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高额土币悬赏岩土工程计算定量例题 [复制链接]

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离线aircraftzxs

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只看该作者 36楼 发表于: 2010-03-13
八、某宾馆柱基底面尺寸为4m×4m,基础埋深为2m。
基础受中心垂直荷载为2480kN(不考虑施工工期的影响)。
地基土分为三层。地表至2m深为细砂层, γ=17.5kN/m3, Es1=8MPa;第二层为饱和粘土层,1.6m厚, Es2=4MPa;第三层为碎石层(不可压缩)。取该粘土层土样进行室内双面排水固结试验,试样厚2㎝,10分钟后土样固结度达50%。
试求:(1)地基最终沉降量; (2)地基土完成一半沉降量需要多少时间?


① p=F/A=2480/16=155kPa
    p0==p-γH=155-17.5×2=120kPa                      
②分层,从题意得知,实际压缩层就是第二层饱和粘土层。
  上下层面的附加应力为:
  σ0=120kPa
    σ1=4×k(a/b,z/b)p0=4×k(2/2,1.6/2)×120=96kPa     
③ 平均附加应力


④ 最终沉降量:


① 实验室条件实际是双面排水,U=50%,则
                     
②实际土层也是双面排水
H2=h/2=0.8m=80cm
③一半沉降量固结度为U=50%,与实验室相同。

Cv2=0.190×h2×h2/t=0.190×80×80/t
两种土的固结系统是相等的,令Cv1=Cv2得
t=64000分=1067小时=44.44天            

           
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-13
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只看该作者 37楼 发表于: 2010-03-13
1 某处需压实土7200m3:,从铲远机卸下松土的重度为15kN/m3:,含水量为10%,土粒比重为2.7。求松土的孔隙比。如压实后含水量为15%,饱和度为95%,问共需松土多少立方米?并求压实土重度及干重度。
解:本题中,压实前状态用下标1,压实后用下标2.
由三相草图得:设压实前的土粒体积Vs=1,孔隙比为e1,得
  
由此得  
由压实后的三相草图易知:由于土粒是不可压缩的,知压实后的体积Vs=1
 
则  [

由压实前后土粒质量(ms1=ms2)不变得

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土老帽 土币 +250 - 2010-03-13
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只看该作者 38楼 发表于: 2010-03-13
已知某客运专线铁路灌砂法测试记录如表1所示,已经标准砂的密度为1.398g/cm3,灌砂筒下漏斗锥体积为481.2cm3(此体积不是试坑体积,应去除),该土样经室内标准重型击实的干密度为1.98g/cm3,客运专线要求压实系数达到91%,试问该压实土是否达标。



解:土的含水率

土的湿密度

故该土达到了压实要求。
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-13
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只看该作者 39楼 发表于: 2010-03-13
巳知某工程取土样做试验得不同粒组的重量占全重的百分比如下:粒径5~2mm占3.1%,2~1mm占6%,1~0.5mm占14.4%,0.5~0.25mm占41.5%,0.25~0.1mm占26%,0.1~0.05mm占9%,全重为100%,试确定土的名称。
解:计算得粒径大于2mm的占全重的3.1%<25%,不属于砾砂。粒径大于0.5mm占23.5%<50%,不属于粗砂。粒径大于0.25mm的占全重的65%>50%,故该土定名为中砂。
例题1-n:某土样的天然含水量ω=46.2%,天然重度γ=17.15kN/m3,相对密度Gs=2.74,液限ωL=42.4%,塑限ωp=22.9%,试确定该土样的名称。
解:塑性指数IP=ωL-ωp=42.4-22.9=19.5


因Ip>17,IL>1为流塑状态的粘土,又因ω>ωL,1.5>e>1,故该土定名为淤泥质粘土。
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-13
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只看该作者 40楼 发表于: 2010-03-13
某外墙柱下独立基础底面尺寸为3m×2.4m,如例图3-2所示,柱传给基础顶部的竖向荷载标准值Fk=900kN,弯矩Mk=150kN•m,求基础底部的压力pk、pkmax、pkmin和基底附加压力p0。

解:
基底平均埋深:
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-14
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只看该作者 41楼 发表于: 2010-03-13
某矩形基础长l=4.0m,宽b=2.0m,基底作用有均布荷载p=200kPa,如例图所示,计算图中A点、E点、O点、F点、G点下2.0m深处的附加应力。

解:(1) A点下的应力
由l/b=4.0/2.0=2.0,z/b=2.0/2.0=1.0,查表得:αc=0.1999
σzA = 0.1999×200 ≈ 40 kPa
(2) E点下的应力
作辅助线EI,将原来矩形荷载ABCD分解为AEID和BEIC。
由l/b=2.0/2.0=2.0,z/b=2.0/2.0=1.0,查表得:αc=0.1752
σzE = 2×0.1752×200 ≈ 70 kPa
(3) O点下的应力
作辅助线EI和JK,将原来矩形荷载ABCD分解为AEOJ、OJID、BEOK和OKIC。
由l/b=2.0/1.0=2.0,z/b=2.0/1.0=2.0,查表得:αc=0.1202
σzO = 4×0.1202×200 ≈ 96.2 kPa
(4) F点下的应力
作辅助线JF、CH、HG和BG,将原来矩形荷载ABCD分解为AGFJ、JFHD和BGFK、KFHC。
在长矩形AGFJ、JFHD中,由l/b=5.0/1.0=5.0,z/b=2.0/1.0=2.0,查表得:αcI=0.1363
在短矩形BGFK、KFHC中,由l/b=1.0/1.0=1.0,z/b=2.0/1.0=2.0,查表得:αcII=0.0840
σzF = 2×(0.1363-0.0840)×200 ≈ 21 kPa
(4) G点下的应力
作辅助线CH、HG和BG,将原来矩形荷载ABCD分解为AGHD和BGHC。
在长矩形AGHD中,由l/b=5.0/2.0=2.5,z/b=2.0/21.0=1.0,查表得:αcI=0.2016
在短矩形BGHC中,由l/b=2.0/1.0=2.0,z/b=2.0/1.0=2.0,查表得:αcII=0.1202
σzG = (0.2016-0.1202)×200 ≈16.3 kPa
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-14
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只看该作者 42楼 发表于: 2010-03-13
某矩形基础的底面尺寸及基底附加压力如例图所示。试分别计算A、B、C点以下3m处的竖向附加应力。



解:(1) A点下的附加应力:
将梯形荷载分为矩形(p0=200kPa)和三角形(p0=600-200=400kPa)分布荷载。
在矩形荷载作用下,由l/b=4/2=2,z/b=3/2=1.5,查表得:αcA=0.1563
σzAI =0.1563×200 ≈ 31.3 kPa
在三角形荷载作用下,由于l/b=2/4=0.5 (注意b取三角形荷载分布边边长),z/b=3/4=0.75,查表3-3得:αctA=0.0491,
σzAII = 0.0491×400 ≈ 19.6 kPa
σzA=σzAI +σzAII =31.3+19.6=50.9 kPa
(2) B点下的附加应力:
由于B点位于荷载中部,可按均布荷载计算,p0= (200+600)/2=400kPa。过B点将基底面积分为相同的两小块,则l/b=2/2=1,z/b=3/2=1.5,查表得:αcB=0.1046,于是
σzB =2×0.1046×400 ≈ 83.7 kPa
(3) C点下的附加应力:
将梯形荷载分为矩形(p0=600kPa)和三角形(p0=200-600=-400kPa)分布荷载。
在矩形荷载作用下,由l/b=4/2=2,z/b=3/2=1.5,查表得:αcC=0.1563
σzCI =0.1563×600 ≈ 93.8 kPa
在三角形荷载作用下,由于l/b=2/4=0.5 (注意b取三角形荷载分布边边长),z/b=3/4=0.75,查表得:αctC=0.0491,
σzCII = 0.0491×400 ≈ 19.6 kPa
σzC=σzCI -σzCII =93.8-19.6=74.2 kPa
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-14
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只看该作者 43楼 发表于: 2010-03-13
考虑两条形基础的相互影响,计算例图3-5中甲、乙两基础中心点下4m处A、B两点的竖向附加应力


解:由甲基础荷载产生的附加应力
A点:由x/b=0/2=0,z/b=4/2=2,查表3-5得:αsA=0.31
σzAI =0.31×100 = 31 kPa
B点:由于,x/b=9/2=4.5,此值已超出表3-5的范围这说明甲基础对乙基础中点下附加应力的影响可忽略不计,故乙基础中点下的竖向附加应力仅由其本身荷载所产生。
由乙基础荷载产生的附加应力
A点:由x/b=9/8=1.125,z/b=4/8=0.5,查表3-5得:αsA=0.06
σzAII =0.06×200 = 12 kPa
B点:由x/b=0/8=0,z/b=4/8=0.5,查表3-5得:αsA=0.82
σzB =0.82×200 = 164 kPa
所以:A点的附加应力为31+12=43kPa;B点的附加应力为164kPa。
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-14
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只看该作者 44楼 发表于: 2010-03-15
某矩形基础剖面如例图6-2所示,基础底边宽b=5m,长l=8m,埋置深度d=3m;地基为软粘土,天然重度γ=16.5kN/m3,饱和重度γsat=18.3kN/m3,c=6kPa,φ=5o;地下水位在地面下2m处;作用在基底的竖向荷载Pv=600kN/m,其偏心距eb=0.4m,水平荷载Ph=13kN/m,试求其极限承载力。

解:当φ=5o时,查表可得:Nq=1.57,Nc=6.49;
Nγ =1.8(Nq-1)tanφ=1.8(1.57-1)×tan5o=0.09
(1) 基础有效面积计算






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baitian121 土币 +50 - 2010-06-24
土老帽 土币 +250 - 2010-03-20
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只看该作者 45楼 发表于: 2010-03-15
注:这可是我的原创,请多加点币

已知土质边坡的几何条件如图,已知边坡土的容重为γ=19kN/m3,粘聚力为c=5kPa,内摩擦角为φ=20°,边坡中无地下水,,试用毕肖普条分法求解边坡的安全系数K。(要求迭代精度为0.01)

解:在Autocad中画图并条分,条分图如图所示,计算过程采用程序计算。
本程序用Visual Basic6.0编写运行通过。需添加部件“Microsoft Office XP Web Componets”,把其中的Spreadsheet控件添加到窗体中,并命名为“Spreadsheet1”,数据输入如图8-n非加粗部分所示。程序流程图如图8-n1,其程序源代码如下,请读者到计算机上调试运行。


原程序如下:

Private Sub MnuBCaculate_Click()
'H(I)—单条的高度数组,m;
'A(I)—单条底边的斜角数组,(。);
'FT—安全系数初始值;
'WT—单条重量;
'WK(I)—空间力矩数组;
'Pw(I)—孔隙水压数组;
'CB(I)—空间力矩(粘结力x单条宽)数组;
'MA (I)-ma;
'S1  -求和变量(公式的分子);
's2----求和变量〔公式的分母),
'F2—计算的安全系数,
'F1-预估输人的安全系数.
Dim I As Integer, J As Integer
Dim NS#, Y#, C#, Fai#, U#, F1#, F2#, WT#, Jingdu#
Dim b(), H(), A(), W(), WK(), Pw(), CB(), MA()
Dim S1#, S2#
NS = Spreadsheet1.ActiveSheet.UsedRange.Rows.Count - 1
NS = InputBox("请输入滑坡的条块数", "确认条块数", NS)
Const G1 = 0.0174533
Y = Val(Spreadsheet1.Cells(2, 7)) '土容重
C = Val(Spreadsheet1.Cells(3, 7)) '粘聚力
Fai = Val(Spreadsheet1.Cells(4, 7)) '内摩擦角
U = Val(Spreadsheet1.Cells(5, 7)) '孔隙水压力系数
F1 = Val(Spreadsheet1.Cells(6, 7)) '初始安全系数
Jingdu = Val(Spreadsheet1.Cells(7, 7)) '计算精度
ReDim b(NS), H(NS), A(NS), W(NS), WK(NS), Pw(NS), CB(NS), MA(NS)
For I = 1 To NS
    b(I) = Spreadsheet1.Cells(I + 1, 2)
     H(I) = Spreadsheet1.Cells(I + 1, 3)
     A(I) = Spreadsheet1.Cells(I + 1, 4)
Next I
J = NS + 1
Spreadsheet1.Cells(J, 6) = "计算结果----"
Do '计算过程
S1 = 0: S2 = 0
    For I = 1 To NS
    WT = b(I) * H(I) * Y '每一块土重W
    W(I) = WT * (Sin(A(I) * G1)) '每一块的下滑力
    S1 = S1 + W(I) '分母下求和
    Pw(I) = U * Y * H(I) * b(I) '孔隙水压力
    WK(I) = ((WT - Pw(I)) * Tan(Fai * G1)) + (C * b(I)) '抗滑力计算
    MA(I) = (Cos(A(I) * G1)) + ((Tan(Fai * G1) * Sin(A(I) * G1)) / F1)
    S2 = S2 + WK(I) / MA(I) '分子上求和
    Next I
F2 = S2 / S1 '计算新的安全系数
If Abs(F1 - F2) < Jingdu Then Exit Do’判断精度是否满足
F1 = F2
Spreadsheet1.Cells(J + 1, 6) = "第" & J - 7 & "次迭代结果:"
Spreadsheet1.Cells(J + 1, 7) = F2 '输出中间迭代结果
J = J + 1
Loop
Spreadsheet1.Cells(J + 1, 6) = "第" & J - 7 & "次迭代结果:"
Spreadsheet1.Cells(J + 1, 7) = F2
Spreadsheet1.Cells(J + 2, 6) = "边坡的安全系数为F2"
Spreadsheet1.Cells(J + 2, 7) = Format(F2, "0.0000000") '输出最终结果
End Sub

   注:本计算只是假定了一个圆心,还要按照4.5H法寻找最危险滑面,得到的最小的安全系数才是边坡真正的安全系数。

注:本程序在VB6.0中调试通过。
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土老帽 土币 +500 - 2010-03-20
离线aircraftzxs

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只看该作者 46楼 发表于: 2010-03-15
某土层分布如例图所示,第一层土为粉砂g1=18.5kN/m3,g1sat=21.4kN/m3;第二层土为粘土,g2=16.8kN/m3, g2sat=19.7kN/m3,w=50%,wL=48%,wP=25%,地下水位距地表3m,求:
(1) 土中自重应力;
(2) 如果砂土中出现毛细水,毛细水面上升1.0m,土的自重压力将出现怎样变化?
(3) 如果地下水位下降1.0m,不考虑毛细现象,土的自重压力将出现怎样变化?



为了比较土中自重应力的变化,计算a点(z=0m)、b点(z=2m)、c点(z=3m)、d点(z=4m)、e点(z=6m)、f点(z=10m)等6点的应力。
(1) 地下水位距地表3m
a点:z=0m,ssz=g z=0 kPa;
b点:z=2m,ssz=18.5´2=37 kPa;
c点:z=3m,ssz=37+18.5´1=55.5 kPa;
d点:z=4m,ssz=55.5+11.4´1=66.9 kPa
e点:z=6m,ssz=66.9+11.4´2=89.7 kPa
f点:z=10m,ssz=89.7+9.7´4=128.5 kPa
土中自重应力分布如例图3-1(b)所示。
(2) 毛细水面上升1.0m
a点:z=0m,ssz=g z=0 kPa;
b点偏上:z=2-m,ssz=18.5´2=37 kPa;
b点偏下:z=2+m,ssz=37-(-10´1)=47 kPa;
c点:z=3m,ssz=47+11.4´1=58.4 kPa;
d点:z=4m,ssz=58.4+11.4´1=69.8 kPa
e点:z=6m,ssz=69.8+11.4´2=92.6 kPa
f点:z=10m,ssz=92.6+9.7´4=131.4 kPa
土中自重应力分布如例图3-1(c)所示。
(3) 地下水位距地表4m(下降1.0m)
a点:z=0m,ssz=g z=0 kPa;
b点:z=2m,ssz=18.5´2=37 kPa;
c点:z=3m,ssz=37+18.5´1=55.5 kPa;
d点:z=4m,ssz=55.5+18.5´1=74 kPa
e点:z=6m,ssz=74+11.4´2=96.8 kPa
f点:z=10m,ssz=96.8+9.7´4=135.6 kPa

土中自重应力分布如图所示
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土老帽 土币 +250 - 2010-03-20
离线mengzhizou

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只看该作者 47楼 发表于: 2010-03-15
 
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土老帽 土币 -100 - 2010-03-20
充实自己,为了混口饭吃。
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