土力学(2)

2020-04-14 22:31

5.12 挡土墙后回填土是否有技术要求?何故?理想的回填土是什么土?不能用的回填土是什么土?

5.13挡土墙不设排水措施会产生什么问题?截水沟与泄水孔设在何处?

5.14土坡稳定有何实际意义?影响土坡稳定的因素有哪些?如何预防土坡发生滑动?

5.15 土坡稳定分析圆弧法的原理是什么?为何要分条计算?计算技巧有何优点?最危险的滑弧如何确定?怎样避免计算中发生概念性的错误?

第6章复习思考题

6.1为何要进行岩土工程勘察?中小工程荷载不大,为何不可省略勘察? 6.2 勘察为什么要分阶段进行?详细勘察阶段应当完成哪些工作? 6.3建筑场地等级如何划分?符合什么条件为一级场地? 6.4建筑地基等级如何划分?符合何种条件为二级地基?

6.5岩土工程勘察等级如何划分?勘察等级为二级应符合什么条件?

6.6钻孔间距如何确定?详细勘察岩土工程二级的间距是多少?一级的间距是多少?何故? 6.7钻孔深度的依据是什么?地基为一般粘性土6层住宅详细勘察控制性钻孔深度为多少? 6.8技术钻孔与探查孔有何区别?技术钻孔应占总钻孑L的多大比例?

6.9工业与民用建筑岩土工程勘察中,最常用的勘察方法有哪几种?比较各种勘察方法的 优缺点和适用条件。

6.10动力触探与静力触探有何不同?说明两类方法的优缺点与适用条件。标准贯入试验与 重型圆锥动力触探有何不同?

6.11野外鉴别粘性土用什么方法?

6.12为何要描述土的颜色?土中含有物具体指什么?各种不同含有物对土的工程性质有何响?

6.13岩土工程勘察成果报告分哪几部分?对建筑地基的评价包括哪些内容?为什么规范要求提出地基和基础设计方案建议?

6.14评定岩土工程勘察成果报告优劣的标准是什么?阅读使用勘察成果报告重点在何处? 6.15完成岩土工程勘察成果报告后,为何还要验槽?验槽包括哪些内容?应注意些什么问题?

第七章 天然地基上的浅基础设计

7.1解:

基础宽度大于6m,按照6m取值。查表7.10得,ηb=3,ηd=4.4 fa=fak+ηbγb(b-3)+ ηdγd(d-0.5)

fa=240+3×21×(6-3)+ 4.4×18.5×(5-0.5)=795 KPa

7.2解:基础持力层为粉土,

说明:本题在本教材第二版中已经给出,当时按照粉土的孔隙比查ηb和ηd。而在2002年版地基基础设计规范中,按照粉土中的粘粒含量查ηb和ηd。本题没有给出粉土中的粘粒含量,所以本题条件在新规范下条件不足。在这种情况下,为安全计,ηb和ηd取小值。

查表7.10得,ηb=0.3,ηd=1.5,基础宽度3m,深度2m,故进行深度修正。 fa=fak+ηbγb(b-3)+ ηdγd(d-0.5) fa=215+ 1.5×18×(2-0.5)=256 KPa

7.3解:求甲、乙两个基础在埋深1、2、4m情况下的修正承载力。b=2m。

说明:本题对于素填粉土给出的条件不足,未给出它们的承载力特征值。根据地基基础设计规范89年版,只能查出甲、乙两个场地素填粉土承载力基本值。不知道素填粉土的变异系数和样本数。假设根据经验,甲、乙两个场地素填粉土承载力特征值分别为130KPa和110KPa。

本题基础宽度2m,不进行宽度修正,只需根据基础不同埋深,确定不同的持力层。选择进行深度修正即可。先根据给定条件查表7.10得ηb和ηd,然后进行深度修正。方法与上个习题一样。

例如,对于甲基础,当基础埋深为1m时,持力层为粘性土及以下的土层。只有粘性土的承载力特征值190最小。选择粘性土进行深度修正,方法如下:e大于0.85

查表7.10得,ηb=0,ηd=1,基础宽度3m,深度2m,故进行深度修正。 fa=fak+ηbγb(b-3)+ ηdγd(d-0.5) fa=190+ 1×20×(1-0.5)=200 Kpa

其余地层修正方法一样,此处为节约篇幅,不再进行计算。

7.4解:粘土地基,液性指数IL=(31-26.8)/(51.6-26.8)=0.17 孔隙比e?ds(1?w)2.77(1?0.31)?1??1?0.91 ?1.9查表7.10得,ηb=0,ηd=1,基础宽度1m,深度1.5m,故进行深度修正。

fa=fak+ηbγb(b-3)+ ηdγd(d-0.5) fa=200+ 1×19×(1.5-0.5)=219 Kpa 7.5解:

重点题

填土h1=1.8m 水位2.8m γ1=17.8KN/m3 1m 1.2m b=8.5m d=4m 粉 土 γ2=18.9KN/m3 γ 2sat=19.4KN/m3 基础宽度8.5m,大于6m,修正时取6m;埋深4m,大于0.5m,故进行深度和宽度修正。 查表7.10得,ηb=0.3,ηd=1.5(未知粉土粘粒含量),基础宽度1m,深度1.5m,故进行深度修正。

基底以下持力层位于水位以下,重度取浮重度, γb=9.4 KN/m3; 基础埋深范围内土体加权平均重度为:

γd=(17.8×1.8+18.9×1+9.4×1.2)/d=15.6 KN/m3

fa=fak+ηbγb(b-3)+ ηdγd(d-0.5)

fa=140+0.3×9.4×(6-3)+ 1.5×15.6×(4-0.5)=230 KPa

7.6解:

先假设基础宽度小于3m,粘性土持力层承载力进行深度修正。查表7.10得,ηb=0,ηd=1;

fa=fak+ηdγd(d-0.5)

fa=185+1×18.6×(1.1-0.5) =196 KPa

A?N180??1.03m

f??Gd196?20?1.1 宽度小于3m,无须再进行宽度修正和计算宽度。

7.7解:本题参照教材例题7.3,

重点题

持力层为粘性土,先假设基础宽度小于3m,粘性土持力层承载力进行深度修正。查表7.10得,ηb=0,ηd=1;

fa=fak+ηdγd(d-0.5)

fa=210+1×18×(1.9-0.5) =235 KPa 中心荷载下基底面积为:

A1?N2400??12.18m2

f??Gd235?20?1.9考虑偏心荷载影响,基底面积增大20%。A=1.2A1=14.6m2; 取独立基础宽度和长度(L/b=1.2):3.5×4.2=14.7>A=14.6m2;(注意:尽可能宽度不超过3m。一般取长的一边作为弯矩作用方向,但是长度和宽度相差不能太大)。

因为宽度大于3m,故需要进行宽度修正。但是,本例中,宽度修正系数为0,所以地基持力层承载力特征值fa还是235 KPa

N=2400KN M=850KN.m 0.5m d=1.9m 1.4m Q=60KN 素填土 粘性土 验算地基承载力:

1、基础自重:G=γG d A=20×1.9×14.7=559 KN 2、基础抵抗矩W=3.5×4.22/6=10.29 m3; 3、总弯矩为:M’=850+60×1.4=934 KN.m 4、基底最大、最小和平均应力:

maxPmin?N?GM'2400?559934292????201.3?90.8?KPa AW14.710.29111平均201.3KPa

虽然基底压力平均值201.3KPa小于fa=235KPa,但是,Pmax大于1.2fa=282KPa,所以基础尺寸重新设计。

取基础取独立基础宽度和长度(L/b=1.4):3.5×4.9=17.15>A=14.6m2;同理,本例中,宽度修正系数为0,所以地基持力层承载力特征值fa还是235 Kpa。

再次验算地基承载力:

1、基础自重:G=γG d A=20×1.9×17.15=652 KN 2、基础抵抗矩W=3.5×4.92/6=14 m3; 3、总弯矩为:M’=850+60×1.4=934 KN.m 4、基底最大、最小和平均应力:

maxPmin?N?GM'2400?652934246????178?68?KPa AW17.1514110平均178KPa

基底压力平均值178KPa小于fa=235KPa, Pmax=245KPa小于1.2fa=282KPa,所以基础尺寸满足要求。

7.8解:

先假设基础宽度小于3m.

持力层承载力进行深度修正,持力层为淤泥质土,查表7.10得,ηb=0,ηd=1; fa=fak+ηdγd(d-0.5)

fa=95+1×19×(1.6-0.5) =116 KPa

A?N172??2.05m,取2.1m

f??Gd116?20?1.6 宽度小于3m,且宽度修正系数为0,无须再进行宽度修正和计算宽度。

7.9解:

地基土Ip=28.5-16.5=12,为粉质粘土。又e=1 ,所以地基土的淤泥质土。查表7.10得,ηb=0,ηd=1;

fa=fak+ηdγd(d-0.5)

fa=160+1×16.6×(1-0.5) =168.3 KPa

A?N900??6.07m2

f??Gd168.3?20?1 基础宽度b=2m,长度=A/b=3.04,取3.2m。(L/b=1.6,利于计算附加应力和沉降)

7.10解:

γ1=17KN/m γ3耕植土0.6m 粉土,2m 地下水位0.8m fak=160 KPa 淤 泥 质 土 3γ3sat=16.5 KN/m fak=90 KPa C

从本例地层结构来看,明显属于软土地区的地基,顶部有一层相对较硬的“硬壳层”。一般来说,当拟建多层建筑物(例如学生宿舍)时,尽量利用这个硬壳层,以达到安全而又经济的效果。因此通常采用“宽基浅埋”形式。最好基底位于地下水位以上(这样便于施工),且最小埋深大于0.5m。且基础材料顶部最好距离设计地坪或者地表0.1m左右以上。

同时校核软弱下卧层的承载力和地基沉降。

一般在这种情况下,采用钢筋混凝土条形基础,或者刚性基础下垫以几十厘米(30cm左右)厚的混凝土垫层或者钢筋混凝土垫层。

条形基础最小宽度按照持力层承载力特征值确定,最大宽度按照基础材料的刚性角确定。

从本例来看,0~0.6m为耕植土,松散,不能作为持力层;粉土fak=160KPa,可以作为多层建筑的基础持力层。又地下水位0.8m,根据上述原则,基础底面标高取0.8m合适。低


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