土力学第五章习题.doc

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1、习题5-1绘出孔隙比～压力关系曲线，见下图（a）压缩系数、体积压缩系数和压缩模量依据定义在曲线上求得，具体数据见下表：压力p(kPa)050100200300400孔隙比e1.3101.1711.0620.9510.8920.850压缩系数av0.002780.002180.001110.000590.00042体积压缩系数mv0.001200.001000.000540.000300.00022压缩模量Es830.94995.871857.663306.784504.76（b）当压力为100kPa时试样已产生的变形为：由曲线查得p2对应的孔隙比为0.92试验所得的e～p曲线压

2、力由100kPa增加到250kPa时试样的变形为：（c）由曲线查得p1＝150kPa对应的孔隙比为1.0当压力为150kPa压缩稳定后试样的高度为：(mm)由曲线查得p2对应的孔隙比为0.87压力由150kPa增加到350kPa时试样的变形为：（d）双面排水对变形没有影响，它会影响排水速度，即影响固结过程。习题5-2设在四周均等压力作用下试样的垂直和侧向变形分别为，由广义虎克定律得：（1）由前两式可写出ΔH1和Δr1的表达式带入后两式，得：将第一式分母乘2，可得由上式可解得μ=1.58/4.72=0.3347，将值带入（1）中的后两个式之一，可得E=11831.26习题5-3由

3、已知条件可绘出如下的e-lgp曲线e-lgp曲线（a）根据图中的红色辅助线，可得到前期固结压力pc=850kPa。（b）压缩系数Cc＝(c)由自重应力σsz=293kPa

4、下：e－p曲线在e－p曲线上作p＝40N/cm2点切线，如图中红线所示，得p＝40N/cm2下的压缩系数av=cm2/Ne-lgp曲线如上图，压缩系数Cc＝在e-lgp去曲线中由作图法得Pc=17.8N/cm2习题5-5计算涵闸基底垂直压力p=P/A==128.5(kPa)基底附加应力(kPa)附加应力分层厚度应小于2.4m，因此取1.5~2.4m，自重和附加应力分布计算见下表：地面以下深度z1(m)自重应力σsz(kPa)层厚hi(m)基底以下深度z(m)n附加应力系数Kc附加应力σz(kPa)001.527.901100.6355.81.51.50.50.246899.31

5、4.583.71.5310.203481.856.6122.762.15.11.70.151360.889167.42.47.52.50.109243.9411.4188.042.49.93.30.080532.39自重和附加应力在基底以下的分布见下图受压层下限控制在附加应力σz=0.2σsz，在11.4m深处，地基沉降计算土层厚度见上表。各土层自重应力、附加应力平均值计算见下表：分层编号分层厚度（m）初始应力平均值（kPa）附加应力平均值（kPa）最终应力平均值（kPa）e1ie2i(cm)Ⅰ1.541.85113.91155.760.580.470.069610.4Ⅱ1.5

6、69.7590.58160.330.5550.4560.06379.5Ⅲ2.1103.2371.37174.600.520.4490.04679.8IV2.4145.0852.41197.490.470.430.02726.5V2.4177.7238.17215.890.4480.4280.01383.3Σ39.6习题5-6（a）1）基底压力：(kPa)2）基底附加应力：(kPa)3）地基中的自重应力计算：基础底面处：(kPa)第Ⅰ层土底面处：(kPa)第Ⅱ层土底面处：(kPa)4）地基中附加应力计算：根据表5-12(kPa)(kPa)(kPa)5）确定压缩层深度：根据天然土层

7、性质分为两层，确定压缩深度为基础下11m。6）变形计算：①计算各分层的自重应力和附加应力平均值，取各分层顶面和底面的应力平均值。②按各层平均自重应力和平均实受应力，由表5-13和表5-14，及Ⅰ层土的e-p曲线（由表5-13作出），见下图：可查取初始孔隙比与最终孔隙比，见下表：分层编号分层厚度（cm）初始应力平均值(kPa)附加应力平均值(kPa)最终应力平均值(kPa)(cm)Ⅰ5001001402400.950.8920.029714.87Ⅱ600200502500.770.760.00