地下水位以下的粗砂主动土压力为梯形分布,面积为(35.8+46.6)×4/2=164.8 KN/m
所以,墙后总主动土压力为44+84.3+164.8=293.1 KN/m
2、水压力:
地下水位处水压力强度:Pw=γwhw=10×0=0 Kpa/m 墙底处水压力强度:Pw=γwhw=10×4=40 Kpa/m
墙后水压力为三角形分布,面积为0.5×40×4=80 KN/m
5.7解:
1m β=60 H=7m ε=200 填土 γ=17KN/m3 θ=300 μ=0.4 1m 1.45m 1m 2.55m 地基土γ=18KN/m3 θ=200
本题基本与教材例题5.8相似,可参照该例题进行计算。
5.8解:
稳定数N=C/(γh) H= C/(γN)
内摩擦角20度,边坡坡角为30度。查图5.48,稳定数N=0.026
H= C/(γN)=5/(16×0.26)=12m 5.9解:
稳定数N=C/(γh)=7/(18×10)=0.039
内摩擦角20度,查图5.48,边坡坡角为35度。
5.10解:略
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
d(1?w)2.77(1?0.31)孔隙比e?s?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 d=4m 1.2m b=8.5m 粉 土 γ2=18.9KN/m3 γ 2sat=19.4KN/m 3 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
N180A???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:
N2400A1???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 d=1.9m 0.5m 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
N172A???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
N900A???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: