高额土币悬赏岩土工程计算定量例题 [复制链接]

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平面滑动边坡稳定性的解析计算
尽管采用最优化方法可确定边坡的最不利滑动面和最小安全系数，但是在实际边坡的稳定性分析中，仍需假定滑动面来计算其安全系数，通过试算法确定边坡的最不利滑动面和最小安全系数。显然，试算法具有盲目性，且难以保证其计算结果是最优的。本文试图采用解析方法，直接根据函数的极值条件，建立边坡最不利滑动面和最小安全系数的解析算式。
引自--蒋斌松--平面滑动边坡稳定性的解析计算--岩石力学与工程学报--

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看着图片可能过小不清楚，但是点击图片，就可在新页面出现，还可以放大。
这是上面图片的解释，希望斑竹不要扣分，哈哈

利用Ansys对某基坑双排门架桩支护剖面计算

其实双排桩的计算，就从结构计算来说，是没什么新意了。只是帖子发了不少，土币没见长，所以也在这里凑合一下，赚点下载费。
我们公司承接了上海某船闸的基坑围护设计，船闸基坑分闸首和闸室，见下图。由于闸首基坑有一面是开口的（和闸室基坑相连），所以对面就没法做对撑，这一面采用了双排桩进行加强。我们是接人家转包给我们的，而且工程较大，人家帮我们出图章，其他部分都有启明星软件出的计算书，启明星已经有了双排桩模块，我们还没买。出章单位一定要看看我们的这个双排桩剖面计算成果，这样能有个底。所以我就用Ansys算了下。
前排桩为间距1000桩径800钻孔桩，后排桩为间距2000间距800钻孔桩，前后排桩上设850厚钢筋混凝土压顶板联系。前排桩腰间还有围囹梁。根据《建筑基坑支护技术规程》推荐排桩支护按m值的弹性地基梁法，我网上还找了下论文，对于前排桩能够形成一个很牢固的门板式的双排桩支护结构，大部分还是把桩间土和被动区土模拟成弹簧。所以模型是一个简单梁-弹簧结构，而且是线弹性静力分析，用Ansys可以方便的建模计算。
计算过程为，从支护体系中截取一个2m宽的单元，单元里包含两根前排桩，一根后排桩，该单元承受的土压力按《规程》计算公式算出，算出的土压力单位是kPa（见附件，这个也用程序算的）。把前后排桩每0.1m长度划分一个梁单元，土压力按宽2m，高0.1m的宽度转化为集中荷载作用在后排桩上，桩间土和被动区土等效成杆单元（即弹簧）。根据m值法，杆单元线刚度随深度线性增大，m值的计算根据《规程》附录C.3.2计算。压顶板也用梁单元模拟。
在Ansys中，桩、压顶板用beam3单元，每0.1m为一个单元。杆用link10单元并设置只受压不受拉，材料属性不变，线刚度增大采用截面积增大法。排桩只约束竖向位移不约束水平位移，土杆在远端约束竖向和水平位移。最后计算出的排桩弯矩和剪力如图。我后来又用类似命令模拟了单排桩的支护，和同济启明星进行了对比，结果弯矩和剪力只相差10%左右而最大位移却相差好几倍，还不知道什么原因。
命令流文件放附件老提示非法，只好考在下面了：
/FILENAME,NEWANALYSIS
/TITLE,NEWANALYSIS
/UNITS,SI
/PREP7
ET,1,BEAM3
ET,2,LINK10
!实常1后排钻孔桩，2是前排钻孔桩，3是压顶板，后面是土弹簧
R,1,0.502654816,0.02010619
R,2,1.005309632,0.04021238
R,3,1.70,0.08700104
KEYOPT,1,6,1
KEYOPT,2,3,1
!双排桩间土的杆面积
*DO,I,1,45
R,3+I,I*0.2651264
*ENDDO
*DO,I,46,115
R,3+I,I*0.2448864
*ENDDO
!被动区土的杆面积
*DO,I,1,4
R,118+I,I*3.0128
*ENDDO
*DO,I,5,75
R,118+I,I*2.7828
*ENDDO
!1是混凝土，2是钢材（本程序中无用）,3是土杆的弹性模量，不是实际土弹模
!（m1=2.3,m2=5.6,m3=1.5,m4=6.1）
MP,EX,1,30000000000
MP,PRXY,1,0.3
MP,EX,2,200000000000
MP,PRXY,3,0.3
MP,EX,3,1000000
MP,PRXY,3,0.3
!点个数=（挖深+嵌固深-放坡深）*10
*DO,I,1,116
K,I,0,-0.1*I,0
K,I+200,2.2,-0.1*I,0
*ENDDO
*DO,I,41,116
K,I+400,12.2,-0.1*I,0
*ENDDO
*DO,I,1,115
L,I,I+1
*ENDDO
*DO,I,1,115
L,I+200,I+201
*ENDDO
*DO,I,1,116
L,I,I+200
*ENDDO
*DO,I,41,116
L,I+200,I+400
*ENDDO
!划分单元前要重新选择所有部件
ALLSEL,ALL
TYPE,1
MAT,1
REAL,1
ESIZE,0.1
LMESH,1,115,1
TYPE,1
MAT,1
REAL,2
ESIZE,0.1
LMESH,116,230,1
!压顶板
TYPE,1
MAT,1
REAL,3
ESIZE,0.1
LMESH,231
!划分排桩间土弹簧单元
*DO,I,1,115
TYPE,2
MAT,3
REAL,I+3
LESIZE,231+I,,,1
LMESH,231+I
*ENDDO
!划分被动区土弹簧单元
*DO,I,1,75
TYPE,2
MAT,3
REAL,I+74
LESIZE,347+I,,,1
LMESH,347+I
*ENDDO
!约束被动土弹簧远端
*DO,I,441,516
DK,I,UX,0
DK,I,UY,0
*ENDDO
DK,116,UY,0
DK,316,UY,0
*DIM,EAJK,ARRAY,116
!由于不能从命令流读入土压力文件，所以这两句不输入，要靠界面操作读入土压力
*VREAD,EAJK(1),tuyali
(F6.3)
!以下继续输入命令
*DO,I,1,116
FK,200+I,FX,EAJK(I)
*ENDDO
FINISH

/SOLU
SOLVE
!输出内力成果
/POST1
ETABLE,OUTI,SMISC,6    
ETABLE,OUTJ,SMISC,12    
ETABLE,REFL
/TITLE,Axial  force  diagram
PLLS,OUTI,OUTJ,1,0    
/image,save,'Axial_force_%T%',jpg
!命令结束
空间的图片，有时候链接不能直接显示，可以右键-属性把地址复制过来，用浏览器打开肯定能看到
以下是图片
1、基坑

2、截取一个支护单元

3、模型与土层参数

4、弯矩图

5、剪力图

注册土木工程师（水利水电工程地质）培训班例题，考注水地质的一定要会
    在陕北地区一自重湿陷性黄土场地上，拟建一乙类建筑，基础埋置深度为1.50m，建筑物下一代表性探井土样的湿陷性试验成果如下表，其湿陷量△s最接近下列哪个选项(mm)？

        A、656        B、787

        C、732        D、840

取样 深度 (m)	自重湿陷系数 δzs	湿陷 系数 δs	取样 深度 (m)	自重湿陷系数 δzs	湿陷 系数 δs	取样 深度 (m)	自重湿陷系数 δzs	湿陷 系数 δs
1	0.012	0.075	6	0.030	0.060	11	0.040	0.042
2	0.010	0.076	7	0.035	0.055	12	0.040	0.040
3	0.012	0.070	8	0.030	0.050	13	0.050	0.050
4	0.014	0.065	9	0.040	0.045	14	0.010	0.010
5	0.016	0.060	10	0.042	0.043	15	0.008	0.008

解答
(1)按自重湿陷性黄土场地考虑，非湿陷性黄土层顶面深度13.5m

(2)自基础底面(埋深1.5m)算起

(3)考虑基底下地基土的受水浸湿可能性和侧向挤压等因素的，在缺乏实测资料时，可用下列公式取值：基底下0~5m深度内，取β=1.50；基底下5~l0m深度内，取β=1；基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面，可取工程所在区的β0（陕北）为1.2。

△s=1.50×(0.076×100+0.070×100+0.065×l00+0.060×100+0.060×100)

+1×(0.055×100+0.050×100+0.045×100+0.043×100+0.042×100)+1.20×(0.040×100+0.050×100)

=1.50×33.1+1×23.5+1.20×9.0=84cm=840mm
 答案为D

固结度计算  

    注水师培训地质案例
                某坝基岩体的纵波速度为3100m/s,其岩石的纵波速度为3800m/s. 坝基岩体的单轴抗压强度为120Mpa.问坝基岩体基本质量为几级?
                      解答：根据GB50218-94  工程岩体分级标准    p10

    判断式：120>90（3100/3800)2＋30,
    BQ = 90 ＋3[90×（3100/3800)2＋30]＋250×（3100/3800)2
    BQ = 90+268+165
    BQ =523
    岩体基本质量为Ⅱ级。

注水师培训工程地质案例：
1、有一砂土坡，其砂土的内摩擦角 φ=35º，坡度为1：1.5，当采用直线滑裂面进行稳定分析时，下面哪一个滑裂面（选项）所对应的安全系数最小?(α为滑裂面与水平地面间夹角)
        A   α ＝25º        B  α＝29º
        C   α ＝31º        D  α＝33º

解答：根据公式：Ks =tanφ/tanα
答案：D
2、压水试验试段长度6m，压水试验结果如下：
            压力P（MPa）    0.3    0.6    1.0
            流量Q（L/min）  30     60     90
   下列哪一选项最接近该试段的透水率(Lu)。
          A  10  
          B   15
          C   20
          D   25              
解答：根据压水试验规程
         q = Q3／L×P3
            = 90／6×1
            = 15 Lu
答案：B
    

                   继续注水，对考注水师工程地质的同志应有用，是命题老师的培训案例，供参考！
有一原状土的参数如表所列，问该原状土的压缩系数最接近下列哪一选工程地质项(kpa-1 )？
•    压力       试样高度   孔隙比         试样土粒体积高度hs
•    (kpa)      h（mm） e=(h/hs )－1        h0 /(1＋e0 )  =9.461                    
•    0(p0 )     20 (h0 )      1.114
•    50(p1 )    19.771(h1 )   1.090
•    
•            
•    A  0.58×10-3           B  0.48×10-3
•    C  0.38×10-3          D  0.28×10-3
•    解答：试验前试样的孔隙比e0=1.114, ei－ei＋1=0.024 , pi-p i＋1= 50  
•    αv  = (ei－ ei＋1) /( pi ＋1 -p i) = 0.48×10-3 (kPa-1 )
•    答案：B

    注水师工程地质培训题
洞室围岩总评分为72分，其中洞室围岩的岩石饱和单轴抗压强度Rb为40MPa：岩体完整性系数Kv为0.40：围岩的最大主应力为5.50 Mpa。该围岩属于下列哪一选项的围岩类别。
        A  Ⅰ类
        B   II类  
        C   Ⅲ类  
        D   V类    
解答：根据GB50487-2008附录N
计算围岩强度应力比s=(Rb × Kv)／σm = 40×0.4 /5.5 ≈2.90
仅凭围岩总评分72划分围岩等级，应为Ⅱ 类围岩。但因围岩强度应力比S 值小于4，围岩类别应在此基础上降一级，因此该围岩属于Ⅲ 类围岩。
答案 ：C  

        自己收集的例题与大家分享：
        某季节性冻土层为黏性土，厚度为2.0m，地下水位埋深3.0m，地表标高为160.39m，地表冻胀前标高为160．23m，土层冻前天然含水率w=30％，塑限wp=22％，液限wL=45％，该土层的冻胀类别为。
  (A)弱冻胀    (B)冻胀    (C)强冻胀    (D)特别冻胀
解答： 设计冻深Zd
  Zd=h-Δz=2-(160.39-160.23)=1.84m
               平均冻胀率η
  η=Δz/Zd×100％=(160.39-160.23)/1.84×l00％=8.7%
                评价
  由wp+5=27<w=30<w+9=31，地下水位距冻结面距离1m<2m，平均冻胀率8.7%，划为Ⅳ级，强冻胀；当塑性指数大于22时，冻胀性降低一级，最后划分为冻胀。
        答案：B