第六章 地基变形计算
一、单项选择题
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Es越小,压缩性越高
(B) 压缩系数a越大,压缩模量Es越小,压缩性越低 (C) 压缩系数a越大,压缩模量Es越大,压缩性越高 (D) 压缩系数a越大,压缩模量Es越大,压缩性越低
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Sr由80?增加到95%,试问土样的含水量将 。
(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
8. 一个饱和土样,含水量为w=40%,重度?=18kN/m3,土粒比重Gs=2.7,压缩模量Es=1.27MPa,进行压缩试验(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 。
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(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,p0与pc之间这条斜线的斜率称为 。
(A) 回弹指数 (B) 压缩系数 (C) 压缩指数
12. 一个饱和土样,含水量为w=40%,重度?=18kN/m3,土粒比重Gs=2.7,在压缩试验中(环刀高度为
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 。 (A) 0.86 MPa-1 (B) 0.9 MPa-1 (C) 1.65 MPa-1
13. 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/m3,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pc与目前的上覆压力? ′z的关系为 。 (A) pc>? ′z (B) pc=? ′z (C) pc ′z
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e?1.15,压缩系数
??0.65MPa,固结系数Cv?8?10?4cm2/s。欲在该处建筑一直径12m,重7000kN的构筑物,
?1为改善土质用重度??17kN/m3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HA:HB?2:1,在A层内孔隙比从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tA:tB?5:1,问此二土层的渗透系数成何比例?
3. 如图所示,有一老建筑物作用荷载P?2000kN,M?200kN?m,现在原建筑物上加层,但未对室内地坪以下进行处理,加层后总荷载P?3600kN,M?300kN?m,沉降计算不考虑相邻基础的影响,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 2.0 3.0 4.0 0.1752 0.0840 0.0447 0.0270 0.1851 0.0947 0.0519 0.0318 0.1911 0.1034 0.0583 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);
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(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。
5.已知土层的压缩系数??5?10kPa,孔隙比e1?1.0,土层表面作用无限均布荷载q?200kPa,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?u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
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。
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6. 某饱和软土地基厚10 m,性能指标为:容重??17kN/m,含水量W=50%,土粒比重ds?2.7,孔隙比e1?1.35,压缩模量Es?2MPa,现在其上大面积堆载80kPa,单面排水条件下,固结度达到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4m?2.5m,天然地面下基础理深为lm,设计地面高出天然地面0.4m,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p?54kPa,资料如图a所示,地下水位在地表下1m处,其上为毛细饱和带,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150kPa,试求: (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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