清华大学出版社 土力学地基基础(陈希哲第四版)
土力学地基基础总复习题(陈希哲版) 178页
土的其他密度(重度) 土的干密度ρ d和土的干重s V
土的饱和密度ρ sat和土的饱和重度γ sat
satsagt
satms
wVv
V
土的有效重度γ ´
'satw
物理性质指标的计算方法: 绘制三相图 根据已知指标计算三相图中两侧的m和V未知量 计算所求指标 简化计算可令V=1
流土sand boiling
GD '
管涌piping
作业2
P36思考题 1.14 1.15 1.16
P37习题 1.7 1.10
土的特征 分散性、复杂性、易变性
土的三相组成
液相 气相 固相
结合水(adsorbed water)
强结合水 弱结合水
自由水(free water ) 毛细水(capillary water )
气 水
土粒
ma mw m ms
质量(Kg)
假设:V=Vs+Vw+Va m=ms+mw+ma ma=0 m≈ms+mw
Va Vv Vw
V Vs
体积(m³)
基本物理性质指标 土的密度ρ 和土的重度γ
g
m V
g=9.8m/s²≈10m/s²
一般土的ρ =1.6~2.2g/cm³
土粒比重Gs(ds)
a点: σ =σcz+ σz=18.7+51.3=70kPa b点: σ =σcz+ σz=22.4+51.1=73.5kPa c点: σ =σcz+ σz=38.5+27.7=66.2kPa d点: σ =σcz+ σz=105.7+3.4=109.1kPa
土力学地基基础总复习题(陈希哲版)
ma
Va
1.8g 0.275g
1.525g
Vw Vs
Vv 1cm³
Gs 2.70
Gs
ms Vs
Vs
ms Gs
1.525 2.70
0.565 cm3
1.8g
ma 0.275g
1.525g
Va Vw Vv
1cm³
0.565cm³
VS Vv V
Vv V Vs 1 0.565 0.435 cm3
Cu
d 60 d10
曲率系数(coefficient of curvature)
Cc
d320 d10 d60
级配判别标准:
Cu>5且Cc=1~3,级配良好; 不能同时满足上述条件,级配不良。
土的三相比例指标
Va Vv Vw V Vs
气 水
土粒
体积(m³)
假设:V=Vs+Vw+Va
ma mw m ms
塑性指数Ip 液性指数Il
IP (l p ) 100
Il
l
p p
Il≤0 硬
0<Il≤0.25
0.25<Il≤0.75
0.75<Il≤1
Il>1 塑
坚
硬塑 可塑
软塑 流
• 无粘性土(d>0.075mm)
相对密实度
Dr
emax e emax emin
Dr≤1/3
态
1/3<Dr≤2/3 2/3<Dr≤1
R G 6e
pmax
m in
(1 )
A
b
讨论:⑴当e=0时,基底压力为矩形;
⑵当合力偏力矩0<e<b/6时,基底压力 呈梯形分布;
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陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(土的物理性质及工程分类)
土的密度 ρ 和土的重度 γ
土的三项基本物理性质指标 土粒相对密度 Gs(ds)
土
反映土的松密程度的指标 土的含水率 w
的 土的物理性质指标 反映土中含水程度的指标
物 理
特定条件下土的密度(重度)
性
用孔隙比 e 为标准
质 及
无黏性土的密实度 以相对密度 Dr 为标准
工
以标准贯入试验 N 为标准
程 分
吸引,形成具有很大孔隙癿蜂窝状结构
那些粒徂极细癿黏土颗粒(粒徂小于
絮状结 0.005mm)在水丨长期悬浮,这种土粒在
构(二 水丨运动,相互碰撞而吸引逐渐形成小链
级蜂窝 环状癿土集粒,质量增大而下沉,弼一丧
结构) 小链环碰到另一小链环时相互吸引,丌断
扩大形成大链环状,称为絮状结构
(2)土癿构造
土癿构造是指同一土层丨,土颗粒乊间相互关系癿特征。土癿构造常见癿有下列几种,
二、土癿三相组成 土癿三相组成是指土由固体矿物、水和气体三部分组成。土丨癿固体矿物构成土癿骨架, 骨架乊间存在大量孔隙,孔隙丨充填着水和空气。 土体三相比例丌同,土癿状态和工程性质也随乊各异,例如:固体+气体(液体=0) 为干土。此时黏土呈坒硬状态。固体+液体+气体为湿土,此时黏土多为可塑状态。固体+ 液体(气体=0)为饱和土。 1.土癿固体颗粒 土癿固体颗粒是土癿三相组成丨癿主体,是决定土癿工程性质癿主要成分。 (1)土粒癿矿物成分(见表 2-1-4)
状构造丨,因裂隙强 度低、渗透性大,工
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裂隙状构造
土体丨有很多丌连续癿小裂隙,某些硬塑戒坒硬状 态癿黏土为此种构造
土力学重点提纲
《土力学》重点提纲采用《土力学》(第二版)西南交通大学刘成宇主编,中国铁道出版社建议将《土力学地基基础》(第4版)陈希哲编著,清华大学出版社同时作为参考,我觉得这本书脉络清晰,对第一本教材的理解有帮助。
第一章:土的物理性质本章会考察一些基本概念,以名词解释的形式考,如风化作用土的粒径组成结合水毛细水重力水土的结构砂土的震动密实和液化黏性土的结构性和灵敏度触变性土的物理状态相对密实度可塑性液限、塑限土的分类要掌握有几类土,分类的标准是什么,重点掌握粉土和黏性土的分类。
第八节土的膨胀、收缩及冻胀了解即可。
第二章:土的渗透性及水的渗流掌握几个概念,可能考,如渗透性、渗透力、临界水力梯度、流土、管涌。
重点掌握第一节的计算,可能会出题,但是这几年就出了一个。
渗透系数的影响因素有哪些?第三章:土中应力和地基应力分布第一、二节的内容了解,重点了解有效压力理论,式(3-7)(P62)。
掌握概念有效压力。
P64渗透力产生的原因。
三、四节了解。
第五节要会计算。
第六节部分了解。
第七节要会计算,可能出选择题。
第八节理论部分了解,重点掌握“角点法”p88,会以选择题的形式出现。
第四章:土的变形性质及地基沉降计算第一节掌握概念土的压缩模量及变形模量以及他们的区别第二节要掌握v a ,v m ,s E 的相互关系以及各个指标的含义;超固结黏土的含义等。
第三节了解即可。
第四节要了解弹性理论部分,重点掌握分层总和法,当然,实际考试不可能出用分层总和法的计算题,但是要理解其思想。
06年考了p107(4-26)的推导。
第五节重点了解相邻基础影响的内容。
第六、七节是重点,公式(4-42),(4-45),(4-46)要掌握,固结度的概念要掌握。
第八、九、十节没有要求,可以了解一下。
第五章:土的抗剪强度本章是土力学的重要理论,要重点掌握。
第一节重点理解摩尔-库仑强度理论,掌握土的强度指标ϕ,c 。
第二节重点掌握p140(5-5),因为很多公式都是由此产生的。
《土力学地基与基础》(第四版)陈希哲 课后习题详细解答_第七章
Il=(w-wP)/(wl-wP)=(25-16)/(28-16)=0.75<0.85 查 P300 页表 7.10 得������������ =1.6。 基础底面以上土的加权平均重度 γm=20kN/m3。
������������乙 = ������������������ + ������������ ������������ (������ − 0.5) =200+1.6×20×(1-0.5)=216kPa
因此,fa 甲>fa 乙。 注意:
原题地基乙的第①层粉土层厚改为 0.8m。注意到地基甲和乙各层土的重度均 20kN/m3,可以省去加权平均重度 γm 的计算。
7.4 解:基础宽度 1m,无需宽度修正。持力层为粘性土,fak=200kPa。
由换算公式
������������
=
������������ 1 + ������
= 140+0.3×9.4×(6-3)+1.5×15.56×(4-0.5) = 230kPa
7.6 解:⑴持力层为第二层粘性土,fak=185kPa。
由 e =0.85≥0.85,Il =0.75<0.85 查 P300 页表 7.10 得������������ =1.0。 计算深度修正后的地基承载力特征值 ������������ = ������������������ + ������������ ������������ ������ − 0.5 =185+1.0×18.6×(1.1-0.5)=196.16kPa ⑵确定基础宽度 b≥ ������������ −������2������0������=180/ (196.16-20×1.1) =1.034m 取基础宽度 b 为 1.1m。 ⑶确定基础高度 基底压力为 pk=(Nk+Gk)/A=Nk/A+γGd =180/1.1+20×1.1=185.64kPa 由于 100 kPa<pk<200 kPa,可采用无筋扩展基础。 若采用 C15 素混凝土基础,查 P283 页表 7.1 得台阶宽高比允许值为 1:1,则 b//h ≤1,于是 h≥b/=(b-b0)/2=(1.1-0.38)/2=0.36m。
《土力学地基与基础》(第四版)陈希哲 课后习题详细解答第二章
土粒比 重 Gs
2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7
含水量 w2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
含水量 w2
11.1% 13.0% 14.8% 16.7% 18.5% 20.4% 22.2% 24.1% 25.9% 27.8% 29.6%
由 Sre=wGs 结合已知条件得孔隙比 e= wGs/Sr,于是
e 甲=(0.28×2.75)/1=0.77 e 乙=(0.26×2.70)/1=0.702 所以 e 甲 > e 乙,④正确。
由换算关系有:
������������
=
������������ 1+������
=
������ 1+������
=
������������ 1+������
可得 e = 2.70/1.66-1=0.63
加水后,干砂的孔隙比不变,饱和度 Sr2=0.6,由换算关系 Sre=wGs,可求得含
水率 w2 =(0.6×0.627)/2.70=13.9%,由换算关系 ������
������������ = 1+������ 可求得������2 =(1+0.209)×1.66=1.89 g/cm3
2.5 解:按照规范定名时,应由上到下以最先符合者确定。
首先,考察砾砂的标准,根据试验结果只能得出 d >1mm 的颗粒含量为 2.0%, 据此可以推断 d >2mm 的颗粒含量不可能超过 25%,不符合砾砂的标准。 第二,考察粗砂的标准,根据试验结果可知 d >0.5mm 的颗粒含量为粒组 0.5mm<d <1mm 与粒组 d >1mm 的颗粒含量之和,即:9.0%+2.0%=11%<50%,不符合粗 砂的标准。 第三,考察中砂的标准,根据试验结果可知 d >0.25mm 的颗粒含量为粒组 0.25mm< d <0.5mm、粒组 0.5mm< d<1mm 及粒组 d >1mm 颗粒含量之和,即: 24.0%+9.0%+2.0%=35%<50%,不符合粗砂的标准。 第四,考察细砂的标准,根据试验结果可知 d >0.075mm 的颗粒含量为:100%- 8.0 =92%>85%,符合细砂的标准,故定名为细砂。
陈希哲土力学
(2)毛细水 毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自 由水.毛细水存在于地下水位以上的透水土层中。毛细 水按其与地下水面是否联系可分为毛细悬挂水(与地下水 无直接联系)和毛细上升水(与地下水相连)两种。 当土孔隙中局部存在毛细水时,毛细水的弯液面和
土粒接触处的表面引力反作用于土粒上,使土粒之间由 于这种毛细压力而挤紧(图1—14),土因而具有微弱的粘 聚力,称为毛细粘聚力。
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和 形状、及其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
岩浆岩、沉积岩、变质岩是按成因划分的三大岩类, 其亚类划分列于表1-3、表1-4、表1-5。
三 地质年代的概念 地质年代--地壳发展历史与地壳运动,沉积环境 及生物演化相对应的时代段落。 相对地质年代--根据古生物的演化和岩层形成的 顺序,所划分的地质年代。 在地质学中,根据地层对比和古生物学方法把地 质相对年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、 中生代和新生代),每代又分为若干纪,每纪又细分为 若干世及期。在每一个地质年代中,都划分有相应的地 层(参见表1-6) 在新生代中最新近的一个纪称为第四纪,由原岩 风化产物(碎屑物质),经各种外力地质作用(剥蚀、 搬运、沉积)形成尚未胶结硬化的沉积物(层),通称
土是连续,坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬 殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中 生成的沉积物。 2 土的三相组成:
土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、 孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此,土是由颗 粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。
1—2 土 的 生 成 一 、地质作用的概念 1地球的圈层构造:
陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(工程建设的岩土工程勘察)
第六章 工程建设的岩土工程勘察6.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】 一、概述1.岩土工程勘察的目的(1)盲目设计施工的后果严重。
有些设计工程师以为凭自己的经验,没有勘察也照样可完成建筑工程设计。
图纸好画,后果严重。
(2)进行岩土工程勘察不能粗心大意,否则危害极大。
勘察不是粗活,不是工人打几岩土工程勘察的目的 概述 确定岩土工程勘察等级 野外勘察的准备工作可行性研究勘察(选址勘察) 初步勘察 各阶段勘察的内容与要求 详细勘察 施工勘察 钻探法 岩土工程勘察方法 触探法 掘探法 地基土野外鉴别 地基土的野外鉴别与描述 土的野外描述 文字部分岩土工程勘察成果报告 图表部分 验槽的目的验槽 验槽的内容 验槽注意事项工程建设的岩土工程勘察个孔,然后由工程师定个承载力的事情,这种粗枝大叶的作风造成极大的危害。
(3)结合实际防止事故。
岩土工程勘察的目的是使工程设计结合实际来进行,优良的设计方案,必须以准确的岩土工程勘察资料为依据。
(4)技术先进高效投资。
对于重要的工程、一级建筑或场地复杂的工程,岩土工程勘察的目的,不仅要提供岩土工程条件和评价作为设计、施工的依据,而且应当确保工程安全且经济,提高投资效益。
2.确定岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级,应根据建筑工程重要性等级、建筑场地等级、建筑地基等级综合分析确定。
(1)建筑工程重要性等级建筑工程重要性等级,应根据工程破坏后果的严重性,按表6-1-1划分为三个等级。
表6-1-1 工程重要性等级(2)建筑场地等级建造场地等级应根据场地的复杂程度分为三级。
①一级场地(复杂场地)符合下列条件之一者为一级场地:a.对建筑抗震危险的地段;b.不良地质现象强烈发育;c.地质环境已经或可能受到强烈破坏;d.地形地貌复杂;e.有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂、需专门研究的场地。
②二级场地(中等复杂场地)符合下列条件之一者为二级场地:a.对建筑抗震不利的地段;b.不良地质作用一般发育;c.地质环境已经或可能受到一般破坏;d.地形地貌较复杂;e.基础位于地下水位以下的场地。
《土力学与地基基础》课后习题答案-清华大学
《土力学地基基础》第四版习题集解答,陈希哲第一章 工程地质1.1如何鉴定矿物?准备一些常见的矿物,如石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、方解石、云母、滑石和高岭土等,进行比较与鉴定。
1.2岩浆岩有何特征?准备若干常见的岩浆岩标本,如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、玢岩和辉岩进行鉴定。
1.3沉积岩最显著的特征是什么?准备多种常见的沉积岩标本,如砾岩、角砾岩、砂岩、凝灰岩、泥岩、页岩、石灰岩和泥灰岩等,进行对比鉴定。
1.4变质岩有什么特征?准备几种常见的变质岩,如大理岩、石英岩、板岩、云母片岩和片麻岩进行比较与鉴定。
1.5解:水池长度、宽度、高度分别为50、20、4m 壁厚0.3m。
水池与地面齐平。
1)底板浮力计算:底板~水面之间的水位深度h=4-2.5=1.5m底板静水压力强度:Pw=γw h=10×1.5=15KPa=15KN/m 2底板面积S 底板=50×20=1000m 2底板上的浮力P 浮= Pw×S 底板=15000KN2)不考虑钢筋混凝土水池自重的侧壁摩擦阻力F 1和抗浮安全系数计算:钢筋混凝土水池的侧壁面积S 侧壁=2×[(50×4)+(20×4)]= 560m 2已知侧壁与土体之间的摩擦强度为μ=10KPa; 侧壁总摩擦力F 1=μ×S 侧壁=10×560=5600KN∵F 1<P 浮,抗浮安全系数K= F 1/P 浮=5600/15000=0.37<1,∴在不考虑钢筋混凝土水池自重时,水池刚竣工,未充水,也不考虑池中水重量,此时不安全。
3)考虑钢筋混凝土水池自重的抗浮安全系数计算:钢筋混凝土的重度一般为γ砼=24KN/m 3;钢筋混凝土水池四个侧壁体积V 1=2×[(50×4×0.3)+(20-2×0.3)×4×0.3]=166.56m 3扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积V 2:V 2=[(50-0.6)×(20-0.6)] ×0.3=287.5m 3所以,水池本身钢筋混凝土的体积V=V 1+V 2=454 m 3钢筋混凝土水池重量W=γ砼×V=24×454=10896KN∵F 1+W=16496>P 浮,抗浮安全系数K= 16496/15000=1.1>1, ∴在考虑钢筋混凝土水池自重时,此时安全。
陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(地震区的地基基础)
第十一章 地震区的地基基础11.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、地震概述地震是指由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振动现象的总称。
1.地震的成因类型(见表11-1-1)表11-1-1 地震的成因类型地震的成因类型地震的分布震源、震中与地震波地震概述 地震震级地震烈度、地震烈度表地震基本烈度、地震烈度区划图建筑抗震设防分类建筑抗震设防分类、设防标准和目标 建筑抗震设防标准和目标建筑场地及其震害 地基液化失效建筑场地类别与震害 软土地基震沉 地震滑坡和地裂振动对土的抗剪强度的影响 饱和砂土与粉土的振动液化土的动力特性 黏性土的触变现象砂土振动压密抗震设计基本原则天然地基抗震验算地基基础抗震设计 软弱黏性土地基抗震设计不均匀地基抗震设计基础工程抗震设计 地震区的地基基础类型定义特点2.地震的分布(1)全世界的地震分布很不均衡,主要集中在环太平洋地震带和地中海南亚地震带两个大地震带上。
(2)我国位于上述两大地震带之间,地震在我国的主要活动区为:①东北地区:辽宁南部和部分山区。
②华北地区:汾渭河谷、山西东北、河北平原、山东中部到渤海地区。
③西北地区:甘肃河西走廊、宁夏、天山南北麓。
④西南地区:云南中部和西部、四川西部、西藏东南部。
⑤东南地区:台湾及其附近的海域,福建、广东的沿海地区。
3.震源、震中与地震波(1)震源与震中①震源:地壳内部发生地震处称为震源。
②震中:震源在地表的投影称为震中,这是地震影响最大的区域,又称为极震区。
③震源深度:震源至震中的距离为震源深度h。
当h≤60km时,称为浅源地震。
全世界95%以上的地震都是浅源地震。
(2)地震波震源的振动,以弹性波的形式传播,称为地震波。
地震波可分以下两类:①体波:在地球体内传播的震波,包括:a.纵波:又称为压力波或P波,这种波的传播速度最快,约5~6km/s,破坏力较小;b.横波:又称为剪切波或S波,这种波的传播速度较小,约3~4km/s,破坏力较大。
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利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标,如 与的比值称为不均匀系数:
Cu
d 60
d 10
2
又如曲率系数用下式表示:
d 30 Cc d10 d 60
不均匀系数 反映大小不同粒组的分布情况,越大表 示土粒大小的分布范围越大,其级配越良好,作为填方工 程的土料时,则比较容易获得较大的密实度.曲率系数描 写的是累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状。 颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。
“第四纪沉积物(层)”或“土”。 四 第四纪沉积物(层) 不同成因类型的第四纪沉积物,各具有一定的分布 规律和工程地质特征,以下分别介绍其中主要的几种成 因类型。 (一)残积物、坡积物和洪积物 1.残积物 残积物是残留在原地未被搬运的那 一部分原岩风化剥蚀后的产物,而 另一部分则被风和降水所带走。 2.坡积物 坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物 缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平 缓的山坡上而形成的沉积物。
岩浆岩、沉积岩、变质岩是按成因划分的三大岩类, 其亚类划分列于表1-3、表1-4、表1-5。 三 地质年代的概念 地质年代--地壳发展历史与地壳运动,沉积环境 及生物演化相对应的时代段落。 相对地质年代--根据古生物的演化和岩层形成的 顺序,所划分的地质年代。 在地质学中,根据地层对比和古生物学方法把地 质相对年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、 中生代和新生代),每代又分为若干纪,每纪又细分为 若干世及期。在每一个地质年代中,都划分有相应的地 层(参见表1-6) 在新生代中最新近的一个纪称为第四纪,由原岩 风化产物(碎屑物质),经各种外力地质作用(剥蚀、 搬运、沉积)形成尚未胶结硬化的沉积物(层),通称
(1)强结合水 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水 (2)弱结合水 弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。 2自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它 的性质和普通水一样,能传递静水压力,冰点为0℃,有 溶解能力。 自由水按其移动所受作用力的不同,可以分为重力水 和毛细水。 (1)重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水层中的地下水, 它是在重力或压力差作用下运动的自由水,对土粒有浮 力作用。
陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(桩基础与深基础)
第八章 桩基础与深基础8.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、概述桩基础与深基础适用范围概述 深基础的类型深基础的特点按承载性状分类按桩的使用功能分类按桩身材料分类桩及桩基础的分类 按桩的施工方法分类按成桩方法分类按桩径大小分类单桩竖向承载力特征值的确定单桩抗拔承载力特征值单桩水平承载力 桩的承载力 桩身材料验算群桩竖向承载力 桩的负摩阻力选择桩的类型确定桩的规格与单桩竖向承载力桩基础设计 计算桩的数量进行平面布置桩基础验算桩承台设计沉井基础地下连续墙深基础 箱桩基础大直径桩墩基础深基槽护坡工程 桩基础与深基础1.桩基础与深基础适用范围(1)天然地基土质软弱若遇天然地基土质软弱,设计天然地基浅基础不满足地基承载力或变形的要求,或采用人工加固处理地基不经济,或时间不允许时,则可采用桩基础或深基础。
(2)高层建筑高层建筑,尤其超高层建筑的设计必须满足地基基础稳定性要求。
例如,在地震区,基础埋置深度d不应小于建筑物高度的1/15,采用浅基础,难以满足此要求,只能用桩基础或深基础。
(3)重型设备重型设备或超重型设备置于一般的天然地基浅基础上,地基将发生强度破坏。
2.深基础的类型深基础类型包括:桩基础,大直径桩墩基础,沉井基础,地下连续墙,箱桩基础和高层建筑深基坑护坡工程等。
其中以桩基础应用最广。
3.深基础的特点(1)深基础施工方法较复杂、埋置深度较大(一般基础埋深大于5m的称为深基础);(2)深基础的地基承载力高;(3)深基础施工需专门设备;(4)深基础技术较复杂;(5)深基础的造价往往较高;(6)深基础的工期较长。
二、桩及桩基础的分类1.按承载性状分类桩按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩。
(1)摩擦型桩摩擦型桩分为以下两个类型:①摩擦桩。
在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩侧阻力承受,即纯摩擦桩,桩端阻力可忽略不计,如图8-1-1(a)所示。
②端承摩擦桩。
在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧阻力承受;桩端阻力占少量比例,“端承”为形容摩擦桩的,但不能忽略不计。
陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(土的抗剪强度与地基承载力)
第四章 土的抗剪强度与地基承载力4.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、概述1.地基的强度问题用载荷试验结果p-s 曲线说明地基的强度问题,如图4-1-1所示。
地基的强度问题建筑地基必须满足的变形和强度条件概述 土的强度的工程应用土的强度地基破坏的机制土体中任一点的应力状态土的极限平衡状态与极限平衡条件 莫尔—库仑强度理论土的极限平衡条件 直接剪切试验 三轴压缩试验 抗剪强度指标的确定 无侧限抗压强度试验 十字板剪切试验 抗剪强度的来源 影响抗剪强度指标的因素 影响抗剪强度指标的各种因素 地基的临塑荷载 地基的临塑荷载和临界荷载 地基的临界荷载 地基的极限荷载概念太沙基(Τerzaghi K )公式地基的极限荷载 斯凯普顿(Skempton )公式汉森(Hansen J B )公式影响极限荷载的因素 土的抗剪强度及地基承载力图4-1-1 载荷试验与地基强度(1)基础底面的压应力p较小时,如p-s曲线开始段Oa,呈直线分布,如图4-1-1(a),地基处于压密阶段工,如图4-1-1(b)所示。
(2)基底压应力p进一步增大,p-s曲线向下弯曲,如图中ab段所示,呈曲线分布;地基处于局部剪切破坏阶段Ⅱ。
此时,地基边缘出现了塑性变形区,如图4-1-1(c)所示。
(3)基底压力p很大,p-s曲线如图中bc段所示,近似呈竖直向下直线分布。
地基达到滑动破坏阶段Ⅲ。
此时,地基中的塑性变形区已扩展,连成一个连续的滑动面,建筑物整体失去稳定,如图4-1-1(d)所示。
2.建筑地基必须满足的变形和强度条件建筑地基必须同时满足下列两个条件:(1)地基变形条件包括地基的沉降量、沉降差、倾斜与局部倾斜,都不超过《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)规定的地基变形允许值。
(2)地基强度条件在建筑物的上部荷载作用下,确保地基的稳定性,不发生地基剪切或滑动破坏。
3.土的强度的工程应用土的强度问题的研究成果工程应用上主要有以下三个方面:(1)地基承载力与地基稳定性;(2)土坡稳定性(包括天然土坡和人工土坡);(3)挡土墙及地下结构上的土压力。
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σ zA = 2.0 * (α1 − α2 ) * po = 2.0 * (0.1350− 0.0947) * po σ zA / σ zo = 2.0 * (0.1350 − 0.0947) / 4 * 0.1034 = 19.487%
L / b = 6 / 5 = 1.2, z / b = 10 / 5 = 2, α 1 = 0.0947
b b
σ
z
= α ⋅ p o = 0 . 306 * 100 = 30 . 6 kPa
z = 3 .0b
x z α = f ( , ) = f ( 0 ,3 . 0 ) = 0 . 208 b b
σ
z
= α ⋅ p o = 0 . 208 * 100 = 20 . 8 kPa
b/2
b/2
σ min = 50 kPa
在第2层土内中心点下的沉降差
s 21 =
α
7 b 1α 1 ( 0 − 7 b 1 ) − b 1α 1 ( 0 − b 1 ) E s1
= z f (0, ) = b1
⋅ po
1 ( 0 − 7 b1 )
7 b1 f (0, ) b1
条形平均附加应力系数查不到,借用矩形面积上 均布荷载角点下的平均附加应力系数
习 题
土木工程专业(建筑工程方向)
3.1(P134)
σ co = 0 σ ca = γ 1 ⋅ h1 = 18.0 *1.5 = 27.0kPa
′ σ cb = σ ca + γ 2 ⋅ h2 = 27.0 + (19.4 −10) * 3.6 = 60.84kPa ′ σ cc上 = σ cb + γ 3 ⋅ h3 = 60.84 + (19.8 − 10) *1.8 = 78.48kPa ′ σ cc下 = σ cc上 + γ ω ⋅ hω = 78.48 + 10 * (3.6 + 1.8) = 132.48kPa
6.0m
14.0m 5.0m
A 基础中心点下
5.0m
L / b = 7 / 5 = 1 . 4 , z / b = 10 / 5 = 2 . 0 , α = 0 . 1034
σ zo = 4 ⋅ α ⋅ po = 4 * 0.1034 po
M点下:
L / b = 20 / 5 = 4.0, z / b = 10 / 5 = 2, α 1 = 0.1350
设 E s1 ≈ 2 E s 2
s 22
b1 ⋅ p o b1 ⋅ p o = 2 . 168 * = 4 . 336 0 .5 E s1 E s1
b1 ⋅ po b1 ⋅ po ∆ 2 = (4.336 − 1.1306) ⋅ = 3.2054 ⋅ Es1 Es1
直接按条形荷载计算 (计算点位于大边下): po=300kPa, b=6.0m, z=9.0m的均布荷载 x/b=6.0/6.0=1.0, z/b=9.0/6.0=1.5, α1=0.211, σz1=0.211*300=63.3kPa po=200kPa, b=6.0m, z=9.0m的三角形荷载 x/b= 6.0/6.0=1.0, z/b=9.0/6.0=1.5, α2=0.0.13, σz2=0.13*200=26.0kPa σz= σz1+ σz2 =63.3+26.0=89.30kPa (计算点位于小边下): x/b=- 6.0/6.0=-1.0, z/b=9.0/6.0=1.5, α2=0.09, σz2=0.09*200=18.0kPa σz= σz1+ σz2 =63.3+18.0=81.30kPa
s 22 =
α
7 b 1α
2 ( 0 − 7 b1 )
− b 1α
2 ( 0 − b1 )
E s2
= z f (0, ) = 2 b1
⋅ po
2 ( 0 − 7 b1 )
7 b1 f (0, ) = 0 . 444 2 b1
s 22
b1 ⋅ p o 7 * 0 .444 − 0 .94 = ⋅ b1 ⋅ p o = 2 .168 * Es2 Es2
3.0m
6.0mБайду номын сангаас0.25m
P=2400kN
100 200
500 9.0m
po=200kPa, b=3.0m, z=9.0m的均布荷载 x/b=0.5, z/b=3.0, α3=0.198, σz3=0.198*200=39.6kPa po=100kPa, b=3.0m, z=9.0m的三角形荷载 x/b=-0.5, z/b=3.0, α4=0.10, σz4=0.10*100=10.0kPa σz= σz1+ σz2 –σz3-σz4= 82.0+48.0-39.6-10.0=80.4kPa
p
o1
=
N 1 − 20 b1
⋅ d
1
po2
N2 2 ⋅ N1 = − 20 ⋅ d 2 = − 20 ⋅ d 1 = p o 1 b2 2 ⋅ b1
在第1层土内中心点下的沉降差
s11 =
z * α 1( 0 − b1 ) E s1
⋅ po
s12 =
z * α 2 ( 0 −b1 ) E s1
⋅ po
6.0m 0.25m
3.0m 100 500
9.0m po=500kPa, b=3.0m, z=9.0m的均布荷载 x/b=0.5, z/b=3.0, α3=0.198, σz3=0.198*500=99.0kPa po=100kPa, b=3.0m, z=9.0m的三角形荷载 x/b=0.5, z/b=3.0, α4=0.10, σz4=0.10*100=10.0kPa σz= σz1+ σz2 –σz3-σz4= 123.0+75.0-99-10.0=89.0kPa
σ o = 100kPa
50
σ z (kPa )
z = 0 .25 b z = 0 . 5b z = 1 .0 b z = 2 .0 b z = 6 .0b
z
48.1 41.0 27.5 15.3 10.4
3.5(P135)
e
0.97 0.965 0.96 0.955 0.95 0.945 0.94 0.935 0.93 0.925 0.92 0
z b1 α 1( 0 − b1 ) = f ( 0 , ) = f ( 0 , ) = 0 . 807 b1 b1 z b1 α 2 ( 0 − b1 ) = f ( 0 , ) = f (0, ) = 0 . 940 2 ⋅ b1 2 ⋅ b1
s 11 =
s 12 =
α 1(0−b
E s1
α
1
α 1( 0 − 7 b )
1
z 7 b1 = 4 f (10 , ) = 4 f (10 , ) = 4 * 0 .0692 = 0 .2768 0 .5b1 0 .5 ⋅ b1
s 21
b1 ⋅ p o 7 * 0 .2768 − 0 .807 = ⋅ b1 ⋅ p o = 1 .1306 * E s1 E s1
3.8(P135)
N1
2N1
d1 b1 b1 γ 1 = 20kN / m3 粉土 −1
a1− 2 = 0.25MPa
2b1
6b1 粘 土
γ 2 = 19 kN / m 3
a1− 2 = 0.50 MPa −1
问两基础的沉降量是否相同?何故?通过整d和b,能否 使两基础沉降量接近?说明有几种方案,并给出评介。
当第四层为强风化岩时:
′ σ cc = σ cb + γ 3 ⋅ h3 = 60.84 + (19.8 − 10) *1.8 = 78.48kPa
天然地面
sc(kPa)
o
27.0
1.5m 3.6m
地下水
素填土 =18.0kN/m 粉土 =18.0kN/m
60.84
a
b
1.8m
中砂土 =19.8kN/m
78.48 132.48
c Z
坚硬整体岩石层
天然地面
sc(kPa)
o
27.0
1.5m 3.6m
地下水
素填土 =18.0kN/m 粉土 =18.0kN/m
60.84
a
1.8m 强风化岩石
中砂土
=19.8kN/m
78.48
b c Z
3.2(P135) 解:σ c = ∑γ i ⋅ hi = 20.1*1.1 + (20.1 −10) * (4.8 −1.1) = 59.48kPa
i =1 n
3.3(P135)
1 1 解: po = (σ max + σ min ) = (150 + 50) = 100kPa 2 2
z =0
x z α = f ( , ) = f ( 0 ,0 ) = 1 .0 b b
σ
z
= α ⋅ p o = 1 . 0 * 100 = 100 . 0 kPa
e~p曲线
中压 缩性 土
50
100
150
200
250
300
p
a1− 2 =
e1 − e2 0.952 − 0.936 = = 0.00016kPa −1 = 0.16 MPa −1 p2 − p1 100
1+ e1 1+ 0.952 Es1−2 = = = 12.2MPa a1−2 0.16
3.6(P135)
3.0m
6.0m 0.25m
P=2400kN
100 200
500 9.0m
po=200kPa, b=9.0m, z=9.0m的均布荷载 x/b=0.5, z/b=1.0, α1=0.410, σz1=0.41*200=82.0kPa po=300kPa, b=9.0m, z=9.0m的三角形荷载 x/b=-0.5, z/b=1.0, α2=0.16, σz2=0.16*300=48.0kPa