地基变形计算
第六章 地基变形计算 一、单项选择
题
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1. 下述关于土体压缩性描述正确的是 。
(A) 压缩系数a越大,压缩模量E越小,压缩性越高 s
(B) 压缩系数a越大,压缩模量E越小,压缩性越低 s
(C) 压缩系数a越大,压缩模量E越大,压缩性越高 s
(D) 压缩系数a越大,压缩模量E越大,压缩性越低 s
2. 均匀地基上两相同基础,基底压力相同,但埋置深度不同,两基础的计算最终沉降量 。
(A) 埋深大的比埋深浅的沉降大 (B) 埋深大的比埋深浅的沉降小
(C) 两基础计算沉降无差别
3. 土体压缩性e,p曲线是在 条件下试验得到的。
(A) 三轴 (B) 无侧限 (C) 有侧限
4. 对于某一种特定的粘性土,压缩系数a是不是一个常数,
(A) 是常数 (B) 不是常数,随竖向压力p增大而减小
(C) 不是常数,随竖向压力p增大而增大
5. 根据现场荷载试验p~s曲线,按弹性理论公式求得地基土的模量称为 。
(A) 压缩模量 (B) 变形模量 (C) 弹性模量 6. 有一个非饱和土样,孔隙比e=1.0。在荷载p作用下压缩,饱和度S由80,增加到95%,试问土样r的含水量将 。
(A) 没有变化 (B) 变大 (C) 变小 7. 土的固结指的是 。
(A) 总应力引起超孔隙水应力增长的过程
(B) 超孔隙水应力消散,有效应力增长的过程
(C) 总应力不断增加的过程
38. 一个饱和土样,含水量为w=40%,重度,=18kN/m,土粒比重G=2.7,压缩模量Es=1.27MPa,进行s压缩试验(环刀高度为2cm ),荷载从零增至100kPa,土样压缩了 。
(A) 1.57 mm (B) 1.36 mm (C) 0.08 mm
9. 对于欠固结土,如果其结构强度遭到破坏时,则土的变形是 。
1
(A) 发生蠕变 (B) 在上覆荷载下沉降 (C) 在上覆荷载下回弹 10. 有一H厚的饱和粘土层,双面排水,加荷两年后固结度达到90%;若该土层是单面排水,则达到
同样的固结度90%需 时间。
(A) 4年 (B) 1年 (C) 8年
11. 超固结土的e~lgp曲线是由一条水平线和两条斜线构成,p与p之间这条斜线的斜率称为 。 0c
(A) 回弹指数 (B) 压缩系数 (C) 压缩指数
312. 一个饱和土样,含水量为w=40%,重度,=18kN/m,土粒比重G=2.7,在压缩试验中(环刀高度为s
2cm),荷载从零增至100kPa,土样含水量变为34%,试问土的压缩系数a为 。
-1-1-1 (A) 0.86 MPa (B) 0.9 MPa (C) 1.65 MPa
313. 有一箱形基础,上部结构传至基底的压力p=80kPa。若地基土的重度=18kN/m,地下水位在地表,
下10m处,试问埋置深度 时,理论上可不考虑地基的沉降。
(A) , 4.4 m (B) , 8.3m (C) , 10m
14. 用分层总和法计算地基沉降时,附加应力曲线表示 。
(A) 总应力 (B) 孔隙水应力 (C) 有效应力
15. 当土为欠固结状态时,其先期固结压力p与目前的上覆压力, ′z的关系为 。 c
(A) p>, ′z (B) p=, ′z (C) p<, ′z ccc
二、问答题
1. 表征土的压缩性参数有那些,简述这些参数的定义及其测定方法,
2. 什么是土的压缩性,它是由什么引起的,
3. 压缩系数和压缩模量的物理意义是什么,两者有何关系,如何利用压缩系数和压缩模量评价土的压缩性质,
4. 变形模量和压缩模量有何关系和区别,
5. 什么是正常固结土、超固结土和欠固结土,土的应力历史对土的压缩性有何影响, 6. 地基的变形主要是由什么应力引起的,为何采用分层总和法计算基础沉降先要计算土中的自重应力,
7. 饱和粘性土地基的总沉降一般包括哪几个部分,按室内压缩试验结果计算的沉降主要包括哪几种, 8. 简述饱和粘土地基的固结过程及有效应力的变化。
9. 分层总和法有那些重要的前提条件,它与实际情况有那些不同,试做简要评述。 三、计算题
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1. 有一厚5m的饱和粘上层,下卧层为密实粗砂层。已知粘土指标为:孔隙比,压缩系数e,1.15
,42,1C,8,10cm/s,固结系数。欲在该处建筑一直径12m,重7000kN的构筑物,,,0.65MPav
3,,17kN/m为改善土质用重度的粗砂在较大范围内堆置3m,预压一年,然后移去租砂建筑该构筑物,问该构筑物的沉降量将为多少?
2. 现有两软粘土层(A、B)都受到100kPa的连续均匀荷载,土层厚度H:H,2:1,在A层内孔AB隙比从1.060减至0.982;B土层内孔隙比从0.910减至0.850,已知当土的固结度达到50,所需的时间t:t,5:1,问此二土层的渗透系数成何比例? AB
3. 如图所示,有一老建筑物作用荷载,,现在原建筑物上加层,但未对P,2000kNM,200kN,m
室内地坪以下进行处理,加层后总荷载,,沉降计算不考虑相邻基础P,3600kNM,300kN,m
的影响,试求:
(1)加层荷载引起的软土层固结沉降量(可按一层计算);
(2)软土层固结沉降8cm时需多少天?
矩形荷载角点附加应力系数
l/b,1
1.0 1.2 1.4
z/b,1
1.0 0.1752 0.1851 0.1911
2.0 0.0840 0.0947 0.1034
3.0 0.0447 0.0519 0.0583
4.0 0.0270 0.0318 0.0362
4. 某矩形基础,基底面积为2×4m,基础埋置深度为1.7m,作用在基底的垂直荷载(包括基础自重)为2400kN,地基的地质资料如图所示,试求:
(1)基底压力分布;
(2)基础中心线上的附加应力(岩层以上);
3
(3)用分层总和法求基础的平均沉降;
(4)固结度为60,时所需时间。
,45(已知土层的压缩系数,孔隙比e,1.0,土层表面作用无限均布荷载,q,200kPa,,5,10kPa1
土层为饱和均匀土层,试求:
(1) 土层的最终沉降量;
(2) 已知一年后土中超静水压力随深度变化的关系曲线如图所示,求此时土层平均固结度及土,u
层变形量;
(3) 若地基土层双面排水,达到与(2)相同的固结度需要的时间。
3d,2.7,,17kN/m6. 某饱和软土地基厚10 m,性能指标为:容重,含水量W,50,,土粒比重,s
E,2MPae,1.35孔隙比,压缩模量,现在其上大面积堆载80kPa,单面排水条件下,固结度达s1
到80,所需时间为2年,求:
(1) 此时沉降量为多少?
(2) 此时软土的含水量为多少?
(3) 若该层为两面排水,达到同样的固结度所需时间。
7. 某矩形基础的底面尺寸为,天然地面下基础理深为lm,设计地面高出天然地面0.4m,4m,2.5m
其他资料如图所示。试绘出土中应力分布图,按分层总和法和
规范
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法计算基底中心点的沉降值。
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8. 在天然地表上作用有大面积均布荷载,资料如图a所示,地下水位在地表下1m处,其p,54kPa
上为毛细饱和带,粘土层的压缩曲线如图b,粗砂土的压缩量忽略不计,试求在p作用下,地表的最终沉降量(要求采用分层总和法,按图示分层计算)。
9. 如图所示地基,在均质粘土层中夹有0. 5m的粗砂透水层,从该粘土层取原状土进行侧限压缩试验,试件高2.0cm,在垂直压力p,200kPa下,经0.5h达到稳定,土的性能指标如图。如果在该地基上修建一大型建筑物,基础的分布压力为,试求: 150kPa
(1)该地基最终固结稳定所需的时间;
(2)如果忽略粗砂层的压缩量,求该地基的最终沉降量;
(3)建筑物建成后1年时地基的沉降量和此时地基的总固结度。
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10. 如图所示两个性质相同的粘土层(e、a相同),问: 0
(1) 这两个粘土层达到同一固结度时,所需时间是否相同,为什么,
(2) 达到同一固结度时,两者压缩量是否相同,为什么,
p,90kPa11. 某粘土层厚15m,性能指标如图所示,超固结比为0.9,建筑物造成大面积荷载,待土
UT层完全固结后,又加高建筑物使增至140kPa,、关系见表,求: ptv
(1)建筑物未加高前地基的最终沉降量;
(2)建筑物加高一年后的总沉降量。
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 U t
0.008 0.031 0.071 0.126 0.197 0.287 0.403 0.567 0.848 T v
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12. 某均质砂土地基剖面如图所示,地面上作用大面积均布荷载,地下水位以上l m为毛p,150kPa
e,0.75d,2.7细饱和区,土层孔隙比,比重,试求A点、 B点、C点处的垂直总应力、有0s
效应力和孔隙水压力,并分别画出沿土层深度的分布曲线。
13. 如图所示,细砂层不可压缩,求地下水位下降3m后,粘土层的沉降量。
3,,18kN/m14. 在天然地面上大面积堆积厚3m填土,重度,不计粗砂的压缩量,地基条件及粘土0
层的压缩资料如图和表所示,求:
(1) 原地面在大面积填土作用下的沉降量;
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(2) 当上面的沉降稳定后,地下水位突然下降到粘土层顶面,此时粘土层的附加沉降量。
压力p(kPa) 0 50 100 200 300 0
孔隙比e 0.85 0.76 0.71 0.65 0.64
15. 如图所示,原地下水位与地面齐平,地面下10m处有一厚度为3m的软粘土层,其天然孔隙比为
2a,0.06cm/kg1.03,压缩系数,求:
(1) 地下水位下降4m后,该软粘土层是否产生压缩变形?为什么?
(2) 如能压缩变形,压缩稳定后的压缩量。
p,150kPa16. 如图所示,己知电视塔的基底附加压力为均布荷载,建成后中心点最终沉降量为0
p,200kPa4.1cm,如果在该塔旁修建一建筑物,基底附加压力也为均布荷载。求此建筑物在A 、0
B点引起的附加沉降量。
注:(1)电视塔的沉降可假定仅由软粘土层的压缩变形所产生,且粘土层较薄,计算沉降量时可不
分层;
EE,3720kPaa(2)应力变化范围不大,或可认为是常量,。 ss
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3317. 一个土样,含水量w=40%,重度,=18 kN/m,土粒重度,=27kN/m,在压缩试验中,荷载从零增至s
100 kPa,土样压缩了0.95mm,试问压缩模量E为多少,(环刀高度为2cm ) s
18. 有一条形基础,埋深2m,基底以下5m和7m处的附加应力分别为65kPa和43kPa ,若地下水位
3在地表处,土的饱和重度,=18kN/m ,该应力范围内的压缩模量E=1.8MPa ,试问5m,7m厚土sats
3层压缩量多少,(,=10kN/m) w
2,,,8,,19. 单向固结度公式:,土样室内固结试验测得固结度达到90%所需时间为,,,,U1expTV2,,4,,,
9min,这时土样的平均高度为1.94cm,则土样的固结系数c为多少, v
20. 有一粘土层,厚度4m,层顶和层底各有一排水砂层,地下水位在粘土层的顶面.取土进行室内固结
试验,试样固结度达到80%时所需时间为7分钟。若在粘土层顶面瞬时施加无穷均布荷载p=100kPa,
则粘土层固结度达到80%时,需要多少时间,
21. 地表下有一层6m厚的粘土层,初始孔隙比e=1.25,在地面无穷均布荷载p=80 kPa 作用下,计算0
es最终沉降量=25cm,经两个月预压,土的孔隙比变为=1.19,试问土层的固结度为多少, t,
22. 6m厚的粘土层,双面排水条件,地下水位在粘土层顶面处,地面瞬时施加一无穷均布荷载
2,,,,4pzp=100kPa 。100天后,粘土层顶面下4m处的有效应力为多少,(, c v,,,,usinexpTV,,,2H4,,
-32=1.48,10cm/s)
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