土力學習題集答案__第十章.doc

第10章 土坡和地基的穩(wěn)定性 1.簡答題1. 土坡穩(wěn)定有何實際意義？影響土坡穩(wěn)定的因素有哪些?2. 何為無黏性土坡的自然休止角？無黏性土坡的穩(wěn)定性與哪些因素有關？3. 簡述畢肖普條分法確定安全系數的試算過程？ 4. 試比較土坡穩(wěn)定分析瑞典條分法、規(guī)范圓弧條分法、畢肖普條分法及楊布條分法的異同？5. 分析土坡穩(wěn)定性時應如何根據工程情況選取土體抗剪強度指標和穩(wěn)定安全系數？6. 地基的穩(wěn)定性包括哪些內容？地基的整體滑動有哪些情況？應如何考慮？7. 土坡穩(wěn)定分析的條分法原理是什么？如何確定最危險的圓弧滑動面？8. 簡述楊布(Janbu)條分法確定安全系數的步驟。2.填空題1. 2. 自然休止角3. 抗滑力矩，滑動力矩4. 抗剪強度指標、，重度，土坡的坡角 ，坡高5. 法向，切向1.黏性土坡穩(wěn)定安全系數的表達式為 。2.無黏性土坡在自然穩(wěn)定狀態(tài)下的極限坡角，稱為 。3.瑞典條分法穩(wěn)定安全系數是指 和 之比。4.黏性土坡的穩(wěn)定性與土體的 、 、 、 和 等5個參數有密切關系。5.簡化畢肖普公式只考慮了土條間的 作用力而忽略了 作用力。3.選擇題1.B 2.B 3.C 5.C 6.A 7.C1.無粘性土坡的穩(wěn)定性，（B ）。A.與坡高無關，與坡腳無關 B.與坡高無關，與坡腳有關 C.與坡高有關，與坡腳有關 D.與坡高有關，與坡腳無關 2.無黏性土坡的穩(wěn)定性（B ）。A.與密實度無關 B.與坡高無關C.與土的內摩擦角無關 D.與坡角無關3.某無黏性土坡坡角=24，內摩擦角=36，則穩(wěn)定安全系數為(C )A.K=1.46 B. K=1.50C.K=1.63 D. K=1.704. 在地基穩(wěn)定性分析中，如果采用分析法，這時土的抗剪強度指標應該采用下列哪種方法測定？（C ）A.三軸固結不排水試驗 B.直剪試驗慢剪C.現場十字板試驗 D.標準貫入試驗5. 瑞典條分法在分析時忽略了（A ）。A.土條間的作用力B.土條間的法向作用力C.土條間的切向作用力6.簡化畢肖普公式忽略了（C ）。A.土條間的作用力B.土條間的法向作用力C.土條間的切向作用力4.判斷改錯題1. ，只有黏性土坡的穩(wěn)定性才與坡高無關。2. ，只有最小安全系數所對應的滑動面才是最危險的滑動面。 3. ，只適用于均質土坡。4. 5. ，畢肖普條分法也適用于總應力法1. 黏性土坡的穩(wěn)定性與坡高無關。2. 用條分法分析黏性土的穩(wěn)定性時，需假定幾個可能的滑動面，這些滑動面均是最危險的滑動面。3. 穩(wěn)定數法適用于非均質土坡。4. 畢肖普條分法的計算精度高于瑞典條分法。5. 畢肖普條分法只適用于有效應力法。5.計算題1.一簡單土坡，。(1)如坡角，安全系數K=1.5，試用穩(wěn)定數法確定最大穩(wěn)定坡高；(2)如坡高，安全系數仍為1.5，試確定最大穩(wěn)定坡角；(3)如坡高，坡角，試確定穩(wěn)定安全系數K。2. 某砂土場地經試驗測得砂土的自然休止角，若取穩(wěn)定安全系數K=1.2，問開挖基坑時土坡坡角應為多少？若取，則K又為多少？3. 某地基土的天然重度，內摩擦角，黏聚力， 當采取坡度11開挖坑基時，其最大開挖深度可為多少？4. 已知某挖方土坡，土的物理力學指標為=18.9，若取安全系數,試問：(1)將坡角做成時邊坡的最大高度；(2)若挖方的開挖高度為6m ，坡角最大能做成多大？5. 某簡單黏性土坡坡高，邊坡高度為12，土的內摩擦角，黏聚力，重度，坡頂作用著線荷載，試用瑞典條分法計算土坡的穩(wěn)定安全系數。解： (1) 按比例繪出該土坡的截面圖，如圖10-1所示，垂直界面方向取1m長進行計算（作圖時宜畫大一些，圖10-1已縮?。?。(2) 由土坡坡度 12查表9-1得角，作圖得E點。現假定E點為滑動圓弧的圓心，EA常作為半徑r，從圖上量得，作假設圓弧滑動面AC。(3) 取土條寬度，共分為15個土條。取E點豎直線通過的土條為0號，右邊分別為，左邊分別為。(4) 計算各土條的重力。,其中為各土條的中間高度，可從圖中按比例量出。其中兩端土條（編號為“-5”和“9”）的寬度與不同，故要換算成同面積及同寬度b時的高度。換算時土條-5和9可視為三角形，算得其面積分別為和，得到土條-5和9的相應高度分別為： 圖10-1第9章 參考答案1 簡答題1.【答】山區(qū)的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整場地、開挖基坑而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影響，造成邊坡局部土體滑動而喪失穩(wěn)定性，邊坡的坍塌常造成嚴重的工程事故，并危及人身安全，因此，應選擇適當的邊坡截面，采取合理的施工方法，必要時還應驗算邊坡的穩(wěn)定性以及采取適當的工程措施，以達到保證邊坡穩(wěn)定。減少填挖土方量、縮短工期和安全節(jié)約的目的。影響邊坡穩(wěn)定的因素一般有一下幾個方面： （1）土坡作用力發(fā)生變化。例如由于在坡頂堆放材料或建造建筑物使坡頂受荷，或由于打樁、車輛行駛、爆破、地震等引起的震動改變了原來的平衡狀態(tài)。 （2）土體抗剪的強度的降低。例如土體中含水量或孔隙水壓力的增加。 （3）靜水壓力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的豎向裂縫，對土坡產生側向壓力，從而促進捅破的滑動。 （4）地下水在土壩或基坑等邊坡中的滲流常是邊坡失穩(wěn)的重要因素，這是因為滲流會引起動水力，同時土中的細小顆粒會穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流挾帶而去，使土體的密實度下降。 （5）因坡腳挖方而導致土坡高度或坡腳增大。2. 【答】砂土的自然休止角：砂土堆積成的土坡，在自然穩(wěn)定狀態(tài)下的極限坡腳，稱為自然休止角，砂土的自然休止角數值等于或接近其內摩擦角，人工臨時堆放的砂土，常比較疏松，其自然休止角略小于同一級配砂土的內摩擦角。一般來講，無黏土土坡的穩(wěn)定性與坡高無關，只和坡角、土的內摩擦角有關，且只要坡角小于土的內摩擦角就穩(wěn)定；當無黏土土坡有滲流時，除以上因素，還和土體本身的重度有關。3. 【答】可用文字敘述之，下面以程序簡圖描述之。 4. 【答】幾種方法的異同用表格簡單表述如下：5. 【答】分析土坡穩(wěn)定時的抗剪強度指標選用下表：分析土坡穩(wěn)定時的安全系數見（JTJD30-2004）和（JTJ01796），也可選用下表：6. 【答】 地基的穩(wěn)定性包括以下主要內容: 承受很大水平力或傾覆力矩的建(構)筑物； 位于斜坡或坡頂上的建(構)筑物； 地基中存在軟弱土層，土層下面有傾斜的巖層面、隱伏的破碎或斷裂帶，地下水滲流等。地基的整體性滑動有以下三種情況： 擋墻連同地基一起滑動?？捎每够睾突瑒恿氐谋戎底鳛榘踩禂涤嬎?，也可用類似土坡的條分法計算，一般要求Kmin大于1.2； 當擋土墻周圍土體及地基土都比較軟弱時，地基失穩(wěn)時可能出現貫入軟土層深處的圓弧滑動面。同樣可采用類似于土坡穩(wěn)定分析的條分法計算穩(wěn)定安全系數，通過試算求得最危險的圓弧滑動面和相應的穩(wěn)定安全系數Kmin，一般要求Kmin1.2；當擋墻位于超固結堅硬黏性土層中時，其滑動面可沿著近似水平面的軟弱結構面發(fā)生非圓弧滑動面。計算是采用主(被)動擋墻的壓力公式，以抗滑力和滑動力的比值計算，一般要求Kmin1.3。7. 【答】土坡穩(wěn)定分析的條分法的基本原理是：假定土坡沿著圓弧面滑動、將圓弧滑動體若干豎直的土條，計算各土條對圓弧圓心的抗滑動力矩與滑動力矩，由抗滑動力矩與滑動力矩之比（穩(wěn)定安全系數）來判別土坡的穩(wěn)定性。這時需要選擇多個滑動圓心，分別計算相應的安全系數，其中最小的安全系數對應的滑動面為最危險的滑動面。最小安全系數K0時，圓心在E點的上方，試算時可在DE的延長線上取幾個圓心O1,O2,，計算相應的穩(wěn)定安全系數，在垂直DE的方向按比例繪出各線段來代表各安全系數的數值，然后連成K值曲線，在該曲線最小的K值處做垂直線FG，然后在FG線上另取若干個圓心01,O2，計算出相應的穩(wěn)定安全系數，同樣可作出K值曲線，并以K值曲線上的最小值作為Kmm，而相應的O為最危險滑動面的圓心。8. 【答】一般來講可按下述三步進行：(1)先假設Hi=0；并假定Fs=1，算出mi帶入（式中）算出值和原前一值比較，迭代直到滿足精度要求；(2)再用力和極限平衡方程及力矩方程的公式，分別求出每一土條的Tfi，Pi及Hi，并計算出 Hi；(3)用新求出的 Hi重復步驟1，求出Fs的第二次近似值，并以此值重復步驟2計算每一土條的Tfi，Pi， Hi，直到前后計算的Fs達到某一精度要求。2 填空題1. 2. 自然休止角3. 抗滑力矩，滑動力矩4. 抗剪強度指標、，重度，土坡的坡角 ，坡高5. 法向，切向3 選擇題1.B 2.B 3.C 5.C 6.A 7.C4 判斷改錯題1. ，只有黏性土坡的穩(wěn)定性才與坡高無關。2. ，只有最小安全系數所對應的滑動面才是最危險的滑動面。 3. ，只適用于均質土坡。4. 5. ，畢肖普條分法也適用于總應力法。5 計算題1. 解： （1）由、查Ns-S圖(見下圖10-2)得，代入式（10-6），得： 圖10-2 (2) 由、查Ns-S圖得。(3)由、查Ns-S圖得,代入式（10-6），得： 2. 解： 3. 解：由、，查Ns-S圖得，代入式（10-6），得： 4. 解：(1)由、查Ns-S圖得，代入式（10-6），得： (2) 由、查Ns-S圖得。5. 解：列表計算各土條的、和，見下表所示，其中 (1) 量出AC弧的圓心角，計算AC弧長： (2) 計算穩(wěn)定安全系數。由于、為常量，同時坡頂作用由荷載Q,故可將式（10-9）改寫成如下形式，并代入各值進行計算： 以上是滑動圓心位于E點的計算結果。實際上E不一定為最危險的滑動圓心，K=1.62也不一定為最小穩(wěn)定安全系數。故應再假定其他滑動圓心（一般可按0.2h的距離在DE的延長線上移動）進行計算，方法與上述相同，本例從略。 土坡穩(wěn)定安全系數的計算表分條號ih i （m）sinai=0.1icosaihisinaihi cosai-5-4-3-2-101234567893.24.15.46.57.68.49.19.610109.58.47.15.32.8-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.50.