0803303班土力学作业(3-7章)-五星文库
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0803303班土力学作业(3-7章)
导读：适用于机械化施工作业，kPa围压，然后使最大主应力?1与最小主应力?3同时增加，且使?1的增量始终为?3的增量的４倍，试验在排水条件下进行。试求该土样破坏时的?1值。（刘永良04）解：由于内摩擦角??30?，sin?=（?1--?3）/（?3+?1）=0.5?1的增量??1始终为?3的增量??3的4倍sin?=（?1--?3+3??3）/（?3+?1+5??3）=0.5??3=4
kPa 围压，然后使最大主应力?1与最小主应力?3同时增加，且使?1的增量始
?3的增量的
４倍，试验在排水条件下进行。试求该土样破坏时的?1值。（刘永良
解：由于内摩擦角??30? ， sin?=（?1--?3）/（?3+?1）=0.5
?1的增量??1始终为?3的增量??3的4倍
sin?=（?1--?3+3??3）/（?3+?1+5??3）=0.5
??3=400kpa
?1=4*??3+?3=1800kpa
6.1土压力有哪几种？影响土压力的各种因素中最主要的因素是什么？
答:有3种，1主动土压力2被动土压力3静止土压力
影响土压力各种因数中的最主要因数是挡土墙的位移方向和位移量。
6.2试阐述主动土压力、静止土压力、被动土压力的定义和产生的条件，并比较
三者的数值大小。
答：1、主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状
态时，作用在墙背上的土压力称主动土压力，一般用Ea表示。
2、被动土压力：当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到
极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称被动土压力，一般用Ep表示。
3、静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用
在墙背上的土压力称为静止土压力，用E0表示。
在相同的墙高和填土条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于
被动土压力，即：Ea?E0?EP
6.3 试比较朗金土压力理论和库伦土压力理论的基本假定及适用条件。
答：朗金土压力理论假定挡土墙墙背竖直、光滑，填土面水平，可用于
黏性填土和五黏性填土，在工程中应用广泛。
库仑土压力理论的假设为：墙后填土是理想的散粒体（黏聚力ｃ=0）；
滑动破裂面为通过墙踵的平面，库仑理论适用于砂土或碎石填料的挡土墙计算。
地基的剪切破坏有哪些形式？发生整体剪切破坏时ｐ-ｓ曲线的特征
答：其破坏形式有整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种。
整体剪切破坏地基变形的发展可分为三哥阶段：①当荷载较小时，基底压力ｐ沉
降ｓ基本成直线关系，属线性变形阶段，临塑荷载以?cr表示；②当荷载增加到
某一数值时，基础边缘处土体开始发生剪切破坏，随着荷载的增加，剪切破坏区
逐渐扩大，土体开始向周围挤出，ｐ-ｓ曲线不再保持直线，属弹塑性变形阶段，6.8
极限荷载以pu表示；③如果荷载继续增加，剪切破坏区不断扩大，最终在地基
中形成一连续的滑动面，基础急剧下沉或向一侧倾斜，同时土体被挤出，基础四
周底面隆起，地基发生整体剪切破坏，ｐ-ｓ曲线陡直下降，通常称为完全破坏
6.9 什么是塑性变形区？地基的Pcr和P?的物理概念是什么？在工程中有何意义
答：局部剪切破坏的介于整体破坏和冲剪破坏之间的一种破坏形式。随着荷
载的增加，剪切破坏区从基础边缘开始，发展到地基内部某一区域，但滑动面并
不延伸到地面，基础四周地面虽有隆起迹象，但不会出现明显的倾斜和倒塌。
若zmax =0，则表示地基中将要出现但尚未出现塑性变形区，其相应的荷载即为
临塑荷载Pcr。
一般认为，在中心垂直荷载下，塑性区的最大发展深度zmax 可控制在基础宽度
的1/4，相应的荷载用P?表示。
Pcr作为地基的承载力偏于保守，即使地基发生局部剪切破坏，只要塑性区范围
内部超过一定范围，就不影响建筑物的安全和正常使用，取P?可以提高地基的
承载能力。
6.10什么是地基土的极限荷载Pu？其与那些因素有关？
答：地基的极限承载力Pu是地基承受基础荷载的极限压力。
有关因素：土的内摩擦角，基础的埋置深度，基础形状，荷载的倾斜程度及大小
6.11 土坡稳定有何实际意义？影响土坡稳定的因素有哪些？如何防止土坡滑动
答：山区的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整场地、开挖基坑
而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影响，造成边坡局部土体滑动而丧
失稳定性，边坡的坍塌常造成严重的工程事故，并危及人身安全，因此，应选择
适当的边坡截面，采取合理的施工方法，必要时还应验算边坡的稳定性以及采取
适当的工程措施，以达到保证边坡稳定。减少填挖土方量、缩短工期和安全节约
影响边坡稳定的因素一般有一下几个方面：
（1）土坡作用力发生变化。例如由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受
荷，或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的震动改变了原来的平衡状态。
（2）土体抗剪的强度的降低。例如土体中含水量或孔隙水压力的增加。
（3）静水压力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝，对土坡产
生侧向压力，从而促进捅破的滑动。
（4）地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常是边坡失稳的重要因素，这是因
为渗流会引起动水力，同时土中的细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带
而去，使土体的密实度下降。
（5）因坡脚挖方而导致土坡高度或坡脚增大。
在土方开挖或高填方的工程施工中，经常遇到边坡滑动的现象，给正常的工程带
来很多困难，如果不及时采取有效的处理措施，将会造成施工难度增大，影响工
程质量和工期不能正常完成的后果。因此，必须及时解决好预防土坡滑动和阻止
土坡继续滑动的问题。
土坡的滑动是由于促使土坡运动的滑动力与滑动面上的抗滑力相互之间发生
变化的结果。土体的容重、土坡的地质条件以及气候温度因素的变化都将直接影
响土坡的稳定状态。所以，在工程施工中，我们应根据影响土坡稳定的原因采取
相应的措施，预防和阻止土坡的滑动，保证正常施工。笔者根据多年的施工实践，
总结出以下几种比较成功的方法，可供业内同行参考。
1． 延缓坡度，增加坡长
斜坡度越平缓，则土坡越稳定：斜坡度越陡，则土坡越易滑动。通过延缓坡度
可以减小土坡的下滑力，使土坡达到稳定状态。这是我们在施工中常采用的方法。
但这种方法增加了工作量，适用于机械化施工作业，要求施工场地宽阔，多余的
土方要随时运走或有地方堆积。
2． 在坡脚处砌挡土墙或打混凝土预制桩，增大抗滑力
由于土坡的滑动都有一个滑动面，土坡滑动时沿滑动面向外推动坡脚处的土，
当滑动面到地表面的距离较小时，可以砌挡土墙，使挡土墙的基础超过滑动面。
如果滑动面距地表面的距离较大，用人工砌挡土墙很难达到目的，采用打混凝土
预制桩的办法较好。
3． 在土坡上用锚杆锚固将要滑动的土体当土坡的土质稳定性较好，无地下水
或渗透水量很少时，可将锚杆锚固在土层中，增加土体的整体性和土体的抗滑力，
使土坡达到稳定状态。这种方法在滑动面很浅时，效果明显。
4． 在坡顶裂缝处换填渗透性较小的粘性土
当土坡滑动开始后，坡顶处通常有裂缝，当有地表水或下雨时，水从裂缝处渗
入，润滑了滑动面，减小了抗滑力，使土坡滑动加快。根据这种情况，应及时将
裂缝处的原状土挖除，换填渗透性较小的粘性土并碾压夯实，阻止水的渗入；同
时，在坡顶处挖排水沟，防止地面水冲刷土坡，使水从其他地方排下。
在工程施工中，应根据实际情况决定采用何种办法，或几种办法同时采用，以
保证工程质量和工程时间。
6.12何谓无黏性土坡的自然休止角？无黏性土坡稳定性与哪些因素有关?
（何思翰 10）
答：土坡稳定的极限坡角等于砂土的内摩擦角?时，此坡角称为自然休止角。
影响因素：①土坡作用力发生变化②土坡的抗剪强度降低③水压力的作
6.13土坡稳定分析的条分发原理是什么？如何确定最危险圆弧滑动面？
（何思翰 10）
答：静力平衡的原理
假定几个可能的滑动面，分别计算相应的Ks值，其中Ksmin所对应的滑动
面则为最危险滑动面。
6.1试计算6.47所示地下室外墙上的土压力分布、合力大小及其作用的位置。
（李斌 05）
k??1?sin???1?sin25?0.577
E??0.5?h2k??0.5?17.5?32?0.577?45.47KN/m
1 作用位置
故作用在墙底上1m的地方。
6.2某挡土墙高5m，墙背竖直光滑，填土面水平，??18.0KN/m3，
??22?,c?15KPa，试计算：①该挡土墙主动土压力分布、合力大小及其作用点
位置；②若该挡土墙在外力作用下，朝填土方向产生较大位移时，作用在墙背的
土压力分布、合力大小及其作用位置又是多少？
（郭静波 06）
解：①墙背竖直光滑，填土面水平，满足朗金条件，故可以按下列公式计算
沿墙高的土压力强度
220??0??2?00?45??tan， Ka?tan?45??,??22,则Ka?tan???2?2???2
又c=15kPa，为黏性土，且满足朗金条件，
故地面处，
?a??zKa?2cKa?18.0?0?0.455?2?15?0.455??20.24kPa
?a??zKa?2ca?18.0?5?0.455?2?15?0.455?20.71kPa
因填土为黏性土，故须计算临界深度z0
?Ka?2?15.018.0?0.455?2.47m
总主动土压力为：
20.71??5.0?2.47?Ea??26.20?N/m 2
主动土压力作用点距离墙底的距离为：
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依据SL 237-《土工试验规程》无粘性土休止角试验要求；
无粘性土在松散状态堆积时其坡面与水平面所形成的最大倾角；
本仪器适用于测定无粘性土在风干状态下和水下状态的休止角。
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1.圆盘直径为10cm（适用于粒径小于2mm的无粘性土）和20cm（适用于粒径小于5mm的无粘性土）各一个.
2.配置水槽和勺子
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企业类别：个体经营
一步电子网推荐相关产品6.6　土质边坡与重力式挡墙
土质边坡与重力式挡墙
6.6.1　边坡设计应符合下列原则：
　　1　边坡设计应保护和整治边坡环境，边坡水系应因势利导，设置排水设施，对于稳定的边坡，应采取保护及营造植被的防护措施。
　　2　建筑物的布局应依山就势，防止大挖大填。场地平整时，应采取确保周边建筑物安全的施工顺序和工作方法。由于平整场地而出现的新边坡，应及时进行支挡或构造防护。
　　3　边坡工程的设计前，应进行详细的工程地质勘察，并应对边坡的稳定性作出准确的评价；对周围环境的危害性作出预测；对岩石边坡的结构面调查清楚，指出主要结构面的所在位置；提供边坡设计所需要的各项参数。
　　4　边坡的支挡结构应进行排水设计。对于可以向坡外排水的支挡结构，应在支挡结构上设置排水孔。排水孔应沿着横竖两个方向设置，其间距应取
2～3m，排水孔外斜坡度宜为 5％，孔眼尺寸不宜小于
100mm。支挡结构后面应做好滤水层，必要时应作排不暗沟。支挡结构后面有山坡时，应在坡脚处设置截水沟。对于不能向坡处排水的边坡，应在支挡结构后面设置排水暗沟。
　　5　支挡结构后面的填土，应选择透水性强的填料。当采用黏性土作填料时，宜掺入适量的碎石。在季节性冻土地区，应选择炉渣，碎石、粗砂等非冻胀性填料。
6.6.2　在山坡整体稳定的条件下，土质边坡的开挖应符合下列规定：
　　1　边坡的坡度允许值，应根据当地经验，参照同类土层的稳定坡度确定。当土质良好且均匀，无不良地质现象，地下水不丰富时，可按表
6.6.2 确定。
表 6.6.2　　　　土质边坡坡度允许值
坡度允许值（高宽比）
坡高在 5m 以内
坡高为 5～10m
1：0.35～1：0.50
1：0.50～1：0.75
1：0.75～1：1.00
1：0.50～1：0.75
1：0.75～1：1.00
1：1.00～1：1.25
1：0.75～1：1.00
1：1.00～1：1.25
1：1.00～1：1.25
1：1.25～1：1.50
注：1　表中碎石土的充填物为坚硬或硬塑状态的黏性土；
　　2　对于砂土或充填物为砂土的碎石土，其边坡坡度允许值均按自然休止角确定。
　　2　土质边坡开挖时，应采取排水措施，边坡的顶部应设置截水沟。在任何情况下不允许在坡脚及坡面上积水。
　　3　边坡开挖时，应由上往下开挖，依次进行。弃土应分散处理，不得将弃土堆置在坡顶及坡面上。当必须在坡顶或坡面上设置弃土转运站时，应进行坡体稳定性验算，严格控制堆栈的土方量。
　　4　边坡开挖后，应立即对边坡进行防护处理。
6.6.3　边坡支挡土压力计算应符合下列规定：
　　1　计算支挡结构的土压力时，可按主动土压力计算；
　　2　边坡工程主动土压力应按下式进行计算：
　　　　（6.6.3-1）
式中　Ea――主动土压力；
　　　ψc――主动土压力增大系数，土坡高度小于 5m 时宜取 1.0；高度为 5～8m 时宜取 1.1；高度大于 8m
时宜取 1.2；
　　　 γ――填土的重度；
　　　 h――挡土结构的高度；
　　　κa――主动土压力系数，按本规范附录 L 确定。
　　当填土为无黏性土时，主动土压力系数可按库伦土压力理论确定。当支结构满足朗肯条件时，主动土压力系数可按朗肯土压力理论确定。黏性土或粉土的主动土的压力也可采用楔体试算法图解求得。
图 6.6.3　有限填土土压力计算示意
　　3　当支挡结构缘有较陡峻的稳定岩石坡面，岩坡的坡角
θ＞（45°＋φ/2）时（图 6.6.3），应按有限范围填土计算土压力，取岩石坡面为破裂面。根据稳定岩石坡面与填土间的摩擦角按下式计算主动土压力系数：
式中　θ――稳定岩石坡面与填土间的倾角；
　　 δr――稳定岩石坡面与填土间的摩擦角，根据试验确定。当无试验资料时，可取 δr＝0.33φk，φk
为填土的内摩擦角标准值。
6.6.4　重力式挡土墙构造应符合下列要求：
　　1　重力式挡土墙适用于高度小于 6m、地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段。
　　2　重力式挡土墙可在基底设置逆坡。对于土质地基，基底逆坡坡度不宜大于 1：10；对于岩质地基，基底逆坡坡度不宜大于
　　3　场地挡土墙的墙顶宽度不宜小于 400mm；混凝土挡土墙的墙顶宽度不宜小于
　　4　重力式挡墙的基础埋置深度，应根据地基承载力、水流冲刷、岩石裂隙发育及风化程度等因素进行确定。在特强冻胀
、强冻胀地区应考虑冻胀的影响。在土质地基中，基础埋置深度不宜小于 0.3m。
　　5　重力式挡土墙应每间隔 10～20m 设置一道缩缝。当地基有变化时宜加设沉降缝。在挡土结构的拐角处，应采取加强的构造措施。
6.6.5　挡土墙的稳定性验算应符合下列要求（图 6.6.5-1）：
图 6.6.5-1　有限填土土压力计算示意君，已阅读到文档的结尾了呢~~
毛鹤琴 第四版 武汉理工
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土力学与基础工程课后思考题答案
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