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1、#*土力学作业答案 第一章11 根据下列颗粒分析试验结果，作出级配曲线，算出 Cu 及 Cv 值，并判断其级配情况是 否良好。粒径/mm粒组含量/%粒径/mm粒组含量/%201010.250.101910530.100.0585250.050.0142170.010.005310.5200.0050.00220.50.2528解：粒径(mm)20105210.50.250.10.050.010.005小于该粒径的含 量百分数(%)10099969184643617952级配曲线见附图。1001010.10.011E-30102030405060708090100之 之 之 之 之 之 之 之
2、之 之 之 %之之之之之之之之习题 1-1 颗粒大小级配曲线由级配曲线查得：d60=0.45，d10=0.055，d30=0.2；18. 8055. 045. 01060ddCu62. 1055. 045. 02 . 0260102 30dddCcCu5，12mm 的颗粒占 73%50%，属于碎石土； (2)按建筑地基基础设计规范 （GB500072002）表 4.1.5 碎石土的分类表，有大到小依次 对照，符合圆砾或角砾，由颗粒形状定名为圆砾。 B 土： (1)2mm 的颗粒占 2.5%0.075mm 的颗粒占 59%（见级配曲线）50%；故属于砂土。(2)按规范表 4.1.7，由大到小依次
3、对照，定名为粉砂。 C 土：，属于粉土。92635PID 土：(1) ，属于粘性土；473178PI(2)按规范表 4.1.9，定名为粘土。120若 A、B、C、D 四种土经目力鉴别为无机土，其颗粒大小分析试验及液限、 塑限试验结果同 1-19 题，试按水电部土工试验规程 （SL237-1999）分类法 予以分类。 解：A 土： (1)0.1mm 的颗粒占 100%50%，属于粗粒土； (2)在0.1mm 的颗粒中，2mm 的颗粒占粗颗粒组的 73%50%，属于砾石类； (3)按书表 1-5 巨粒类和粗粒类土的分类表，细粒土（0.1mm 的颗粒占 53%50%，按书上表 1-5 定名，属于粗粒
4、土；(2)在0.1mm 的颗粒中，2mm 的颗粒占，属于砂土类；%50%7 . 4535 . 2(3)细粒土含量（相对总土量）为 47%，在 15%50%之间，且土无塑性，必在塑性图中 A 线 以下； 故定名为粉质砂（SM） 。 C 土： (1)0.1mm 的颗粒占 17%0.1mm 的颗粒为 0，属于细粒土；(2) ，在塑性图中落在 CH 区；473178PI%78L故定名为高液限粘土。2-1 用一套常水头渗透试验装置测定某粉土土样的渗透系数，土样面积，土样高度232.2cm，经，流出水量，土样的两端总水头差为，求渗透系数。4cm958s330cm15cm解：水力坡度 75. 3415lhi
5、流 量 Q=kiAt 渗透系数 scmiAtQk/1059. 275. 32 .329583042-2 按图 2-56 所示资料，计算并绘制自重应力及沿深度分布图。 （地下水位在czcx高程处。 ）41.0m 解：图 2-56 习题 2-2 图亚粘土粘土细砂443541 403855 64.881.8111.822.323.9 29.1628.63 36.839.135#*注： （水下用） niiiisziZ1 isznsxn02-3 一粉制粘土土层，地下水位在地面下处，测的天然重度：水上为，3.0m317.8/kN m水下为。试计算并绘出自重应力沿深度分布图。如地下水位缓慢下降318.0/k
6、N mcz，下降后水上重度仍为，水下重度仍为。试计算并绘5.0m317.8/kN m318.0/kN m出由于水位下降产生的附加应力沿深度分布图。z解：2-4 证明01K 式中静止侧压力系数；0K侧膨胀系数证明：由材料力学的知识：EEszsysx x)(对无侧向变形条件，;0xqsxsy得：szsx1静止侧压力系数：0szsx 0 102-5 某河床土层分布如图 2-57 所示。由于在多个井筒内大量抽水，使粗砂层中水位下降至17.5KN/m3=18.0KN/m33m5m52.5KN/m292.5KN/m2附加应力 z分布图17.5-(18-10)5.0=47.5#*距该层顶面处，河水从上向下渗
7、透，处在稳定渗流状态，各层土重度如图标明，试用两5m种方法（，法与，发，计算全部土层中的竖向有效应力，并绘出分布图。 ）satuj40m解： 1 sat,u 法： 总应力： 求孔压：u2 1/100.mhZA2/100muA2/300200 .10100mZB2/200muB2/3950 . 519300mZC0Cu2/5 .49255 .19395mZD0Du2/5 .902205 .205 .492mZE2/200muE土层中的竖向有效应力;结果如图uZZ2 ，j 法：0ZA2/10010)01020(10)(mjZB2/3951005)105510101019(5)(mjZBZC2/5
8、.49255 .19395mZD2/5 .70220)0 .105 .20(5 .492mZE2-6 计算并绘出图 2-58 所示渗透装置处于稳定渗流状态时，砂土与粘土中的竖向有效应力10m10m 5m 5m20m水位 河底细砂粘土 粗砂粗砂20KN/m3=19 KN/m3 =19.5 KN/m3=20.5 KN/m3抽水 井筒透水孔100300 395 492.5902.5100200200100 395 492.5702.5z z#*分布图（用两种方法）砂土，粘土320.0/kN m318.0/kN m解： 1 用 sat,u 法：0ZA0Au2/0 . 11 . 010mZB2/0 .
9、1muB2/0 . 31 . 0200 . 1mZC2/0 . 2muC2/7 . 515. 0180 . 3mZD2/5 . 1muD结果如上图uZZ2 用 ，j 法：；34 1520lhi2/3 .133410.mij0ZA0ZB2/0 . 11 . 0mZC2/2 . 415. 0)3 .131018(0 . 115. 0)(mjZCZD2-7 如图 2-59 所示，某挖方工程在厚的饱和粘土中进行，粘土层下为砂层，砂层中测压12m 管水位在砂层顶面以上，开挖深度为，试计算为保持基坑不发生流土（安全系数取10m8m 2.0）至少需水深多少米？h解： 46 812)812(10hh LHi粘
10、土层处有效应力（底部） （不考虑渗流时）2/42)812()0 .105 .20(mZ砂粘土101015单位：cm1.03.05.71.02.01.51.04.2#*4104642 )812(hiZ取 K=2 解得：h=3.9m 2-8 就一维渗流情况证明wji式中：单位渗透力；j水的重度；w水力坡降。i 证明：取试样内得孔隙水作为脱离体分析其受力，在此脱离体上作用的外力有： （1）顶面上作用有水压力 h1A(A 为试样截面积) （2）底面上作用有水压力 h2A； （3）孔隙水重和浮反力之和 AL （4）土骨架对水流的阻力 T 由平衡条件：ALAhAh12)(21hLhA由于土骨架对水流的阻力
11、 T 与水流对土骨架的渗流力大小相等方向相反所以渗流力 )(21hLhAJ单位体积渗流力 LhLh ALhLhAj)()(2121为总水头差；HhLh21iLH2-9 一渗透试验装置，尺寸如图 2-60 所示，处在稳定渗流状态，粘土重度，318.0/kN m粗砂重度。320.0/kN m（1）判断一下，如无粗砂层，能否发生流土？（2）如保证安全系数为 2，问粗砂层厚度应为多少？并绘出这时土中竖向有效应力分布图。hij解：55cm 40cm h15cm#*1.水力坡降1154055i渗透应力3/0 .1010 .10mij粘土有效重力密度3/0 . 81018m所以,会发生流土.2.取 K=2.
12、0cmmhh1818. 0215. 00 .1015. 00 . 8 12-10 一常水头渗透装置如图 2-61 所示，中砂与粉质粘土厚度相同，中砂渗透系数，粉质粘土渗透系数，如果中砂中的水头损失不予忽略，3 15 10/kcm s 5 11 10/kcm s 试分析计算中砂中的水头损失与粉质粘土的水头损失各占全部水头损失的百分1H2HH之几？（提示中砂与粉质粘土流量相同，因而渗透速度相同） 解：由于中砂与亚粘土中流量相同，因而渗透速度相同%8 .99101105105%2 . 0101105101533211 2535212 122112 21 12211222111liliiiii2-11
13、 某湖水水深，底面下有厚淤泥，在自重作用下已经变形结束，现在湖中某2.0m4.0m 一范围填土（填粗砂）厚，各层土重度如图 2-62 所示，试计算并绘出填土前，填土刚3.0m 完成时，填土后时间足够长（固结结束）三种情况下土层总应力，孔隙水压力，有效应力分 布图及填土后瞬时粘土层中超孔隙水压力分布图粗砂粘土18cm (20-10)0.181.8KN/m21.8+(8-10)0.15=1.5KN/m2#*填 土前：用“ ”表示 填土刚完成：用“ ”表示 固结结束：用“ ”表示2-12 一粘土层，厚，下为不透水层，地下水与地面齐平。土层在自重作用下已变形结束，4m 现在向地面大面积填砂，厚，同时由
14、于附近水库蓄水，地下水位升，各层土重度见图2m1m 2-63，试计算并绘出从新地面算起的全部土层在填土刚完成时（）总应力，孔隙水压力，0t 有效应力的分布图及粘土层中填土完成后瞬时的超孔隙水压力分布图。解：2-13 土层剖面及重度值如图 2-64 所示，下层砂中有承压水，测压管水位高处出地面，1.0m在粘土层中形成向上的稳定渗流，现向地面突加大面积均布荷载。25pkpa（1）计算并绘出刚加载后粘土层中孔隙水压力分布图，并将其中由渗流引起的超孔隙水压 力图与由荷载引起的超孔隙水压力图分别画出。（2）计算并绘出全部土层在刚加载瞬间的有效应力分布图。 z解：=19KN/m2=20KN/m2=17KN
15、/m2填土面 湖水面湖底面1m2m4m1m 1m4m新水位 原水位新地面原地面18.5KN/m3 =20KN/m3=18KN/m318.5 38.5110.5110.510 38.578.518.528.53228.5 u ueP=25kPa砂粘 土砂1m=19KN/m3 =20KN/m3=18KN/m3=20KN/m31m 1m3m1m1035608570 u荷载引起的超静水压力2544 6411813825 44 29 543358 681920 59 88 12720 5960 9919393928 67z u z ue应 力 分 布 图#*2-14 土层剖面及重度值如图 2-65 所示
16、，地下水位在地面下处，土层在自重作用下已变形3m结束，由于附近水库蓄水使地下水位上升，水位变化段重度值由变为2m319/kN m，试计算并绘出水位上升前、水位上升刚完成时，水位上升后时间足够长三种情320/kN m况下全土层的总应力、孔隙水压力、有效应力分布图，并单独绘出水位上升刚完成时粘土层 中的超孔隙水压力分布图。 解： 2-15 常水头渗透试验装置如图 2-66 所示，试绘出试验装置中 A，B 间的孔隙水压力分布图， 计算粘土土样中的水力坡降 （试验前装置已全部充分饱和） 。i解：砂土中没有水头损失33. 215101015Li1m2m 1m3m地面 19KN/m3砂 (19-20) K
17、N/m3 20KN/m3粘 17KN/m3 土195759 7779128 13020 1230 1040 601939 57 496770 88-18 u ue应 力 分 布 图单位：kPa 水位：上升前：用“ ”表示 水位：上升刚完成：用“ ”表示 水位：上升时间足够长后：用“ ”表示渗流引起的超静水压力20 25砂 粘土砂A 1015B 10单位：cmA10-10B#*2-16 计算如图 2-67 所示常水头试验装置中 A 点的孔隙水压力值以及土样中的水力坡降解：过 A 的水平面上，土样受的孔隙水压力如图 。i14040)(6)59(40105LiuA3-1 证明在无侧限压缩试验中，孔隙
18、比与试样高度相对于初始值的变化量（e0- e1）与 S1间存 在下述关系 式中 H0试样初始高度； S1在某级荷载作用下的压缩量； e0试样初始孔隙比； e1在某级荷载作用下变形稳定后的空隙比。证明：在无侧限压缩试验中：在某级荷载变形稳定以后的应变01100101 1eee VV AA HS 设试样断面积为 A10A 10 土样40404020单位：cm9 5孔隙水压力（过 A 的水平面上）（单位：kPa）H V H V S1 e0-e1H0 水 e0 He0 e1Vs=1 Vs=1初始状态 某级荷载作用下变形稳定 水土 土#*证毕01001 1eee HS 3-2 一饱和粘土试样，初始高度
19、H0=2cm,初始孔隙比 e0=1.310,放在侧限压缩仪中按下表所示 级数加载，并测得各级荷载作用下变形稳定后试样相对于初始高度的压缩量 S 如下表：p/MPa0.050.10.20.30.4S/mm1.22.153.113.623.98(1) 试在 e-p 坐标上绘出压缩曲线; (2) 确定压缩系数 a1-2,并判别该土压缩性高低； (3) 确定压缩模量 Es1-2及体积压缩系数 mv1-2。解：1. 利用公式 0001eee HSii 可解得 310. 12)1 (00000ecmHHSeeei iPi(Mpa) 0.050.10.20.30.4ei1.1711.0620.9510.89
20、20.850绘 ep 曲线如图：2. 压缩系数：111221 215 . 011. 11 . 02 . 0 951. 0062. 1 aappeea 属高压缩性土3. 压缩模量：e1.41.21.00.8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 p(Mpa)#*MPaaeEs08. 211. 1310. 1110 21体积压缩系数：12121481. 008. 211MPaEMsv3-3 从海底取出一原状软粘土试样，室内侧限压缩试验测得各级荷载下固结稳定后的孔隙比 如下表：p/MPa00.0020.0040.0080.0150.0250.050.100.200.40e1.5771.5681.565
21、1.5501.5201.4601.3001.1250.9500.775（1）试在 elogp 坐标上绘出试验曲线。并采用图解法确定先期固结压力 pc。 （2）如果算得该土样所在位置的自重应力 cz=400kPa,试判断该土样在天然地基中的固结 状态。 解：1. 绘 elogp 曲线如2. 计算超固结比 欠固结kPaMPapc24024. 0140024szcpOCR或kPakPapszc400243-4 土层剖面，重度值如图 3-34 所示，现从粘土层中点取出一土样，室内压缩，膨胀，再压 缩试验结果如下表：p/MPa00.0050.010.020.040.070.100.200.070.200
22、.400.801.5e0.81 10.7960.790.780.7640.740.710.6410.6470.6390.5600.4720.400（1）试在 elogp 坐标上绘出试验曲线。并采用图解法确定先期固结压力 pc。 （2）判别该土样在天然地基中的固结状态。 （3）作出现场压缩曲线，并确定压缩指数 Cc及回弹指数 Cs.1.71.51.31.10.90.70.001 0.002 0.005 0.01 pc=0.024 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 lgp(Mpa)A B在曲线上找出曲率半径最小点 A,过 A 做水平线。再过 A 点做切线， 做水平线与切线的角平分线，做 e
23、logp 直线部分的延长线交角平分线 于 B。对应 B 点的 p 即为先期固结压力。#*解：1.绘试验曲线如图 利用卡萨格兰德方法确定 pc=87kPa2. 自重应力：kPakPapkPazszcisz 25.418725.415 . 15 . 939是超固结状态 3. 依现场压缩曲线超固结土，在天然条件下，其膨胀过程已经完成，竖向有效应力为自重应力，点 （e0,sz）为现场压缩曲线上一点 A.由 A 点作一平行膨胀再压缩曲线的直线交 p=pc竖直线上 一点 B。最后在室内试验的曲线上找出对应 0.42e 的点 C，则折线 ABC 即为现场压缩曲线。压缩指数31. 015. 0lg5 . 1l
24、g42. 073. 0lglg1221ppeeCcCe 1.00.80.60.40.200.001 0.01 pc=0.087 0.1 1.0 lgp(Mpa)#*即为 BC 的斜率回弹指数0154. 007. 0lg2 . 0lg640. 0647. 0lglg1221ppeeCs即为 AB 的斜率 3-5 由一饱和粘土层中取一原状试样，已通过室内侧限压缩试验确定其现场压缩曲线，现已 知该曲线主枝上两点：p1=0.1MPa 时 e1=1.160, p2=0.2 MPa 时 e2=1.080.若粘土层中 M 点的原 有有效应力 x0=0.12MPa,向土层表面施加大面积均布荷载 q=0.13M
25、Pa 后，某时刻测得 M 点 的超孔隙水压力 uc=0.06MPa,问这时 M 点的孔隙比 e 为若干？（加载前，土层为正常固结） 。解：根据已知条件求得压缩指数2658. 01 . 0lg2 . 0lg 08. 116. 1lglg1221ppeeCc利用有效应力原理：z=q=0.13Mpa 某时刻：088. 1 1 . 0lg)07. 012. 0lg(2658. 016. 1lg)lg()lg(lglglg07. 006. 013. 006. 01 0113131331pCeppCeeppeeCMPauMPauzzcccezzc3-6 某一正常固结饱和粘土层内一点取样，测得比重 Gs=2
26、.69,密度 =1.72g/cm3,液限 wl=43 %,塑限 wp=22%先期固结压力 pc=0.03MPa,压缩指数 Cc=0.650。 （1）试确定该试样的液性指数，并判别其稠度状态； （2）在 elogp 坐标上绘出现场压缩曲线； （3）如在该土层表面施加大面积均布荷载 p=100kPa 并固结稳定，问该点土的液性指数变 为多少？并判别这时的稠度状态 。 解： 1. 由三相图（饱和土仅二相）72. 169. 21)1 (69. 2VM解得 50.1 e=1.348则338. 12243221 .50plp lIe1.16e31.08 0.1 0.12 0.2 lgpM V2.69 水
27、2.692.69 土 Vs=1#*为流动状态0 . 1338. 1lI2. 因为正常固结土，则（pc,e）应为现场压缩曲线上的一点 A若 p1=0.13 则 e1可由 Cc求得008. 1)03. 0lg1 . 0(lg65. 0348. 1)lg(lglglg1111ccccppCeeppeeC则（0.1，1.008）亦为现场压缩曲线上一点 B,AB 即为现场压缩曲线。3. 若MPakPapc1 . 0100934. 003. 0lg)03. 01 . 0lg(65. 0348. 1)lg(lg65. 065. 0lglg2222cccppeeppeeC75. 0605. 025. 0605
28、. 02243227 .34%7 .34347. 069. 2934. 022 22 2lplp lIIGeGe为可塑状态3-7 把一个原状粘土试样切入压缩环刀中，使其在原自重应力下预压稳定，测得试样高度为 1.99cm，然后施加竖向应力增量 z=0.1MPa，固结稳定后测得相应的竖向变形 S=1.25mm,侧 向应力增量 x=0.048MPa,求土的压缩模量 Es、静止侧压力系数 K0、变形模量 E、侧膨胀系 数 u。解: 0628. 09 .1925. 10SzMPa592. 10628. 01 . 0zz s48. 01 . 0 048. 00yx 10324. 048. 0148. 0
29、100e A 1.348 1 Cc 1.008 B pc=0.03 0.13 lgp#*由虎克定理 =z)(yxz)(yx zzz =)048. 0048. 0(0628. 0324. 00628. 01 . 0MPa097. 1 3-8 由一条形基础，宽 10m,作用着均布荷载 p=200kPa,埋深 D=2m,土层很厚，地下水很深，土 的重度 =18kN/m3,压缩试验结果如下表：p/kPa0100200300400500e0.9000.8160.7630.7230.6950.672试用单向分层总和法计算基础中点的沉降。解:1.基底附加压力 1642182000DppKPa2.计算地基土的
30、自重应力 (从地面算起) 见图siih3.计算基础中心点下附加应力分布4.确定压缩层厚度 8 .643242 . 02 . 0sKPaz 取压缩层厚度mZn165.分层计算沉降量见下表:基底附加压力KPap1640X/B=5/10=0.5基底下 深度ZBZ /s rZ001.000164.010.10.997163.520.20.978160.440.40.881144.560.60.756124.080.80.642105.3101.00.54990.0121.20.47878.4141.40.42068.9161.60.38262.6#*3-93-9 某路堤断面如图 3-35 所示，地基土
31、由厚度为 12m 的粘土层和下面的密实中砂层组成，粘 土层的重度 =21kN/m3，地下水位位于地表面处，压缩试验结果如下表：p/kPa050100150200250300e0.840.730.6730.6350.6150.5850.580 试求路堤中心点 C 的最终沉降量。 解:1.基底压力分布: 是柔性路堤 基底压力分布同路堤为梯形分布126621 hpKPa2. 计 算 自 重 应 力: 分层厚 度(cm)自重应力 平均值附加应力 平均值最终应力 平均值1e2e121 1eee (cm)iS20054162.2216.20.8510.7540.05210.420090152.5242.5
32、0.8230.7410.0459.0200126134.3260.30.8000.7350.0367.2200162114.7276.70.7770.7290.0275.420019897.7295.70.7600.7210.0224.420023484.2318.20.7460.7150.0173.420027073.7343.70.7310.7060.0142.820030665.8371.80.7200.7000.0122.4合计:ScmSi45p0.6000.9000.8000.70010050020030040036 72 108 144 180 216 252 288 324164
33、 160.4 144.5 124.0 105.3 90.0 78.4 68.9 62.6#*土的重度用,计算公式 ,具体计算见图表.hs3.计算地基下中心点的附加应力: ,因此分为两个三角形和一个均布荷载进pp 0行计算,然后迭加,见下表:均布126pKPa左三角126TpKPa右三角126TpKPaBX /6/3 5 . 0 BX /12/15 25. 1与左三 角对称基底 下深 度Z()cmBZ /SKS ZBZ /TKT ZBZ /T ZZ(KPa)001.0126. 000000126.02400.40.881111. 00.20.056.30.26.3123.64800.80.642
34、80.90.40.13717.260.417.26115.47201.20.47860.20.60.17722.30.622.3104.89601.60.38248.10.80.18823.690.823.6995.511001.830.33842.60.920.18623.440.9223.4489.512002.00.30638.61.00.18423.181.023.1885.04.压缩层分层: 每层为 2.4,最后一层为 1.mm5.绘制曲线,见下图.pe 6.计算沉降量分层 厚度)(cm自重 应力)(KPa自重 应力 平均 值附加 应力 平均 值最终 应力1e2e121 1eee 沉
35、降量iSe)(kpap0.800 0.700 0.600 0.500030020010050#*(2)(1)(3)(4)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(7)ih24013.2124.8138.00.8050.6360.09422.5624039.6139.6159.10.7210.6210.05813.9224066.0110.1176.10.7000.6120.05212.4824092.4100.2192.60.6750.6050.04210.08140113.392.5205.80.6540.6000.0334.621000 26.4 52.8 79.2 105.6 121.0
36、132.0126.587.3213.80.6460.5960.0303.00总沉降量 ScmSi66.6600. 362. 408.1048.1292.1356.223-103-10 图 3-36 中的粘土层，在左面所示的上覆荷载作用下原已固结。右面谷地是冲蚀的结果。 已知土性如下表：重度 /（KNm-3）含水量 w/%固结系数 Cv/(cm2s-1)压缩指数Cc回弹指数 Cs粘土18.437%210-40.200.03 砂土20.820%- (1) 粘土层中点 A 处的先期固结压力是多少？ (2) 如果所加的荷载使粘土层的垂直压力增加 48.8kPa,问沉降量为多少？ (3) 如果前述增加的
37、应力为 160kPa,问沉降量为多少？ 解:1)根据题意谷地被冲蚀掉.m70.13KPapc24.2106 .1264.197)104 .18(5 . 1)108 .20()6 . 47 .13(2) 8 .48ZKPa28.62)104 .18(5 . 1)108 .20(6 . 4SKPa 96.14728.6224.210scpKPa8 .48ZKPa回弹再压段.先求初始孔隙比 0ewwew0 0e sw www we wwwww s0sw01eww Vwws000001)11 (1eweeewewww 00754. 028.628 .4828.62lg03. 0lg 20szs SCe
38、ecmeheeeS132. 1988. 0130000754. 0988. 01300)988. 0( 1 20 203) KPaz1601#*二部分组成KPapsc5016024.210KPaz160021. 024.21016028.62lg2 . 028.6224.210lg03. 0lglg 20czs C sc SpCpCee cmheeeS13. 3300988. 01021. 010 203-113-11 今有两面排水 6.0m 厚的饱和粘土层，已知固结系数 Cv=4.9210-4cm2/s。当其上施加一 大面积均布荷载 p 时，试计算经多少天土层压缩量恰为最终压缩量的一半。解:
39、 由知固结度SSt2121SSUt大面积加载,初始超孔隙水压力图形是矩形, (两面排水,取土层一半)13H查图 7-6: 2 . 0VT 天年4 .423)(85.365853651092. 43002 . 0422 sCHTtVV16. 13-123-12 有一正常固结饱和粘土层，地下水位与地面齐平，土的重度 =16.2KN/m3。向地面施加 大面积均布荷载 p=40kPa 后，当距地面 5m 的 M 点固结度达到 60%时，移去荷载 P。如果这时 从 M 点取出土样，通过室内侧限压缩试验测定先期固结压力 Pc,问 Pc值应当是多少？解: 一点的固结度可用有效应力增加度来表示 zizti i
40、UKPaUziizti24406 . 0KPapztizc55245)0 .102 .16(3-133-13 厚砂层中夹一 3.0m 厚的饱和粘土层，取出厚 8cm 的试样在两面排水条件下进行侧限压 缩试验，侧得经 1h 固结度达 80%，如向地面施加大面积均布荷载，试求该粘土层固结度达 80%时所需的时间。 解: 初始超孔隙水压力分布及排水条件相同、土质相同，而厚度不同的土层要达到相同的固结度,其时间因故相等.vT22 212 1tHCtHCTVV V 2 22 121 HH tt2t12 12 2tHH 小时天2t25.14061415022 6 .583-143-14 不透水土层上淤积一
41、层厚 4.0m 的粘土，为改善其土质，在粘土层上铺一薄层砂，然后#*施加大面积均布荷载 p=60kPa,已知地下水与地面齐平，粘土重度 =15.8KN/m3，固结系数Cv=9.510-5cm2/s，试就下述两种情况计算固结度达到 60%所需的时间： （1）加荷前，土层在自重作用下已完成固结； （2）加荷前，土层处于欠固结状态，假定各点残存超孔隙水压力值为该点自重应力的一半。解:1)单向排水 mH0 . 46 . 0UscmCv/105 . 925初始孔压力为矩形 1查图 7-6: 3 . 0VT(天)(年)5848105 . 94003 . 0522 VV CHTt162)残余超孔压值 2z欠
42、固结, 初始超孔压2z0ZKPaue60600mZ0 . 4KPaue6 .716021)0 .108 .15(4初始超孔压图形为梯形 84. 016. 76查 7-6 图,由,得 6 . 0U84. 032. 0VT年522105 . 940032. 0VV CHTt1 .173-153-15 由一单面排水厚 6m 的饱和粘土层，算得在大面积均布荷载 p 作用下的最终沉降量为 40cm,如果实测突加荷载 p 后 4yr 的沉降量为 20cm，试用固结理论推算还需要多长时间总沉 降量可达到 25cm?解： cmS40cmSt2046 . 05 . 04020SSUt用近似公式 19625. 0
43、5 . 0414. 3422UTV 年2HtCTV V/1076625. 1460019625. 02422 cmtHTCV V当 6 . 0625. 04025SSUt#*由知VTeU4 2281772. 0)625. 01 (8ln)1 (8ln4222 UTV313. 04772. 02VT年38. 61076625. 1600313. 0422 VV CHTt年38. 2438. 6即还需年，总沉降量可达。38. 2cm253-163-16 有一厚 6m 的双面排水饱和粘土地基，初始超孔隙水压力分布图形为三角形，经过一 段时间后，测得地面沉降为 18cm，此时的超孔隙水压力如图 3-37 中曲线所示。 （1）试计