岩土测试例题和习题.doc
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1、岩土工程测试与监测(例题和习题)吴兴序 编西南交通大学岩土工程系20133绪 论习 题1 什么是岩土工程,它与哪些工程领域有关?2 为什么说岩土工程具有明显的工程属性?3 岩土工程原位测试在岩土工程中处于何种地位?它与室内试验的关系如何?4 岩土工程原位测试所包含的测试技术,除了本教材所论及的以外,据你所知还有哪一些?第1章 地基静载荷试验例1-1 如某载荷试验采用直径1.128m的圆形压板,得出的ps曲线如图1-5,已知压板下的地基土较为均匀,其横向变形系数n可取为0.25。试根据该图确定该地基土的极限荷载pl、承载力实测值f0、基床系数k和变形模量E0。解:按图1-5得到A点对应的荷载为3
2、50kPa,相应的压板沉降量为12.4mm,B点对应的荷载为450kPa。取地基土的比例界限为350kPa,极限荷载pl为450kPa。因为极限荷载容易确定且极限荷载小于对应比例界限的2倍,故取极限荷载的一半作为该试验点的承载力实测值,即为f0=225kPa。按定义算得基床系数:k=350/0.0124=28225.8kN/m328.2 MN/m3按公式(1-3)算得变形模量:从上述计算过程可以看出,数据处理和分析过程不是太精确,规范的规定对很多情况也不是太明确,一般应注意借助于经验和理论知识,且应偏于安全。例1-2 某工程采用CFG桩构成复合地基,已知桩的布置方式为行列式,桩在两个方向上的中
3、心距均为1.2m,设计方要求该复合地基的承载力特征值不低于230kPa。现决定采用单桩复合地基测试法进行检测,请选择压板的形状、尺寸和千斤顶的级别,如果采用堆载的方式作为反力,试计算确定堆载物(包括平台)的重量。解:根据公式(1-6),压板面积应为:对行列式布桩,可考虑采用正方形压板,其边长为1.2m。于是算得最大加载量为:千斤顶的加载能力应大于662.4kN,可选用100T级的千斤顶,其最大理论出力为1000kN。堆载物的重量应大于:选N=750kN。习 题1-1 基础的作用是什么?为什么建筑物要设置基础?1-2 什么是地基?什么是天然地基?什么是人工地基?1-3 什么是复合地基?列举出常见
4、的4种复合地基的名称。1-4 在哪些情况下应该使用人工地基?1-5 地基静载荷试验可以解决工程中的那些问题?1-6 为什么说地基静载荷试验是最直观可靠的地基测试方法?它的主要缺陷是什么?1-7 在天然地基和复合地基上做静载荷试验时,应如何选取压板尺寸?1-8 采用慢速加载法时,荷载应如何进行分级?为什么要满足稳定标准?1-9 某建筑场地的地基土为较均匀的硬塑状粉质粘土,现采用面积为0.5m2的刚性圆形压板进行测试,所得3个试验点在各级荷载作用下的沉降观察数据如表1-1所示。试绘出3个点的p-s曲线,并计算该场地的地基承载力特征值fak和基床系数k,如果地基的泊松比n=0.28,试确定地基的变形
5、模量E0。表1-1 某场地复合地基静载试验数据荷载(kPa)试验点沉降值 (mm)1#2#3#0000501.271.151.321002.612.422.661503.843.783.912005.125.095.422506.586.317.0330011.789.2712.1135019.2515.3321.7540028.4225.1040.4445045.3141.87-1-10 采用单桩复合地基试验对某工程的振冲碎石桩复合地基进行检测,已知桩的排列为等边三角形,桩距为1.2m,设计要求复合地基承载力特征值不低于200kPa,如采用圆形承压板,请确定承压板的直径和千斤顶的级别,又如果
6、采用压重平台作为反力,请确定堆载物的重量。1-11 采用单桩复合地基试验对某工程的砂石桩复合地基进行检测,已知桩的排列为梅花形,桩距a为1.2m,排距b为0.9m,设计要求复合地基承载力特征值不低于200kPa,如采用方形承压板,请确定承压板的边长和千斤顶的级别,又如果采用压重平台作为反力,请确定堆载物的重量。第2章 静力触探试验例2-1 试根据图2-1的测试曲线进行土层划分并确定各土层的平均贯入阻力,由此给出各土层的类别。解:首先分析图2-1所示测试曲线的的特征。从图2-1看,从地表到1.2m深度的触探阻力逐渐增加;1.2m到4.0m的触探阻力较为均匀;从4.0m到5.0m的qc急剧减小而f
7、s略微增加;5.0m到6.8m的阻力较为均匀,且qc保持较小数值而fs略有增加;6.8m到7.1m的两种阻力均有明显增加;7.1m以下的阻力也较为均匀。从上述曲线分布特征分析,地表至1.2m深度的曲线变化应是静力触探深度效应的影响,所以可以认为该土层的触探临界深度为1.2m,又因为曲线具有较为均匀的3个分布区间,所以触探深度范围的地基土可以分为3层,考虑超前滞后效应和前述土层划分原则,在图上画出各土层的分界线如图2-6中的两条水平线所示,于是确定土层和土层的厚度分别为4.9m和2.0m,土层的厚度未能探明。图2-6 例2-1图划分土层后可以进一步求出各土层的平均触探参数值,其做法有两种,一种是
8、将各分层范围内的记录数据进行平均,另一种是直接在图上找出各分段曲线的重心,通过该重心做竖线与横轴相交,交点的坐标值即为所求的触探参数。本例用作图法求解,其结果如图2-6所示。根据图2-6中各竖直线所截得的横坐标数值,定出各土层的触探参数为:土层: qc4.75MPa,fs31kPa,Rf= fs / qc100%31/4750100%=0.65%土层: qc0.6MPa,fs37kPa,Rf= fs / qc100%37/600100%=6.2%土层: qc3.9MPa,fs49kPa,Rf= fs / qc100%49/3900100%=1.2%根据各土层的qc和Rf,在图2-5中作出相应的
9、坐标点,即可定出各土层的名称,其结果为,土层为砂土,土层为软土,土层为粉土。与图2-1对比,所得的土层名称有一些区别,由此也可以看出图2-5的方法是近似的。例2-2 对某场地的地基土层进行静力触探测试,其触探曲线如图2-1所示,该工程拟采用边长300mm的预制钢筋混凝土方桩基础,桩长初步拟定为7.0m,桩顶位于地面以下0.8m,试估算该桩的单桩承载力特征值。解:根据例2-1的计算结果,各土层的触探参数为:fs131kPa,fs237kPa,qc20.6MPa,fs349kPa,qc33.9MPa,根据公式2-9的说明,计算各相关的参数为:b1=5.05(fs1)-0.455.05310.451
10、.08b2=10.04(fs2)-0.5510.04370.551.38b3=10.04(fs3)-0.5510.04490.551.18a=2/3因为桩长为7.0m,桩顶在地面以下0.8m,故桩尖进入第3层土的深度为7.86.90.9m,所以于是由公式(2-8)算得取安全系数K2.0,得单桩承载力特征值为习 题2-1 静力触探与打入桩的贯入过程有何异同?2-2 用静力触探为何能估计地基土的物理力学参数和地基承载力?2-3 何谓静力触探的超前和滞后效应,为何会产生此种效应?2-4 理解静力触探的临界深度概念。2-5 静力触探的一般测试工作如何进行?2-6 静力触探数据的零漂产生的原因是什么,如
11、何解决?2-7 土层划分后如何用平均法求各土层的测试参数?图2-7 习题2-8图2-8 某工程用双桥静力触探对地基土进行测试,其中某孔位的触探曲线如图2-7所示,试用图解法进行土层划分,决定各土层的厚度和平均触探参数,计算各土层的平均摩阻比。2-9 根据上题的结果分析场地处各土层的类别和性状。2-10 接上题,如果该工程拟采用边长350mm的预制钢筋混凝土方桩基础,桩长初步拟定为12.5m,桩顶在地面以下2.0m处,试估算其单桩承载力特征值。第3章 圆锥动力触探和标准贯入试验例3-1 某场地用动力触探对地基土进行测试,其中某点位经杆长修正后的测试曲线如图3-7所示,试根据该曲线对地基土进行力学
12、分层,并确定各土层的地基承载力。解:首先观察该测试曲线的特征。从图3-7看,从地表到0.7m深度的触探击数逐渐增加;0.7m1.6m、1.8m3.2m、3.2m4.7m、以及5.3m以下的触探击数较为稳定;5.3m以下的击数较高,其余位置的触探击数较低。图3-7 例3-1图从上述曲线分布特征分析,地表至0.7m深度的曲线变化应是触探深度效应的影响,所以可以认为该土层的动力触探的临界深度为0.7m,又因为曲线具有较为均匀的4个分布区间,所以将触探深度范围的地基土分为4层,考虑超前滞后效应的影响,在图上画出各土层的分界线如图3-7中的3条水平线所示,于是确定土层、土层和土层的厚度分别为1.7m、1
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