搜索
第一章1-10、甲、乙两土样的颗粒分析结果列于表1-4，试绘制颗粒级配曲线，并确定颗粒不均匀系数及评价级配均匀情况。粒径（mm）2~0.50.5~0.250.25~0.10.1~0.050.05~0.020.02~0.010.01~0.0050.005~0.0020.002相对含量（%）甲24.314.220.214.810.56.04.12.93.0乙5.05.017.132.918.612.49.0解：甲土：d10=0.013,d30=0.078,d60=0.25,孔径(mm)留筛土质量（g）小于该孔径的土质量(g)小于该孔径的土的百分数%201001000.524.375.775.70.2514.261.561.50.120.241.341.30.0514.826.526.50.0210.516160.016.010100.0054.15.95.90.0022.9330.0023.0Cu===19.23,Cc===1.87满足Cu5，Cc在1~3之间，良好级配土乙土颗粒级配曲线如下：孔径(mm)留筛土质量（g）小于该孔径的土质量(g)小于该孔径的土的百分数%201001000.501001000.25051001000.1595950.05590900.0217.172.972.90.0132.940400.00518.621.421.40.00212.4990.0029乙土：d10=0.003,d30=0.008,d60=0.014,Cu===4.67,Cc===1.52Cu5,属均质土，级配不良，Cc在1~3之间。（Cu越大，表明粒度的分布范围越大，土越不均匀，级配越良好。Cc过大或过小，均表明土中缺少中间粒组，各粒组间孔隙的连锁充填效应降低，级配变差。）第二章2-1比较下列各对土的三相比例指标的异同点：（1）ρ与ρs；(2)ω与Ss；(3)e与n；(4)ρd与ρ’；(5)ρ与ρsat答：（1）ρ与ρs都是表征土体密实程度的指标ρ：土的密度，单位体积的土的质量，ρ=ρs：土粒密度，单位体积土颗粒的质量，ρs=，（g/cm3）注意ρs与Gs（ds）的关系：数值相等，但量纲不同,Gs（ds）是一个无量纲量。(2)ω与Ss都是表征土中含水程度的指标ω，土的含水量，ω=×100%，Ss，土的饱和度，表示土中水体积在孔隙体积中所占的比例，Ss=×100%(3)e与n都是表征土体密实程度（土中孔隙含量）的指标，可相互换算。e：土的孔隙比，土中孔隙体积与土颗粒体积之比，e=n：土的孔隙率，土中孔隙所占体积与土体总体积之比，n=×100%(4)ρd与ρ’特殊条件下土的密度ρd：土的干密度，单位体积土体中固体颗粒的质量，ρd=，一般用于填土击实后密实度的评判；ρ’：土的浮密度，地下水位以下，土体单位体积中土粒的质量与同体积水质量之差。（是一个换算量，没有实际意义。）ρ’=(5)ρ与ρsat都是表征土的密实度的指标ρ：土的密度，单位体积的土的质量，ρ=ρsat：空隙中充满水时，单位体积土体的质量，ρsat=2-2、有一饱和原状土，切满容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，经105︒C烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒比重为2.74，求土样的湿密度、含水量、干密度及空隙比。已知：V=21.7cm3，m湿=72.49g，m干=61.28g，m刀=32.54g，ds=2.74，求：ρ，ω，ρd，e解：ρ====1.84g/cm3ω=×100%=×100%=×100%=39%ρd=设ms=dsρω，mω=ωdsρω，Vs=1，Vv=e,V==1+e=1.324g/cm3e=-1=-1=1.0692.3、某原状土样的密度为1.77g/cm3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求土的饱和密度，有效密度，有效重度。解：设ms=dsρω，mω=ωdsρω，Vs=1，Vv=eV==1+e;e=-1ρsat===1.329g/cm3ρ’=====0.872g/cm3γ’=ρ’g=g=8.71kN/m32-4、某沙土土样的密度为1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相对密度为2.67，烘干后测得最小空隙比为0.461，最大空隙比为0.943，试求空隙比和相对密实度。已知：ρ=1.77g/cm3，ω=9.8%，ds=2.67，emax=0.943，emin=0.461求：e，Dr解：e=-1==0.6562-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为30%，土粒相对密度为2.73，液限为33%，塑限为17%，试求空隙比、干密度和饱和密度。并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称及软硬状态。已知：ωL=33%，ωp=17%，ds=2.73，完全饱和时含水量ω=30%求：e，ρd，ρsat确定分类名称及软硬状态解：ρsat===1.951g/cm3Ip=ωL-ωp=33-17=16满足10Ip17粉质黏土Ip≥0.63（ωL-20）低液限黏土0.5IL1.0软塑土第三章3-1、解释起始水力梯度产生的原因。答：起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度τ0(或者说为了克服吸着水的粘滞阻力)，使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。也就是说，只要有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲，起始水力梯度i0是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度τ0的水力梯度。3-2为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别？答：室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于进行室内试验取样时会对土样有一定程度的扰动，破坏了土体的结构性；同时还与试验装置和试验条件等有关，即和渗透系数的影响因素有关。（1）土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。（3）土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。（4）水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。3-6.流砂与管涌现象有什么区别和联系？答：在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。具体地再说，管涌和流砂的区别是：（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；（2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体内部；（3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。3-7.渗透力都会引起哪些破坏？答：渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。3-8、某渗透试验装置如图3-23所示。砂I的渗透系数k1=2x10-1cm/s;砂II的渗透系数k2=1x10-1cm/s，砂样断面积A=200cm2，试问:1)若在砂I与砂II分界面出安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高?2)砂I与砂II界面处的单位渗水量q多大?解：（1）k1A=k2A整理得：k1(60-h2)=k2h2h2===40cm所以，测压竹中水面将升至右端水面以上:60-40=20cm(2)q2=k2i2A=k2××A=1×10-1×200=20cm3/s3-9,定水头渗透试验中，已知渗透仪直径D=75mm，在L=200mm渗流途径上的水头损失h=83mm，在60s时间内的渗水量Q=71.6cm3，求土的渗透系数。解：k===6.5×10-2cm/s3-10、设做变水头渗透试验的薪土试样的截面积为30cm2厚度为4cm，渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm，试验开始时的水位差145cm，经时段7分25秒观察水位差为100cm，试验时的水温为200C，试求试样的渗透系数。解：k==ln=1.4×10-5cm/s第四章4-1．何谓土中应力？它有哪些分类和用途？答：土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。4-2．怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？答：我们把天然土体简化为线性弹性体。即假设地基土是均匀、连续、各向同性的半无限空间弹性体而采用弹性理论来求解土中应力。当建筑物荷载应力变化范围比较大，如高层建筑仓库等筒体建筑就不能用割线代替曲线而要考虑土体的非线性问题了。4-3．地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？答：地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。1、若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。2、地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷）3、地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。4-4．基底压力分布的影响因素有哪些？简化直线分布的假设条件是什么？答：基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。假设条件：刚性基础、基础具有一定的埋深，依据弹性理论中的圣维南原理。4-5．如何计算基底压力P和基底附加压力P0？两者概念有何不同？答：基地压力P计算：(中心荷载作用下)(偏心荷载作用下)基地压力P0计算：P0=P-γmd基地压力P为接触压力。这里的“接触”，是指基础底面与地基土之间的接触，这接触面上的压力称为基底压力。基底附加压力为作用在基础底面的净压力。是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差，是引起地基附加应力和变形的主要原因。4-6．土中附加应力的产生原因有哪些？在工程实用中应如何考虑？答：由外荷载引起的附加压力为主要原因。需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏。4-7．在工程中，如何考虑土中应力分布规律？答：由于附加应力扩散分布，他不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积相当大的范围之下。所以工程中：1、考虑相邻建筑物时，新老建筑物要保持一定的净距，其具体值依原有基础荷载和地基土质而定，一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍；2、同样道理，当建筑物的基础临近边坡即坡肩时，会使土坡的下滑力增加，要考虑和分析边坡的稳定性。要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a.3、应力和应变是联系在一起的，附加应力大，地基变形也大；反之，地基变形就小，甚至可以忽略不计。因此我们在计算地基最终沉降量时，“