某建筑场地地下水位位于地面下3.2m,经多年开采地下水后,地下水位下降了22.6

考试题库2022-08-02  46

问题 某建筑场地地下水位位于地面下3.2m,经多年开采地下水后,地下水位下降了22.6m,测得地面沉降量为550mm。该场地土层分布如下:0~7.8m为粉质黏土层,7.8~18.9m为粉土层,18.9~39.6m为粉砂层,以下为基岩。试计算粉砂层的变形模量平均值最接近下列哪个选项(注:已知γw=10.0kN/m3,粉质黏土和粉土层的沉降量合计为220.8mm,沉降引起的地层厚度变化可忽略不计)(  )。A. 8.7MPaB. 10.0MPaC. 13.5MPaD. 53.1MPa

选项 A. 8.7MPa
B. 10.0MPa
C. 13.5MPa
D. 53.1MPa

答案 C

解析 根据分层总和法、《工程地质手册》(第五版)第719页。      降水后地下水位在地面下25.8m。      (1)降水在砂土层中引起的附加应力      18.9m处:Δp=(18.9-3.2)×10=157kPa      25.8m处:Δp=22.6×10=226kPa      39.6m处:Δp=226kPa      18.9~25.8m中点处的平均附加应力为:(157+226)/2=191.5kPa。      25.8~39.6m中点处的平均附加应力为226kPa。      (2)由砂土沉降量反算变形模量      砂土层沉降量s=550-220.8=329.2mm,则:      s∞=(1/E)ΔpH      即329.2=(1/E)×191.5×6.9+(1/E)×226×13.5      解得:E=13.5MPa      【说明】本题争议的地方是变形模量要不要换算成压缩模量,根据土力学中压缩固结理论,压缩模量是不能在侧向变形条件下得到的,即只能发生竖向变形;变形模量是有侧向变形条件下,竖向应力与竖向应变之比,变形模量可通过公式计算,编者认为这里是不需要把变形模量换算成压缩模量的,因为大面积降水引起的变形不仅有竖向变形还有侧向变形,并且手册公式中用的是弹性模量。弹性模量是在弹性范围内,竖向应力与应变的比值,也是在侧向有变形的条件下得到的。对本题而言,如果砂土层中水位上升,砂土层的变形是可恢复的,砂土的变形模量等于弹性模量。
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