沉降量、固结度计算法（PDF共38）

例题1有一体体积为为50cm3的原状状土样样质量量是95.15g，烘干干后质质量为为75.05g，已知知土粒粒比重重Gs=2.67，求该该土样样的天天然重重度γ、天然然含水水量ω及孔隙隙比e。解：例题2某饱和和粘性性土，，已知知土粒粒比重重ds=2.46，含水水量ω=20%，试求求该土土的孔孔隙比比e和饱和和重度度γsat。解：例题3已知某某土的的天然然密度度ρ=1.7t/m3，土粒粒相对对密度度ds=2.70，将该该土运运到某某工地地进行行填筑筑施工工，要要求填填筑后后土的的干密密度达达到1.65t/m3，则填填筑1000m3需要在在取土土处挖挖多少少方土土？解：原原状土土体积积：填筑土土体积积：例题4矩形基基础①①、②②的底底面尺尺寸为为l1×b1和l2×b2，作用用在基基础①①、②②底面面的均均布荷荷载分分别为为p1、p2。点M、N分别位位于两两基础础角点点A1、A2下深度度zM、zN处，附附加应应力分分别为为σzM、σzN。若已已知l1/b1=l2/b2、zM/b1=zN/b2，试确确定：：①附附加应应力σzM和σzN之间的的关系系。②若若其他他条件件不变变，M、N点移至至基础础底面面中点点下，，则σzM和σzN之间的的关系系如何何？③给给定p1=180kPa，p2=72kPa，l1=2.4m、b1=1.6m，z1=3.2m，确定基基础底底面中中点下下M、N点的附附加应应力σzM、σzN值。MA1①b1NA2②b2解：①②关系不不变③例题5在图示示阴影影区域域作用用有均均布荷荷载p=230kPa，试求求出图图中a点地面面以下下2m深度处处的竖竖向附附加应应力σz。解：a1m1m4m1m1m2m例题6在图示示4.8m××4.8m的方形区区域内作作用有均均布荷载载p=150kPa，试求出出荷载作作用区域域中心地地面以下下6m深度处的的竖向附附加应力力σz。如将均均布荷载载换成分分别作用用在4个小区域域中心的的Q=150×2.42=864kN的集中荷荷载，试试求出荷荷载中心心深度为为6m处的竖向向附加应应力并与与前面的的结果进进行比较较。解：均布布荷载QQQQ4.8m2.4m4.8m集中荷载载用4个集中荷荷载代替替均布荷荷载进行行计算，，附加应应力增加加3.3%。例题7在厚度为为20m的粘性土土地基上上大面积积填土，，平均压压力p=80kPa，测得粘粘土层沉沉降量达达到120mm时沉降稳稳定，试试确定该该粘土层层的压缩缩系数α（假定粘粘性土地地基的初初始孔隙隙比e0=0.8）。解：例题8某基础埋埋置深度度为1m，地下水水位位于于地表处处，土的的饱和重重度γsat=18kN/m3，孔隙比比与应力力之间的的关系为为e=1.15-0.00125p。若在基基底下4m和6m处的附加加应力分分别为80kpa，70kpa，试问在在基底下下4~6m间土层的的压缩变变形量是是多少？解：例题9某饱和粘粘性土的的室内压压缩试验验结果显显示，当当试样高高度为2.0cm时，达到到50%压缩量所所要的时时间为45min，根据该该试验结结果，推推算厚度度为4.8m的该粘性性土地基基的固结结沉降量量达到50%所需要的的时间（（分别考考虑单面面排水与与双面排排水两种种情况））。解：单面排水水：双面排水水：13在如图所所示的厚厚10m的饱和粘粘土层表表面瞬时时大面积积均匀堆堆载p0，若干年年后用测测压管分分别测得得土层中中的孔隙隙水压力力uA=51.6kPa、uB=94.2kPa、uC=133.8kPa、uD=170.4kPa，uE=198.0kPa课堂讨论论题1：1）试估算算此时粘粘土层的的固结度度，并计计算此粘粘土层已已固结了了几年？？2)再经过5年，则该该粘土层层的固结结度将达达到多少少？粘土土层在该该5年内产生生了多大大的压缩缩量？沉降量、、固结度度计算法法141）固结度度计算：：150.0S超静孔压压=2(31.6+54.2+73.8+90.4+98/2)=598S初始超静静孔压=150031.654.273.890.498.0超静孔压初始超静孔压20406080100静水压ABCDE测管压力=静水压+超静孔压51.694.2133.8170.4198.0Ut=1-598/1500=0.601三、方法法讨论沉降量、、固结度度计算法法152）固结年年限计算算：Ut=0.601思路：UtTvt查表Tv=0.29t=3.25年三、方法法讨论沉降量、、固结度度计算法法162）后续沉沉降量计计算：思路：tTvUtSSt查表Ut=0.861t=3.25年+5年=8.25年后5年产生的的沉降量量St=(0.861-0.601)27.3=7.1cm三、方法法讨论沉降量、、固结度度计算法法17三、方法法讨论沉降量、、固结度度计算法法课堂讨论论题2：地表下有有一厚10m的饱和粘粘土层，，饱和容容重sat=18kN/m3，底面承承受15m水头的承承压水。。若地面瞬瞬时施加加一大面面积均匀匀堆载p0=50kPa，1）讨论粘粘土层中中渗流的的方向？？2）计算100天内单位位土层表表面（1m2）排出的的水量？？3）求100天时A点的孔隙隙水压力力和有效效应力？？15m10m砂层p0=50kPaAcv=2.8310-3cm2/sk=5.1410-8cm/s地下水位5m例题10对A、B两种饱和和粘性土土进行压压缩试验验，当压压力为100kPa时，A、B两试样的的孔隙比比分别为为0.55及0.632，此时试试样的高高度分别别为16mm及10mm。然后继继续加压压至150kPa，此时试试样的孔孔隙比分分别成为为0.495及0.616。同时，，已知试试样A达到50%固结度所所要的时时间仅为为试样B达到同样样固结度度所要时时间的1/3。根据上上述资料料，试推推算两试试样的渗渗透系数数k的比值（（双面排排水）。。解：根据据压缩模模量的定定义：根据时间间因素的的定义：：根据竖向向固结系系数的定定义：例题11对某饱和和粘性土土进行固固结不排排水剪切切试验，，在固结结压力σ3=200kPa的条件下下，测得得破坏时时的偏压压力(σ1-σ3)f=400kPa，孔隙水水压力uf=100kPa，试样破破坏时的的破裂面面与水平平面间的的夹角为为58°。试确定定孔隙水水压力系系数A、有效应应力强度度指标c’、φ’。解：例题12试计算下下图所示示地基土土中的总总自重应应力分布布及有效效自重应应力分布布，并在在图中绘绘出总自自重应力力分布及及有效自自重应力力分布曲曲线并标标出总自自重应力力及有效效自重应应力值。。解：总自重应应力有效自重重应力砂土

γsat=19.5kN/m3粉质粘土

γsat=19.4kN/m3±0.00m-2.00m-10.00m-14.00m例题13在公路路路堤荷载载作用下下（平面面问题）），地基基中某点点的应力力状态：：σz=70kPa，σx=30kPa，τxz=15kPa，地基土土的抗剪剪强度指指标c=10kPa，φ=20。。问该点点处于何何种平衡衡状态？？并在图图中作出出库伦抗抗剪强度度线和该该点的莫莫尔应力力园。解：由于实际际的大主主应力σ1=75kPa<σ1f=79.55kPa，该点处处于弹性性平衡状状态。例题14某砂土的的内摩擦擦角φ=34°，若围压压σ3=100kPa，试确定定：①使使土样达达到极限限平衡状状态时的的σ1=？②此时时破裂面面与大主主应力平平面的角角度？③③当σ1=300kPa时那个平平面最危危险，在在该平面面上的剪剪应力τ及抗剪强强度τf分别为多多少？解：①达达到极限限平衡状状态时的的σ1：②破裂角角：③当σ1=300kPa时σ1σ3στfβ即与大主主应力作作用平面面成60°的平面最最危险。。在该平面面上：例题15某挡土墙墙高7m，墙后填填土面水水平，地地面作用用均布荷荷载20kPa，填土分分2层，各土土层指标标见图示示，试确确定作用用在墙背背总压力力及作用用位置，，并绘出出压力分分布图。。γ=18kN/m3Φ=20°c=12kPaγsat=19.2kN/m3Φ=26°c=6kPa3m4m20kPa解：主动土压压力系数数临界深度度：第一层底底面土压压力：第二层顶顶面土压压力：第二层底底面土压压力：第二层底底面静水水压力：：第一层总总土压力力：作用位置置（距墙墙底）：：第二层总总土压力力：作用位置置（距墙墙底）：：总静水压压力：总静水压压力作用用位置：：总压力：：作用位置置：模拟试卷卷一、名词词解说1、级配曲曲线2、临界水水力梯度度3、剪胀性性二、单项项选择题题1、土的颗粒粒级配曲曲线越平平缓，则则（））。A、土粒大大小越均均匀，级级配良好好B、土粒大大小越不不均匀，，级配良良好C、土粒大大小越不不均匀，，级配不不良D.土粒大小小越均匀匀，级配配不良2、下列关关于渗流流力的描描述不正正确的是是：（））。A.其数值与与水力梯梯度成正正比B.是一种体体积力，，其量纲纲与重度度的量纲纲相同C.渗流力的的存在对对土体稳稳定总是是不利的的D.渗流力的的方向与与渗流方方向一致致3、若某砂砂土的天天然孔隙隙比与其其所能达达到的最最大孔隙隙比相等等，则该该土（））。A.处于最密密实状态态B.外于中等等密实状状态C.相对密实实度D.处于最最疏松松状态态4、通过过土粒粒承受受和传传递的的应力力称为为（））。A.总应力力B.有效应应力C.孔隙水水压力力D.附加应应力5、如图图所示示，在在单向向偏心心荷载载作用用下，，若基基底反反力呈呈梯形形分布布，则则偏心心距应应满足足（））。。A.e<l/6B.e>l/6C.e>b/6D.e<b/6lbOe6、土的的e-p曲线越越平缓缓，说说明（（））。。A.压缩模模量越越小B.压缩系系数越越大C.土的压压缩性性越低低D.土的变变形越越大7、同种种饱和和粘性性土在在单面面排水水情况况下的的固结结时间间为双双面排排水的的（））。A.1倍B.2倍C.4倍D.8倍8、在相相同的的均质质土地地基上上若两两基础础形状状、面面积及及基底底压力力相同同，但但埋深深不同同，若若忽略略坑底底回弹弹影响响，则则（））。A.埋深大大的基基础沉沉降小小B.埋深大大的基基础沉沉降大大C.埋深小小的基基础沉沉降小小D.两基础础沉降降相同同9、两个土土样的的天然然重度度及天天然含含水量量相同同，土土粒比比重不不同，，则可可以判判断：：（））（A）比重重大者者孔隙隙比大大（（B）比重重大者者孔隙隙比小小（（C）两者者孔隙隙比相相同（D）不能能判断断10、选择基基础类类型时时，可可以不不考虑虑（））因因素的的影响响。（1）水文文条件件；（（2）地质质条件件；（（3）地震震烈度度；（（4）上部部结构构与荷荷载。。三、改错题题1、管涌涌发生生在渗渗流逸逸出处处，而而流砂砂的