土质学与土力学课后习题答案.docx

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土质学与土力学课后习题答案

绪论

答案：

略

第1章土的物理性质及工程

一、填空题

1、固体颗粒，水；

6、土中水的质量，

二、选择题

1、A,2、D,

三、证明题

3、

1、

2、

Gs（1

n）

2、结合水，自由水;土粒质量；

7、含水率,

3、最松散，最密实；4、塑限，液限；5、单粒，蜂窝，絮状;黏粒含量。

A,4、C,5、

D,6、D,

7、

VvVvVs

VsVs

匹Gs（1

Vss

Gsms

四、计算题

1、丄56・645

82335.6%

82.3

r=156.64510.018.60kN/m3

82.310.0

2.73

13.72kN/m

Gs1

2.73（10.356）

0.99

1.86

0.99

10.99

0.356*2.73

0.497

sat

0.99

2.730.99

0.982

1018.69kN/m

10.99

18.6910.08.69kN/m3

土样号

（kN/m3）

（%

（kN/m）

s（%

体积

（cm）

土的重力（N）

湿

干

18.96

2.72

34.0

14.17

0.92

0.48

100.0

一

17.3

2.74

9.1

15.84

0.73

0.42

34.2

一

19.0

2.74

31.0

14.5

0.89

0.47

95.7

10.0

0.19

0.145

sat

2、

土样号

土的名称

土的状态

1.29

低液限黏土

流塑

3、

0.84

低液限黏土

软塑

0.79

低液限黏土

可塑

1.13

低液限黏土

流塑

4、eWi2・68（10.105）10.692

1.75

emaxe

鸣上要坯0.518

0.9410.4600.481

土样号

L（%

P（%

土的定名

低液限黏土

低液限粉土

高液限粉土

高液限黏土

5、

五、简答题（略）

第2章黏性土的物理化学性质

一、填空题

1、蒙脱石，高岭土，伊利石；2、硅氧四面体，氢氧化铝八面体。

二、选择题

1、A,2、A

三、简答题（略）

第3章土中水的运动规律

一、填空题

1、正常毛细水带，毛细网状水带，毛细悬挂水带;

二、选择题

2、毛细压力；3、层流；4、常水头实验，变水头试验。

1、C,2、ABCDE,3B,4、ABC,5、C

三、简答题（略）

四、计算题

仁

（1）k20

Fth2

3.210436002.85

4.17106l

2.85

9.7107（m/s）

（2）k10kt亠9.71070.7737.5107（m/s）

粉质粘土

0.23

2、

（1）GdWI105（kN/m）

0.4

方向向上

（2）设V1,ms2.6g,Vv0.8

sat

0.4

3、gd

4、

（1）

2.60.8

1018.9（kN/m3）

18.910

8.9（kN/m）

0.89

Icr

sat

Icr0.89

h0.36m

°.5（3.°0）10（kN/m3）

30.5

17.910

7.9（kN/m3）

将会产生流沙现象。

由k1I1k2I2和

.则按比例，土样一的水头损失为1时，土样二的水头

则土样一水头损失为10cm,土样二的水头损失为30cm。

则a、b两点的测

3可得:

损失为3.总计水头损失40cm,

管水位应分别高于a点与b点分别为35cm和90cm。

103

wk104（kN/m3）

（2）Gd1

satw201010（kN/m3）

Gd1

。

不会产生流沙现象。

（3）减少

5、Nd12

H8.01.26.8m

h朋0.57m

0.57

1.8

2.650.92

0.32Gd0.3210

3.2（kN/m）

sat

1.92

1018.6（kN/m）

satw18.6108.6（kN/m）

渗流是稳定的。

第4早

一、选择题

土中应力计算

1、C,2、A3、C.

二、问答题（略）

三计算题

1、由第一层土的三个试验指标可得:

sat

w19.0109.0（kN/m）。

第二层黏土的

P1.081,故认为黏土层受到水的浮力作用

satw18.0108.0（kN/m）。

第一层为细砂，地下水位以下的细砂受到水的浮力作用。

A点：

0Kpa

B点：

17.5

117.5Kpa

C点：

』1

1h2

17.5

9.0235.5kPa

D点：

1h2

2h3

35.58359.5kPa

应力分布图略。

2500

2、解

e一

0.5

1.2呈梯形分布

5000

max

5000

2500

pmin

—

“2

2（71.43

71C

）107

基础底面的压力为（

71.43

30.61）kpa

3、解

方法一

应力系数si计算结果

30.61）kpa

编号

荷载分布面积

zm-b

xn—

age

0.159

abde

1.5

0.060

故得G点下深度3m处的竖向应力

zp（s1s2）150（0.1560.060）32.4kPa

方法二：

应力系数si计算结果

编号

何载分布面积

zm—

xn-

age

0.159

aed

1.5

2.5

0.041

abd

1.5

-1.5

0.020

故得G点下深度3m处的竖向应力z

zp（s1s2s3）150（0.1590.0410.020）33kpa

4解：

本题求解时要求通过两次叠加法计算。

第一次是荷载作用面积的叠加，第二次是荷载分布图形的叠加。

分别计算如下：

（1）荷载作用面积叠加计算

因为O点在矩形面积（abed）内，故可用角点法计算划分。

通过O点将矩形面积划分为4块，假定

其上作用着均布荷载q，则M点产生的竖向应力z1可用角点法计算，即

各块面积应力系数，列于表中。

应力系数ai计算结果

编号

荷载作用面积

m务

（aeOh）

0.045

（ebfO）

0.093

（Ofeg）

1.5

0.156

（hOgd）

0.073

（2）荷载分布图形叠加计算

上述角点法求得的应力z1是均布荷载q引起的，但实际作用的荷载是三角形分布，因此可以将习题

图4.37所示的三角形分布荷载（ABC分割成3块：

均布荷载（DABE三角形荷载（AFD）及（CFE。

三角形荷载（ABC等于均布荷载（DABE减去三角形荷载（AFD，加上三角形荷载（CFE。

故可将此三块分布荷载产生的应力叠加计算。

10033

1）三角形分布荷载（AFD），其最大值为q可33.3kpa，作用在矩形面积（aeOh）及（ebfO）上，并且0点在荷载零处。

因此它对M点引起的竖向应力z2是两块矩形面积三角形分布荷载引起的应力

之和。

即

应力系数ti计算结果

编号

荷载作用面积

（aeOh）

0.021

（ebfO）

0.045

（Ofcg）

1.5

0.069

（hOgd）

0.5

1.5

0.032

2）三角形分布荷载（CFE，其最大值为（pq），作用在矩形面积（hOgd）和（ofcg）上，同样

0点也在荷载零点处。

因此，它们对M点产生的竖向应力z3是这两块矩形面积三角形面积分布荷载引起

z3z3（Ofcg）

z3（hOgd）（pq）（t3t4）

的应力之和。

即

100

（100）（0.0690.032）6.7kpa

最后叠加求得三角形分布荷载（ABC对M点产生的竖向应力z为

zz1z2z312.22.26.716.7kpa

5、解：

在基础底面中心轴线上取几个计算点0、1、2、3，它们都为于土层分界面上，如图4.38所示

（1）自重应力计算

hi，将各点的自重应力计算结果列于表中。

自重应力计算结果

计算点

土层厚度hi/m

重度i/（KN/m3）

ih/kPa

kPa

1.0

18.7

0.2

18.7

3.74

22.4

1.8

8.9

16.02

38.5

8.0

8.4

67.2

105.7

（2）附加应力计算

N1120

基地压力p—70kpa

F28

基地处的附加应力p0pD7018.7151.3kpa

由式z0P0计算土中各点附加应力，其结果列于表中，并在图中绘出地基自重应力及附加应力

分布图。

附加应力计算结果

计算点

zm-

ln-b

z0P°/kpa

1.000

51.3

0.2

0.1

0.989

50.7

2.0

1.0

0.540

27.7

10.0

5.0

0.067

3.4

第五章土的压缩性与地基沉降计算

一、选择题

二、简答题

（略）

1、A2、A3、B

二、计算题

（2）

2解:

（1）

（2）

P2对应的孔隙比

压缩系数和压缩模量

H（1

H。

eo）

0.671

e1仓0.7200.671

P2P1

200100

0.49

103kpa10.49Mpa1

压缩模量Es（12）

因12

土样1

压缩系数

压缩模量

因12

土样2

0.720

3.51Mpa

0.49Mpa

Es（12）

120.49

0.5Mpa1,所以该土属于中压缩性

P2P1

0.34Mpa1

压缩系数

压缩模量

Es（12）

0.7700.736

0.34

200100

103kpa

10.34Mpa1

10.77

5.21Mpa

0.34

0.5Mpa1,所以该土属于中压缩性

P2pi

1ei

0.89O.8030.87103kpa10.87Mpa1

200100

因为120.87Mpa

土样的压缩曲线如图所示：

10.89

2.17Mpa

0.87

0.5Mpa1,所以该土属于高压缩性土

第二层上附加应力：

根据

1士4

2所以

0.0840

z14

0.084300

100.8kPa

第二层下附加应力：

根据

1七7

3.5所以

0.0344

z24p40.034430041.3kPa

自重应力平均值105158.7131.85kpa

附加应力平均值100.8_41371.1kPa

—711

该层的最终沉降量：

s上上130.065m6.5cm

Es3300

4（略）

5解：

（1）前期固结压力

将表中ep值换算成elgp后，以lgp为横坐标，e为纵坐标，作图得前期固结压力所对应的点为,

还原压力为pc230kpa（参考）

（2）压缩指数cc

剪切破坏面与最大剪应力面的夹角为:

-54

半年后的沉降为：

StsUt250.615cm

（2）黏土层达到60%固结度所需时间

8—Tv

Ut1弓e40.600得Tv0.286

2解：

假定土样处于极限平衡状态时，

当c=0时，破坏时总应力强度参数为:

3tan（45—）

则有：

tan（45—）

第七章土压力理论

一、填空题

1静止土压力、主动土压力、被动土压力

2挡土墙和滑动土契体视为刚体、墙后填土为无粘性砂土、滑裂面是通过墙角的两个平面

3库尔曼图解法

4大、小

二、选择题

1、B2、A3、B4、A5、C6、C7、A

三、判断题

1对2错3错4对5错

四、简答题（略）

五、计算题

1解：

由题意知，Katan2（45-—）0.49.Ka0.7

墙顶处主动土压力：

2cka2100.714kPa

墙底处主动土压力：

PahKa2c「Ka「32.55kPa

临界深度：

1.5m

0.7

总主动土压力：

-Pa

（h

Z0）

56.96kN/m

作用点处于距墙底面

l（h

z。

）1.

17m处

2解：

根据202025015

查表得ka0.862

土压力强度沿墙高成三角形分布，墙底处

zzka2040.86269.0kPa

1212

由EaHka2040.862137.9kN/m

土压力作用点在离墙底1.33m作用指向墙背。

-Pa（hZ0）81.1kN/m

墙顶处主动土压力：

qKa

2cK300.492150.7

墙底处主动土压力：

（q

h）Ka2c「Ka37.8kPa

临界深度：

15q

0.71m

0.7

3解：

由题意知，Katan2（45-）0.49Ka0.7

总主动土压力:

6.3kPa

作用点处于距墙底面丄（hZ0）1.43m处

4解：

由题意知，Ka1tan2（45-才）0.41,Ka10.64

Ka2tan2（45-亍）0.49..Ka20.7

墙顶处主动土压力：

Pa1

0kPa

分层处以上主动土压力

Pa2

1h1Ka115.58kPa

分层处以下主动土压力

Pa2

10Ka22c^Ka24.62kPa

墙底处主动土压力：

Pa3

（10

2h2）Ka22c2.Ka239.9kPa

一11

总主动土压力：

Eah1Pa1h2Pa2h2（Pa3Pa2）104.62kN/m

15.5844.624270.56-

作用点处于距墙底面h1.95m处

104.62

5解：

由题意知，Ka1tan2（45-」）0.31Ka2tan2（45-」）0.33

墙顶处主动土压力：

Pa1

qKa19.3kPa

分层处以上主动土压力

Pa2

（q1h1）K

24.65kPa

分层处以下主动土压力

Pa2

（q1h1）K

26.24kPa

地下水位处：

Pa3（

（q

1h1

2h2）Ka2

32.59kPa

墙底处主动土压力：

Pa4

（q

1h12h2

h2）Ka238.69kPa

总主动土压力：

Pa1

h2Pa2~h2

（Pa3

Pa2）151.62kN/m

水压力：

Ewwh

20kN/m

总侧压力：

EEa

171.62kN/m

第八章土坡的稳定性分析

一、填空题

1、斜坡角度、内摩擦角

2、稳定力矩、滑动力矩

3、坡脚圆、坡面圆、中点圆

二、选择题

1、B,2、A,3、A,4、BD

三、简答题（略）

第九章地基承载力

一、填空题

1整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏。

2载荷试验法、理论计算法、规范法

33m、0.5m

40.033

52m、3m

、简答题（略）

、计算题

1解：

0o查表得：

Nr0,Nq1.00,Nc5.71

Pu0.4bNrqNq1.2cNc

0.41830182.511.2305.71

045.0205.6250.6kPa

2解：

按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）确定地基容许承载力：

fa=fao+ki1b2k22h3

已知基底下持力层为中密粉砂（水下），土的重度,应考虑浮力作用，故!

satw10kN/m。

由表9-11查得粉砂的容许承载力fa0110kPa。

由表9-16查得宽度及深度修正系数是：

k,1.0、

k22.0。

基底以上土的重度218kN/m。

由公式（9.38）可得粉砂经过修正提高的容许承载力fa为:

fa110110（53）218（43）

基底压力:

8000

510

160（kPa）

3解：

查表9-2，做内插，N（14）0.78,Nq

fa故该地基强度满足。

4.12,Nc6.68

Per

Nqmd

Nee4.121826.6815

248.52kPa

P14Nr（14）BNqmdNeC

PueNe查表9-3做内插，Ne

1102036166（kPa）

0.7819.834.121826.6815294.85kPa

20.79

Pu1520.79311.85kPa

第十章土在动荷载作用下的力学性质

、简答题（略）

、计算题

1315171921232527

1解：

根据表10-9的数据，绘制击实曲线，见下图所示

图10.16击实曲线

由图可知w°p18.4%，dmax16.6kN/m3

n111型38.500

dsws27

38.500

138.500

0.63

2.解：

opdmax

nwg

0.18416.6

0.38510

1OOoo

79.3°o

NcrN。

[In（0.6dr1.5）0.认]3一c

70.8[ln（0.681.5）0.13]33

NNcr不发生液化。

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