(2014版)土力学网上作业题参考答案[1](5)

2018-12-20 10:26

[10]

h2pp1+pp2处。 ?3pp1+pp2二、判断

[2] (√)

三、计算题

[1]已知—挡土墙高4m,墙背竖直光滑,墙后填土表面水平,填土c=10kPa,?=20°,K0=0.66,

?=17kN/m3,试求在下述三种情况下,作用在墙上土压力的合力及作用点的位置:(1)挡土墙无

位移;(2)挡土墙向着远离土体方向发生微小位移;(3)挡土墙向着土体发生微小位移。 解:(1)挡土墙没有位移,产生静止土压力,则

E0?12?hK0=0.5×17×42×0.66=89.76 kN/m 2?土压力作用点:y=h/3=4/3=1.33m

(2)挡土墙向着远离土体方向发生微小位移,产生主动土压力,则

20?)=0.49 主动土压力系数:Ka?tg(45?)?tg(45?222c2?10拉应力区的临界深度:z0?=1.68m ??Ka170.492?2?11(h?z0)(?hKa?2cKa)?(4?1.68)(17?4?0.49?2?100.49)=22.41kN/m 22土压力作用点:y=(h-z0)/3=(4-1.68)/3=0.77m

(3)挡土墙向着土体方向发生微小位移,产生被动土压力,则

?被动土压力系数:Kp?tg2(45???)?tg2(45??20)=2.04

22Ea?土体表面处:pp?2cKp?2?102.04=28.57kPa

墙底处:pp??hKp?2cKp?17?4?2.04?2?102.04=167.29kPa

Ep?0.5×(28.57+167.29)×4=391.72kPa

2p?pp242?28.57?167.29土压力作用点:y=h?p1=1.53m ??3pp1?pp2328.57?167.29[2]已知一挡土墙高4m,墙背竖直光滑,墙后填土表面水平,要求填土在最佳含水率wop=20%情况下夯实至最大干重度?dmax=14.5kN/m3,并测得c=8kPa,?=22°,试求: (1)墙底处的主动土压力强度和墙背所受主动土压力的合力;

(2)墙底处的被动土压力强度和墙背所受被动土压力的合力。

?dmax?解:填土在最佳含水率wop=20%情况下夯实至最大干重度?dmax=14.5kN/m3时,

,所以土体重度???dmax(1?wop)?14.5?(1?0.2)=17.4 kN/m3,则

?1?w0p

22?)=0.45 (1)主动土压力系数:Ka?tg(45?)?tg(45?222??2?拉应力区的临界深度:z0?2c?Ka?2?817.40.45=1.37m

墙底处的主动土压力强度:pa??hKa?2cKa?17.4?4?0.45?2?80.45=20.59 kPa

21

墙背所受主动土压力的合力:Ea?0.5×20.59×(4-1..7)=27.08kN/m

土压力作用点:y=(h-z0)/3=(4-1.37)/3=0.88m

22?)=2.2 (2)被动土压力系数:Kp?tg(45?)?tg(45?22土体表面处:pp?2cKp?2?82.2=23.73kPa

2??2?墙底处:pp??hKp?2cKp?17.4?4?2.2?2?82.2=176.85kPa

Ep?0.5×(23.73+176.85)×4=401.16kPa

2p?pp242?23.73?176.85土压力作用点:y=h?p1=1.49m ??3pp1?pp2323.73?176.85第七章 土压力计算

一、填空

[7] 滑坡。

[8] 超过 。

[9] 平面 ,圆弧面。

[10] 坡脚圆、坡面圆和中点圆。

[11] b=0.1R, 土条两侧间 ,土条间竖向剪应力。 [12] 滑动面 。

二、判断

[2] (√)

三、简答题

[1]简述土坡滑动失稳的原因

答:1.外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态;2.土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低,促使土坡失稳破坏。

[2]简述土坡稳定安全系数的三种表示方法

答:1.滑动面上抗滑力矩与滑动力矩之比,即K=2.滑动面上抗滑力与滑动力之比,即K=TfTMfM;

?f ?3.实有的抗剪强度与土坡中最危险滑动面上产生的剪应力之比,即K=四、绘图题

[1]用费伦纽斯方法确定?=0时最危险滑动面圆心的位置,并有必要文字说明。

答:(1)BD线与坡面的夹角为?1、CD线与水平面的夹角为?2,?1、?2与坡角?有关,可查表;(2)BD线及CD线的交点即为最危险滑动面圆心。

22

五、计算题

[1]一均质无粘性土土坡,坡度为1:2,?=18.4KN/m3,?=20%,ds=2.68,?=34°,试求这个土坡的稳定安全系数K=?若土坡有沿坡面渗流作用时,该土坡的稳定安全性降低多少?有渗流作用时,为防止发生失稳破坏,应如何设计坡角?

解:(1)无渗流作用时:K=(2)有渗流作用时:

e=dS?W(1+?)tg?tg34°==1.35 tg?0.5?1=2.68×10×(1+0.2)18.41=0.75

?sat=dS+e2.68+0.753

?W=×10=19.6KN/m1+e1+0.75?′=?sat?W=19.610=9.6KN/m3

K′=?′tg?9.6×tg34°==0.66 ?sattg?19.6×0.5?该土坡的稳定安全性降低了

K=KK′1.350.66==51% K1.35(3)有渗流作用时,为防止发生失稳破坏,令

?′tg?9.6×tg34°==1?tg?=0.33,即1:m=1:3。 ?sattg?19.6×tg?[2]有一6m高的粘土边坡。根据最危险滑动面计算得到的抗滑力矩为2381.4kN·m/m,滑动力矩为2468.75kN·m/m,为提高边坡的稳定性采用底脚压载的办法,如图所示,压载重度?=18kN/m3,试计算压载前后边坡的安全系数。 解:(1)压载前

K=Mr2381.4=0.96 =Ms2468.75(2)压载后

Mr2381.4+18×1.5×3×3+18×0.5×1.52×1=1.07 K==Ms2468.75

[3]有—地基如图所示。地面下2m深处有一层厚0.8m的软土夹层,在地基上用当地材料修筑土堤,高5m,边坡1:2,土堤与地基均为砂质粘土,?=20°,c=20kPa,?=20kN/m3;软土夹层的?=

23

18kN/m3,?=0,c=10kPa,试问该土堤是否会沿软土夹层滑动,安全系数有多大? 解:(1)求作用于AB面上的Ea

Ka=tg2(45?z0=2c??Ka=22×20)=tg2(45?20?)=0.49, 2200.49=2.86m,

2×200.49=40.6kPa

paB=?hKa2cKa=20×7×0.49Ea=0.5×40.6×(7-2.86)=84.04kN/m

(2)求作用于CD面上的Ep

20?Kp=tg(45+)=tg(45+)=2.04 ppD=2cKp=2×202.04=57.13kPa

222??2?ppC=?hKp+2cKp=20×2×2.04+2×202.04=138.73kPa Ep=0.5×(57.13+138.73)×2=195.86kN/m

(3)求BC面上作用的抗滑力Tf

LBc=5×2=10m,W=0.5×(2+7)×10×20=900kN/m Tf=?fLBC=cLBC+?LBCtg?=cLBC+Wtg?=10×10=100kN/m

∴K=Ep+TfEa=(195.86+100)/84.04=3.52,该土堤不会沿软土夹层滑动。

[4]试计算以下几种情况下土条的稳定安全系数。

?=18°?=17kN/m3,?=17kN/m3,(1),(2)?sat=19kN/m3,c=10kPa,?w=10kN/m3 c=10kPa;(3)?=18kN/m3,c?=5kPa,???24,u=5kPa

?(4)土条被浸润线和下游水位分成三部分,各部分土条高度分别为h1=1m,h2=3m,h3=2m,土条重度分别为?=19kN/m3,?sat=20kN/m3,土条宽度b=5m,弧长l=5.77m,?=30°,c?=10kPa,???10?。

解:(1)滑动面弧长l=1+4=5,cos?=2/1+4=0.894,sin?=1/5=0.447,W=17×3.5×2=119kN/m

MrWcos?tg?+cl119×0.894tg18?+105K===MsWsin?119×0.447=1.07

(2)滑动面弧长l=1+4=5,cos?=2/1+4=0.894,sin?=1/5=0.447,W=17×2×2+(19-10)×2×1.5=95kN/m

MrWcos?tg?+cl95×0.894tg18?+105=1.18 K===MsWsin?95×0.447 (3)滑动面弧长l=1+4=5,cos?=2/1+4=0.894,sin?=1/5=0.447,W=18×3.5×2=

126kN/m

(Wcos?ul)tg?′+c′l(126×0.89455)tg24?+55 K==1.0 =Wsin?126×0.447(?h+?′h2+?′h3)bcos?tg?′+c′l (4)K=1

(?h1+?sath2+?′h3)bsin?(19×1+10×3+10×2)×5cos30?tg10?+10×5.77 ==0.45

(19×1+20×3+10×2)×5sin30?24

(1) (2) (3) (4)

第八章 土压力计算

一、填空

[9] 极限荷载或极限承载力。 临界荷载。

[10] 压密阶段、剪切阶段和破坏阶段。剪切阶段 。 [11] 整体剪切破坏, 局部剪切破坏, 刺入剪切破坏。 [12] 整体剪切破坏。 局部剪切破坏。 刺入剪切破坏。 [13] 比例界限,比例界限 ,小于 ,一半 。 [14] 重力 。

[15] 仰斜式、直立式、俯斜式 。 [16] 整体滑动破坏、墙体倾覆破坏、墙体水平滑移破坏、地基承载力不足导致变形过大,墙体丧失作用、挡土墙强度不够导致墙体断裂破坏。

二、判断

[5] [6] [7] [8]

(×) (×) (×) (√)

三、计算题

[1]如图8-10所示的挡土墙,墙背竖直光滑,墙后填土表面水平。墙体重度为?K=22KN/m3,墙底与地基的摩擦系数μ=0.6,地基承载力

25


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