วิศวกรรมปฐพี: แบบฝึกหัดและข้อสอบเก่า

ปฐพีกลศาสตร์สำหรับวิศวกรโยธา: สมบัติของดิน ความเค้นในดิน ความดันน้ำในช่องว่าง และความเค้นประสิทธิผล

ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร

ชุดสรุปเร่งรัด (PDF)สรุปสูตร ขั้นตอนวิธีทำ และโจทย์ฝึกพร้อมเฉลยละเอียด พร้อมพิมพ์

หัวข้อในรายวิชานี้

  1. ความเค้นประสิทธิผลในดินระดับน้ำใต้ดินอยู่ที่ผิวดิน · ระดับน้ำใต้ดินอยู่ในชั้นดิน · สองชั้นดินโจทย์คำนวณ
  2. การทรุดตัวจากการอัดตัวคายน้ำดินเหนียวที่อัดตัวคายน้ำปกติ · ดินเหนียวที่อัดตัวคายน้ำเกินปกติ · เวลาในการอัดตัวคายน้ำโจทย์คำนวณ
  3. แรงจากความดันของไหลนิ่งผนังแนวดิ่ง · ประตูน้ำที่จมอยู่ใต้น้ำ · จุดศูนย์กลางความดันโจทย์คำนวณ

เทคนิคทำข้อสอบวิชา วิศวกรรมปฐพี

  • ความเค้นประสิทธิผล = ความเค้นรวม − ความดันน้ำในช่องว่าง
  • ใต้ระดับน้ำใต้ดิน ใช้หน่วยน้ำหนักอิ่มตัวสำหรับความเค้นรวม
  • วาดภาพตัดชั้นดินพร้อมทุกชั้นและระดับน้ำใต้ดินก่อนคำนวณ

ตัวอย่างวิธีทำ

ความเค้นประสิทธิผลในดินง่าย
ทรายγsat​ = 20 kN/m³11 mระดับน้ำใต้ดินXz = 8 m

สำหรับชั้นดินที่แสดง หาความเค้นรวมในแนวดิ่ง σ ที่จุด X

z = 8 mzw = 0 mγw = 9.81 kN/m³ทราย: γsat = 20 kN/m³

จงหา σ (kPa)

แสดงคำใบ้
  1. ความเค้นประสิทธิผล = ความเค้นรวม − ความดันน้ำในช่องว่าง
  2. ใช้หน่วยน้ำหนักแห้งเหนือระดับน้ำใต้ดิน และหน่วยน้ำหนักอิ่มตัวใต้ระดับน้ำใต้ดิน
  3. σ = 160 kPa.
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

ความเค้นประสิทธิผล (เทอร์ซากี): โครงสร้างของดินรับความเค้น σ′ = σ − u ความเค้นรวม σ คือน้ำหนักของทุกสิ่งเหนือจุดนั้น Σγ·h โดยใช้หน่วยน้ำหนักแห้งเหนือระดับน้ำใต้ดิน และหน่วยน้ำหนักอิ่มตัวใต้ระดับน้ำใต้ดิน ใต้ระดับน้ำใต้ดิน ความดันน้ำในช่องว่างเป็นแบบไฮโดรสแตติก: u = γw·(ความลึกใต้ระดับน้ำใต้ดิน)

ความเค้นรวม

บวกน้ำหนักของดินแต่ละชั้นเหนือ X เหนือระดับน้ำใต้ดินใช้หน่วยน้ำหนักแห้ง ใต้ระดับน้ำใต้ดินใช้หน่วยน้ำหนักอิ่มตัว

σ = γsat·z = 20·8 = 160 kPa

คำตอบ

σ = 160 kPa
การทรุดตัวจากการอัดตัวคายน้ำปานกลาง
Δσ = 230 kPaทรายดินเหนียวCc​ = 0.5, Cr​ = 0.02e0​ = 1.2σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 150 kPa2 mระดับน้ำใต้ดิน

ชั้นดินเหนียวที่อัดตัวเกินปกติหนา 2 m มี Cc = 0.5, Cr = 0.02 และ e₀ = 1.2 ที่กึ่งกลางชั้นความเค้นประสิทธิผลแนวดิ่งคือ 50 kPa และความดันอัดตัวก่อนหน้าคือ 150 kPa อาคารใหม่เพิ่มความเค้นแนวดิ่ง 230 kPa ที่กึ่งกลางชั้น หาการทรุดตัวจากการอัดตัวคายน้ำปฐมภูมิ S ใน mm

H = 2 mCc = 0.5Cr = 0.02e0 = 1.2σ′0 = 50 kPaσ′p = 150 kPaΔσ = 230 kPa

จงหา S (mm)

แสดงคำใบ้
  1. เปรียบเทียบความเค้นสุดท้าย σ′₀ + Δσ กับความดันอัดตัวก่อนหน้า
  2. σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > σ′p = 150 kPa.
  3. แบ่งช่วงความเค้นที่ σ′p: Cr จาก σ′₀ ถึง σ′p แล้ว Cc จาก σ′p ถึง σ′f
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

การอัดตัวคายน้ำปฐมภูมิ ของชั้นดินเหนียวหนา H โดยใช้ความเค้นประสิทธิผลที่กึ่งกลางชั้น: σ′f = σ′0 + Δσ ดินเหนียวที่อัดตัวปกติ: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) ดินเหนียวที่อัดตัวเกินปกติจะอัดซ้ำตาม Cr จนถึงความดันอัดตัวก่อนหน้า σ′p และเป็นไปตาม Cc เฉพาะหลังจากนั้น เวลา: t = Tv·Hdr²/cv โดยระยะระบายน้ำ Hdr เท่ากับ H/2 เมื่อน้ำออกได้ทั้งด้านบนและล่าง และ H เมื่อระบายด้านเดียว

เปรียบเทียบกับความดันอัดตัวก่อนหน้า

σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > 150 kPa

การทรุดตัว

อัดซ้ำจนถึง σ′p แล้วอัดตัวบริสุทธิ์เมื่อเกินนั้น

S = 0.02·2/(1 + 1.2)·log₁₀(150/50) + 0.5·2/(1 + 1.2)·log₁₀(280/150)
S = 8.675 + 123.2 = 131.9 mm

คำตอบ

S = 131.9 mm

การฝึกทำงานอย่างไร

  • “ฝึกรายวิชานี้” ผสมโจทย์จากทุกหัวข้อของวิชา เหมือนข้อสอบจริง
  • โจทย์ทุกข้อใช้ค่าใหม่ คุณจึงเรียนรู้วิธีทำ ไม่ใช่จำคำตอบ
  • ติดขัดใช่ไหม เปิดคำใบ้เล็ก ๆ ก่อน และเปิดคำอธิบายฉบับเต็มเมื่อจำเป็นเท่านั้น
  • ข้อสอบจำลองจับเวลาและไม่มีคำใบ้ และคุณจะได้คะแนนและการทบทวนฉบับเต็มเมื่อจบ

เครื่องคำนวณสำหรับรายวิชานี้

เครื่องคำนวณการทรุดตัวจากการอัดตัวคายน้ำเครื่องคำนวณความหนาแน่น (มวล ปริมาตร และความหนาแน่น)

รายวิชาที่เกี่ยวข้อง

ฝึกข้อสอบ FE โยธาวิศวกรรมชลศาสตร์กลศาสตร์ของไหลฟิสิกส์สำหรับวิศวกรการวิเคราะห์โครงสร้าง
ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร