1、作业作业2.3 原状土样的密度为原状土样的密度为1.85g/cm3,含水量为含水量为34%,土粒比重为土粒比重为2.71,试求土样的饱和密度、试求土样的饱和密度、有效密度、饱和重度和有效重度。有效密度、饱和重度和有效重度。(先导公式先导公式后求解后求解)。解：11sWGe 11(1)swsVwsatswsGemVVeGG1(1)ssatWsGG 11sWGmVe 1()(1)ssatsatwsGggG1(1)ssGggG312.71 11.850.87/cm(1)2.71(1 0.34)ssGgG 312.71 11.851.01.87/cm(1)2.71(1 0.34)ssatwsGgG33
2、18.7 10/msatsatgN338.7 10/mgN2.5 完全饱和粘土试样的含水量为完全饱和粘土试样的含水量为30%，土粒，土粒比重为比重为2.73，液限为，液限为33%，塑限为，塑限为17%，求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定义该粘性土的分类指数和液性指数分别定义该粘性土的分类名称和软硬状态。名称和软硬状态。解：WWsrVVWVmGsVVe32.731.5/cm110.819ssWdmGgVe32.73 0.8191.95/cm11 0.819swsVwsatGemVgVe2.730.30.8191srGes30 170.81
3、2516PLLPI33 17 16pLPI因为Ip17 为粉质粘土。因为0.75Il1,粘土处于软塑状态。1.8 无粘性土的颗粒分析见下表，试定出土的名称。粒径mm10-22-0.50.5-0.250.25-0.0752mm的颗粒含量的颗粒含量超过全重超过全重50%的土。的土。：粒径粒径d2mm的颗粒含量的颗粒含量不超过全重的不超过全重的50%，且粒径，且粒径d0.075mm的颗粒超过全重的颗粒超过全重50%的土。的土。名称 粒组含量 砾砂 粒径大于2 mm的颗粒超过全重25%50 粗砂 粒径大于0.5 mm的颗粒超过全重50 中砂 粒径大于0.25 mm的颗粒超过全重50 细砂 粒径大于0.
4、075 mm的颗粒超过全重85 粉砂 粒径大于0.075 mm的颗粒超过全重50 第第3章章 土的渗透性及水的渗流土的渗透性及水的渗流 3.8 渗透试验装置如图所示，砂1的渗透系数k1=2e-1cm/s,砂2的渗透系数k2=1e-1cm/s，砂样截面积A=200cm2,求：(1)砂1与砂2界面处测压管水头高于右端水面多少？(2)砂1与砂2界面处的渗流量q多大？3040402060解：(1)通过砂1与砂2界面处渗流量q相等q1=q212121212/1/260cm;20cm;40cmikhlikhlhhh 水通过砂1的水头损失为20cm,所以砂1与砂2界面处测压管水头高于右端水面20cm。(2)
5、q1=q2=vA=20cm3/s3.11 3.11 为一板桩打入透土层后形成的流网。知透为一板桩打入透土层后形成的流网。知透水层深水层深18m,18m,渗透系数渗透系数k=3e-4mm/s,k=3e-4mm/s,板桩打入土层表板桩打入土层表面以下面以下9.0m9.0m。求。求(1)(1)图中图中a a、b b、c c、d d、e e各点的孔隙水压力；各点的孔隙水压力；(2)(2)地层的单位渗流量。地层的单位渗流量。图图216习题习题2-11 H=H1-H20H1H2不透水层不透水层lbabcdefgh解：总水头损失：解：总水头损失：h=9-1=8m;h=9-1=8m;1818414137.2c
6、cchhmhhmughkPa 0;0;9;88.2aabbbhuhm ughkPa1;9.8dddhm ughkPa0;0eeehughkPa(2)地层的单位渗流量地层的单位渗流量771;31 0/41 21 0/hqkiAkb lblqmsqqms4.10 条形基础宽为2m,梯形分布荷载p01=200kPa,p02=100kPa,求基础中点下及边缘两点下3m、6m深度处的z153264(b)=+=+(a)O=1/2O=2O=O能把它当做条形能把它当做条形荷载来计算吗？荷载来计算吗？中点下3m条形：z/b=1.5,x/b=0,sz=0.4,z1=100X0.4=40kPa.荷载2，3z/b=3
7、,t=2X(0.0476+0.0511)=0.197z23=50X0.197=9.85kPa荷载4条形基础，z/b=3,x/b=0.5,sz=0.2,z4=50X0.2=10kPa3=409.8510=59.85kPa4231 100kPa点下3m 条形1：z/b=1.5,x/b=0.5,sz=0.33,z1=100X0.33=33kPa.三角形荷载 z/b=1.5,t=(0.0753+0.0715)=0.1468 z2=100X0.1468=14.68kPa z=3314.68=47.68kPa4231 100kPa点下3m 条形1：z/b=1.5,x/b=0.5,sz=0.33,z1=10
8、0X0.33=33kPa.三角形荷载 z/b=1.5,t2=(0.0987+0.0889)=0.1876 z2=100X0.1876=18.76kPa z=3318.76=51.76kPa4231两个矩形基础的形状相似，垂直分布荷载强度相同，判断下面结论的正误1、甲基础面积比乙基础大一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍2、甲基础的宽度比乙基础宽一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍3、甲基础的宽度比乙基础大一倍，则甲基础中点下2Z深度处的附加应力与乙基础中点下Z深度处的附加应力相同测试题：比较三种情况下哪种情况A点的应力最大？AE1E21、E1=E22、E1E23、E1t01 1
9、）粘土层中的渗流方向？）粘土层中的渗流方向？静水头静水头10m1515渗流方向渗流方向00 超静水头超静水头 总水头总水头分界点分界点三、方法讨论沉降量、固结度计算法沉降量、固结度计算法1 1）粘土层中的渗流方向？）粘土层中的渗流方向？地下地下水位水位15m静水头静水头10m151500 超静水头超静水头渗流方向渗流方向 总水头总水头101515总渗流总渗流=稳定渗流稳定渗流+固结渗流固结渗流t=三、方法讨论沉降量、固结度计算法沉降量、固结度计算法2 2）计算）计算100100天单位面积（天单位面积（1m1m2 2）的渗流量？）的渗流量？总渗流量总渗流量 Q=稳定渗流量稳定渗流量Q稳定稳定+固
10、结渗流量固结渗流量Q固结固结Q稳定稳定=v A t=k i A t=2220.5cm3Q固结固结=0.5 St A=S Ut A =0.5 9.1 0.35 10000=15925cm35500kPakCEwvs 35.0U098.0HtCTt2vv 1cm.95500100050EHpSs0 总渗流量总渗流量 Q=2220.5+15925=18145.5cm3Q固结固结=粘土层孔粘土层孔隙压缩的一半隙压缩的一半三、方法讨论沉降量、固结度计算法沉降量、固结度计算法3 3）计算）计算100100天时天时A A点的点的孔隙水压力和有效应力孔隙水压力和有效应力？u总总=u静静+u超静超静=75+47
11、.7=122.7kPa098.0HtCT2vv u静静=7.510=75kPa7kPa.47e31(e4puv22v2T43T40 ）超静超静有效应力有效应力=-u总总=50+18 5-122.7=17.3kPau总总=u静静+u超静超静三、方法讨论沉降量、固结度计算法沉降量、固结度计算法第7章作业O1 3有效应力有效应力 f 213(45)2(45)22tgctg6.8正常固结粘土不固结不排水试验，正常固结粘土不固结不排水试验，Cu=20kPa,同一土样同一土样进行固结不排水试验，有效应力强度指标进行固结不排水试验，有效应力强度指标c 0,300，求，求土样不排水条件下破坏时的有效大主应力和
12、有效小主应力。土样不排水条件下破坏时的有效大主应力和有效小主应力。6.10粘土试样固结不排水试验有效应力强度指标粘土试样固结不排水试验有效应力强度指标c 24kPa,220，求试样在围压求试样在围压3=200kPa下进行下进行固结排水试验，固结排水试验，破坏时的大主应力。破坏时的大主应力。213(45)2(45)22tgc tg对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得试验，得c c=0=0，=30=30，问：，问：课堂讨论题课堂讨论题1：强度指标计算：强度指标计算1）若试样先在周围固结压力）若试样先在周围固结压力 3=100kPa下固结，然后关闭
13、排水阀，将下固结，然后关闭排水阀，将 3增大至增大至200kPa进行不固结不排水试验，测得破进行不固结不排水试验，测得破坏时的孔隙压力系数坏时的孔隙压力系数A=0.5，求土的不排，求土的不排水抗剪强度指标；水抗剪强度指标；uf200 1f=200+1fa）固结）固结(排水排水)：3=1=100kPau=0b）不不固结固结 (不排水不排水)：3=1=200kPau1=100kPac）剪切破坏时）剪切破坏时 (不排水不排水)：3=200kPa 1f=200+1fuf=u1+u =100+0.5 1f31f)2/45(tg2313=100-0.5 1f1f=100+0.51f)2/45(tg2311
14、f=100kPa u=0cu=50kPa30 对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得试验，得c c=0=0，=30=30，问：，问：2）若试样在周围压力）若试样在周围压力 3=200kPa下进行固下进行固结不排水试验，试样破坏时的主应力差结不排水试验，试样破坏时的主应力差 1-3=165kPa，求固结不排水总应力强度，求固结不排水总应力强度指标、破坏时试样内的孔隙水压力及相应指标、破坏时试样内的孔隙水压力及相应的孔隙水压力系数、剪切破坏面上的法向的孔隙水压力系数、剪切破坏面上的法向总应力和剪应力。总应力和剪应力。uf200 1f=200+165
15、31f30 a）总应力强度指标：）总应力强度指标：0c17cucub）破坏时的孔隙水压力：）破坏时的孔隙水压力：uf=A(1-3)f=165A3=200-165A 1f=365-165A)2/45(tg231c）剪切破坏面上的法向总应力和剪应力剪切破坏面上的法向总应力和剪应力：真正破裂面真正破裂面4kPa.71cos2)(8kPa.123sin2)(-2)(1f31f31f3nA=0.712 uf=117.5kPa3=82.5kPa 1f=247.5kPa n=n+uf=241.3kPa课堂讨论题课堂讨论题2下左图为某种土固结不排水试验的结果，试验的固结围压下左图为某种土固结不排水试验的结果，
16、试验的固结围压力为力为 3，请在下右图中定性绘出该试验的总应力和有效应，请在下右图中定性绘出该试验的总应力和有效应力路径，并标出力路径，并标出A、B和和C点的位置点的位置ppq q峰值峰值K K f f线线残余强残余强度度K K f f线线3uoAB+-CuAqAqBuBuoABC总应力路径分析总应力路径分析1 1）起点为）起点为O O，倾角为，倾角为4545的直线的直线2 2）A A点和点和B B点的位置可由峰值和残点的位置可由峰值和残余强度余强度q qA A和和q qB B确定确定;也可由也可由K Kf f线和孔压线和孔压u uA A和和u uB B确定确定3 3）总应力路径为）总应力路径
17、为O-A-BO-A-Bppq qO(3,0)qAAuAuBqBBppq qO(3,0)1）起点为）起点为O，总应力路径平移孔压，总应力路径平移孔压u2）A 点和点和B 点的位置可由峰值和残点的位置可由峰值和残余强度余强度qA和和qB 和和Kf线确定；线确定；也可由总应力路径和也可由总应力路径和uA和和uB确定确定3）有效应力路径为）有效应力路径为O-A-B 有效应力路径分析有效应力路径分析uoABCA qAB qB1）总应力路径）总应力路径O-A-B2)有效应力路径为有效应力路径为O-A-B 两者水平距离为两者水平距离为孔压孔压u3）两线交点为）两线交点为C=C ppq qO(3,0)AB总应力和有效总应力和有效应力路径分析应力路径分析uoABCB A C=C
