《土力學(xué) 第2版》 習(xí)題及解答 第3、第9章

習(xí)題3-1土中應(yīng)力可分為哪幾類？自重應(yīng)力附加應(yīng)力有效應(yīng)力孔隙壓力3-2飽和土體的有效應(yīng)原理是什么?總應(yīng)力=有效應(yīng)力+孔隙壓力3-3基底壓力p和基底附加壓力p0有何區(qū)別?基底壓力：建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過基礎(chǔ)傳遞給地基，作用于基礎(chǔ)底面?zhèn)髦恋鼗膯挝幻娣e壓力基底附加壓力：指基底壓力與基底處建造前土中自重應(yīng)力之差3-4土中附加應(yīng)力的產(chǎn)生原因有哪些?在工程實用中應(yīng)如何考慮?3-5某建筑場地的地層分布均勻，第一層雜填土厚1.5m，γ=17kN/m3；第二層粉質(zhì)黏土厚4m，γ=19kN/m3，Gs=2.73,ω=31%，地下水位在地面下2m深處；第三層淤泥質(zhì)黏土厚8m，γ=18.2kN/m3，Gs=2.72,ω=27%；第四層為不透水層，厚度為2m，γ=19.2kN/m3，Gs=2.74,ω=30%。試計算各層交界處的豎向自重應(yīng)力σc，并繪出σc沿深度分布圖。圖3-20習(xí)題3-6圖3-6柱基礎(chǔ)底面尺寸為1.2×1.0m2，作用在基礎(chǔ)底面的偏心荷載F+G=150kN，如下圖所示。如果偏心距分別為0.1m、0.2m、0.3m。試確定基礎(chǔ)底面應(yīng)力數(shù)值，并繪出應(yīng)力分布圖。1、e=0.1m，l/6=1.2/6=0.2m，e<l/6則2、e=0.2m，e=l/6則3、e=0.3m，e>l/6則3-7某筏板基礎(chǔ)，平面尺寸為12m×20m，其地質(zhì)資料如下圖所示，地下水位在地面處，上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)底面的豎向力F=18000kN，力矩為8200kN·m，基底壓力按線性分布，試計算基底壓力分布圖，并求基巖層處的附加應(yīng)力分布。圖3-21習(xí)題3-7圖P=F/A=18000/12/20=75kPaPkmax=F/A+M/W=75+10.25=85.25kPaPkmin=F/A-M/W=75-10.25=64.75kPa基巖層處的附加應(yīng)力分布可查表獲得附加應(yīng)力系數(shù)后獲得。3-8某矩形基礎(chǔ)底面尺寸為2.5m×4.0m，基底附加壓力為200kPa，基礎(chǔ)中心點下地基附加應(yīng)力曲線如圖所示。問基底中心點下深度1.0-4.5m范圍內(nèi)附加應(yīng)力曲線與oz軸圍成的面積A為多少？圖3-22習(xí)題3-8圖A=p*（z1α1-z2α2）=77.113-9某條形基礎(chǔ)寬度2m，梯形分布條形荷載（基底附加壓力）作用下，邊緣p0max=200kPa、p0min=100kPa。試求基底寬度中點下和邊緣兩點下各3m及6m深度處值的σz值。σz=3m=59.4kPaσz=6m=31.2kPa3-10某矩形基礎(chǔ)底面尺寸為3.0m×3.6m，基礎(chǔ)埋深2.0m，無地下水作用，上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)的荷載為F=1080kN，地基土層分布如下圖所示。求基礎(chǔ)底面以下黏土層中附加應(yīng)力的分布。圖3-23習(xí)題3-10圖P0=1080/3/3.6+20×2-18.5×2=103kPaZ=0p=103kPaZ=6查表可得p=4×0.1189×103=48.98kPa習(xí)題9-1淺基礎(chǔ)的地基破壞模式包括哪些？其對應(yīng)的p-s曲線有何特征？1.整體剪切破壞：a.p-s曲線上有兩個明顯的轉(zhuǎn)折點，可區(qū)分地基變形的三個階段b.地基內(nèi)產(chǎn)生塑性變形區(qū)，隨著荷載增加塑性變形區(qū)發(fā)展成連續(xù)的滑動面c.荷載達(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)急劇下沉，并可能向一側(cè)傾斜，基礎(chǔ)兩側(cè)地面明顯隆起2.局部剪切破壞a.p-s曲線轉(zhuǎn)折點不明顯，沒有明顯的直線段b.塑性變形區(qū)不延伸到地面，限制在地基內(nèi)部某一區(qū)域內(nèi)c.荷載達(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)兩側(cè)地面微微隆起3.沖剪破壞a.p-s曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點b.地基不出現(xiàn)明顯連續(xù)滑動面c.荷載達(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)兩側(cè)地面不隆起，而是下陷9-2比較地基臨塑荷載和臨界荷載的區(qū)別？1、臨塑荷載（比例界限）：指使土體中剛要出現(xiàn)而尚未出現(xiàn)塑性區(qū)時的荷載，是作用在建筑物地基上的荷載使建筑基礎(chǔ)邊緣處土壤將開始出現(xiàn)塑性變形區(qū)時所達(dá)到的限度值。2、臨界荷載：是指構(gòu)件或部件達(dá)臨界狀態(tài)時所承受的荷載，也是能夠滿足建筑物的強度變形要求的荷載。9-3何謂地基極限承載力(或極限荷載)？比較各種Pu公式的異同點。極限荷載：是指整個地基處于極限平衡狀態(tài)時所承受的荷載。設(shè)計時絕不允許建筑物荷載達(dá)到極限荷載。普朗德爾：H.賴斯納：太沙基：漢森：9-4根據(jù)公式(9-13)，當(dāng)?shù)鼗羶?nèi)摩擦角為0°時，地基極限承載力可簡化為何種表達(dá)形式？Pu=（2+π）c9-5某一條形基礎(chǔ)，寬1.5m，埋深1.0m。地基土層分布：第一層素填土，厚0.8m，密度1.80g/cm3，含水率35%；第二層黏性土，厚6m，密度1.82g/cm3，含水率38%，土粒相對密度2.72，土的黏聚力10kPa，內(nèi)摩擦角13°。求該基礎(chǔ)的臨塑荷載Pa，臨界荷載P1/3和P1/4。若地下水位上升到基礎(chǔ)底面，假定土的抗剪強度指標(biāo)不變，其Pa，P1/3，P1/4相應(yīng)為多少？據(jù)此可得到何種規(guī)律？Pa=82.6kPaP1/3=92.1kPaP1/4=89.7kPa若地下水位上升到基礎(chǔ)底面Pa=82.6kPaP1/3=86.9kPaP1/4=85.8kPa水位上升引起地基承載力降低9-6某條形基礎(chǔ)寬1.5m，埋深1.2m，地基為黏性土，密度1.84g/cm3，飽和密1.88g/cm3，土的黏聚力8kPa，內(nèi)摩擦角15°，試按太沙基理論計算（1）整體破壞時地基極限承載力。（2）分別加大基礎(chǔ)埋深至1.6、2.0m的承載力。（3）分別加大基礎(chǔ)寬度至1.8、2.1m的承載力。（4）地基土內(nèi)摩擦角為20°黏聚力為12kPa的承載力。答：（1）226.3kPa（2）259.0kkPa291.8kPa（3）231.3kPa236.2kPa（4）431.9kPa9-7一方形基礎(chǔ)受