土力学-计算题

.某一取自地下的试样，用环刀法测定其密度。环刀的体积为152.0g（6分）2m地下水位在地面以下2m深处。砂土层的饱和重度21kN/m319kN/m31.0，20kN/m3Cc=0.4Cv=2.0×10-4层cm/s100kPa堆载）粘h

地下水位测压管

h4m2m4m2m粘土层砂土层土层的最终压缩量（不必分层（4）堆载施加30天后，粘土层压缩量为多少？（假定土层平U1

8e2T均固结度可用

4v确定1分）2对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力σ=100ＫＰａｃ作用下固结，然后再在Δσ3＝０的情况下进行不排水剪试验。若该土的固结不排水强度指标φcu=20°，破坏时的大主应力σ应为多大?，同时测出破坏时的孔隙水应力u=50kPa，试求：1 f（１）Cｕ（２）破坏时试样中的有效主应力σ＇及σ＇（３）破坏时1 3f（４）c',(1分)ABr=20kN/m3=25º,c=10kPaABr=20kN/m3=25º,c=10kPar=18kN/m3C=30º,c=0kPa2m粘土的饱和密度ρsa为2g/c，并测得粘土层中心处的测压管水位高出水面2（1）作用在粘土层单位土体上的渗流力为多少？（2）该粘土层底部是否会发生流土现象？（10分）今有１０ｍ）σ＝100kPa3加压力。若该土的固结不排水强度指标φcu=28°问（１）该试样所能承受的大主应力σ的最大值是多少？１（２）若试样剪破时，其孔隙水应力uf

＝60kPa，求孔隙应力系数Ａ。f（３）求该土在σ＝300kPa(14分)3p=300kPad=2m6mPh=50kPap=300kPad=2m6mPh=50kPa4m地下水位n=z/bm=x/b1.21.6n=z/bm=x/b1.21.61.21.6KzKzKzKz-1.0s0.091s0.117hhM00.3750.324-0.131-0.0931.00.3750.3240.1310.093kＰａc'=2０kＰａ，有效内摩擦角φ'=24°。判断该点是否达到破坏（10分）如图4-1为一堆场地基剖面，砂土层厚度3m3m2m150kPa大面积堆载。粘土层压缩e-p4-2试计算粘土层最终将产生的压缩量2从粘土层中心取出一个试样做固结试（80％80％时需地基表面砂土层，γ地基表面砂土层，γ=17kN/m33.0m1γ2.0m地下水位1sat=19kN/m33.0m粘土层，γ=19kN/m32sat1.11.00.90.80.70.60.50.4050100150200250300350400不透水层ep(kPa)图ep(kPa)堤外水位1.92g/cm319.2%,土粒比重为2.701cm3分）A和A和如图所示，试问：土样中的水头损失分别为多少？AB各受多大渗流力？若土样A和B的饱和容重分别为γ=19.6kN/m3，γ=21.6kN/m3A和B是否satA satB会发生流土现象？（１５分）图示一重力式挡土墙，墙高10ｍ，墙后填土为无粘性土，其强度指标为Φ=20°,土的湿容重γ＝19kN/m3。饱和容重γsat

＝21kN／ｍ3,地下水位距地面４ｍ。填土表面作用着连续均布的超载ｑ＝20kPa。试求作用在墙背上的总压力，并要求绘出压力分布图（注：土压力用朗肯理论计算，不必求作用点位置，水位上下φ1分）一地下水位以下的正常固结粘土层，内部某点受大主应力为350kPa，小主应力为200kPa，土的有效应力强度指标c'为0'为30°存在100kPa（2）假设超孔隙水应力为08分）σ=140kpa作用下固结，然后再在Δσ3

＝０的情况下进行不排水剪试验，测得其破坏时的σ1

ｃ=260，同时测Ｕ=110kp（１该试样的不排水强度C（２破坏时试样中f ｕσ及σ（３）Ａ（４）试样的固结不排水抗剪强1 3 f度指标C、φ和有效应力强度指标c',φ'。（10分）cu cu某饱和土层厚5ｍ，其饱和渗透系数为2.0×10-6cm/s，土粒比重Gs=2.70。在加荷前测得该层土的密度d1测得密度d2=1.89g/cm3。分）分）试计算加荷后该土层达到固结度为80%所需要的时间。注：固结度80%时的时间因数Tv=0.6。(5分）1.解已知：m=172.5-50=122.5g; ms=152.0-50=102.0g V=60cm3mw m

20.520.1%

m122.52.04g/cm3 （分）m 102 V 60s m 102 s 1.70g/cm3d V 602.（）1加载瞬时，up100kPahuw

1009.8

10.2 m （3分）压缩稳定后，超孔隙水应力完全消散h=0

（3分）p1p2

19*2(219.8)*260.4 kPa60.4(209.8)*280.8 kPa p0

pp1 2

70.6 kPaH pp 2 70.6100S1e0

Clog 0c p0

*0.4*log 0.15 11 70.6

（3分）

Cv

t2.0*104*30*24*3600

0.0518v H28 2T

(2/2*100)2U1 e 2

v0.29

（3分）St=U*S=0.29*15=4.35cm3.解：(1)σ＝σ=100kPa； c=03f

ｃtan2(45

cu )100*tan2(45

)416.0 kPa1f 3f 2 21 1 1 故Cu=(σ-σ)/2=(416-100)/2=150kPa(2)σ＇＝σ-u1 1 1 3 3 σ＇＝σ=100-50=50kPa3 3

分)分)A u

0.158

(2分)f 1

)3

416100正常固结土：Ccu=0; C＇=0 36650sin

36650

0.7596 φ＇＝49.4° 分)1 3解：对第一层土2c

2*10tan 450z 1 20tantan 450

1.571 HHZ

2251.573.43m1 0Ka1Ka1p=rH’k－2ca1 11 a1

=20×3.43×tg232.5-2×10×tg32.5=15.1kPa

(2分)Ka2B=rKa2a2 11 a2 2Ka2C点：p=（rHrKa2a3 11 22 a2 2

=20×3.43×tg230-0=22.87kPa

(2分)(2分)=（20×3.43＋18×5）×tg230-0=52.87kPaPa=0.5×3.43×15.1＋0.5×5×（22.87+52.87）=215.25 kN/mAB 15.1kPa22.87kPa

(2分)52.87kPaC解：

il

21 （1分）2j底部

i9.8kNm3 （3分）wh 422210mwuhww

98kPa （2分）w

2

sat

498kPa （1分）=u0 （2分）所以发生流土,处于临界状态 （1分）解：

pE(1) S HpEsSUS40cm （2分）t12(2) T Cvt12v 2 H 1H2T22t

v1.875107s=217Cv

（5分）解：

(1) ccu

=0 （1分） 1f

tg2(453

cu277kPa （4分）2(2) B1 （1分）ufccccu

0.34 （4分）(3) sin cuu

c u3

sin1sin3cu

（4分）8.解： 自重＝4×19＋4×10＝116kPa（3分）基底净压力＝300－19×2＝262kPa（1分）n=1.2竖直m=0,1Kzs水平m=0;Kzh

（1分）（1分）（1分）附加应力＝262×0.375-0.131×50=91.7kPa（1分）9.解：σ＇＝σ-u=50-100=450kpa1 1(2分)σ3＇=σ3-u=300-100=200kpa(2分)令σ1f’=σ1＇=450kpaσ3f’＝tg2(45-ø＇／2)-2c×tg(45-ø＇2)＝450×tg2(45-24／2)-2×20×tg(45-24／2)＝450×0.422－40×0.649＝163.9kPa＜σ3＇(4分)所以该点稳定．(2分)10.（1） ＝17*2+9.2*1+9.2*1.5＝57kPacz粘土中心p1=57kPap2=57+150=207e0=0.6, e1=0.73S=(0.73-0.6)/1.73*3=0.225m（2）Tv1=Tv2Cv1=Cv2

(1分)(1分)(1分)(2分)(1)(1)t t1 2 (1分)(H/2)2 H1 2t2=7*3002/12=630000min=437.5d (2)解：

1.92g/cm3 w19.2% Gs

2.7 V d 1w

1.61g/cm3

（1分）m s dm

V1.61g mwm

wms

0.309gV ss

Gs 0.597cm3s w

（1分）V VVv m

0.403cm3

e v0.675 （1分）VVVsVV w w

0.309cm3 （1分） n

v100%40.3% （1分）VVV VVVa s

0.094cm3

（1分） Sr

w76.7% （1分）Vv解：

h

h A B⑴ h hABkA h kB hABA Bh h 40cm A B5hA Bh 25cmAh 15cm （4分）BA⑵j hAA w hA⑶

24.5KN/m3 jB

h B4.9KN/m3 （4分）w hBA试样底部：'A

satA

hw

satB

hw

w

w

0.6KN/m20所以未发生流土 （4分）B试样底部：'B

satB

hw

w

2.07KN/m20所以未发生流土。 （3分）解：c0 Ka

tg

450/2

0.49 (1分)pAqKa a

9.8kPa (1分)pBqK HK 47.04kPa （1分）a a 1 apCqK HK HK 79.97kPa （1分）a a 1 a 2 a水压力 p H 58.8kPa （1分）wC w 2作用在墙背上的总压力 PPPa wP1pA

B1p BpC

494.71kN/ma 2 1

a 1 2 a a 2P H2w 2 w

176.4kN/m因此PPPa w压力分布图

671.11kN/m

（3分）（2分） 1

350kPa,3

200kPa,'30,c'0存在100kPa超孔隙水应力u100kPa,则'350-100250kPa (1 分)13'200-100100kPa (1分)3 ' '3f

tg2(45- )-2ctg(45- )250tg23083.8kPa (2 分2 2'3

'3f

，故该点处于稳定状态 (1 分)(2) u0 则 3f

tg2(45-

)-2ctg(45-2 2

)350tg230116.7kPa (2 分)而实际上3

，故该点处于稳定状态 (1 分)115 解：1.σ

=140kPa；σ

＝260kPa;故Cu=(σ-σ

)/2=(260-140)/2=60kPa (2分)3 ｃ2、σ＇

1 1-u=260-110=150kPa; σ＇

3-u=140-110=30kPa (2分)1 1 uA f

3 3 f0.92f )3、 1 3 f

260140

(2分)4、正常固结土，Ccu=0;C＇=0 (2分)sincu

3131

2601400.3260140 φcu＝17.5° (1分) 15030sin

150

0.66671 3 φ＇＝41.8° (1分)16.）：由

s 1.8

0.5Gd1 1e 1G1由 Gs