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1、一、岩土工程勘察1-1某工厂拟建一露天龙门吊，起重量150kN,轨道长200m,基础采用条形基础，基 础宽1.5m,埋深1.5m,场地平坦，土层为硬塑黏土和密实卵石互层分布，厚薄不一，基岩 埋深78m,地下水埋深3.0m,对该地基基础的下面四种情况，哪种情况为评价重点?并说 明理由：(1)地基承载力；(2)地基均匀性；(3)岩面深度及起伏；(4)地下水埋藏条件及变化幅 度。解 龙门吊起重量150kN,考虑吊钩处于最不利位置，且不考虑吊车和龙门架自重，基 础底面的平均压力为A =1 5%1. 0 = lOOkPa(忽珞 (1)基底持力层为硬塑黏土和卵石互层，其地基承载力特征值faklOOkPa,
2、地基承载力 肯定满足要求。(2)根据建筑地基基础设计规范(GB 500072002),地基主要受力层，对条形基础为 基础底面下3b(b为基础底面宽度)，即3XL5=4.5m,自然地面下4.5+1.5 = 6.0m,基岩埋深 78m,与基岩关系不大。(3)地下水埋藏条件及变化对地基承载力影响不大。(4)该龙门吊的地基基础主要应考虑地基均匀性引起的差异沉降。按规范GB 50007- 2002,桥式吊车轨面的倾斜。纵向允许4%。，横向允许3%。，地基硬塑黏土和卵石层厚薄不 一，其压缩模量差别较大，所以应重点考虑地基均匀性引起的差异沉降。1-2某土样固结试验结果见表，土样天然孔隙比e()=0.656,
3、试求土样在100200kPa 压力下的压缩系数和压缩模量，并判断该土层的压缩性。题12表压力p(kpa)50100200变形量h(mm)0.1550.2630.565解孔隙L匕.一Q 120HlI：1dm =8 656-X (1 +0. 656)=0. 656-0.021 8=0. 6E4 ZUe2C0 =0. 656 -X (1-F0. 656) = 0. G5G-0. 04G 8=0. GC9压缩系数S - 2 ai-2 = .Pl PiS - 2 ai-2 = .Pl Pi0. 634-0. 609200-100=0. 25MPa压缩模量瓦二土 二与掾翅=6. 54Mpa a 0. Zb
4、(3)该土层的压缩系数ai.2=0.25MPa ,为中压缩性土。1-3某粉质黏土土层进行旁压试验，结果为测量腔初始固有体积Vc=49L0cm3,初始% = 0. 3 = 31. 4% v 38. 1 %Pa = 771-= 0. 337 = 33. 7% 37. 5% 4k 1 U. DO)P8 = 771一=。, 363 = 36. 3% 38. 0% 411 V. OOO?符合(4)项，土的渗透变形的破坏形式属管涌。1-19 6层普通住宅砌体结构无地下室，平面尺寸为9m X 24m,季节冻土设计冻深0.5m, 地下水埋深7.0m,布孔均匀，孔距10.0m,相邻钻孔间基岩面起伏可达7.0m,
5、基岩浅的代 表性钻孔资料是：。3.0m中密中砂，3.05.5m为硬塑黏土，以下为薄层泥质灰岩；基岩 深的代表性钻孔资料为。3.0m为中密中砂，3.05.5m为硬塑黏土 5.514m为可塑黏土, 以下为薄层泥质灰岩。根据以上资料，下列哪项是正确的和合理的?并说明理由。(1)先做物探查明地基内的溶洞分布情况；(2)优先考虑地基处理，加固浅部土层；(3)优先考虑浅埋天然地基，验算软弱下卧层承载力和沉降计算；(4)优先考虑桩基，以基岩为持力层。解(1)6层砌体结构住宅，假设为条形基础，基础宽度1.52.0m,基础埋深0.51.0m, 其受力层深为3b(b为基础宽度)。受力层深1.0+3X2=7m土层5
6、.514m为可塑黏土，以下为泥质灰岩，若有岩溶也在受力层以下无需用物探查 明溶洞分布。(2)6层住宅基底平均压力约100150kPa,以中密中砂为持力层，承载力特征值可达 180250kPa,承载力满足要求，无需地基处理。(3)从住宅特征和土层情况可采用天然地基的浅基础无需用桩基。所以第项浅埋天然地基，验算软弱下卧层承载力和沉降计算是正确和合理的。1-20某建筑物地基需要压实填土 800()0?,控制压实后的含水率W = 14%,饱和度Sr =90%、填料重度r=15.5kN/m3、天然含水率Wo=lO%, 土粒相对密度为Gs=2.72,试计 算需要填料的方量。解压实前填料的干重度Xu =Xu
7、 =15.514-0. 1=14. lkN/m3压实后填土的干重度为=母刀wGswGs0. 14 X 2. 720.9=0. 423% =篇 X10= 19. IkN/m3L 0| U. 4wO根据压实前后土体干质量相等原则计算填料方量为Vi/di = V2 yd2V=匕迤= io 836. 9m3Zn14. 11-21在水平均质具有潜水自由面的含水层中进行单孔抽水试验如图所示，已知水井半 径r=0.15m,影响半径R=60m,含水层厚度H=10m,水位降深S = 3.0m,渗透系数k= 25m/d,试求流量Q。题1-21图解 根据完整井Dupuit公式Q = 1. 3666 X(2HS)Sl
8、gR式中：Q每天抽水量;k平均渗透系数;H（）含水层厚度；R降水影响半径;r滤水管半径;S水位降深。c 1 an* v“(2 X 10 - 3)x3Q = 1. 366 X 25 X lg60/0 15=34 15 X 乳=669. 3mVd2 b1-22在裂隙岩体中滑面S倾角为30。，已知岩体重力为1200kN/m,当后缘垂直裂隙 充水高度h=10m时，试求下滑力。解 根据铁路工程不良地质勘察规程(TB 100272001)当滑面呈直线形时，滑坡稳 定系数可按题1-22图计算。a)立体图 b)剖面图题卜22图 直线滑坡稳定系数计算K _ d + (Wcos一 一 sin/?)tan3 Wsi
9、n/?+T/cos8A = (H z)cscpu = /wsw(H z)cscfi、W =a汨2 1 (京)cot/? cotal式中：C滑面物质的黏聚力(kPa),用直接快剪或三轴固结不排水剪求得;A单位滑体滑面的面积(n?)；W单位滑体所受的重力(kN)；u孔隙水压力(kPa)；u裂隙静水压力(kPa)；Yw水的重度(kN/n?)；Y岩体的重度(kN/m3)；Zw一裂隙充水高度(m)；H滑坡脚至坡顶高度(m)；z坡顶至滑坡面深度(m)；a坡角(。);B结构面倾角( )oK 抗滑力八, 一下滑力下滑力 T=Wsin B+Vcos B式中：V后缘垂直裂缝的静水压力。V = -ywz2 = X
10、10 X 102 = 500kN/mT=1200Xsin30 +500cos30= 1200X0.5+500X0.866=600+433=1033kN/m1-23某土石坝坝基表层土的平均渗透系数为ki = 10-5cm/s,其下的土层渗透系数为k2 = 10-3cm/s,坝下游各段的孔隙率见表，设计抗渗透变形的安全系数采用1.75,试判断实测 水力比降大于允许渗透比降的土层分段。允许渗透比降计算表题123表地基土层分段表层土的土粒比重Gs表层土的孔隙率n实测水力比降Ji表层土的允许渗透比降12.700.5240.24II2.700.5350.43III2.720.5240.41IV2.700.
11、5450.48解 根据水利水电工程地质勘察规范(GB 5028799)土的渗透变形判别的土允许冰 力比降的确定，流土型的流土临界水力比降为Jcr=(Gs-l)(l-n)式中：Jc,一一土的临界水力比降；Gs土的颗粒密度与水的密度之比；n土的孔隙率(%)。I段Jcr=(Gs-l)(l-n) = (2.7-l)X(l-0.524)=0.8092允许渗透比降 J=Jcr/k=0.8092/1.75=0.46实际 Ji=0.42on段Jcr=(2.7-1)X(1-0.535)=0.7905允许 J=Jcr/k=0.7905/L75=0.45实际 Ji = 0.43oin段Jcr=(2.72-1)X(1
12、 -0.524)=0.8187允许 J=Jcr/k=0.8187/L75 = 0.47实际上=0.41。IV段Jcr=(2.7-1) X (1 -0.545)=0.7735允许 J = 0.7735/l.75=0.44(实际 Ji = 0.48o所以IV段实际水力比降大于允许渗透比降。1-24某地地层构成如下：第一层为粉土 5m,第二层为黏土 4m,两层土的天然重度均 为18kN/m3,其下为强透水砂层，地下水为承压水，赋存于砂层中，承压水头与地面持平， 试求在该场地开挖基坑不发生突涌的临界开挖深度。题1-24图解地下水承压水头与地面持平，坑外水压力为YwH=10X9 = 90kPa坑内土自重
13、压力为y(H-h)=18X(9-h)式中：h坑的深度。为了确保基坑坑底渗流稳定，即不突涌，坑内、外压力应平衡YwH= y(Hh)90=18X(9-h),18X9-90. nh =- = 4. 0mio基坑临界开挖深度为4.0m。1-25用高度为20mm的试样做固结试验，各压力作用下的压缩量见表，用时间平方根法求得固结度达到90%时的时间为9min,试计算户=200kPa压力下的固结系数Cv值。题125表压力p(kPa)050100200400压缩量d(mm)00.951.251.952.5解 由室内固结试验的时间平方根法求固结系数Cv，是以百分表读数d(mm)为纵坐标, 时间平方根Jmin)为
14、横坐标，绘制d-“曲线。延长曲线开始段的直线，交纵坐标轴于do 点(理论零点)，通过do点作另一直线，令其横坐标为前一直线段的1.15倍，与d-“曲线交 点所对应的时间平方根即为试样固结度达90%所需的时间t90o固结度匕=1与气7T式中：Tv竖向固结时间系数。匕=0. 9 = 1 0. 810 57e2,4674Ty_1 9 _ -2. 467 4TV0. 810 57 -0. 123 369 =2 467 4，-2. 092 57 =一2. 467 4TvfTv = 0. 848= Cvt/H2式中：Tv竖向固结时间因数；Cv固结系数(cn?/s)；t固结时间(s)；H排水距离，单面排水取
15、H,双面排水取H/2。 Tv=Cvt9o/H2=O.848Cv = 0. 848# 加式中：h等于某级压力下试样初始和终了高度的平均值之半(cm)。一 11= G X (20 1. 25) + (20 - 1. 95) = . X (18. 75 +18. 05)=X 36e 8 = 9. 2mm = 0. 92cm40. 848 X 0. 92? i nan 7 ic-32 /= 60 = 1- 329 X 10，cm，/s1-26题1-26图是一组不同成孔质量的预钻式旁压试验曲线，请分析哪条曲线是正常 的旁压曲线，并分别说明其他几条曲线不正常的原因。以 kPa)以 kPa)S 1-26 图
16、解曲线2为正常旁压曲线，其中：AB段为初始段，反映孔壁被扰动土的压缩；BC段为似弹性段，体积与压力变化近似直线关系，月点对应的压力po为临界压力；CD段为塑性段，V与p成曲线关系，随着压力增大体积变化愈来愈大，最后急剧增大, 达破坏极限，C点对应压力pf为临塑压力，D点对应的压力小为极限压力；曲线1反映孔径太小或有缩孔现象，旁压探头强行压入钻孔，曲线前段消失；曲线3反映孔壁严重扰动，形成很厚的扰动圈，曲线前段消失，后段呈弧形上弯，说明 扰动土被压密过程；曲线4反映孔径太大，使测管中相当一部分水消耗在充填膜与孔壁间的空隙上。1-27已知粉质黏土的土粒比量为2.73,含水率为30%, 土的密度为L
17、85g/cn?,试求 浸水饱和后该土的水下有效重度。解9184-1 = 0.91849184-1 = 0.9184G(l+a，)&2.73X(l+0,3)XL0pL85/=zTTS4xl0=9-02kN/m31-28在钻孔内做波速测试，测得中等风化花岗岩岩体的压缩波速度Vp = 2777m/s,剪 切波速度Vs=1410m/s,已知相应岩石的压缩波速度Vp = 5067m/s,剪切波速度Vs = 2251m/s,质量密度丫 =2.23g/cm3,饱和单轴抗压强度Rc=40MPa,试求该岩体基本质量指 标(BQ)及质量级别。解 根据工程岩体分级标准(GB 5021894)第4.2条BQ = 90
18、+3Rc+250Kv岩体完整系数Kv=(Vpm/Vpr)2 式中：Vpm岩体弹性纵波波速; vpr岩石弹性纵波波速。Ky =(2 7772=0. 3当 Rc90Kv+30 时 及 Rc=40V90X0.3+30 = 57,七取 40Mpa；当 Kv0.04Rc+0.4 时 Kv=0.3 0.04 X 40+0.4 = 2,取 0.3。BQ = 90+3Rc+250Kv=90+3 X 40+250 X 0.3 = 210+75 = 285根据规范GB 5021894表该岩体基本质量级别为IV级。1-29已知花岗岩残积土土样的天然含水率w = 30.6%,粒径小于0.5mm细粒土的液限 Wl=50
19、%,塑限Wp=30%,粒径大于0.5mm的颗粒质量占总质量的百分比Po.5=4O%,试 计算该土样的液性指数II。解 计算根据岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)o对花岗岩残积土，为求得合理的液性指数，应确定其中细粒土(粒径小于0.5mm)的天然 含水率Wf、塑性指数卜液性指数II，试验应筛去粒径大于0.5mm的粗颗粒后再做。而常规 试验方法所作出的天然含水率失真，计算出的液性指数都小于零，与实际情况不符。细粒土 的天然含水率可以实测，也可用下式计算W 0. 01WaFo53 = Ip =WL -Wp式中：W花岗岩残积土(包括粗、细粒土)的天然含水率()；Wa粒径大于0.5mm颗粒吸
20、着水含水率(),可取5%；Po.5粒径大于0.5mm颗粒质量占总质量的百分比()；WL粒径小于0.5mm颗粒的液限含水率()；Wp粒径小于0.5mm颗粒的塑限含水率()。,30.6 - 27f 1-0.01 X 400.6Ip =zv、- wp = 50 - 30 = 20Il =/ 氏 = o. 885J J1-30在均质厚层软土地基上修筑铁路路堤，当软土的不排水抗剪强度g = 8kPa,路堤 填料压实后的重度为18.5kN/n?时，如不考虑列车荷载影响和地基处理，路堤可能填筑的临 界高度接近多少。解根据铁路工程特殊岩土勘察规程(TB 100382001)第523条的条文说明，假 设土坡和地
21、基土为巾=0。的同一均质土，即土坡和地基土的重度丫、不排水抗剪强度c” 相同，当软土层较厚时，临界坡高He由下式求得Hc = 5.52Xcu/y =5.52义 8/18.5 = 2.387m1-31某1018层的高层建筑场地，抗震设防烈度为7度。地形平坦，非岸边和陡坡 地段，基岩为粉砂岩和花岗岩，岩面起伏很大，土层等效剪切波速为180m/s,勘察发现有 一走向NW的正断层，见有微胶结的断层角砾岩，不属于全新世活动断裂，试判别该场地 对建筑抗震属于下列什么地段类别(有利地段；不利地段；危险地段；可进行建设的一般场 地)，并简单说明判定依据。解 根据建筑抗震设计规范(GB 500112001)：(
22、1)基岩起伏大，有一断层，不属于有利地段；(2)地形平坦，非岸边及陡坡地段，不属于不利地段；(3)断层角砾岩有胶结，不属于全新世活动断裂，非危险地段；(4)所以该场地为可进行建设的一般场地。1-32某工程场地有一厚11.5m砂土含水层，其下为基岩，为测砂土的渗透系数打一钻 孔到基岩顶面，并以L5Xl()3cm3/s的流量从孔中抽水，距抽水孔4.5m和10.0m处各打一观 测孔，当抽水孔水位降深为3.0m时，测得观测孔的降深分别为0.75m和0.45m,用潜水完 整井公式计算砂土层渗透系数是值。解有两个观测孔的潜水完整井的渗透系数按以下公式计算k _d3odio。土的总质量为 50+150+15
23、0+100+30+20=500g粒径2.0mm粒径V 1.0mm粒径VO.5mm粒径0.25mm粒径2.0mm粒径V 1.0mm粒径VO.5mm粒径0.25mm1-50/500=0.9 = 90%1 - (50+150)/500 = 0.6=60%1 - (50+150+150)/500 = 0.3 = 30%1-(50+150+150+100)/500=0.1 = 10%粒彳仝 0.075mm 1 (50+150+150+100+30)=0.04=4%所以 d6o=l.Omm, d3o=O.5mm, dio=O.25mmCu=d6o/dio= 1.0/0.25=4Cc=d23o/dio X
24、d6o=O.52/O.25 X 1.0= 1.0不均匀系数Cu反映不同粒组的分布情况，Cu越大表示土粒大小的分布范围越大，其级 配良好，一般Cu10的土属级配良好，级配良好的土作为填料，容 易获得较大的密实度。曲率系数Cc反映累积曲线的分布范围，曲线的整体形状。砂类土同时满足CuN5, Cc =1-3时为级配良好的砂或砾。1-34某软黏土的十字板剪切试验结果见表，试计算土的灵敏度。题134表顺序12345678910111213T(kPa)原状土20416589114153187192185173148135100扰动土11213346586970686357解软黏土的灵敏度冬St= T f/
25、T0式中：Tt一一原状土的抗剪强度；TO重塑土的抗剪强度。根据原状土和扰动土的抗剪强度值绘制曲线，其峰值T分别为192kPa和72kPaoSt= Tf/T 0=192/72=2.67lVStW2为低灵敏度；2V，W4为中灵敏度；，4为高灵敏度。土的灵敏度越高，其结构性越强，土受扰动后强度降低越多。1-35某建筑场地位于湿润区，基础埋深2.5m,地基持力层为黏性土，含水率w = 31%, 地下水位埋深1.5m,年变幅1.0m,取地下水样进行化学分析结果见表，试判定地下水对基 础混凝土的腐蚀性。题135表离子ci-SO24pH侵蚀性CO2Mg2+NH+4OH-总矿化度含量(mg/L)8516005
26、.512530510300015000解根据岩土工程勘察规范(GB 500212001)附录G,场地为湿润区，含水率we 30%,环境类别为n类。查规范GB 500212001表1221,硫酸盐含量SO?为1600mg/L,中等腐蚀等级；镂 盐含量NH+4#为510mg/L,弱腐蚀等级；镁盐含量Mg?+为530mg/L,无腐蚀性；苛性碱含 量OH/为3000mg/L,无腐蚀性；总矿化度为15000mg/L,无腐蚀性；侵蚀性C()2为12mg/L 无腐蚀性；水中C含量为85mg/L,无腐蚀性；pH值为5.5mg/L,弱腐蚀性。因此综合判定为中等腐蚀性。1-36某饱和软土的无侧限抗压强度cu=20
27、kPa,如在同一土样上进行三轴不固结不排 水试验，施加围压。3= 150kPa。试求试样发生破坏时的轴向应力。1为多少。解 饱和软土的无侧限抗压强度试验相当于在三轴仪中进行。3=0的不排水剪切试验, 0。O根据黏性土的极限平衡条件01=0 3tan2(45 + 力 /2)+2ctan(45 + 2 /2)=。3+2c =150+2X20=190kPa1-37现场取环刀试样测定土的干密度，环刀容积200cm3,环刀内湿土质量380g,从 环刀内取湿土 32g,烘干后干土质量为28g,试求土的干密度为多少。解土样质量密度P压力对应的体积Vo=134.5cn?,临塑压力对应的体积Vf=217.0cn
28、?,直线段压力增量Ap = 0.29MPa,泊松比u=0.38,试计算土层的旁压模量。解根据岩土工程勘察规范(GB 500212001),其旁压模量按下式计算Em = 2(l+W(Vc+)器v = v(-vo = 217-134. 5 = 82. 5cm3Em = 2X (1+0. 38) X(4915=2. 76 X 666. 75 X 0. 003 52 = 6. 47MPa1-4某黏性土进行三轴的固结不排水压缩试验(CU),三个土样的大、小主应力和孔隙 水压力如表所示，按有效应力法求莫尔圆的圆心坐标和半径，以及该黏性土的有效应力强度 指标c卜。题14表 样应 力大主应力oi(kPa)小主
29、应力O3(kPa)孔隙水压力u(kPa)1772411213160323161804339563.577.5题14图莫尔破坏包络线解有效应力土样 1。 i=。iu = 77ll=66kPa。 3= 0 3 u = 24ll = 13kPa土样 2 。 = 13132 = 99kPao 3 = 60 32=28kPa土样 3 。, i = 161-43=118kPao 3 = 8043 = 37kPa圆心坐标和半径土样 1，= (，一4)+&= J(66 13) + 13 = 39. 5kPa半径26.5P = m/V = 380/200 = 1.9/cm3土样含水率ww/=mw/ms = (3
30、2-28)/28=0.143土样干密度PdPd = i f - = L 9/(l+0. 143) = 1. 66g/cm31-38某深层载荷试验，承压板直径0.79m,承压桩底埋深15.8m,持力层为砾砂层, 泊松比0.3,试验p-s曲线见图，试求持力层的变形模量为多少？题1-38图解深层平板载荷试验变形模量EoEo=w s式中：Eo土变形模量；Pp-s曲线线性段压力；S与户对应的沉降；d承压板直径；w与试验深度和土类有关的系数。d/z=0.79/15.8=0.05,查规范 GB 500212001 表 10.2.5 得 w=0.437o鼠=0. 437 X 3X黑f 79=51 8MPa1-
31、39某水利工程有可能产生流土破坏的地表土层，经取土试验，土粒比重Gs=2.7, w=22%, 丫 =19kN/n?,试计算该土层发生流土破坏的临界水力坡降为多少？解使土开始发生流砂现象时的水力坡降称为临界水力坡降匕。当渗流力J等于土的浮重度丫时，土处于流土的临界状态J = icrxyw = / =半马7I 2.7X(l+0.22)X1 000 1，】八-1=f9001 = 1. 73-1=0. 732. 7-11+0. 732. 7-11+0. 73=0. 9831-40某场地属煤矿采空区范围，煤层倾角15。，开采深度H=110m,移动角(主要影响角）B=60。，地面最大下沉值umax= 12
32、50mm,如拟作为一级建筑物建筑场地，试按岩 土工程勘察规范（GB 5002012001）判定该场地的适宜性。题1-40图解地表影响半径rr=H/tan P =110/tan60 = 110/1.73 = 63.58m倾斜率 = $ = 1 250/63. 58=19. 7mm/m根据规范GB 5002012001第555,条，地表倾斜为310mm/m不宜作为建筑场地。i= 19.7mm/m 10mm/m,该场地不宜作为建筑场地。1-41已知土的天然重度Y =17kN/m3, 土粒相对密度ds （比重Gs）=2.72,含水率w= 10%,试求土的孔隙比e、饱和度S,、干密度Pd和质量密度P。解
33、恩鬻） = 】 73（船/）=173。（啊730kg/m 例=击=窗= 1 570kg/n?e=_1 = 2- 72X1 000_1 = 1 73-1=0. 73pa1 370O.1X272-6773= 37%1-42已知饱和黏性土，ds=2.74, w = 36%,求孔隙比。解当Sr80%的土为饱和，取Sr=0.8_ xu/g _ O. 36 X 2. 74 _耳=-678- 一 E1-43已知饱和土丫 =19.5kN/n?, ds=2.7,试根据土指标定义求Yd。 解 饱和土体 Va = O, V = Vs+Vv = Vs+Vw,所以Y = Y sat=19.5kN/m3/sat =土粒重
34、+水重=土体重设土粒体积Vs = l,孔隙体积Vv=e,总体积V=l+e,得丫 _ 7w(4 + e)% 一 -1+e-14-e丫 _ y _ 7w(& +?)_ y _ %(& + e) - %( 1 + e) _(4一1)九7sat _ 几=-/w =1+e1+e-l)7w ds(t/s 1) _(d, -1)=4(1+工厂-中7wXl -7dX 4y _ (Zw - ZwM, _ (19. 5 - 10) X 2. 71K11N/ 3/d -3; =i = 15. IkN/as 1Ze 7 11-44 已知某土样液限wl=41%,塑限wp=22%,饱和度S产已98,孔隙比e=1.55,d
35、s=2.7,试计算塑性指数%、液性指数II，并判断土性和状态。 解Ip=wlwp = 41 -22=19Sre 0. 98X1. 55 “ o0/S =一而一 =56.2%r wg56. 2 22 34. 2 1 0L-wL-wP- 41-22 =39 = L 8Ip=1917,该土为黏土；Il=1.81.0,黏性土为流塑状态。1-45某饱和黏土试件，进行无侧限抗压强度试验的抗剪强度cu = 70kPa,如果对同一 试件进行三轴不固结不排水试验，施加周围压力。3=150kPa。当轴向压力为300kPa时，试 件是否发生破坏？解 试件破坏时其主应力为。1=。3+4。I。1为剪切破坏时由传力杆加在
36、试件上的竖向压应力增量，无侧限抗压强度如=2/ oi=o 3+2cu = 150+2X70 = 290kPa施加轴向压力为300kPa290kPa,试件破坏。1-46某土样进行应变式直剪试验，数据见题1-46表1,已知剪力盒面积A = 30cm2, 应力环系数K = 0.2kPa/0.01mm,百分表0.01mm/格，试求该土样抗剪强度指标。题146表1垂直荷载(kN)0.150.300.600.901.20应力环百分表格数120160280380480解 由题1-46表1的数据可以得到其竖向应力。和剪应力I的值(见题1-46表2),如 。=0.15/0.003=50kPa, t = 120
37、X 0.01 X 0.2/0.01 = 24kPa o题146表2a(kPa)50100200300400T(kPa)2432567696以十为纵坐标，。为横坐标绘制。-t叮关系曲线得c=13kPa, ms= =12 o1-47某饱和原状土，体积V= 100cm3,湿土质量m=0.185kg,烘干后质量ms=0.145kg, ds=2.7, wl=35%, wp=17%,试求：卜、Il并确定土名称和状态；（2）若将土压密使其丫 d=16.5t/m3,此时孔隙比减少多少？解 。=令=，漂=8 001 85kg/cm3 = l. 85t/m3w=w=Q 185-0. 1450. 145= 27.5
38、%0 =岸=。温5 = 1 45t/m3e=统一=21一=0. 86pa 1.45/p=wl-wp = 35 -17 = 181l =1l =27.5 17-18-=0. 58Ip=1817,该土为黏土； 0.25Il_ms-0715卷= 173. 9g解 m.i乙一173.9mw=173.9X0.2=34.8g需加水为 34.7-26.1 = 8.7go1-49某工程填土经室内击实试验，得到含水率和干密度见表，试绘制击实曲线，并求 最大干密度和最优含水率。Hi%)题179图解 根据不同含水率所对应的干密度可绘制击实曲线见图，由曲线峰值点对应的纵坐标 为最大干密度p dmax=1.53g/cm
39、3, P dmax寸应的横坐标为最优含水率Wop = 23.6%o题149表w(%)12.21417.721.625.026.529.3Pd(g/cm3)1.2031.3301.451.4841.5221.501.4361-50某饱和黏性土的无侧限抗压强度qu=20kPa,试绘制极限应力圆和土的抗剪强度 曲线，求破坏面和大主应力面的夹角。r(kPa)解 。i = qu = 20kPa ， 。3 = 0 ,绘制极限应力圆如图所示，% 202 - 2% 202 - 2= 10kPa,R=0,试件破坏面与大主应力面夹角为45。+等=45。+0=45工1-51某砂土进行三轴剪切试验，在oi=30kPa
40、, 0 3=10kPa时破坏，试求该土样抗剪 强度指标和破坏面位置。r(kPa)O =30kPa,q = 10kPa9 在。坐标上,曳。= 驾”= 20kPa,以20kpa处为圆心,以10kPa为半径绘制极限应力圆如图所示,sin= 2o = O. 5.30试件抗剪强度指标,c = 0=30,破坏面与最大 主应力面夹角为45+专=45+呼=60。1-52某完整井进行抽水试验，其中一口抽水井，两口观测井，观测井与抽水井距n =4.3m, r2=9.95m（见题1-52图）,含水层厚度为12.34m,当抽水量q=57.89m3/d时，第一 口观测井降深0.43m,第二口观测井降深0.31m。试计算
41、土层的渗透系数。解 当井底钻至不透水层时称为完整井，完整井的土层渗透系数k可由下式计算In（尸2/厂1）的一后57.89 ln(9. 95/4.3)3J4 X (12. 34-0. 31)2-(12. 34-0.43)2=1& 44 X 144. 7-141.8=5. 34m/d1-53某潜水非完整井进行抽水试验，水位1.5m,井直径D = 0.8m（见图），假设影响半 径及= 100m,当抽水量为760m3/d,降深3.0m,试计算土层渗透系数。解当井底未钻至不透水层时称为非完整井。 非完整井土层渗透系数可用下式计算qln(Ro) 一曷1 +(0.3 +qln(Ro) 一曷1 +(0.3 +
42、式中：H不受降水影响的地下水面至不透水层层面距离(m)；h，井底至不透水层层面的距离(m)；ho抽水井水深；ro抽水井半径；q抽水量；R降水影响半径，其值对k影响不大，在无实测资料时可采用经验值，当土层为中、 细砂，R=100200m, 土层为砾石，R=200500mo,=760Xln(100/0.4)kX(13. 5-3.5)2-4. 52X 14-(0. 3+哈警)Xsin(臂若) =4 196= 4 196a /a 3. 14 X 79. 75 X (1 +0. 596 X 0. 008) - 251.6 - -/1-54某厚度h=15m的含水层，两口观测井(距离200m),测得1号井水位64.22m, 2号井水位63.44