WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積γ=mg/V=ρgWaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwms練習(xí)2

某住宅工程地質(zhì)勘察中取原狀土做試驗(yàn)。用天平稱50cm3濕土質(zhì)量為95.15g，烘干后質(zhì)量為75.05g，土粒比重為2.67。計(jì)算此土樣的天然密度、干密度、飽和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙度以及飽和度。練習(xí)2【解】【解】練習(xí)6

直徑10.0cm，高度15.0cm的砂質(zhì)土，以10.0cm的水頭差進(jìn)行了常水頭滲透試驗(yàn)。測得1分鐘的流量為120cm3。試計(jì)算①平均流速v（cm/s），②水力坡降i，③土的滲透系數(shù)（cm/s）。設(shè)土的孔隙比為0.5，則④實(shí)際流速vv是多少？練習(xí)6【解】【解】（）判斷下列自重應(yīng)力分布是否正確?改正改正（）練習(xí)8（）判斷下列自重應(yīng)力分布是否正確?改正改正（練習(xí)9

某教學(xué)大樓工程地質(zhì)勘察結(jié)果：地表為素填土，，厚度；第二層為粉土，，厚度；第三層為中砂，，厚度；第四層為強(qiáng)風(fēng)化巖石。地下水位埋深1.50m。試計(jì)算至基巖頂面處土的自重應(yīng)力并繪出其沿深度的分布圖。

若第四層為堅(jiān)硬整體巖石，計(jì)算至基巖頂面處土的自重應(yīng)力并繪出其沿深度的分布圖。練習(xí)9自重應(yīng)力計(jì)算步驟：地下水位以上,地下水位以下,不透水層層面及其以下,

不透水層層面應(yīng)力有突變，大小等于。2.計(jì)算特征點(diǎn)自重應(yīng)力（每層土兩點(diǎn)：頂面和底面）1.分析題意，建立坐標(biāo)系，確定特征點(diǎn)特征點(diǎn)為：分層界面，地下水位面。起算點(diǎn)自天然地面始；3.繪自重應(yīng)力分布圖

自重應(yīng)力隨深度而增加，其圖形為折線形。自重應(yīng)力計(jì)算步驟：地下水位以上,地下水位以下,不透水層層面及【解】1.繪出剖面圖、建立坐標(biāo)系、確定特征點(diǎn)如圖所示。0①②③【解】1.繪出剖面圖、建立坐標(biāo)系、確定特征點(diǎn)如圖所示。0①2.計(jì)算特征點(diǎn)自重應(yīng)力。至基巖頂面處土的自重應(yīng)力及其沿深度的分布圖如圖所示。2.計(jì)算特征點(diǎn)自重應(yīng)力。至基巖頂面處土的自重應(yīng)力及其沿深度0①②③27.061.5679.56自重應(yīng)力及其沿深度的分布圖0①②③27.061.5679.56自重應(yīng)力及其沿深度的分布若第四層為堅(jiān)硬整體巖石，則第三層土底面處的自重應(yīng)力為：基巖頂面處的自重應(yīng)力需加上水的自重：至基巖頂面處土的自重應(yīng)力及其沿深度的分布圖如圖所示?；虻叵滤幌率褂蔑柡腿葜兀喝舻谒膶訛閳?jiān)硬整體巖石，基巖頂面處的自重應(yīng)力需加上水的自重：0①②③③’27.061.5679.56132.480①②③③’27.061.5679.56132.480①②③27.061.5679.56自重應(yīng)力及其沿深度的分布圖透水層0①②③27.061.5679.56自重應(yīng)力及其沿深度的分布0①②③③’27.061.5679.56132.48不透水層0①②③③’27.061.5679.56132.48不透水層練習(xí)10

如圖所示，1）試計(jì)算從地面至11.5m深度處的自重應(yīng)力σcz并繪出其沿深度的分布圖；2）試計(jì)算甲基礎(chǔ)的基底接觸壓力p；3）試計(jì)算甲基礎(chǔ)的基底附加壓力p0；4）試計(jì)算由甲基礎(chǔ)基底附加壓力p0引起的甲基礎(chǔ)的基底中心點(diǎn)下，0m，2，4，6，8，10m各深度處的豎向附加應(yīng)力σz，并繪出其沿深度的分布圖；5）試計(jì)算由乙基礎(chǔ)基底附加壓力p0引起的甲基礎(chǔ)的基底中心點(diǎn)下，0m，2，4，6，8，10m各深度處的豎向附加應(yīng)力σz，并繪出其沿深度的分布圖。設(shè)基礎(chǔ)與回填土的平均容重γG=20kN/m3。練習(xí)10土層容重深度厚度特征點(diǎn)σczkN/m3mmkN/m218.018.218.7粉土粉質(zhì)粘土3.66.011.51.5甲乙乙F=1940kNFF02468105.04.06.02.02.02.0圖中單位：mo乙乙基礎(chǔ)底面甲土層容重深度厚度特征點(diǎn)σczkN/m土層容重深度厚度特征點(diǎn)σczkN/m3mmkN/m218.018.218.7粉土粉質(zhì)粘土3.66.011.55.02.54.02.58.04.02.02.0圖中未標(biāo)單位為m或kPaoabcdefg3.62.45.564.885.0134.0甲基礎(chǔ)引起的附加應(yīng)力1.5甲乙乙F=1940kNFF024681010074.838.8甲、乙基礎(chǔ)引起的附加應(yīng)力之和乙基礎(chǔ)引起的附加應(yīng)力土層容重深度厚度特征點(diǎn)σczkN/m2)計(jì)算甲基礎(chǔ)的基底接觸壓力p。3)計(jì)算甲基礎(chǔ)的基底附加壓力p0。2)計(jì)算甲基礎(chǔ)的基底接觸壓力p。3)計(jì)算甲基礎(chǔ)的基底附加壓力練習(xí)11

如圖所示，天然土層有兩層，第一層為細(xì)砂層，第二層為粘土層。地下水位在地表下1.0m處。試根據(jù)粘土層的壓縮試驗(yàn)資料分別計(jì)算下列兩種情況引起的粘土層的最終沉降量。1）如果地下水位突然下降2.0m，至粘土層頂面。2）如果地下水位不變，在地表上填筑容重為γ=18.0kN/m3，厚度為3.5m的填土。巖層細(xì)砂層粘土層p(kPa)050100200400e0.8520.7580.7110.6510.635粘土側(cè)限壓縮試驗(yàn)資料練習(xí)11巖層細(xì)砂層粘土層p(kPa)050100200400【解】1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。水位下降前的自重應(yīng)力及其分布水位下降后的自重應(yīng)力及其分布水位下降前，粘土層內(nèi)的平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比水位下降后，粘土層內(nèi)的平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比計(jì)算水位下降引起的粘土層的最終沉降量【解】水位下降前的自重應(yīng)力及其分布水位下降后的自重應(yīng)力及其分水位下降前的自重應(yīng)力及其分布細(xì)砂層水位以上砂層：地表處：底面處：注：毛細(xì)作用使水位以上細(xì)砂層飽和，但忽略毛細(xì)作用產(chǎn)生的負(fù)壓力。細(xì)砂層水位以下砂層：頂面處：底面處：巖層細(xì)砂層粘土層1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。水位下降前的自重應(yīng)力細(xì)砂層水位以上砂層：地表處：底面處：注：水位下降前的自重應(yīng)力及其分布粘土層：頂面處：底面處：巖層1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。巖層細(xì)砂層粘土層下降前水位下降前的自重應(yīng)力粘土層：頂面處：底面處：巖層1）計(jì)算地下水位下降后的自重應(yīng)力及其分布細(xì)砂層：地表處：底面處：粘土層：頂面處：底面處：巖層細(xì)砂層粘土層1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。水位下降后的自重應(yīng)力細(xì)砂層：地表處：底面處：粘土層：頂面處：水位下降后的自重應(yīng)力及其分布1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。水位下降前，粘土層內(nèi)的平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比相當(dāng)于粘土層頂面增加了一個(gè)附加應(yīng)力：巖層下降前下降后p(kPa)050100200400e0.8520.7580.7110.6510.635水位下降后的自重應(yīng)力及其分布1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。水位下降后，粘土層內(nèi)的平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比或者巖層下降前下降后p(kPa)050100200400e0.8520.7580.7110.6510.6351）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。水位下降后，粘土層內(nèi)的1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。計(jì)算水位下降引起的粘土層的最終沉降量如果已知Es，則可直接估算出沉降量1）計(jì)算地下水位下降引起的最終沉降量。計(jì)算水位下降引起的粘土2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。堆載前粘土層內(nèi)的自重應(yīng)力及其分布平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比堆載后，粘土層內(nèi)的自重應(yīng)力及其分布堆載后，粘土層內(nèi)的平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比計(jì)算堆載引起的粘土層的最終沉降量巖層填土2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。堆載前粘土層內(nèi)的堆載后，粘土層2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。堆載前粘土層內(nèi)的自重應(yīng)力及其分布平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比巖層堆載前2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。堆載前粘土層內(nèi)的自重應(yīng)力及其分2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。堆載后，粘土層內(nèi)的自重應(yīng)力及其分布巖層填土相當(dāng)于在原地基表面增加了一個(gè)附加應(yīng)力堆載后堆載后，粘土層內(nèi)的平均自重應(yīng)力及相應(yīng)的孔隙比或者2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。堆載后，粘土層內(nèi)的自重應(yīng)力及其2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。巖層填土堆載后計(jì)算堆載引起的粘土層的最終沉降量2）計(jì)算堆載引起的最終沉降量。巖層填土堆載后計(jì)算堆載引起的粘練習(xí)12【趙：p151,例5-2】【陳：p102,例題3.2】

某廠房為框架結(jié)構(gòu)，柱基底面為正方形，邊長l=b=4.0m。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面荷重P=1440kN。地基為粉質(zhì)粘土，土的天然重度γ=16.0kN/m3，天然孔隙比e=0.97。地下水位以下土的飽和重度γsat=18.2kN/m3。土的壓縮系數(shù)：地下水位以上a1=0.30MPa-1，地下水位以下a2=0.25MPa-1。試用分層總和法計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。練習(xí)12【趙：p151,例5-2】【陳：p102,例題3.2【解】①繪制地基基礎(chǔ)剖面圖②計(jì)算自重應(yīng)力并畫在基礎(chǔ)中心線左側(cè)基礎(chǔ)底面處：地下水位面處：地面下8m深度處：地面下7m深度處：其他各點(diǎn)的自重應(yīng)力如圖所示【解】①繪制地基基礎(chǔ)剖面圖②計(jì)算自重應(yīng)力并畫在基礎(chǔ)中心線左側(cè)設(shè)基底以上基礎(chǔ)和回填土的平均重度基底接觸壓力基底附加壓力地基中附加應(yīng)力③計(jì)算基底附加壓力p0計(jì)算地基中附加應(yīng)力并畫在基礎(chǔ)中心線右側(cè)分四個(gè)相等的邊長為2m的正方形，查p105表4-4(p92,表3.3)得附加應(yīng)力系數(shù)，計(jì)算基礎(chǔ)中心線下各深度處的附加應(yīng)力，如表及圖所示。設(shè)基底以上基礎(chǔ)和回填土的平均重度基底接觸壓力基底附加壓力地基深度z/ml/b;(b=2m)z/bαcσ=4αcp001.22.44.06.01.01.01.01.01.000.61.22.03.00.25000.22290.15160.08400.044794.084.057.031.616.8表3.8地基中附加應(yīng)力計(jì)算深度z/ml/b;(b=2m)z/bαcσ=4αcp001④確定受壓層深度

根據(jù)自重應(yīng)力與附加應(yīng)力分布曲線，尋找的深度zn：當(dāng)深度zn=6.0m時(shí)，故，取受壓層深度zn=6.0m。④確定受壓層深度根據(jù)自重應(yīng)力與附加應(yīng)力分布曲線，尋找⑤分層地下水位以上為2.4m，分兩層，各1.2m。分層厚度，第三層取1.6m；第四層因附加應(yīng)力小，可取2.0m。⑤分層地下水位以上為2.4m，分兩層，各1.2m。分層厚度，⑥計(jì)算各分層沉降量⑦求總和土層編號土層厚度Hi/m壓縮系數(shù)ai/MPa-1孔隙比e1i平均附加應(yīng)力△pi/kPa沉降量Si/mm12341.21.21.62.00.300.300.250.250.970.970.970.97(94+84)/2=89.0(84+57)/2=70.5(57+31.6)/2=44.3(31.6+16.8)/2=24.216.312.99.06.1表3.9各分層沉降量計(jì)算⑥計(jì)算各分層沉降量⑦求總和土層編號土層厚度壓縮系數(shù)孔隙比平均練習(xí)14【陳：p112，例題3.4；趙：例題5-2】【某廠房為框架結(jié)構(gòu)，柱基底面為正方形，邊長l=b=4.0m。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面荷重P=1440kN。地基為粉質(zhì)粘土，土的天然重度γ=16.0kN/m3，天然孔隙比e=0.97。地下水位以下土的飽和重度γsat=18.2kN/m3?！俊就}3.3】地基土的平均壓縮模量：地下水位以上Es1=5.5MPa，地下水位以下Es2=6.5MPa。地基承載力特征值fak=94kPa。試用規(guī)范法計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。練習(xí)14【陳：p112，例題3.4；趙：例題5-2】【解】①繪制地基基礎(chǔ)剖面圖(②計(jì)算自重應(yīng)力畫在基礎(chǔ)中心線左側(cè))③計(jì)算基底附加壓力p0(計(jì)算地基中附加應(yīng)力畫在基礎(chǔ)中心線右側(cè))【解】①繪制地基基礎(chǔ)剖面圖(②計(jì)算自重應(yīng)力畫在基礎(chǔ)中心線左側(cè)④確定受壓層深度zn無相鄰荷載：⑤分層：天然土層的分層界面、地下水位面分兩層：第1層z1=2.4m，z0=0第2層z2=7.8m，z1=2.4第1層第2層④確定受壓層深度zn無相鄰荷載：⑤分層：天然土層的分層界面、第1層z1=2.4m，z0=0第1層第2層⑥計(jì)算各分層沉降量表3.125-9?表3.12第1層z1=2.4m，z0=0第1層第2層⑥計(jì)算各分層沉降量⑥計(jì)算各分層沉降量⑦求總沉降量第1層第2層第2層z2=7.8m，z1=2.4表3.12⑥計(jì)算各分層沉降量⑦求總沉降量第1層第2層第2層z2=7.8第1層第2層附加應(yīng)力系數(shù)面積：⑦求總沉降量壓縮模量的當(dāng)量值？第1層第2層附加應(yīng)力系數(shù)面積：⑦求總沉降量壓縮模量的當(dāng)量值？練習(xí)15

設(shè)飽和粘土層的厚度為10m，位于不透水堅(jiān)硬巖層上，基底上作用著豎直均布荷載，在基礎(chǔ)中心線下土層中引起的附加應(yīng)力的大小和分布如圖所示。若土層的初始孔隙比e1為0.80，壓縮系數(shù)a為2.5×10-4kPa-1，滲透系數(shù)k為2.0cm/年。試問：(1)加荷一年后，基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量為多少？(2)當(dāng)基礎(chǔ)的沉降量達(dá)到20cm時(shí)需要多少時(shí)間？H=10m排水面不透水層p0=240kPa飽和粘土層240kPa160kPaσz分布【解】單層土、且已知附加應(yīng)力→直接利用公式計(jì)算最終沉降量；已知壓縮系數(shù)→練習(xí)15H=10m排水面不透水層p0=240kPa飽和240平均附加應(yīng)力地基最終沉降量土層的固結(jié)系數(shù)平均附加應(yīng)力地基最終沉降量土層的固結(jié)系數(shù)(1)加荷一年后，基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量？時(shí)間因數(shù)附加應(yīng)力為梯形分布，其參數(shù)由Tv及α值查圖p166orp125（陳），得平均固結(jié)度為0.45，則加荷一年后的沉降量為(1)加荷一年后，基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量？時(shí)間因數(shù)附加應(yīng)力為梯形此時(shí)的平均固結(jié)度為(2)當(dāng)基礎(chǔ)的沉降量達(dá)到20cm時(shí)需要多少時(shí)間？由Ut及α值查p166orp125圖，得時(shí)間因數(shù)為0.40，則沉降達(dá)到20cm所需時(shí)間為此時(shí)的平均固結(jié)度為(2)當(dāng)基礎(chǔ)的沉降量達(dá)到20cm時(shí)需要多少練習(xí)16

有一10m厚的飽和粘土層，上下兩面均可排水?，F(xiàn)將從粘土層中心取得的土樣切取厚為2cm的試樣做固結(jié)試驗(yàn)（試樣上下均有透水石）。該試樣在某級壓力下達(dá)到80％固結(jié)度需10分鐘，(1)問該粘土層在同樣固結(jié)壓力（即沿高度均布固結(jié)壓力）作用下達(dá)到80％固結(jié)度需多少時(shí)間？(2)若粘土層改為單面排水，所需時(shí)間又為多少？【解】原位土層和試樣的固結(jié)度相等，且α值相等（均為沿高度固結(jié)壓力均勻分布）→166or125頁圖→時(shí)間因數(shù)Tv相等土的性質(zhì)相同→固結(jié)系數(shù)Cv相等練習(xí)16【解】原位土層和試樣的固結(jié)度相等，且α值相等（均為沿(1)問該粘土層在同樣固結(jié)壓力作用下達(dá)到80％固結(jié)度需多少時(shí)間？(2)若粘土層改為單面排水，所需時(shí)間又為多少？？？？(1)問該粘土層在同樣固結(jié)壓力作用下(2)若粘土層改為單面排練