土力学及地基基础

第一次作业重要提醒：第一次作业截止4月16日1、第25页1-5题1-5、已知土样试验数据：含水量为31%，液限为38%，塑限为20%，求该土样的塑性指数、液性指数，并确定其状态和名称。解：W=31%WL=38%Wp=20%塑性指数Ip=WL-Wp=38-20=18液性指数IL=（W-Wp）/Ip=(31-20)/18=0.610.25﹤IL=0.61﹤0.75可塑状态17﹤Ip=18属于黏土2、第39页，2-1,2-2,2-3题。2-1土的压实原理是什么？答：压实的机理：压实使土颗粒重新组合，彼此挤紧，孔隙减少，孔隙水排出，土体的单位重量提高，形成密实的整体。同时，内摩阻力和粘聚力大大增加，从而使土体强度增加，稳定性增强。同时，因压实使土体透水性明显降低、毛细水作用减弱，因而其水稳性也大大提高。因此，对地基土压实并达到规定的密实度，是保证各级道路路基和建筑人工地基获得足够强度和稳定性的根本技术措施之一。2-2用哪些指标控制路基的填筑质量？答：选择合适填料，制定相应的控制标准、填方机具、分层压实，控制层厚，冲碾补充2-3影响土压实性的因素有哪些？答：土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。3、第52页3-1,3-2,3-3,3-4题3-1试解释起始水力梯度产生的原因？答：起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度Tu(或者说为了克服吸着水的粘滞阻力)，使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。也就是说，只要有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲，起始水力梯度I,是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度T.的水力梯度。3-2简述影响土的渗透性的主要因素有哪些？答：(1)土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。上颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂士:中含有较多粉士及粘土颗粒时，其滲透系数就大大降低。2)结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低士的渗透性。(3)土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄士具有整直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的滲透系数要比竖直方向大得多。(4)水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到士的渗透性。3-3流砂与管涌现象有什么区别和联系？答：在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生:在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失;随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加。较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致士体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径。其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。具体地再说。管涌和流砂的区别是:(1)流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况F;(2)流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体内部;(3)流砂发生在水流方向向上。而管涌没有限制。3-4渗透力都会引起哪些破坏？答：渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类:一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致士体变形甚至失稳;-二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。4、第74页第4-1题。4-1某柱下方形基础边长为4m，基底压力为300kPa，基础埋深为1.5m，地基土重度为18kN/m3，试求基底中心的下4m深处的竖向附加应力。已知边长为2m的均布方形荷载角点和中心下4m深处的竖向附加应力系数分别为0.084和0.108。答：P0=300-18×1.5=273kPaδz=4αcP0=4×0.084×273=91.7kPa