土力学与地基基础课后习题答案

1.10何谓不良地质条件？为什么不良地质条件会导致建筑工程事故？ 工程地质条件——即工程活动的地质环境，它包括岩土类型及性质、地质构造、地形地貌、水文地质、不良地质现象和天然建筑材料等方面，是一个综合概念。    不良地质条件——这是指对工程程建设有影响的地质条件，根据工程地质条件的定义，不良地质条件包括：岩土体复杂，具有特殊性；结构面发育；地形地貌复杂；水文地质条件复杂；各种不良地质作用及其形成的灾害；天然建材的缺乏或距离太远或质量太差、人类工程活动对场地地基影响大等等。陈希哲编著的土力学地基基础教材中列出的断层、节理、滑坡、河床冲淤、岸坡失稳、河沟侧向位移等等都是不良地质条件的具体类型。 不良地质条件对建筑物、场地、地基及周边环境等构成威胁和危害，它影响到建筑物的整体布局、成本、工期、设计和施工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 2.2解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数 已知：天然密度ρ=M/V=1.84 g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.75；水位以下饱和度Sr= Vw/Vv=1 假设V=1 cm3； 则：M=1.84g；  Ms=2.75Vs； Ms+Mw=1.84；ρw=1 g/cm3；数值上Mw=Vw 有    2.75Vs+Vw=1.84               Vs+Vw=1     解上述方程组得：Vs =0.48；Vw=0.52= Vv；故：Mw=0.52g；Ms=2.75Vs=1.32g； 天然密度ρ=M/V=1.84 g/cm3； 干密度ρd=Ms/V=1.32 g/cm3； 饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.52+1.32+0×1)/50=1.84 g/cm3； 天然含水率ω=Mw/Ms=0.52/1.32=0.394=39.4% 孔隙比e=Vv/Vs= 0.52/0.48=1.08 孔隙度n=Vv/V=0.52/1=0.52=52% 饱和度Sr= Vw/Vv=1 2.3解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数 已知：干密度ρd=Ms/V=1.54 g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71；天然含水率ω=Mw/Ms=0.193 假设V=1 cm3；    则： ρd=Ms/V=1.54 g/cm3；        有：Ms=1.54g；        土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71        有：Vs=0.568 cm3； 天然含水率ω=Mw/Ms=0.193      有：Mw =0.287g，ρw=1 g/cm3，Vw=0.287cm3； M= Ms+ Mw=1.54+0.287=1.827g Vv=V-Vs=1-0.568=0.432 cm3； Va=Vv-Vw=0.432-0.287=0.145 cm3； 天然密度ρ=M/V=1.827/1=1.827 g/cm3； 干密度ρd=Ms/V=1.54 g/cm3； 饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.287+1.54+0.145×1)/1=1.972 g/cm3； 天然含水率ω=19.3% 孔隙比e=Vv/Vs= 0.432/0.568=0.76 孔隙度n=Vv/V=0.432/1=0.432=43.2% 饱和度Sr= Vw/Vv= 0.287/0.432=0.66 又已知WL=28.3%；Wp=16.7%；ω=19.3%； 所以： Ip= WL- Wp=28.3-16.7=11.6；大于10，小于17，所以为粉质粘土。 IL=（W- Wp）/（WL- Wp）=（19.3- 16.7）/（28.3-16.7）=0.22，位于0~0.25之间，硬塑 2.8解： 已知： 土粒比重Gs=Ms/Vs=2.70；  干密度ρd=Ms/V=1.66 g/cm3； 饱和度Sr= Vw/Vv，分别为0和0.60 假设该土样V=1 cm3；有： 干密度ρd=Ms/V=1.66 g/cm3；Ms=1.66g； 土粒比重Gs=Ms/Vs=2.70；Vs=Ms/2.7=0.615 cm3； Vv=1-Vs=1-0.615=0.385 cm3； 饱和度Sr= Vw/Vv，提高到0.60： Vw/Vv=0.6，Vw=0.6Vv=0.6×0.385=0.231 cm3；Mw=0.231g，     M= Ms+ Mw=1.891g， 湿砂的含水率和密度分别为： 天然密度ρ=M/V=1.891/1=1.891 g/cm3； 天然含水率ω=Mw/Ms=0.231/1.66=0.139=13.9% 3.1解： 不透水层顶部，则计算上覆全部水土压力。透水层顶部则计算有效自重应力。 水位 3.3解：条形基础，求基底下深度分别为0、0.25b、0.5b、1b、2b、3b处附加应力。 条基宽度 b AB=50KPa；    CD=150KPa；    DF=BE=100KPa；    AE=CF=50KPa； 梯形ABCD=□BDFE+△COF-△AOF □BDFE中点0：P98面 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 3-5，P=100KPa，x=0,Z/b分别为： 0：α=1，p=1×100=100KPa 0.25b：α=0.96，p=0.96×100=96KPa 0.5b：α=0.82，p=0.82×100=82KPa 1b：α=0.552，p=0.552×100=55.2KPa 2b：α=0.306，p=0.306×100=30.6KPa 3b：α=0.208，p=0.208×100=20.8KPa △COF角点0：地基规范P116面表k.0.2，P=50KPa,查情况1： 三角形荷载宽度只有条形基础宽度一半，条形基础基底下深度分别为0、0.25b、0.5b、1b、2b、3b处分别相当于三角形的0、0.5b、1b、2b、4b、6b 0：α=0，p=0×50=0KPa    0.5b：α=（0.0269+0.0259）/2=0.0264，p=0.0264×50=1.32KPa    1b：α=0.0201，p=0.0201×50=1KPa    2b：α=0.0090，p=0.0090×50=0.45KPa    4b：α=（0.0046+0.0018）/2=0.0032，p=0.0264×50=0.16KPa    6b：α=（0.0018+0.0009）/2=0.0014，p=0.0014×50=0.07KPa    △AOF角点0： 三角形荷载宽度只有条形基础宽度一半，条形基础基底下深度分别为0、0.25b、0.5b、1b、2b、3b处分别相当于三角形的0、0.5b、1b、2b、4b、6b 0：α=0，p=0×50=0KPa    0.5b：α=（0.0269+0.0259）/2=0.0264，p=0.0264×50=1.32KPa    1b：α=0.0201，p=0.0201×50=1KPa    2b：α=0.0090，p=0.0090×50=0.45KPa    4b：α=（0.0046+0.0018）/2=0.0032，p=0.0264×50=0.16KPa    6b：α=（0.0018+0.0009）/2=0.0014，p=0.0014×50=0.07KPa    实际上，两个三角形正好抵消，所以：条形基础基底下不同深度处的附加应力分别为： 0：α=1，p=1×100=100KPa 0.25b：α=0.96，p=0.96×100=96KPa 0.5b：α=0.82，p=0.82×100=82KPa 1b：α=0.552，p=0.552×100=55.2KPa 2b：α=0.306，p=0.306×100=30.6KPa 3b：α=0.208，p=0.208×100=20.8KPa   3.5解：压力单位化为MPa，取100、200KPa及对应的孔隙比e计算。 3.9解： 基底压力=（8000+3600）/（10×10）=116KPa, 基底附加应力=116-20×2-10×4=36KPa 书中 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 为0，错误，可按照规范法计算沉降量。过程略。 如果改为基础荷载和基础自重一共8000KN，则 基底压力=8000/（10×10）=80KPa, 基底附加应力=80-20×2-10×4=0KPa 所以，为应力完全补偿基础，没有沉降。 3.10解： 4m 第一步：求基底附加压力P0。 上部结构重量F=6600KN， 基底以上无地下水，故基础自重G=20×5.6×4×2=896 KN 基底压力P=(F+G)/A=（6600+896）/（5.6×4）=335 KPa 基底附加压力P0=P-γ1d=335-17.5×2=300 KPa 第二步：求基础中点以下粘土层顶、底面的附加应力。 把矩形基础分为四个面积相等的小矩形。粘土层②顶面在基底下Z=4m，土层底面在基底下Z=5.6m。 粘土层②顶面：L/b=2.8/2=1.4，Z/b=4/2=2，查表3.3，α=0.1034，σ1=4αP0=124 KPa 粘土层②底面：L/b=2.8/2=1.4，Z/b=5.6/2=2.8，查表3.3，α=0.0649，σ2=4αP0=78 KPa 所以粘土层受到的附加应力平均值为（124+78）/2=101KPa， 根据题目给定的条件，粘土层孔隙比为1，压缩系数为0.6，按照教材P102面公式3.16计算粘土层沉降。     注意：将附加应力单位KPa换算成MPa，土层厚度1.6m换算成1600mm。 3.13解： 首先根据地基规范法规定，求变形计算深度：P110公式3.43，本例b=2m。 Zn=b(2.5-0.4lnb)=4.45m     由此可见，计算深度近似等于第二层土的厚度（4.4m），因此，本例可取第二层土为主要压缩层。 第二步：求基底附加压力P0。 上部结构重量F=576KN， 基底压力P=F/A+γGd =576/（2×2）+20×1.5=174 KPa 基底附加压力P0=P-γ1d=145-17×1.5=148.5 KPa 第三步按照表格，分步骤计算沉降，查P107表3.12的平均附加压力系数平均值 L/b Z/b 2/2=1 0/2=0 1 0 1 4.4/2=2.2 0.414 4.4×0.414=1.8216 90.2mm 本例为均质土 第五步：求压缩模量当量值，本例为均质土，可取土层压缩模量3MPa。 第六步：求沉降计算经验系数，按照压缩模量当量值3MPa查P106，表3.11，内插得 ψs=1.37 第七步：最终沉降量S=ψs×S’=123.5mm 4.2解： τmax=250KPa，即应力圆的半径值。 2α=90度，故α=45度， 题目给定条件应该是与小主应力作用面，即大主应力分布方向的夹角为30度。 τmax 4.5解： τ=C+σtgφ=100+σtg30=100+0.5774σ 因为σ=170，τf=C+σtgφ=100+σtg30=100+0.5774σ=198KPa θ=37度， τ 把σo=170kPa分解成垂直于剪切面的正应力σ和平行于剪切面的剪应力τ。 正应力σ=σo×cos37=136KPa；剪应力τ=σo×sin37=102KPa。 因为：τf=C+σtgφ=100+σtg30=100+0.5774σ 因为σ=136，极限状态下τf=C+σtgφ=100+σtg30=100+0.5774σ=178.5KPa     实际上该剪切面上的剪应力τ为102KPa，小于临界极限剪应力τf，故不会剪切破坏。 4.8解： 本题采用作图法，过程同教材P157例题4.3。 此处略。 总应力法采用四组σ1和σ3，以（σ1+σ3）/2为圆心（圆心在横轴σ轴上），以（σ1-σ3）/2为半径，作应力圆，四个应力圆包线即为所求极限抗剪强度线。据此线确定总应力法的粘聚力和内摩擦角。 有效应力法采用四组σ1-u和σ3-u，以[（σ1-u）+（σ3-u）]/2为圆心（圆心在横轴σ轴上），以[（σ1-u）-（σ3-u）]/2为半径，作应力圆，四个应力圆包线即为所求极限抗剪强度线。据此线确定有效应力法的粘聚力和内摩擦角。 4.10解： 内摩擦角为15度，查教材表4.4得：Nd=2.3，NC=4.85 Pcr=Ndγdd+NCC=2.3×18×1.2+4.85×25=170.93KPa。 4.12解：条形基础。 基底下略b×tg(45+φ/2)深度范围=2×tg(45+25/2)=3.14m，而地下水位位于基底以下8.5-1.2=7.3m，故基底下的持力层和基础埋深范围内的土体重度均取天然重度。 内摩擦角为25度，查教材图4.30得：Nr=10， Nq=12，NC=24 Pu==0.5 Nrγb +Nqγdd+NCC=728KPa。基底压力为500/（2×1）=250KPa, 安全系数=728/250=2.9 说明：查图或查表或计算系数时，结果略有差异。