题目
柱基底面尺寸为3.2×3.6m,埋置深度2.0。地下水位埋深为地面下1.0m,埋深范围内有两层土,其厚度分别为h1=0.8m和h2=1.2m,天然重度分别为γ1=17kN/m3和γ2=18kN/m3。基底下持力层为黏土,天然重度γ3=19kN/m3,天然孔隙比e=0.70,液性指数IL=0.60,地基承载力特征值fak=280kPa。则修正后地基承载力特征值最接近()。(注:水的重度γw=10kN/m3)A. 285kPaB. 295kPaC. 310kPaD. 325kPa
柱基底面尺寸为3.2×3.6m,埋置深度2.0。地下水位埋深为地面下1.0m,埋深范围内有两层土,其厚度分别为h1=0.8m和h2=1.2m,天然重度分别为γ1=17kN/m3和γ2=18kN/m3。基底下持力层为黏土,天然重度γ3=19kN/m3,天然孔隙比e=0.70,液性指数IL=0.60,地基承载力特征值fak=280kPa。则修正后地基承载力特征值最接近()。(注:水的重度γw=10kN/m3)
A. 285kPa
B. 295kPa
C. 310kPa
D. 325kPa
题目解答
答案
C. 310kPa
解析
本题考查地基承载力特征值的修正计算,需掌握以下关键点:
- 修正公式:$f_a = f_{ak} + \eta_b \gamma_m b + \eta_d \gamma_d d$,其中$\eta_b$、$\eta_d$为修正系数,$\gamma_m$为基础底面以上土的加权平均重度,$\gamma_d$为基础底面处土的重度。
- 修正系数确定:根据土的液性指数$IL$判断黏土状态,确定$\eta_b$和$\eta_d$的取值。
- 加权平均重度计算:需分层考虑地下水位对土重度的影响,地下水位以下土的重度需换算为浮重度。
- 基础宽度与埋深:基础宽度$b$取底面短边,埋深$d$为基底至地面的垂直距离。
1. 确定修正系数$\eta_b$和$\eta_d$
- 土为黏土,液性指数$IL=0.6 > 0.5$,属于可塑状态。
- 根据规范,$\eta_b = 0.3$,$\eta_d = 1.0$。
2. 计算加权平均重度$\gamma_m$
基础底面以上分为三层:
- 层1(0~0.8m,地下水位以上):$\gamma_1 = 17 \, \text{kN/m}^3$,厚度$0.8 \, \text{m}$。
- 层2(0.8~1.0m,地下水位以上):$\gamma_2 = 18 \, \text{kN/m}^3$,厚度$0.2 \, \text{m}$。
- 层3(1.0~2.0m,地下水位以下):浮重度$\gamma_2' = 18 - 10 = 8 \, \text{kN/m}^3$,厚度$1.0 \, \text{m}$。
$\gamma_m = \frac{0.8 \times 17 + 0.2 \times 18 + 1.0 \times 8}{2.0} = \frac{25.2}{2.0} = 12.6 \, \text{kN/m}^3$
3. 确定基础底面处重度$\gamma_d$
基底位于地下水位以下,黏土浮重度:
$\gamma_d = \gamma_3 - \gamma_w = 19 - 10 = 9 \, \text{kN/m}^3$
4. 代入修正公式
- 基础宽度$b = 3.2 \, \text{m}$,埋深$d = 2.0 \, \text{m}$。
- 修正后承载力:
$\begin{aligned}f_a &= 280 + 0.3 \times 12.6 \times 3.2 + 1.0 \times 9 \times 2.0 \\&= 280 + 12.096 + 18 \\&= 310.096 \, \text{kPa} \approx 310 \, \text{kPa}\end{aligned}$