水力坡降为多少( C )。
土力学基础习题总汇
第一章绪论一、思考题:1.与地基基础有关的工程事故主要有哪些?2.什么是地基?什么是基础?它们各自的作用是什么?3.什么是天然地基?什么是人工地基?4.何谓土力学?5.土与其它建筑材料相比具有哪些独特的性质?6.地基设计中必须满足的技术条件是什么?7.基础设计中必须满足的技术条件是什么?第三章土的物理性质与工程分类一、思考题:1.土是由哪几部分组成?土中次生矿物是怎样生成的?粘土矿物分哪几种?2.土分为哪几大粒组?何谓粘粒?3.什么是土的粒径级配?粒径级配曲线的纵坐标表示什么?如何从级配曲线的陡缓判断土的工程性质?4.土中水包括哪几种?结合水、毛细水有何特性?5.什么是土的结构?什么是土的构造?不同的结构对土的性质有何影响?6.土的物理性质指标有哪几个?其中哪些可以直接测定?常用测定方法是什么?7.土的密度ρ与土的重力密度γ的物理意义和单位有何区别?说明天然重度γ、饱和重度γsat、有效重度γ′和干重度γd之间相互关系,并比较其数值的大小。
8.无粘性土最主要的物理状态指标是什么?可用哪些参数来划分密实度?9.粘性土最主要的物理特征是什么?粘性土有哪些物理状态指标?塑限、液限分别如何测定?10.什么是土的塑性指数?其大小与土粒组成有什么关系?11.比较几种无粘性土,孔隙比越小者一定越密实吗?12.什么是冻胀?在什么环境下容易产生冬胀?13.粘性土在压实过程中,含水量与干密度存在什么关系?14.为什么无粘性土的压实曲线与粘性土的压实曲线不同?15.无粘性土根据什么方法定名?定名时要注意哪些问题?砂土分为哪几类?16.粘性土、粉土的定名依据分别是什么?二.填空题1.确定各粒组相对含量的方法称为颗粒分析试验,分为法和法。
2.砂粒与粉粒的分界粒径是mm。
3.当砾类土或砂类土同时满足C u≥C c = 两个条件时,视为良好级配。
4.土的结构可分为、和三种基本类型。
5.粘性土随着含水量的增加而分别处于、、及流动状态。
土力学 课件第6章3节
≥ uA
σA
二、饱和土的渗透固结过程(P170) 饱和土的渗透固结过程( )
u
饱和土的渗透固结过程可借助弹簧活塞模型了解 •饱和土渗透固结时的土中总 饱和土渗透固结时的土中总 应力通常是指附加应力σ 应力通常是指附加应力 z (因为土在自重下的固结已 完成) 完成)
排水面
促使水排出, 超孔隙水压力 u = γ w h 促使水排出,σ/使土压缩变形 •加压瞬间时(t=0):u=σz ,σ/=0;水未排出,土未 加压瞬间时( ) 加压瞬间时 ;水未排出, 压缩变形 σ′ = σz − u •t>0时:随着水排出,u<σz ,σ/>0,土压缩变形 > 时 随着水排出, < , 增长→u逐渐减小,σ/ 相应增大 逐渐减小, 随t增长 增长 逐渐减小 •渗透固结完成时(t→∞):u=0 ,σ/=σz;水停 渗透固结完成时( 渗透固结完成时 ) 止排出, 止排出,土固结变形完全稳定
(P174) P174)
p0 H − ∫ u z ,t dz
0
H
p0 H
某一时刻孔隙水压 图面积ade 力u图面积 图面积
•总应力图面积 起始孔隙水压力图面积 (补充) 总应力图面积=起始孔隙水压力图面积 总应力图面积 补充) =最终有效应力图面积 最终有效应力图面积
将 u z ,t = 4 σ z
π
m =∞ m =1
∑
1 mπ z s in e m 2H
−
m 2π 4
2
Tv
(P173) )
m2π 2 − Tv 4
代入上式, 代入上式,得: U
z
1 = 1− 2 ∑ 2e π m=1 m
Tv
8
m=∞
= f (Tv )
当Uz>30%时,可近似取 时
土力学
第一章土的组成1土的定义:土是岩石风化的产物。
常见的化学风化作用:水解作用,水化作用,氧化作用。
2土是由固体颗粒,水,和气体组成的三相体系。
3固体颗粒:岩石风化后的碎屑物质简称土粒,土粒集合构成土的骨架4土具有三个重要特点:散体性;多相性;自然变异性5粒组:介于一定粒度范围内的土粒。
土粒的大小叫做粒度。
6采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配;不均匀系数Cu:反映大小不同粒组分布的均匀程度,Cu越大,越不均匀。
曲率系数Cc:反映了d10、d60之间各粒组含量的分布连续情况。
Cc过大或过小,均表明缺少中间粒组。
7土粒大小:也称为粒度,以粒径表示;8土体:9粘土矿物10液相11强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜,亦称吸着水弱结合水紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜,也称薄膜水。
12自由水指土粒表面引力作用范围之外的水.自由水分为:重力水,毛细水。
重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的自由水。
毛细水存在于地下水位以上,受水与空气交界面处表面张力作用的自由水。
13土的构造:指同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征。
有层理构造,裂隙构造,分散构造14土的结构:指土粒大小、形状、相互排列及其联结关系、土中水性质及孔隙特征等因素的综合特征。
有单粒结构,蜂窝结构,絮状结构15承压水16潜水:17排水距离18双面排水19电泳:在电场作用下向阳极移动;电渗:水分子在电场作用下向负极移动,因水中含有一定量的阳离子(K+,Na+等),水的移动实际上是水分子随这些水化了的阳离子一起移动。
20双电层:反离子层与土粒表面负电荷层组成双电层。
第二章土的物理性质及分类1重度:单位体积土的重量,用γ表示密度:单位体积土的质量,用ρ表示2干密度ρd干容重γd:单位体积内土粒的质量或重量饱和密度ρsat与饱和容重γsat :土中孔隙完全被水充满,土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量浮密度与浮容重:单位体积内土粒质量与同体积水质量之差3土粒相对密度:土的质量与同体积4℃时纯水的质量之比4土的含水率w :土中水的质量与土粒质量之比.测定方法:烘干法。
土力学各章自我练习题
第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓,则不均匀系数数值较,其夯实后密实度较。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。
3.利用曲线可确定不均匀系数C u;为了获得较大密实度,应选择C u 值较的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是水和水。
5.影响压实效果的土中气是与大气的气体,对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。
6.对于粒径小于0.075mm 的颗粒分析应采用法,对于粒径大于0.075mm 的颗粒分析应采用法。
7.粘性土越坚硬,其液性指数数值越,粘性土的粘粒含量越高,其塑性指数数值越。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径,称为粒径,小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径,称为粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为:(A)层理构造(B)结核构造(C)层面构造(D)裂隙构造您的选项()2.土的结构为絮状结构的是:(A)粉粒(B)碎石(C)粘粒(D)砂粒您的选项():3.土粒均匀,级配不良的砂土应满足的条件是(C U 为不均匀系数,C C 为曲率系数)(A)C U< 5(B)C U>10(C)C U> 5 且C C= 1 へ3(D)C U>10 且C C= 1 へ34.不能传递静水压力的土中水是:(A)毛细水(B)自由水(C)重力水(D)结合水您的选项()第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土,其界限含水量分别是、。
2.根据塑性指数,粘性土被分为土及土。
3.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。
4.无粘性土根据土的进行工程分类,碎石土是指粒径大于2mm 的颗粒超过总质量的土。
5.冻胀融陷现象在性冻土中易发生,其主要原因是土中水分向冻结区的结果。
6.粘性土的灵敏度越低,受后其强度降低就越,所以在施工中应注意保护基槽,尽量减少对坑底土的扰动。
土力学讲课第六章地基土承载力
例题分析
有一条形基础,宽度 b = 3m ,埋深 h = 1m ,地基土内摩擦角 j =30 °,黏聚力 c =20kPa ,天然重度 =18kN/m 3 。试求:
( a )地基临塑荷载; ( b )当极限平衡区最大深度达到 0.3 b 时的均布荷载数值。 解
:
( a )计算公式:
(b)临界荷载:
(1)原位测试
(1) 静载荷试验
fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)
fak :静载荷试验确定的承载力-特征值(标准值) fa :深宽修正后的承载力特征值(设计值)
(2)承载力公式法:
fa=Mbb+Md md+Mcck fa :承载力特征值(设计值)
——相当与
p1/4=NB /2+Nq d+Ncc
时,有:
化简后,得到:
p
0.3b
=333.8kPa
总结上节课的内容 极限承载力理论界和半理论解 1 Prantl解 假设和滑裂面形状 2 太沙基解,一般解形式 3 极限承载力的影响因素 , c, ,D, B,
pu
B
2
N cNc qNq
B
p 实际地面 D I 45o-/2 III II E F
• 合力= 1, 3 • 设k0 =1.0 • 弹性区的合力:
图6.5 条形均布荷载作用下地基主应力
p D (a)无埋置深度 (b)有埋置深度 1,3 ( 0 sin 0 ) ( D z ) ( 1)
允许地基中有一定的塑性区,作为设计承载力
--考察地基中塑性区的发展
D
D
I区:朗肯主动区
垂直应力pu为大主应力,
高等土力学教材 第六章 土工数值分析(一)土体稳定的极限平衡和极限分析
土工数值分析(一)土体稳定的极限平衡和极限分析目录1 前言 (2)2 理论基础-塑性力学的上、下限定理 (4)2.1 一般提法 (4)2.2 塑性力学的上、下限定理 (5)2.3 边坡稳定分析的条分法 (7)3 土体稳定问题的下限解-垂直条分法 (9)3.1 垂直条分法的静力平衡方程及其解 (9)3.2 数值分析方法 (11)3.3 垂直条分法的有关理论问题 (15)3.4 垂直条分法在主动土压力领域中的应用 (19)4 土体稳定分析的上限解-斜条分法 (23)4.1 求解上限解的基本方程式 (23)4.2 上限解和滑移线法的关系 (24)4.3 边坡稳定分析的上限解 (27)4.4 地基承载力的上限解 (27)5 确定临界滑动模式的最优化方法 (30)5.1 确定土体的临界失稳模式的数值分析方法 (30)5.2 确定最小安全系数的最优化方法 (31)6 程序设计和应用 (39)6.1 概述 (39)6.2 计算垂直条分法安全系数的程序S.FOR (39)6.3 计算斜条分法安全系数的程序E.FOR (53)1土工数值分析(一):土体稳定的极限平衡和极限分析法1前言边坡稳定、土压力和地基承载力是土力学的三个经典问题。
很多学者认为这三个领域的分析方法属于同一理论体系,即极限平衡分析和极限分析方法,因此,应该建立一个统一的数值分析方法。
Janbu 曾在1957年提出过土坡通用分析方法。
Sokolovski(1954)应用偏微分方程的滑移线理论提出了地基承载力、土压力和边坡稳定的统一的求解方法。
W. F. Chen (1975) 在其专著中全面阐述了在塑性力学上限和下限定理基础上建立的土体稳定分析一般方法。
但是,上述这些方法只能对少数具有简单几何形状、介质均匀的问题提供解答,故没有在实践中获得广泛的应用。
下面分析这三个领域分析方法的现状以及建立一个统一的体系的可能性。
有关边坡稳定分析的理论的研究工作,从早期的瑞典法,到适用的园弧滑裂面的Bishop简化法,到适用于任意形状、全面满足静力平衡条件的Morgenstern - Price法(1965),其理论体系逐渐趋于严格。
土力学1章
第10章 土坡和地基的稳定性
变形问题 渗透问题
第5章 土的压缩性
第6章 地基变形
第3章 土的渗透性及渗流
绪
土力学的历史:
论
人类在同生存作斗争的历史中,积累了大量的土力学
知识;
土力学作为一门系统的学科是以太沙基的1925年出
版的《土力学》为标志;很多基本理论、试样方法在20 世纪70年代前就已经形成;
d10
d30
Cu
66
3.98 2.41
Cc
R
0.030
0.545
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
土的粒径级配累积曲线
d60
d30
d10
粒径级配
粒径级配累积曲线及指标的用途:
1)粒组含量用于土的分类定名;
2)不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度:
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 0.075
P % 95 87 78 66 55 36
0.01 0.005 0.005 10
1.0 0.5
10 5.0
0.10 0.05
粒径(mm) 粒径(mm) 百分数P(%) 0.05 26 0.01 13.5
0.001
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
挡土墙土压力
变形问题示意图
挡土墙或基坑支 护的位移
高速公路 路基沉降
地基沉降与 不均匀沉降
渗流对稳定的影响
流土与管涌
基坑开挖
渗流
杂填土
粘性土 渗水 砂性土
管 砂 涌 环 口
土力学作业及参考答案
第1章 作业参考答案P401-5 :含水量44.34%;孔隙比1.20;孔隙度(率)54.54%;饱和密度1.77g/cm 3;浮密度0.77g/cm 3;干密度1.22g/cm 3;饱和重度17.7 kN/cm 3;浮重度7.7kN/cm 3;干重度12.2kN/cm 3 1-8:天然孔隙比e=0.64;相对密实度Dr=0.57,中密。
1-10:夯实地基干重度15.37kN/cm 3,D=0.97>0.95,夯实合格。
1-13:解:基坑体积318003600m h A V =⨯=⋅=土粒质量kg g Vm d s631088.21018001016⨯=⨯⨯=⋅=ρ现有土料质量s s m m =',则需要现有土料质量为:kg w m m s 660102256.3%)121(1088.2)1(⨯=+⨯⨯=+'=' 现有土料体积3220056.14180016/m V ggVgm m V d d =⨯=⋅=⋅='='='γγγγγρ每立方米土料需要加水kg V w w m m o op sw522200%)12%16(1088.2)(6=-⨯⨯='-'='1-15:131.30 cm 3,粉质黏土,流塑。
第二章 作业补充2-3 通过变水头试验测定某粘土的渗透系数k ,土样横断面面积230cm A =,长度cm L 4=,渗透仪水头管(细玻璃管)断面积21256.0cm a =,水头差从cm h 1301=∆降低到cm h 1102=∆所需时间min 8=t 。
试推导变水头试验法确定渗透系数的计算公式,并计算该粘土在试验温度是的渗透系数k 。
解:变水头试验试验过程中水头差一直在随时间而变化,试验时,测记起始水头差1h ∆,经过时间t 后,再测记终了水头差2h ∆,通过建立瞬时达西定律,即可推出渗透系数k 的表达式。
设试验过程中任意时刻作用于试样两端的水头差为h ∆,经过dt 时段后,水头管中水位下降dh ,则dt 时间内流入试样的水量为adh dq -=1式中,右端的负号表示水量随h ∆的减少而增加。
土力学第六章土压力计算
第六章挡土结构物上的土压力第一节概述第五章已经讨论了土体中由于外荷引起的应力,本章将介绍土体作用在挡土结构物上的土压力,讨论土压力性质及土压力计算,包括土压力的大小、方向、分布和合力作用点,而土压力的大小及分布规律主要与土的性质及结构物位移的方向、大小等有关,亦和结构物的刚度、高度及形状等有关。
一、挡土结构类型对土压力分布的影响定义:挡土结构是一种常见的岩土工程建筑物,它是为了防止边坡的坍塌失稳,保护边坡的稳定,人工完成的构筑物。
常用的支挡结构结构有重力式、悬臂式、扶臂式、锚杆式和加筋土式等类型。
挡土墙按其刚度和位移方式分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。
1.刚性挡土墙指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。
由于刚度大,墙体在侧向土压力作用下,仅能发身整体平移或转动的挠曲变形则可忽略。
墙背受到的土压力呈三角形分布,最大压力强度发生在底部,类似于静水压力分布。
2.柔性挡土墙当墙身受土压力作用时发生挠曲变形。
3.临时支撑边施工边支撑的临时性。
二、墙体位移与土压力类型墙体位移是影响土压力诸多因素中最主要的。
墙体位移的方向和位移量决定着所产生的土压力性质和土压力大小。
1.静止土压力(0E )墙受侧向土压力后,墙身变形或位移很小,可认为墙不发生转动或位移,墙后土体没有破坏,处于弹性平衡状态,墙上承受土压力称为静止土压力0E 。
2.主动土压力(a E )挡土墙在填土压力作用下,向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动,直至土体达到主动平衡状态,形成滑动面,此时的土压力称为主动土压力。
3.被动土压力(p E )挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动,土压力逐渐增大,直至土体达到被动极限平衡状态,形成滑动面。
此时的土压力称为被动土压力p E 。
同样高度填土的挡土墙,作用有不同性质的土压力时,有如下的关系:p E >0E > a E在工程中需定量地确定这些土压力值。
Terzaghi (1934)曾用砂土作为填土进行了挡土墙的模型试验,后来一些学者用不同土作为墙后填土进行了类似地实验。
土力学复习资料
绪论地基:受建筑物荷载影响的那一部分地层。
基础:建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构。
持力层:直接支承基础的地层。
第一章地基岩土和地下水岩石:形成年代较长,颗粒间牢固联结,呈整体或具有节理裂隙的岩体。
土:是松散的沉积物,它是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而成。
形成年代较短,又称第四纪沉积物。
岩石的成因类型:岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩:是由岩浆侵入地壳或喷出地表而形成的。
岩浆喷出地表后冷凝形成的称为喷出岩,在地表以下冷凝形成的称为侵入岩。
常见岩浆岩有:花岗岩、正长岩、玄武岩等。
沉积岩:是在地表条件下,由原岩经风化剥蚀作用而形成的岩石碎屑变质岩:组成地壳的岩石由于地壳运动和岩浆活动等的影响,使其在固态下发生矿物成分,结构构造的改变,从而形成新的岩石。
土的成因类型:残积土、坡积土、洪积土、冲积土。
残积土:原岩经风化作用而残留在原地的碎屑物。
坡积土:高处的岩石风化产物,由于受到雨雪水流的搬运,或由于重力的作用而沉积在较平缓的山坡上,这种沉积土称为坡积土。
洪积土:由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流,将大量的基岩风化产物剥蚀、搬运、堆积于山谷冲沟出口或山前倾斜平原而成。
冲积土:河流两岸的基岩及其上部覆盖的松散物质,被河流流水剥蚀后,经搬运、沉积于河流坡降平缓地带而形成的沉积土。
特点:具有明显的层理构造和分选现象。
土的组成:固体颗粒(固相)、水(液相)、气体(气相)。
土粒大小与哪些因素有关:与其颗粒形状、矿物成分、结构构造存在一定的关系。
土的粒径级配:土中土粒大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量来表示,称为土的粒径级配。
土的粒径级配的测定方法:对于粒径大于0.075mm的粒组可用筛分法测定。
对于粒径小于0.075mm的颗粒则用比重计法或移液管法测定。
粒径级配曲线:如曲线较陡,则表示颗粒大小差不多,土粒较均匀,级配不良。
如曲线平缓,则表示粒径相差悬殊,土粒级配良好。
不均匀系数Cu:Cu=d60/d10 (其中d60为限制粒径,d10为有效粒径)Cu<5的土,看做级配不良,Cu>10的土看做级配良好。
土力学第6章
(3)次固结沉降Ss
次固结沉降(亦称次压缩沉降)是指主 固结过程结束后,在孔隙水压力已经消散、 有效应力不变的情况下,土的骨架仍随时间 继续发生的变形。这种变形的速率已与孔隙 水排出的速率无关。而主要取决于土骨架本 身的蠕变性质。
七、地基沉降与时间的关系
1.有效应力原理
饱和土的有效应力原理表达形式为:
s
i 1
n
zi
n e e2i H i 1i ESi i 1 1 e i 1
zi H i
s s
i 1
n
p0 zi i zi 1 i 1 ESi
中等地基 软弱地基 坚实地基
s计 s实 s计 s实 s计 s实
2.粘性土地基的变形特征 在荷载作用下,透水性大的无粘性土(通常指砂土和 碎石土),其压缩过程在很短时间内就可完成,而透水性 小的粘性土,其压缩过程需要很长时间才能完成。一般认 为,由建筑物静载引起的地基沉降量,对无粘性土可认为 在施工期间已全部完成;对低压缩性粘性土,在施工期间 只完成最后沉降量的50%~80%;中等压缩性粘性土为20 %~40%;而高压缩性粘性土仅为5%~20%。 根据粘性土地基在荷载作用下的变形特征,可将地基 最终沉降量分成三部分:
(2)固结沉降Sc 固结沉降(亦称主固结沉降)是指饱和或接近 饱和的粘性土在基础荷载作用下,随着孔隙水的逐 渐挤出,孔隙体积相应减少吐骨架产生变形)所造 成的沉降(固结压密过程)。固结沉降速率取决于
孔隙水的排出速率。地基固结沉降计算通常采用分
层总和法,但土的压缩性指标从原始压缩曲线中确 定,从而考虑了应力历史时地基沉降的影响。
土力学
第6章 地基变形
第6章
土力学教案
教案2010 ~ 2011 学年第1 学期学院、系室天津城市建设学院土木工程系课程名称土力学专业、年级、班级土木专业08级结构1-6主讲教师刘举、李顺群天津城市建设学院教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标,以教学大纲为依据,在熟悉教材、了解学生的基础上,结合教学实践经验,提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案可以按每堂课(指同一主题连续1~4节课)设计编写。
教案编写说明如下:1、编号:按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型,请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目:标明章、节或主题。
4、教学内容:是授课的核心。
将授课的内容按逻辑层次,有序设计编排,必要时标以“*”、“#”“?”符号分别表示重点、难点或疑点。
5、教学方式、手段既教学方法,如讲授、讨论、示教、指导等。
教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业:提出若干问题以供讨论,或作为课后复习时思考,亦可要求学生作为作业来完成,以供考核之用。
7、参考书目:列出参考书籍、有关资料。
8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
天津城市建设学院教案教师姓名:仲晓梅职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名:李顺群职称:副教授10年月日。
《土力学与地基基础》课后题解
《土力学与地基基础》习题解答学习项目1 土中应力计算任务1.1 土中自重应力的计算学习评价(1)土中自重应力计算的假定是什么?【答】计算土中自重应力时,假定土体为半无限体,即土体的表面尺寸和深度都是无限大,土体自重应力作用下的地基为均质的线性变形的半无限体,即任何一个竖直平面均可视为半无限体对称面。
这样,在任意竖直平面上,土的自重都不会产生剪应力,只有正应力存在。
因此,在均匀土体中,土中某点的自重应力将只与该点的深度有关。
(2)地基中自重应力的分布有什么特点?【答】自重应力在等重度的土中随深度呈直线分布,自重应力分布线的斜率是土的重度;自重应力在不同重度的成层土中呈折线分布,折点在土层分界线和地下水位线处;自重应力随深度的增加而增大。
(3)图1-7所示为某地基剖面图各土层的重度及地下水位,计算土中的自重应力并绘制自重应力分布图。
γ = 18.5 kN/m 黏土γ = 18 kN/m γ = 20 kN/m sat 细砂γ = 19 kN/m sat 黏土(按透水考虑)γ = 195 kN/m sat 砂砾2m 1m 1m 3m 2m 地下水位33333图1-7 某地基剖面图各土层的重度及地下水位【解】 第二层为细砂,地下水位以上的细砂不受浮力作用,而地下水位以下的受到浮力作用,其有效重度为333w sat 1m /kN 19.10kN/m 81.9kN/m 20=-=-='γγγ 第三层黏土按透水考虑,故认为黏土层受到水的浮力作用,其有效重度为333w sat 2m /kN 19.9kN/m 81.9kN/m 19=-=-='γγγ 第四层为砂砾,受到浮力作用,其有效重度为333w sat 3m /kN 69.9kN/m 81.9kN/m 5.19=-=-='γγγ 土中各点的自重应力计算如下:a 点:00c ===z z z γσ,b 点:,m 2=z kPa 37m 2kN/m 5.183c =⨯==z z γσc 点:,m 3=z kPa 55m 1kN/m 18kPa 3731c =⨯+==∑=n i i i z h γσd 点:,m 4=z kPa19.65m 1kN/m 19.10kPa 5531c =⨯+==∑=n i i i z h γσe 点:,m 7=z kPa76.92m 3kN/m 19.9kPa 19.6531c =⨯+==∑=n i i i z h γσf 点:,m 9=z kPa14.112m 2kN/m 69.9kPa 76.9231c =⨯+==∑=n i i i z h γσ该土层的自重应力分布如下图所示。
《土力学》第六章习题集及详细解答
《土力学》第六章习题集及详细解答第6章土中应力一填空题1.分层总和法计算地基沉降量时,计算深度是根据应力和应力的比值确定的。
2.饱和土的有效应力原理为:总应力σ=有效应力σˊ+孔隙水压力u ,土的和只随有效应力而变。
地下水位上升则土中孔隙水压力有效应力。
3.地基土层在某一压力作用下,经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为。
二选择题1.对非压缩性土,分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是( D )。
(A) ;(B) ;(C) ;(D)2.薄压缩层地基指的是基底下可压缩土层的厚度H与基底宽度b的关系满足( B )。
(A) ;(B) ;(C) ;(D)3.超固结比的土属于( B )。
(A) 正常固结土;(B) 超固结土;(C) 欠固结土;(D) 非正常土4.饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的( C )。
(A) 1倍;(B) 2倍;(C) 4倍;(D) 8倍5.某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100mm,则最终固结沉降量为( B )。
(A) 400mm ; (B) 250mm ; (C) .200mm ; (D) 140mm6.对高压缩性土,分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是( C )。
(A) ;(B) ;(C) ;(D)7.计算时间因数时,若土层为单面排水,则式中的H取土层厚度的( B )。
(A)一半; (B) 1倍; (C) 2倍; (D) 4倍8.计算地基最终沉降量的规范公式对地基沉降计算深度的确定标准是( C )。
(A) ;(B) ;(C) ;(D)9.计算饱和黏性土地基的瞬时沉降常采用( C )。
(A) 分层总和法; (B) 规范公式; (C) 弹性力学公式;10.采用弹性力学公式计算地基最终沉降量时,式中的模量应取( A )(A) 变形模量; (B) 压缩模量; (C) 弹性模量; (D) 回弹模量11.采用弹性力学公式计算地基瞬时沉降时,式中的模量应取( C )。
土力学
一、名词解释土力学:利用力学的一般原理,研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。
基础:将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分,一般应埋入地下一定的深度,进入较好的地层。
土的颗粒级配:土中所含各粒组的相对含量,以土粒总重的百分数表示。
土的结构:指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式以及它们之间的连接特征。
包括单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构。
土的触变性:黏性土结构遭到破坏,强度降低,但随时间发展土体强度恢复的胶体化学性质。
相对密度:土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比,称为土粒的相对密度。
固结度:地基在荷载作用下,历经时间t 的固结沉降量ct s 与其最终沉降量c s之比。
临塑荷载:指地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基地压力。
土的抗剪强度:土体抵抗剪切破坏的极限能力。
最优含水量:在一定的压实功(能)下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水量。
界限含水量:粘性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量。
液性指数:表征土的天然含水量与分界含水量之间相对关系的指标。
塑性指数:液限与塑限之差定义为塑性指数。
基底附加压力:引起地基沉降的那部分压力。
地基:支承基础的土体或岩体。
天然地基:未经人工处理就可以满足设计要求的地基。
人工地基:若地基软弱、承载力不能满足设计要求,则需对地基进行加固处理,称为人工地基。
桩侧摩阻力:在竖向荷载作用下,桩身材料将发生弹性压缩变形,桩与桩侧土体发生相对位移,桩侧土对桩身产生的向上摩阻力。
桩端阻力:桩侧摩阻力不足以抵抗竖向荷载,一部分竖向荷载传递到桩底,桩底持力层将产生压缩变形,桩底土对桩端产生的阻力。
桩的负摩阻力:桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向,当桩周土层相对于桩侧向下位移时,桩侧摩阻力方向向下,称为负摩阻力。
土的固结:土的压缩随时间增长的过程,主要指孔隙水压力消散,有效应力增长的过程。
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规范修正公式 三向变形公式(略)
分层总和法计算最终沉降量
第六章 地基变形—基础最终沉降量
假定:地基土压缩时不考虑侧向变形,相当于薄压缩土层位于两层坚硬 密实土之间或在大面积荷载作用下地基的侧限条件。 薄压缩土层→指基底下可压缩土层的厚 度 H≤0.5b(b为基底宽度) •由于基础底面和不可压缩土层顶面的摩阻力 对薄压缩土层的限制作用,薄压缩土层压缩 时只有很少量侧向变形,这和侧限条件相近。 上软下硬的双层地基附加应力有集中现象, 几乎不扩散,故σz基本不随深度变化,即 σz≈p0, 所以计算薄压缩土层的变形量时可 不必分层计算
dz
z
A
A p0 z
p0 dz
0
z
p0 z
dz
0
z
z
分层总和法规范修正公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
深度z范围内的压缩量s’为:
地面
P150图6-11
p0
d
基底
Ai
dz z
Ai-1
由此可计算成层地基中第i 分层的竖向变形量
分层总和法规范修正公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
4
第六章 地基变形—基础最终沉降量
确定地基变形计算深度zn的新标准
z指用“形比法”替代传统的“应力 n采用变形比法(试算法)确定,应 当无相邻荷载时,基宽 b=1~30m时,基 比法”确定地基压缩层深度。 满足下式要求: 础中点的zn可按下列简化公式计算: n (P151 ) sn 0.025 si 0.025s
①不同土层界面; ②地下水位线; ③每层厚度不宜0.4B或4m; ④σ z 变化明显的土层,适当取小。
地面
p
d
基底
γ
自重应力
γd σszi
p0 σzi
附加应力
Hi
(f)计算每层沉降量Si (g) 各层沉降量叠加Σ Si
沉降计算深度
单向压缩基本公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
分层总和法单向压缩基本公式
⑷计算基底面至各层面深度内的α(P158表6-8) 荷载面积I(oabc) 荷载面积Ⅱ(oafg) 荷载面积Ⅲ(oaed) 如:以第一层底面深度z1=2m内的α 1为例:(P156)
•基础甲:
4Ⅰ 4 0.2297 0.9188
•考虑两相邻基础乙的影响:
=2 2 Ⅱ Ⅲ 4 0.2409 0.2395 0.0056
z b 2.5 0.4 lnb / n △s n—由zn处向上取厚度为△z的土层的
i 1
计算沉降量,△ z由基宽 b查P151表6-3确定 •当 zn内存在基岩时, zn可取至基岩表面;当存在较厚的坚硬黏性土层( e<
0.5,Es> 50MPa),或存在较厚的密实砂卵石层( Es> 80MPa), zn可 若zn下有软弱土层时,尚应向下继续计算,直至软弱土层中厚△ z的土 取至该土层表面(即当 zn内存在不可压缩层时, zn可取至不可压缩 层的△s /n满足上式为止 层表面)(补充)
E s 1 1 e 1 i p2 i p 1 i 10 3 e1 i e 2 i pi 1 e1i 10 3 e1i e2i 94 3 1 0.810 10 2.79MPa 0.810 0.749
第六章 地基变形—基础最终沉降量
•考虑相邻荷载影响后: 1 0.9188 0.0056 0.9244
第六章 地基变形—基础最终沉降量
⑸计算各层(修正前)的沉降量△si/
p p 0 如: s1 z1 1 z0 0 0 z1 1 E s1 E s1 p0 p0 第一层: i=1,zi-1=z0=0, s1 z1 1 z0 0 z1 1 100 zi=z1=2m, α1 =0.9244 E s1 E s1 2 0 .9244=66mm 2 .79 100 2 0 .9244=66mm p 0 2s .79 z2 2 z1 1 2 E s2 p0 z2 2 z1 1 第二层: i=2,zi-1=z1=2m, s2 E s2 100 zi=z2=4m, 4 0.7596 2 0 .9244 =41mm 100 α =0.9244,α =0.7596 2 .93 4 0.7596 2 0 .9244 =41mm
Es
A
1 1 n
n
i
Ai E si
An p z 0 n n s s
Ai A5634 Ai Ai 1 p0 zii zi-1i-1
分层总和法规范修正公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
则地基的最终变形量s为:
z 基底面至第 i层土底面的距离,m i— E — 第 i 层土的压缩模量,按实际应力段范围取值 si P151、154、 155 zi-1 — 基底面至第i层土顶面的距离,m (即基底面至第i-1层土底面的距离) p —对应于荷载效应准永久组合时的基底附加压力, kP
地面
p
d γd σszi
i
γ
由以下公式代入上式
自重应 力
p0
σz
附加应力
基底
Hi
得到分层总和法单向压缩基本公式
沉降计算深 度
单向压缩基本公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
规范法特点 基本假定一样 为了简化计算引入了平均附 加应力系数 α。故一般同一土层不必再分薄层,可按 天然土层分层, 并 采用单一压缩性指标 为了提高计算结果的准确度引入了沉降计 算经验系数ψs,使S计≈S实
分层总和法规范修正公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
例题6-2(P155) 用规范法计算基础甲最终沉降量S (考虑相邻两个基础乙荷载影响) 注意:计算步骤
⑴计算基底附加压力p0 (计算过程见P104例题4-3) ⑵分层 本题先按分层厚度hi=2m共分了5层,
其实可只分4层,即将成层土的层面
和地下水位面作为分层面即可
0
a p2i p1i pi Ei、 11 e1i 1 e1i α αi- — zi 、zi-1深度范围内(中点下)的平均附加应力系数 si e1i e2i e1i e2i
对于均布的矩形荷载:
I
角点下 α 由l /b、z/b查P152表6-5 非角点下 ,采用角点法: 如中点下
第六章 地基变形—概述
土具有压缩性 荷载作用 荷载大小 地基发生沉降 一致沉降 (沉降量) 差异沉降 (沉降差)
土的压缩特性
地基厚度 土的特点 (碎散、三相)
建筑物上部结构产生附加应力 沉降具有时间效应-沉降速率
影响结构物的安全和正常使用
第六章 地基变形—概述
建筑物的地基变形计算包含两方面内容:
单向压缩基本公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
分层土沉降量计算步骤
(a)计算原地基中自重应力分布 σ sz从地面算起; (b)基底附加压力p0
地面
p d
基底
p0 = p - γ d
γ
自重应力
(c)确定地基中附加应力σ z分布
γd
p0
σ z从基底算起; σ z是由基底附加应力 p-γ d 引起的 (d)确定计算深度zn
1 2
2 .93
第六章 地基变形—基础最终沉降量
p0 z 3 3 z 2 2 第三层:i=3,zi-1=z2=4m, s3 Ep s3 zi=z3=6m 0 z 3 3 z 2 2 s3 100 E s3 α2 =0.7596,α3 =0.6320 6 0 .6320 4 0 .7596 =29mm 2100 .60 6 0 .6320 4 0 .7596 =29mm p .60 0 z z 2 s4 4 4 3 3 Ep s4 0 s z4 4 z 3 3 4 第四层:i=4,zi-1=z3=6m, 100 E s4 8 0.5408 6 0 .6320 =17mm zi=z4=8m 3100 .18 8 0.5408 6 0 .6320 =17mm α3 =0.6320,α4 =0.5408 3.18
b
H<0.5b
σc线 σc
σ0≈p0
σz线
隔水不可 压缩层
p1
p2
∆p
单向压缩基本公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
可根据§5.2公式(5-6b)计算沉降:
H/2
H sz 2
γ,e1 σz=p
H
压缩前
压缩后
p 1 sz
p 2 sz z
H/2
σ sz
侧限条件
e1
e2
则按分层总和法计算的地基 变形量s’为: Ai P150图6-11
Ai-1
为了提高计算精度,计算变 形量需乘以沉降计算经验系 数ψs,其定义为:
分层总和法规范修正公式
第六章 地基变形—基础最终沉降量
则地基的最终变形量s为:
ψs—沉降计算经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定, 也可采用P152表6-4的数值
第六章 地基变形—基础最终沉降量
pp 47kPa 由 1i =94kPa
i
如:计算第一层的 E si p 47kPa
1i
从e—p曲线上得
e1i 0.810
p =94kPa i p 141kPa 从e—p曲线上得 e2i 0.749 由 2i p2i 47 94=141kPa