土力学四校合编课后习题答案Word下载.docx
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（1）设
整理上式得
（中密）
2-5、某一完全饱与黏性土试样的含水量为３0%,土粒相对密度为2.73,液限为3３%,塑限为17％,试求孔隙比、干密度与饱与密度,并按塑性指数与液性指数分别定出该黏性土的分类名称与软硬状态。
查表,定名为粉质粘土
查表,确定为软塑状态
3-1、试解释起始水力梯度产生的原因。
【答】起始水力梯度产生的原因就是为了克服薄膜水的抗剪强度τ0（或者说为了克服吸着水的粘滞阻力）使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。
也就就是说只要有水力坡度薄膜水就会发生运动只就是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时薄膜水的渗透速度V非常小只有凭借精密仪器才能观测到。
因此严格的讲起始水力梯度I0就是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度τ0的水力梯度。
3-2.简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。
【答】１土的粒度成分及矿物成分。
土的颗粒大小、形状及级配影响土中孔隙大小及其形状因而影响土的渗透性。
土颗粒越粗越浑圆、越均匀时渗透性就大。
砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时其渗透系数就大大降低。
2结合水膜厚度。
粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时会阻塞土的孔隙降低土的渗透性。
3土的结构构造。
天然土层通常不就是各向同性的在渗透性方面往往也就是如此。
如黄土具有竖直方向的大孔隙所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。
层状粘土常夹有薄的粉砂层它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。
4水的粘滞度。
水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关从而也影响到土的渗透性。
3－4、拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场
【答】当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时这种渗流称为稳定渗流而拉普拉斯方程就是指适用于平面稳定渗流的基本方程。
3-5.为什么流线与等势线总就是正交的
【答】在稳定渗流场中取一微单元体并假定水体不可压缩则根据水流连续原理单位时间内流入与流出微元体的水量应相等即dqe＝dq0。
从而得到即为二维渗流连续方程从中由数学知识可知流线与等势线正交。
3-６、流砂与管涌现象有什么区别与联系
【答】在向上的渗流力作用下粒间有效应力为零时颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂（土）现象。
这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱与细、粉砂与粉土层中一般具有突发性、对工程危害大。
在水流渗透作用下土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动以至流失随着土的孔隙不断扩大渗流速度不断增加较粗的颗粒也相继被水逐渐带走最终导致土体内形成贯通的渗流管道造成土体塌陷这种现象称为管涌。
它多发生在砂性土中且颗粒大小差别大
３-７.渗透力都会引起哪些破坏
【答】渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类一就是由于渗流力的作用使土体颗粒流失或局部土体产生移动导致土体变形甚至失稳二就是由于渗流作用使水压力或浮力发生变化导致土体与结构物失稳。
前者主要表现为流砂与管涌后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。
3－8、某渗透试验装置如图3-23所示。
砂Ⅰ的渗透系数
;
砂Ⅱ的渗透系数
砂样断面积Ａ=２０0cm2,试问:
（1）若在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面出安装一测压管,则测压管中水面将升至右端水面以上多高？
（2）砂Ⅰ与砂Ⅱ界面处的单位渗水量q多大?
（1）
整理得
所以,测压管中水面将升至右端水面以上:
６0-40=20cm
（2）
3－9、定水头渗透试验中,已知渗透仪直径D=７5mm,在L＝２00mm渗流途径上的水头损失h=８３ｍm,在60s时间内的渗水量Q=71.6cm3,求土的渗透系数。
３-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为3０cm2,厚度为4cm,渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm,试验开始时的水位差１45ｃm,经时段7分25秒观察水位差为１00cm,试验时的水温为20℃,试求试样的渗透系数。
3-11、图３-2４为一板桩打入透水土层后形成的流网。
已知透水土层深18.０m,渗透系数
板桩打入土层表面以下9.0m,板桩前后水深如图中所示。
试求:
（1）图中所示ａ、b、ｃ、d、e各点的孔隙水压力;
（２）地基的单位渗水量。
4-1何谓土中应力它有哪些分类与用途
【答】土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。
一般来说土中应力就是指自重应力与附加应力。
土中应力按其起因可分为自重应力与附加应力两种。
自重应力就是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形因而仍将产生土体或地基的变形。
附加应力它就是地基产生变形的的主要原因也就是导致地基土的强度破坏与失稳的重要原因。
土中应力安土骨架与土中孔隙的分担作用可分为有效应力与孔隙应力两种。
土中有效应力就是指土粒所传递的粒间应力。
它就是控制土的体积变形与强度两者变化的土中应力。
土中孔隙应力就是指土中水与土中气所传递的应力。
4-2怎样简化土中应力计算模型在工程中应注意哪些问题
【答】我们把天然土体简化为线性弹性体。
即假设地基土就是均匀、连续、各向同性的半无限空间弹性体而采用弹性理论来求解土中应力。
当建筑物荷载应力变化范围比较大如高层建筑仓库等筒体建筑就不能用割线代替曲线而要考虑土体的非线性问题了。
4-3地下水位的升降对土中自重应力有何影响在工程实践中有哪些问题应充分考虑其影响
【答】地下水下降降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量
它使土体的固结沉降加大故引起地表大面积沉降。
地下水位长期上升如筑坝蓄水将减少土中有效自重应力。
（１）、若地下水位上升至基础底面以上它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。
（2）、地下水位上升如遇到湿陷性黄土造成不良后果塌陷
（３）、地下水位上升粘性土湿化抗剪强度降低。
4-4基底压力分布的影响因素有哪些简化直线分布的假设条件就是什么
【答】基底压力的大小与分布状况与荷载的大小与分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。
假设条件刚性基础、基础具有一定的埋深依据弹性理论中的圣维南原理。
４-5如何计算基底压力
与基底附加压力
两者概念有何不同
【答】基地压力P计算
（中心荷载作用下）
（偏心荷载作用下）
基地压力
计算
基地压力P为接触压力。
这里的“接触”就是指基础底面与地基土之间的接触这接触面上的压力称为基底压力。
基底附加压力
为作用在基础底面的净压力。
就是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差就是引起地基附加应力与变形的主要原因。
4-６土中附加应力的产生原因有哪些在工程实用中应如何考虑
【答】由外荷载引起的发加压力为主要原因。
需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏。
4－7在工程中如何考虑土中应力分布规律?
【答】
由于附加应力扩散分布她不仅发生在荷载面积之下而且分布在荷载面积相当大的范围之下。
所以工程中
（1）、考虑相邻建筑物时新老建筑物要保持一定的净距其具体值依原有基础荷载与地基土质而定一般不宜小于该相邻基础底面高差的１-2倍
（2）、同样道理当建筑物的基础临近边坡即坡肩时会使土坡的下滑力增加要考虑与分析边坡的稳定性。
要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a.
（３）、应力与应变时联系在一起的附加应力大地基变形也大反之地基变形就小甚至可以忽略不计。
因此我们在计算地基最终沉降量时“沉降计算深度
”用应力比法确定
4-8、某建筑场地的地层分布均匀,第一层杂填土厚１.5m,
第二层粉质黏土厚4m,
地下水位在地面下２ｍ深处;
第三层淤泥质黏土厚８ｍ,
第四层粉土厚3ｍ,
第五层砂岩未钻穿。
试计算各层交界处的竖向自重应力
并绘出
沿深度分布图。
（1）求
由上式得:
（2）求自重应力分布
４-9、某构筑物基础如图4－３0所示,在设计地面标高处作用有偏心荷载680kＮ,偏心距１.31ｍ,基础埋深为2m,底面尺寸为4m×
２m。
试求基底平均压力p与边缘最大压力pmax,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。
（1）全力的偏心距ｅ
因为
出现拉应力
故需改用公式
（3）平均基底压力
（理论上）
或
（实际上）
4-10、某矩形基础的底面尺寸为4m×
2.４m,设计地面下埋深为１.2m（高于天然地面0．２m）,设计地面以上的荷载为12００kＮ,基底标高处原有土的加权平均重度为１8ｋN/m3。
试求基底水平面1点及２点下各3．６m深度M１点及Ｍ2点处的地基附加应力
值。
（1）基底压力
（2）基底附加压力
（３）附加应力
M1点分成大小相等的两块
查表得
则
Ｍ2点作延长线后分成２大块、2小块
大块
小块
则
4-11、某条形基础的宽度为2m,在梯形分布的条形荷载（基底附加压力）下,边缘（p0）max＝２００kPa,（p0）min=１００ｋPa,试求基底宽度中点下与边缘两点下各3ｍ及6ｍ深度处的
中点下 ３m处
查表得
6m处
查表得
边缘,梯形分布的条形荷载瞧作矩形与三角形的叠加荷载
3m处:
矩形分布的条形荷载
查表
三角形分布的条形荷载
所以,边缘左右两侧的
为
6m处:
5-1通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标如何求得?
【答】压缩系数,压缩指数, 压缩模量,压缩系数,压缩指数,压缩模量。
5-2通过现场静载荷试验可以得到哪些土的力学性质指标？
【答】可以同时测定地基承载力与土的变形模量。
【答】土的弹性模量就是指土体在侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。
她的变形包括了可恢复的弹性变形与不可恢复的残余变形两部分。
而室内固结实验与
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