土力學與地基基礎(chǔ)習題集與答案第10章

第10章土坡和地基的穩(wěn)定性（答案在最底端）簡答題土坡穩(wěn)定有何實際意義影響土坡穩(wěn)定的因素有哪些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(yīng)選擇適當?shù)倪吰陆孛妫扇『侠淼氖┕し椒ǎ匾獣r還應(yīng)驗算邊坡的穩(wěn)定性以及采取適當?shù)墓こ檀胧?，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(chǎn)生側(cè)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。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(guān)簡述畢肖普條分法確定安全系數(shù)的試算過程試比較土坡穩(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分析土坡穩(wěn)定性時應(yīng)如何根據(jù)工程情況選取土體抗剪強度指標和穩(wěn)定安全系數(shù)地基的穩(wěn)定性包括哪些內(nèi)容地基的整體滑動有哪些情況應(yīng)如何考慮土坡穩(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&簡述楊布（Janbu）條分法確定安全系數(shù)的步驟。填空題黏性土坡穩(wěn)定安全系數(shù)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—自然休止角_。?瑞典條分法穩(wěn)定安全系數(shù)是扌旨和之比。?黏性土坡的穩(wěn)定性與土體的、、和等5個參數(shù)有密切關(guān)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。選擇題無粘性土坡的穩(wěn)定性，（B）。A.與坡高無關(guān)，與坡腳無關(guān)B.與坡咼無關(guān)，與坡腳有關(guān)C.與坡高有關(guān)，與坡腳有關(guān)D.與坡咼有關(guān)，與坡腳無關(guān)2.無黏性土坡的穩(wěn)定性（B）。A.與密實度無關(guān)B.與坡高無關(guān)C.與土的內(nèi)摩擦角無關(guān)D.與坡角無關(guān)3?某無黏性土坡坡角B=24°，內(nèi)摩擦角?=36°，則穩(wěn)定安全系數(shù)為（C）=B.K=4.在地基穩(wěn)定性分析中，測定（C）A.三軸固結(jié)不排水試驗C.現(xiàn)場十字板試驗D.K=如果采用分析法，這時土的抗剪強度指標應(yīng)該采用下列哪種方法B.直剪試驗慢剪D.標準貫入試驗5.瑞典條分法在分析時忽略了（A）。土條間的作用力土條間的法向作用力土條間的切向作用力6?簡化畢肖普公式忽略了（C）。土條間的作用力土條間的法向作用力土條間的切向作用力判斷改錯題黏性土坡的穩(wěn)定性與坡高無關(guān)。X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。穩(wěn)定數(shù)法適用于非均質(zhì)土坡。畢肖普條分法的計算精度高于瑞典條分法。畢肖普條分法只適用于有效應(yīng)力法。計算題一簡單土坡，。（1）如坡角，安全系數(shù)K=，試用穩(wěn)定數(shù)法確定最大穩(wěn)定坡高；（2）如坡高，安全系數(shù)仍為，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(shù)K。某砂土場地經(jīng)試驗測得砂土的自然休止角，若取穩(wěn)定安全系數(shù)K=，問開挖基坑時土坡坡角應(yīng)為多少若取，則K又為多少某地基土的天然重度，內(nèi)摩擦角，黏聚力，當采取坡度1：1開挖坑基時，其最大開挖深度可為多少已知某挖方土坡，土的物理力學指標為=，若取安全系數(shù),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某簡單黏性土坡坡高，邊坡高度為1：2，土的內(nèi)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(shù)。解：⑴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?。?。由土坡坡度1：2查表9-1得角，作圖得E點?，F(xiàn)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(shè)圓弧滑動面-ACO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。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(yīng)高度分別為：圖10-1第9章參考答案簡答題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(yīng)選擇適當?shù)倪吰陆孛?，采取合理的施工方法，必要時還應(yīng)驗算邊坡的穩(wěn)定性以及采取適當?shù)墓こ檀胧赃_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：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)。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。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(chǎn)生側(cè)向壓力，從而促進捅破的滑動。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。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(shù)值等于或接近其內(nèi)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(nèi)摩擦角。一般來講，無黏土土坡的穩(wěn)定性與坡高無關(guān)，只和坡角、土的內(nèi)摩擦角有關(guān)，且只要坡角小于土的內(nèi)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(guān)。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(shù)見（JTJD30-2004）和（JTJ017—96），也可選用下表：6.【答】地基的穩(wěn)定性包括以下主要內(nèi)容:①承受很大水平力或傾覆力矩的建（構(gòu)）筑物；②位于斜坡或坡頂上的建（構(gòu)）筑物；③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：①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?shù)計算，也可用類似土坡的條分法計算，一般要求K大于；②當擋土墻周圍土體及地基土都比較軟弱時，min地基失穩(wěn)時可能出現(xiàn)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(shù)，通過試算求得最危險的圓弧滑動面和相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)K，一般min要求Km三；③當擋墻位于超固結(jié)堅硬黏性土層中時，其滑動面可沿著近似水平面的軟弱結(jié)in構(gòu)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Km三。in【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(shù)）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(yīng)的安全系數(shù)，其中最小的安全系數(shù)對應(yīng)的滑動面為最危險的滑動面。最小安全系數(shù)K〈1為不穩(wěn)定，K=1為極限平衡，工程上要求的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為K=—，重要工程的K取較高值。mimi根據(jù)大量的實際資料，簡單土坡的最危險滑動面的圓心在圖10-6中確定的DF線上的E點附近，D點的位置在坡腳A點下面h再向右取處（h為坡高）；E點的位置與坡腳B有關(guān)的兩個角度a和a的邊線的交點，角a和a的數(shù)值見教材P表10-6.當土的內(nèi)摩擦角?=0時，1212259圓弧的圓心在E點；?>0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0],02,…，計算相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，在垂直DE的方向按比例繪出各線段來代表各安全系數(shù)的數(shù)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O：,。：，…，計算出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，同樣可作出K'值曲線，并以K'值曲線上的最小值作為K而相應(yīng)的0'為最危險滑動面的圓心。mm，TOC\o"1-5"\h\z【答】一般來講可按下述三步進行：（1）先假設(shè)△H=0；并假定Fs=1，算出m。帶入（式中）算出值和原前一值比較，迭代直到ii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Tf，△P及H，并計算iiiH；i（3）用新求出的△H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i土條的Tf，^P，△H，直到前后計算的Fs達到某一精度要求。iii填空題1.2.3.抗滑力矩，滑動力矩4.抗剪強度指標、，重度，土坡的坡角，坡高4.5.法向，切向選擇題判斷改錯題1.，只有黏性土坡的穩(wěn)定性才與坡高無關(guān)。，只有最小安全系數(shù)所對應(yīng)的滑動面才是最危險的滑動面。，只適用于均質(zhì)土坡。V，畢肖普條分法也適用于總應(yīng)力法。計算題1.解：（1）由、查N-S圖（見下圖10-2）得，代入式（10-6），得s圖10-2（2）由、查N-S圖得。s（3）由、查N-S圖得,代入式（10-6），得：s2.解：3.解：由、，查N-S圖得，代入式（10-6），得：s4.解：（1）由、查N-S圖得，代入式（10-6），得s（2）由、查N-S圖得。s5.解：列