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文档简介
1、. .PAGE9 / NUMPAGES93.1 某建筑场地的地层分布均匀,第一层杂填土厚1.5m,=17kN/m,第二层粉质粘土厚4m,=19kN/m,Gs=2.73,=31%,地下水位在地面下2m处;第三层淤泥质粘土厚8m,=18.3kN/m,Gs=2.74,=41%;第四层粉土厚3m,=19.5kN/m,Gs=2.72,=27%;第五层砂岩。试计算各层交界处的竖向自重应力cz,并绘出cz沿深度分布图。解;由题意已知 h1=1.5m,1=17kN/m;h2=4m,2=19kN/m,GS2=2.73,2=31%;h3=8m;3=18.3kN/m,Gs3=2.74,3=41%;h4=3m,4=1
2、9.5kN/m,Gs4=2.72,4=27%.(1)求第一二层交界面处竖向自重应力cz1cz1=h11=1.5*17=25.5kPa(2)求第二三层交界面处竖向自重应力cz2 已知地下水位在地面下2m处,则在2m处时cz=cz1+0.5*2=25.5+0.5*19=35kPa 已知=w 即19=2.73*(1+31%)/(1+e2)*10 得出e2=0.88 浮重度2=(Gs2-1)/(1+e2)1)/(1+0.88)*10=9.19kN/mcz2=cz+3.52=35+3.5*9.19=67.17kPa(3)求第三四层交界面处竖向自重应力cz3已知=w 即18.3=2.74*(1+41%)/
3、(1+e3)*10 得出e3=1.11 浮重度3=(Gs3-1)/(1+e3)w=(2.74-1)/(1+1.11)*10=8.25kN/mcz3=cz2+h33=67.17+8*8.25=133.17kPa求第四层底竖向自重应力cz4已知=w 即19.5=2.72*(1+27%)/(1+e4)*10 得出e4=0.771 浮重度4=(Gs4-1)/(1+e4)w=(2.72-1)/(1+0.771)*10=9.71kN/mcz4=cz3+h44+(3.5+8+3)w=133.17+3*9.71+(3.5+8+3)*10=307.3kPacz沿深度分布图如下3.2 某构筑物基础如图3.31所示
4、,在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN, 偏心距有1.31m, 基础埋深为2m,底面尺寸为4m2m, 试求基底平均压力Pk和边缘最大压力Pkmax, 并绘出沿偏心方向的基地压力分布图。1.31m680KN 设计地面基础底面 4m解:荷载因偏心而在基底引起的弯矩: M=Fe0=6801.31=890.8KNm基础与回填土自重: G=GAd=20422=320KN偏心距: e=M/(F+G)=890.8(680+320)=0.891ml/6=4/6=0.67m因为el/6, 说明基底与地基之间部分脱开 k=l/2e=4/20.891=1.109m所以Pk=(F+G)/A=(680+320)/4
5、2=125kPaPkmax=2(F+G)/3bk=2(680+320)/321.109=300.6kPa基地压力分布图: 300.6KPa k=1.109m3.3、有甲、乙两幢整体基础的相邻建筑,如图3.32所示,相距15m,建筑物甲的基底压力为100kN/。试求A点下20m处的竖向附加应力z。50m 30m E F H I 10m D 30 m C 甲 K 乙 30m L B 20m A G J 图3.32解:竖向附加应力=kc*Po把甲的荷载面看成由(AFEL)面积扣除(AKDL)的面积加上(ABCK)的面积所形成的。(AFEL):=1.6 =0.6 查表:Kc=0.232(AKDL):=
6、2.5 =1 Kc=0.200(ABCK):=1 =1 Kc=0.175Kc甲= Kc- Kc+Kc=0.232-0.200+0.175=0.207将乙荷载面看成由(AFIJ)面积扣除(AFHG)面积而成。(AFIJ):=1.5 =0.67 Kc=0.232(AFHG):=2 =1.3 Kc=0.182Kc乙=Kc-Kc=0.232-0.182=0.05甲=Kc甲*Po甲=0.207100=20.7乙=Kc乙*Po乙=0.05150=7.5总=甲+乙=28.2KN/3.4、已知某工程为矩形基础,长度为L,宽度为b,L5b。在中心荷载作用下,基础底面的附加应力为100kPa。采用一种最简便方法,
7、计算此基础长边端部中点下,深度为:0,0.25b,0.50b,1.0b,2.0b,3.0b处地基中的附加应力。 A E D 甲 乙 b B 2.5b F 2.5b C 解:把矩形基础截面看成由甲(ABFE)和乙(CDEF)组成。=(Kc甲+Kc乙)Po长宽比:=2.5 则=0,0.25,0.5,1,2,3查表可得:当=0时 Kc甲=0.250, z=2Kc甲Po=50Kpa当=0.5时 Kc甲=0.239, z=2Kc甲Po=47.8Kpa当=1时 Kc甲=0.205, z=2Kc甲Po=41Kpa当=2时 Kc甲=0.137, z=2Kc甲Po=27.4Kpa当=4时 Kc甲=0.076,
8、z=2Kc甲Po=15.2Kpa当=6时 Kc甲=0.052, z=2Kc甲Po=10.4Kpa3.5 已知条形基础,宽度为6.0米,承受集中荷载2400KN/m,偏心距e=0.25m.计算基础边缘外相聚3m处A点下深度9.0m处的附加应力。解:已知b=6m G+F=2400KN e=0.25m Z=9m l=3m则e=0.256/6=1 Pkmax=(FK+GK)/A+MK/W=500kPa Pkmin=300KPa当在大边以下时,Po=500kpa z/b=1.5 x/b=1 KSI=0.211 Z1=KSIPo=63.3kpaPo=200 kpa z/b=1.5 x/b=1 KtI=0.
9、013 Z1=KtIPo=26kpa Z=Z1+Z1=89.3kpa当在小边以下时,z/b=1.5 x/b=-1 KSI=0.009 Z2=Kt2Po=2000.009=18kpaZ=Z1+Z1=81.3kpa3.6 某饱和土样的原始高度为20mm,试样面积为3103mm2,在固结仪中做压缩试验。土样与环刀的总重175.610-2N,环刀重58.160-2N。当压力由p1=100kPa增加到p2=200kPa时,土样变形稳定后的高度相应地由19.31mm减小到18.76mm。实验结束后烘干土样,称得干土重为94.810-2N.试计算与回答:与p1与p2相对应的孔隙比e1与e2;c 该土的压缩系
10、数;评价该土的压缩性大小。解:已知h0=20mm,A=3103mm3,p1=100kPa,p2=200kPaVw=mw/=(175.610-2-58.160-2-94.810-2)/9.8=22.65cm3Vs=V-VW=A*h0-Vw=60-22.65=37.35cm3e0=Vw/Vs=22.65/37.35=0.606e1=e0-(s1/h0)(1+e0)=0.606-(20-19.31)/20(1+0.606)=0.551e2=e0-(s2/h0)(1+e0)=0.606-(20-18.76)/20(1+0.606)=0.506压缩系数 a1-2=(e1-e2)/(p1-p2)=(0.5
11、51-0.506)/(200-100)=0.45MPa-1由于0.1MPa-10.45MPa-10.5MPa-1该土为中性压缩土3.7某工程采用箱型基础,基础底面尺寸为10.010.0m,基础高度h=d=6m,基础顶面与地面齐平。地下水位深2m,基础为粉土rsat=20KN/m3.ES=5MPa.基础顶面集中荷载N=800KN,基础自重G=3600KN.估算此基础的沉降量。解:地基下的粉土r=rsat-10=10KN/m3 地下水位深2m地基的基底压力 PK=(F+G)/A-Pw=(8000+3600)/(1010)-(6-2)10=76KN地基的自重应力 粉土的r=18KN/m3 CZ =1
12、82+(20-10)4=76KN则地基的附加应力PO=PK-CZ=0故地基的沉降量为0. 3.8 某矩形基础尺寸2.5m4.0m,上部结构传到地面的荷载p=1500kN,土层厚度、地下水位如图。各层的压缩试验数据如表,试计算基础的最终沉降量。P(kPa)土层各级荷载下的孔隙比e050100200300黏土0.8100.7800.7600.7250.690粉质黏土0.7450.7200.6900.6600.630粉砂0.8900.8700.8400.8050.775粉土0.8480.8200.7800.7400.710p=1500kN黏土r=19.8kN/m 2.5m 1.5m 0 12粉质黏土
13、 4.5m 3r=19.5kN/m45粉砂 1.8m 6r=19kN/m7粉土r=19.2 N/m解:基地平均压力Pk=+rGd=+201.5=180kPa 基地附加压力Po=Pk-rd=180-19.81.5=150.3kPa 取hi0.4b=0.42.5=1m分层。h1h4=1m,h5=1.5m,h6=1m,h7=0.8m 各分层处的自重应力:0=19.81.5=29.7kPa 1=19.81+29.7=49.5kPa2=49.5+(19.5-10)1=59.0kPa 3=59+(19.5-10)1=68.5kPa4=68.5+(19.5-10)1=78kPa 5=78+(19.5-10)
14、1.5=92.3kPa6=92.3+(19-10)1=101.3kPa 7=101.3+(19-10)0.8=108.5kPa 基础平分四部分,各层的附加应力:=2/1.25=1.6 =0、0.8、1.6、2.4、3.2、4.4、5.2、5.84 查P51表3-2,得 Kc=0.25、0.215、0.140、0.088、0.058、0.034、0.026、0.021Z=4KcPo=150.3、129.3、84.2、52.9、34.9、20.4、15.6、12.6kPa各分层土的沉降量计算程序土层分层Hi(m)P1i(kPa)e1iP2i(kPa)e2iSi(mm)黏土0-11.039.60.7
15、86179.30.75230.1粉质黏土1-21.054.30.712161.00.67522.32-31.063.80.710132.40.68018.53-41.073.90.706117.20.68512.34-51.585.20.699112.90.68911.3粉砂5-61.096.80.842114.80.8353.8粉质6-70.8104.90.8381190.8322.1因此 基础的最终沉降量si=s1+s2+s3+s4+s5+s6+s7101mm 3.9 已知甲乙两条形基础,基础埋深d1=d2,基础底宽b2=2b1,承受上 部荷载N2=2N1。基础土表层为粉土,厚度h1=d1+d1,r1=20kN/m3 ,a1- 2=0.25Mp-1 ;第二层为黏土,厚度为h2=3b2 ,r2=19kN/m3, a1- 2=0.50Mp-1 。问两基础的沉降量是否一样?何故?通过调整两基础 的d和b,能否使沉降量接近?有哪几种调整方案与评价?解:依题意得: d1=d2, b2=2b1,N2=2N1, h1=d1+d1(1)两基础的沉降量不一样,原因如下: 甲基础基地压力:Pk甲=N1/Lb1+rG d1=N1/Lb1+20d1 乙基础基地压力:Pk乙=N2/Lb2+rG d2=N2/Lb2+20d2则,甲基地附加应力:P0甲= Pk甲-(r1h1+r2h2)=N1/Lb1
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