1. Explicación de los términos (cada pregunta vale 3 puntos ***18 puntos)
1. Estado plástico a estado semisólido El contenido de humedad es el límite inferior del estado plástico.
2. Coeficiente desigual: definido como Cu= d60/ d10, d10, d60 es el contenido de partículas del suelo menores que un determinado tamaño de partícula en la curva de distribución de tamaño de partícula, que son 10 y 60 respectivamente.
3. Principio de tensión efectiva: La tensión normal total causada por la carga externa en el plano de investigación es σ, por lo que debe ser compartida por la fuerza de poro u en la superficie y la superficie de contacto entre partículas, es decir. es decir, la tensión normal total sobre la superficie. La fuerza normal es igual a la suma de la fuerza de poro y la fuerza sobre las partículas, es decir, σ = σ' u.
4. Presión pasiva del suelo: cuando el muro de contención gira o se mueve en la dirección del relleno, la presión del suelo aumenta con el aumento del desplazamiento. Cuando el relleno detrás del muro alcanza el estado de equilibrio final, el suelo. La presión aumenta hasta un valor máximo. La presión del suelo que actúa sobre el muro se denomina presión del suelo pasiva.
5. Método de sustitución: en el análisis de estabilidad de taludes, el método de sustitución consiste en utilizar repetidamente el momento del mismo volumen de peso de agua para reemplazar la fuerza de penetración en el centro del círculo en el centro de deslizamiento de abajo. la línea de remojo y por encima del nivel del agua fuera de la pendiente.
6. Capacidad de carga permitida: la presión base máxima que la base puede soportar se denomina capacidad de carga última, registrada como fu. El valor obtenido al dividir f por el factor de seguridad fs se denomina valor de capacidad de carga permisible de la cimentación fa, es decir, FA = fu/fs.
2. Preguntas y Respuestas (***35 puntos)
1. Qué son arcillas normalmente consolidadas y arcillas superconsolidadas, y cuáles son las diferencias entre sus características de compresión y resistencia. ¿características? (12 puntos)
Respuesta: La tensión máxima efectiva que ha sufrido el suelo en la historia se llama tensión de preconsolidación, expresada en pc la relación entre la tensión de preconsolidación y la tensión existente po'; se llama índice de superconsolidación OCR. Para suelo natural, OCR >: 1, el suelo está sobreconsolidado; (3 puntos)
Cuando OCR = 1, es un suelo normalmente consolidado. (3 puntos)
Diferencias en las características de compresión: Cuando el incremento de presión es el mismo, la cantidad de compresión de un suelo normalmente consolidado es mayor que la de un suelo sobreconsolidado. (3 puntos)
Diferencia en las características de resistencia: el suelo sobreconsolidado tiene mayor resistencia que el suelo normalmente consolidado. (3 puntos)
2. Describe brevemente los factores que afectan la compacidad del suelo. (8 puntos)
Respuesta: Los principales factores que influyen en la compactación del suelo incluyen el contenido de humedad, la compactación, el tipo y la gradación del suelo, el contenido de partículas gruesas, etc. (1)
Para suelos arcillosos, la influencia del contenido de humedad se refleja principalmente en: cuando el contenido de humedad es bajo, la densidad seca obtenida bajo la misma función de compactación es menor. A medida que aumenta el contenido de humedad, la densidad seca obtenida bajo la misma función de compactación es menor. la densidad seca aumentará gradualmente; cuando se alcance un cierto contenido de humedad, la densidad seca máxima se obtendrá bajo la compactación correspondiente, y el contenido de humedad correspondiente se denomina contenido de humedad óptimo a medida que aumenta el contenido de humedad, la densidad seca máxima; disminuir. (2 puntos)
La influencia de la compactación es: a mayor compactación, mayor es la densidad seca del suelo; el contenido óptimo de agua disminuye a medida que aumenta la función de compactación; (2 puntos)
Los efectos del tipo de suelo y la gradación son los siguientes: los suelos cohesivos son generalmente más compresibles que los suelos cohesivos; alto contenido de arcilla y alta compresibilidad, fácil compactación y alta densidad seca; (2 puntos)
El contenido de partículas gruesas afecta la densidad. Cuando el contenido de partículas gruesas mayores de 5 mm es superior a 25-30, es necesario corregir los resultados de la prueba de compactación ligera. (1)
3. Intente comparar las similitudes, diferencias, ventajas y desventajas entre la teoría de presión de tierras de Rankine y la teoría de presión de tierras de Coulomb. (8 puntos)
Respuesta: El mismo punto: se requiere que el muro de contención se mueva de modo que la fuerza cortante del relleno detrás del muro alcance la resistencia al corte (presión de la tierra en el estado último). Se utiliza la teoría de resistencia de Mohr-Coulomb; (1)
Diferencia: la teoría de Rankine calcula directamente la presión del suelo en cada punto en la parte posterior del muro en función de las condiciones de tensión de cada punto de la masa de suelo que se está formando. en equilibrio. Requiere que la parte posterior de la pared sea lisa y que la superficie de relleno esté nivelada, por lo que el resultado del cálculo es demasiado grande. La teoría de Coulomb calcula la presión total del suelo basándose en la condición de equilibrio estático de que la cuña entre la parte posterior del muro y la superficie de deslizamiento esté en equilibrio límite. La parte posterior de la pared se puede inclinar y la superficie de relleno rugosa se puede inclinar. Los resultados del cálculo cumplen con los requisitos, pero el error de presión pasiva es grande.
La teoría de Rankin considera el relleno detrás de una pared. La teoría de Coulomb considera el equilibrio límite del cuerpo rígido del suelo deslizante; (3 puntos)
Ventajas de la teoría de la presión del suelo de Rankine: la fórmula es simple y fácil de usar. Desventajas: no es adecuada para muros inclinados y superficies de relleno inclinadas; situación detrás de los muros; (2 puntos)
Ventajas de la teoría de la presión del suelo de Coulomb: aplicable a situaciones donde el muro está inclinado y la superficie de relleno detrás del muro está inclinada. Desventajas: es inconveniente considerar el caso de; suelo cohesivo (2 puntos)
4. ¿Cuáles son las formas de daño a los cimientos? ¿Sobre qué base de suelo ocurrirán? (7 puntos)
Respuesta: Hay fallas por corte global, fallas por corte local y fallas por corte por impacto. (3 puntos)
La forma de falla de los cimientos está relacionada principalmente con las propiedades del suelo de los cimientos, especialmente la densidad. Generalmente, tiene baja compresibilidad en suelos sólidos o densos y suele presentar falla por corte global. Para cimientos de arcilla blanda o arena suelta, que tienen una compresibilidad media a alta, a menudo se manifiestan como falla por corte local o falla por erosión. (4 puntos)
3. Preguntas de cálculo (***47 puntos)
1. Como se muestra en la figura, la base de arena está intercalada con una capa de arcilla normalmente consolidada. Relación de huecos de arcilla e0=1,0, índice de compresión Cc=0,36. q: (1)q = 100 kn/m2 se apila sobre el terreno en un área grande ¿Cuánta compresión producirá la capa de arcilla? (No se requieren capas para el cálculo); si el coeficiente de consolidación de la arcilla Cv=3*10-3cm2/s, ¿cuál es la contracción de la capa de arcilla cuando el grado de consolidación alcanza 80? ¿Cuántos días tardará? (Cuando U=80, Tv=0,64)
(2) Después de la compresión, si el nivel del agua subterránea cae 2 m, ¿la capa de arcilla sufrirá una nueva compresión? Si es así, ¿cuál es la cantidad de compresión? (La densidad aparente de la arena después de que baja el nivel del agua es γ=20kN/m3). (15 puntos)
Solución:
1(1)σs 1 = 20 * 1 (21-9.8)×2 = 42.4
σs2=42.4 ( 21-9.8)×2=62.8
El esfuerzo de peso propio promedio de la capa de arcilla:
(σs1 σs2)/2=52.6 (2 puntos)
s = H LG[(P0 δp)/P0]/(1 E0)
= 200×0.36×LG[(52.6 100)/52.6]/(1 1.0)
= 16,7 cm (3 puntos)
Cuando U=80, ST = U×s = 0,8×16,7 = 13,4cm (2 puntos).
TV=0,64
Por lo tanto, t = TV H2/cv = 0,64×(200/2)2/0,003 = 2,13×106s (3 puntos).
(2) Cuando el nivel freático baje a 2m, se producirá una nueva compresión: (2 puntos)
σs 1' = 52,6 100 = 152,6 = P0' kPa
σS2 ' = 152,6 9,8×2 = 172,2 kpa
e0'=e0-cclg[(p0 p)/ p0]=0,833
Entonces s ' = h LG[ (P0 ' δP)/(δP P0)]/(1 E0 ')
= 200 * LG[172.2/152.6]/(1 0.833)= 5.73 cm (3 puntos)
2. Suponga que la tensión principal mayor en un cierto punto de la base es de 550 kPa, la tensión principal menor es de 300 kPa y la tensión de agua de los poros es de 100 kPa. La cohesión efectiva del suelo es c' = 20 kPa, y el ángulo de fricción interna efectiva φ' = 24° se utiliza para determinar si el punto alcanza el estado de falla. (7 puntos)
Solución: σ1' =σ1-U = 50-100 = 450 kPa.
σ 3' = σ 3-U = 300-100 = 200 kPa (2 puntos)
Supongamos σ 1f' = σ 1' = 450 kPa.
σ3f'=tg2(45-?'/2)-2c×tg(45-?'2)
= 450×tg2(45-24/2)-2 ×20×TG(45-24/2)
= 450×0,422-40×0,649 = 163,9 kpa