吉林建筑大学土力学课后答案精解.docx

1、吉林建筑大学土力学课后答案精解吉林建筑大学土力学复习资料第一章 作业相关说明：（1）公式证明时不允许用推导公式！（2）作业必须抄题，有附图的应将图画上，同时，不允许徒手画图。（3）解题有必要的步骤，解题过程中公式一定要写全，推导公式无需证明，可以直接使用！附加 1-1证明下列换算公式：（ 1） ddsw ；（ 2）Sr e ws ；（ 3） Srw s (1 n)1e1 ew n附加 1-2某干砂试样1.66 g/ cm3， ds 2.69，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增至 40时，此砂在雨中的含水量 w 为多少？附加 1-3将土以不同含水量配制成试样， 用标准的夯击能将土样击实， 测得其

2、密度，得数据如下表：w （）3）17.215.212.210.08.87.4（ g/ cm2.062.102.162.132.031.89已知土粒比重 d s2.65，试求最优含水量。d 曲线时，必须采用方格纸）wop （要求：绘制 w 1-2某地基土层，用体积为 72cm3 的环刀取样，测得环刀加湿土重 170g，环刀重 40g，烘干后土重 122g，土粒相对密度为2.70，问该土样的 、 e、 、 d 、 sat 和各为多少？并比较各种重度的大小。wsr1-3一土样重 200g，已知含水率为16%，若要制备含水率为20%的土样，需加多少水？加水后土样重量为多少？1-4某土样孔隙体积等于土颗

3、粒体积，试求孔隙比e；若土粒相对密度 d s 2.66 ，试求干密度 d ；若孔隙被水充满，试求密度与含水率 w 。1-5已知某土样土粒相对密度为2.72，孔隙比为0.95，饱和度为 0.37。若孔隙比保持不变，将土样的饱和度提高到0.9，试求每 1m3 土应加多少水？1-6从甲、乙两地粘性土中各取出土样进行稠度试验。两土样液限、塑性都相同，wL40% ， wP 25% 。但甲地土的天然含水量 w45% ，而乙地的 w 20% 。问两地的液性指数 I L 各为多少？处于何种状态？按I P 分类时，该土的名称是什么？试说明哪一地区的土较适宜于用作天然地基？1-7 某砂土土样的密度为 1.77g/

4、cm3，含水率为9.8%，土粒相对密度为 2.67，测得最小孔隙比为 0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比 e和相对密度 D r ，并确定该砂土的密实度。1-8用来修建土堤的土料，天然密度=1.92g/cm3，含水率 w20% ，土粒相对密度d s2.7 。现要修建一压实干密度d =1.70g/cm3，体积为 80000m3 的土堤，求修建土堤所须开挖的土料的体积。第一章作业答案 附加 1-1 ：（ 1）证明： 设 VS1eVVVV ,VVVVS 1 eVSmssVsds wVsdsdVVV1 ew（ 2）证明： 设 VS1eVVVV ,V VVVS1eVSG mg (mwms )g

5、 ( wVwsVs ) gSr Vv wsVsSr e wsVVVVV1e（ 3）证明： 设 V1, VvnVvn,Vs1nVmwVwmwmsw sVsw s gVsw s (1 n) SrwVvwVvwVvw gVvw nVvsVs 附加 1-2：解： 已知1.66 g/cm3, ds 2.69，（ 1）干砂 w 0 ed SW (1)2.69 1(10)0.6211.661（ 2）置于雨中体积不变， e 不变 Srd S0.4w0.40.629.2%e2.69 附加 1-3：解题要点： 利用公式d1w求解各含水量所对应的干密度，绘图求得wop 101-2 ：解： V=72cm 3， m=1

6、70 40=130g， mS=122g ，mW =130 122=8gmW86.6%mS122ed SW (1)2.71(10.066)10.61130 / 72SrdS0.0662.729.7%e0.6Gmg130103VV7218.0kN/msatd S eW2.70.61020.6 kN/m31e1.620.610 10.63satWkN/md S2.716.9 kN/m3d1W10e1.6satd1-3 ：解： 已知： m1=200g ，116%， 220% ，则：1mw1mw116%msm1mw1将 m1=200g 带入得： mw1 =27.6g ， mw =6.9gmw1mwmw1

7、mw220%msm1mw1加水后土样重量为：m2=m1+ mw =200+6.9=206.9g：解： 由题意可知：vs，则：（ 1）eVv1；（ ）ds2.661 1.33g / cm3Vs1-4V=V2d1ew1 1（ 3）如孔隙被水充满，则：Sd s100%S e1 1eds37.6%2.66由 d11.33d (1)1.33(137.6%)1.83g / cm31-5 ：解： 已知： ds=2.72， e1=e2=0.95 ， S 10.37， S 20.9，V=1m3，由：Sd sS 1e10.370.9512.92% ，S 2 e20.9 0.95e1d s2.722d s31.43

8、%2.72dmsmsdsw2.7210 31.3910 3 kg 1.39tV1e10.95由：mw，知：mwms (21 )1.39(31.43%12.92%)0.257tmsp1-6 ：解：（1）甲地土： I LL p45251.33 ；乙地土： I Lp4025Lp20250.334025查课本 20 页表 1-4 得：甲地土处于流塑状态，乙地土处于坚硬状态。（ 2）由于甲乙地土样的液限和塑限相同，故： I pLp4025 15 ，查课本 28 页表 1-12 得：甲乙土的名称均为粉质粘土。（ 3）由于乙地土比甲地土的液性指数大，即：乙地土强度要比甲地大，故乙地土更适合做天然地基。1-7

9、 ：解： 已知1.77g/cm3 ， w 9.8， ds 2.67， emin0.461， emax0.943 edSW (1)2.67 1(1 0.098)0.65611.771Dremax e0.9430.6560.6（ 0.33， 0.67）emaxemin0.9430.461该砂土处于中密状态。1-8 ：解： 已知=1.92g/cm 3，20% ， ds=2.7， d 2 1.7g / cm31.7t / m3 ， V 2=80000m 3，且填料前后土粒的质量保持不变。则：天然土料干密度d11.921.6t / m31120%ms由 d 2 ms d 2V2 1.7 80000 13

10、6000tV2ms13600085000m3修建土堤所须开挖的土料的体积 V1.6d 1第二、三章 作业相关说明：（1）公式证明时不允许用推导公式！（2）作业必须抄题，有附图的应将图画上，同时，不允许徒手画图。（3）解题有必要的步骤，解题过程中公式一定要写全，推导公式无需证明，可以直接使用！2-1某试样长 30 ，其横截面积为 103 2，作用于试样两端的固定水头差为 90，此时通过试样流出的水量为 120 3/min ，问该试样的渗透系数是多少 ?2-5某土坝底宽为 160m，坝上游正常蓄水位为40m，已知坝体为相对不透水体， 坝基为粉砂土地， 其土粒比重为 2.69，土体孔隙比为 0.90

11、，若安全系数取 K=2.5，问 该坝基是否发生渗透破坏？3-2某建筑场地的地质剖面如图 1 所示，中砂层以下为坚硬的整体岩石，试计算土中自重应力，并绘制自重应力曲线。m30杂填土 1=17 kN/m.12m83.粉质黏土 2=19 kN/m32淤泥质黏土 33=18.2 kN/mm2.ds=2.74w=41%43中砂 4=19.6 kN/m3m0Sr=100%.42图 1 习题 3-2附图3-3 某柱基础，作用在设计地面处的柱荷载、基础尺寸、埋深及地基条件如图2 所示，试计算基底平均压力和基底边缘最大基底压力。3-4 试用最简方法计算如图 3 所示荷载下， m 点下深度 z=2.0m 处的附加

12、应力。图 2 习题 3-3 附图 图 3 习题 3-4附图3-5 某方形基础底面宽 b=2m，埋深 d=1m，深度范围内土的重度 =18.0kN/m3，作用在基础上的竖向荷载 F=600kN，力矩 M=100kNm，试计算基底最大压力边角下深度 z=2m 处的附加应力。3-6某基础平面图形呈 T 形截面，如图 4 所示，作用在基底的附加压力 p0 =150kN/m2，试求 A 点下深度 z=10m 处的附加应力。3-7均布荷载 =100kPa，荷载面积为 2m1m，如图 5 所示，试求荷载面积上角点 A、p0边点 E、中心点 O，以及荷载面积以外 F、G 各点下深度 z=1m 处的竖向附加应力

13、。3-8 有一路堤如图 6 所示，已知填土重度 =20kN/m3，试求路堤中线下 o 点（z=0m）及 M 点（ z=10m）的竖向附加应力 z 值。GF图 4 习题 3-6附图 图5 习题 3-7附图 图6 习题 3-8附图附加 1 某条形基础如图 7 所示，作用在基础上的荷载为 250kN/m，基础深度范围内土的 17.5kN/m3，试计算 03、47、及 55 剖面各点的竖向附加应力，并绘制曲线。m1m2m2m2图7 附加1图第二、三章作业答案2-1 ：解： 由达西定律可知： kql12030A h 1030.388cm / min902-5 ：解： 根据题意可知：h40m， lh401

14、60m ，则坝基处的水力梯度为： i0.25l160d s12.69 1临界水力梯度：i c0.8891e1 0.9wi0.25 i i c0.889K2.50.3556 ，安全。3-2 ：解：cz11h1172 34kPacz21h12 h234 193.8 106.2kPacz31h12h23 h3106.2 8.2 4.2 140.6kPacz41h12h23 h34h4140.6 9.6 2159.8kPa由于中砂层以下为基岩，所以计算 cz4 时应附加上静水压力，按照上覆土层水土总重计算，即：cz41h12 h23h34h4w (h3h4 ) 159.8 10（ 4.2 2） 221

15、.8kPa自重应力分布见右图。3-3 ：解： 基础及其台阶上覆土的总重G 为GG Ad20 3.0 3.52.3 483kN基底平均压力为：pFG1050483146kPaA33.5基地最大压力为M105672.3259.1kNmpmaxFGM146259.1AW33.52188.3kPa/ 63-4 ：解：（a）将荷载作用面积进行编号如图所示，由于荷载沿轴线fo 对称，所以，z2z( afme)z(emhd )z(emol )z (emni ) ，图形 afme 和 emni 完全相同，所以z (afme) 和z(emni ) 互相抵消，所以，z 2z( emhd )z(emol ) 图形

16、emhd： m=z/b=2/1=2 ， n=l/b=2/1=2 ，查表得a 1 0.12图形 emol： m=z/b=2/2=1 ， n=l/b=5/2=2.5 ，查表得a 2 0.2015z2 z( emhd )z( emol ) 2(a1 a 2 ) p0 2（ 0.12 0.2015） 200128.6kPa（ b）将荷载作用面积进行编号如图所示。将梯形荷载EADF 分解为：均布荷载BACD （ p0 300kPa）三角形分布荷载 OFC（ p0 100kPa）三角形分布荷载BEO（ p0 100kPa），O 点是三角形分布荷载OFC、 BEO压力为零的角点，它们在m 点下所产生的附加应

17、力是等效的，因此，三角形分布荷载OFC、BEO 互相抵消，只需考虑均布荷载BACD 。 m 点为荷载作用面积abcd 的中心点，所以z4z (aemh )图形 aemh： m=z/b=2/1.5=1.33 ， n=l/b=3/1.5=2 ，查表得a0.1820.1820.1640.130.17030.2 z 4 z( aemh) 4 a p0 =40.1703 300 204.36kPa3-5 ：解： Mpmaxminp0 max0 min均布荷载（Ne (F G) eeM100100l2FG 600202210.147 m60.33 m6806N (16e)680 (160.147 )244.97kPalbl22295.03pmaxd244.9