土力学第一章答案.docx

1、土力学第一章答案土力学第一章答案【篇一：土力学(第三版)中国建筑工业出版社 课后题答案(全)】 2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，经105烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒比重为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。 m72.49?32.54 解：?1.84g/cm3 v21.7 ? mw72.49?61.28 ?39% ms61.28?32.54 ?d? e? ms61.28?32.54 ?1.32g/cm3 v21.7 vv11.21?1.0

2、69 vs10.49 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。 解：（1）?sat? ms?vv?w v mw1? 设ms?1 ?v? ms?ms1 ? ds?wds?w ?1?1?w?1?w?d?d?1?w s?s ? 1?1? ?m?ms?mw ? ?ds? msvs?w ?vs? ?有?sat ?1?1 1?ds?w? 1? ? ? ?ds?1?1.85?2.71?1?w?1?1.87g/cm31?ds1?0.34?2.71 ?v?vv?wms?vs?wms?vs?w?vv?w?

3、vv?w ?sat?s （2） vvv ?sat?w?1.87?1?0.87g/cm3 ? （3）?g?0.87?10?8.7kn/cm3 或 ?sat?sat?g?1.87?10?18.7kn/cm3?sat?w?18.7?10?8.7kn/cm 3 12-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相对密度为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比e和相对密实度dr，并评定该砂土的密实度。 解：（1）设vs?1 ? mms?mw?ms?ms?1?ds?w ? v1?e1?e1?e 整理上式得 e? ?1?ds?w ? ?1? ?1?0

4、.098?2.67?1?1?0.656 1.77 （2）dr? emax?e0.943?0.656 ?0.595（中密） emax?emin0.943?0.461 2-5、某一完全饱和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、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。 解：e? vv?w?dsvs?w ?ds?0.30?2.73?0.819 vs?wvs?w ?d? msds?w2.73?1 ?1.50g/cm3 v1?e1?0.819 ms?vv?wds?w?ds?w?1?ds?w?1?0.3?2.73?1

5、 ?1.95g/cm3 v1?e1?e1?0.819 ?sat? ip?l?p?33?17?16 查表，定名为粉质粘土 il? ?p ip ? 30?17 ?0.81查表，确定为软塑状态 16 第三章 3-8、某渗透试验装置如图3-23所示。砂的渗透系数 k1?2?10?1cm/s；砂的渗透系数k2?1?10?1cm/s，砂样 断面积a=200cm2，试问： （1）若在砂与砂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）砂与砂界面处的单位渗水量q多大？ 解：（1）k1 60?h2h a?k22a 整理得 l1l2 k1(60?h2)?k2h2 260k160?2?10?1

6、 h2?40cm k1?k22?10?1?1?10?1 所以，测压管中水面将升至右端水面以上：60-40=20cm （2）q2?k2i2a?k2? ?h240 ?a?1?10?1?200?20cm3/s l240 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。 ql71.6?20 解：k?6.5?10?2cm/s a?h?t?7.52?8.3?60 4 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

7、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。 ? 解：k? hal145ln1?ln?1.4?10?5cm/s a(t2?t1)h230?445100 ?0.42?4 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k?3?10?4mm/s，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。 解：（1）ua?0?w?0kpa ub?9.0?w?88.2kpa 9?1? uc?18?4?w?137.2kpa 8? ud?1

8、.0?w?9.8kpa ue?0?w?0kpa （2）q?k?i?a?3?10?7? 第四章 8 ?18?9?12?10?7m3/s 9?2 4-8、某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m，?17kn/m3；第二层粉质黏土厚4m，?19kn/m3，gs?2.73，?31%，地下水位在地面下2m深 3处；第三层淤泥质黏土厚8m，?18.2kn/m3，gs?2.74，?41%；第四层粉土厚3m，?19.5kn/m3，gs?2.72，?27%；第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力?c，并绘出?c沿深度分布图。 解：（1）求? ? ws?vs?w?ws?vs?w?gs?w?w?w

9、?gs?1?gs?1? 由上式得：?2?9.19kn/m3，?3?9.71kn/m3， ?8.20kn/m3，?4 （2）求自重应力分布 ?c1?1h1?1.5?17?25.5kpa ?c水?1h1?2h?25.5?19?0.5?35.0kpa ?4?h?35.0?9.19?3.5?67.17kpa ?c2?c水?2 ?c3?c2?3h3?67.17?8.20?8?132.77kpa ?c4?c3?4h4?132.77?9.71?3?161.90kpa ?4不透水层?c4?w?3.5?8.0?3.0?306.9kpa 1.31?680 ?0.891m 680?4?2?2?20f?g?6e? ?

10、1? a?l? （2）pmax? min ?6e?6?0.891? 因为?1?1?1?1.337? 出现拉应力 l4? 故需改用公式pmax?2?f?g?2?680?4?2?20?301kpa l4?3b?e?3?2?0.891?2?2? 4 （3）平均基底压力 f?g1000 （理论上） ?125kpa a8 pmax301f?g10001000?150.3kpa?150.5kpa（实际上） 或 l3?1.09?222a?3?e?b?2? 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

11、地基附加应力?z值。 解：（1）基底压力p?（ 2 ） 基 底 f?g ?1300?4?2.4?1.2?20?149kpa a 附加压力 p0?p?md?149?18?1?131kpa （3）附加应力 m1点分成大小相等的两块 l?2.4m,b?2m,z3.6?1.8b2 l ?1.2b 查表得?c?0.108 则?z?m1?2?0.108?131?28.31kpa m2点 作延长线后分成2大块、2小块 l?6m,b?2m, l ?3b 大块 z3.6 ?1.8b2 查表得?c?0.143 l?3.6m,b?2m, l ?1.8b查表 小块 z3.6 ?1.8b2 得?c?0.129 则?z?

12、m2?2?cm2p0?2(?c大?c小）p0?2?0.143?0.129?131?3.7kpa 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 5【篇二：土力学课后习题答案】： (1) a试样 d10?0.083mmd30?0.317mm d60?0.928mm d600.928(d30)20.3172 cu?11.18 cc?1.61 d100.083d10d600.083?0.928 (1) b试样 d10?0.0015mmd30?0.003mmd60?0.0066mm d600.0066(d30)20.0032 cu?4.4cc?0.91 d100.0015

13、d10d600.0015?0.0066 1-2 解： 已知：m =15.3g 饱和 ? w r m s =10.6g g s =2.70 s=1 又知：m?m?m? 15.3-10.6=4.7g s (1) 含水量 ?w= m s 4.7 =0.443=44.3% 10.6 (2) 孔隙比 e? ?s s ? r 0.443?2.7 ?1.20 1.0 (3) 孔隙率 ? e1.2?0.545?54.5% 1?e1?1.2 (4) 饱和密度及其重度 gs?e2.7?1.2 ?w?1.77g/cm3 1?e1?1.2 ?sat?sat?g?1.77?10?17.7kn/m3 ?sat? (5)

14、浮密度及其重度 ?sat?w?1.77?1.0?0.77g/cm3 ?g?0.77?10?7.7kn/m3(6) 干密度及其重度 ?d? gs?w2.7?1.0 ?1.23g/cm3 1?e1?1.2?d?d?g?1.23?10?12.3kn/m3 1-3 解： ?d? ?1.60 ?1.51g/cm3 1?1?0.06?g?2.70?1.0e?s?1?sw?1?1?0.79 ?d?d1.51e0.79?sat?29.3% gs2.70m?v1.60?100ms?150.9g 1?1?1?0.06 ?mw?ms?(29.3%?6%)?150.9?35.2g ? ?1-4 解： ? ?w m s

15、 m?m?m w s ?s s m1000 ?940g 1?1?0.06 ?0.16 ?mw?ms?0.16?940?150g ?ms? 1-5 解： 1.77 ?1.61g/cm3 1?w1?0.098?g?2.7?1.0 ? e0?s?1?sw?1?1?0.68 ?d?d1.61e0.68 (2) ?sat?0?25.2% gs2.7e?e0.94?0.68 (3) dr?max0?0.54 emax?emin0.94?0.46 1/3?dr?2/3 (1) ?d? ? ? ? 该砂土层处于中密状态。 1-6 解： gs?g e?s 1?esr0.15?2.750.06?2.68 ?0.8

16、25 eb?0.536?ea? 0.50.32.752.68 ?1.50g/cm3?db?1.74g/cm3 ?da? 1?0.8251?0.536 ?d(1?) 1. ?d? ?a?da(1?a)?1.50?(1?0.15)?1.74g/cm3?b?db(1?b)?1.74?(1?0.06)?1.84g/cm3?a?b ?上述叙述是错误的。 2.752.68 ?1.50g/cm3 ?db?1.74g/cm3 1?0.8251?0.536 ?da?db 2. ?da? ? 上述叙述是错误的。 0.15?2.750.06?2.68 ?0.825 eb?0.536 0.50.3 ea?eb 3.

17、ea? ? 上述叙述是正确的。 1-7 证明： msmsms/vs?g?s?sw vvs?vv1?vv/vs1?e1?e n e? 1?ng?1 ? sw?gs?w()?gs?w(1?n) 1?e1?1?n (1) ?d? (2) vsvvvsgs?w?wsregs?sremm?mwvs ?s?w vvs?vv1?vv/vs1?e1?e1?e (3) ms ?w ms?vs?wms?vs?wvs?wgs?w?wgs?1?s?w vvvs?vv1?e1?e1?e1?vvs 1-8 解： (1) 对a土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075的粗粒含量大于 50%，所以a土属于粗粒土；

18、粒径大于2的砾粒含量小于50%，所以a土属于砂类， 但小于0.075的细粒含量为27%，在15%50%之间，因而a土属于细粒土质砂； 由于a土的液限为16.0%，塑性指数ip?16?13?3，在17 塑性图上落在ml区，故a土最后定名为粉土质砂(sm)。 (2) 对b土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075的粗粒含量大于 50%，所以b土属于粗粒土； 粒径大于2的砾粒含量小于50%，所以b土属于砂类，但 小于0.075的细粒含量为28%，在15%50%之间，因而b土属于细粒土质砂； 由于b土的液限为24.0%，塑性指数ip?24?14?10，在17 塑性图上落在ml区，故b土最后定

19、名为粉土质砂(sc)。 (3) 对c土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075的粗粒含量大于 50%，所以c土属于粗粒土； 粒径大于2的砾粒含量大于50%，所以c土属于砾类土； 细粒含量为2%，少于5%，该土属砾； 从图中曲线查得d10，d30和d60分别为0.2，0.45和5.6 因此，土的不均匀系数 cu? d605.6 ?28 d100.2 (d30)20.452 土的曲率系数cc?0.18 d10d600.2?5.6 由于cu?5,cc?13，所以c土属于级配不良砾(gp)。 1-9 解：(1) ms1?ms2 即 ?d1v1?d2v2 ?1 v1?d2v2 1?1 ?v(1

20、?1)1.6?52?0?(112%) ? v1?d22?21.7万方4 ?11.7 (2) ms?dv?1.65?3000?4950t ?mw?ms(?op?)?4950?(19%?12%)?346.5t (3) e? ?sg?2.72?1.0?1?sw?1?1?0.648 ?d?d1.65?gs20.0%?95%?2.72 e? 0.648 ?79.8% sr? 2-1如图所示为某地基剖面图，各土层的重度及地下水位如图，求土的自重应力和静孔隙水应力。 3 3 3 3 3 解：各层面点自重应力计算如下： o点：?cz?0kpa a点：?cz?1h1?18.5?2?37.0kpa b点：?cz?

21、1h1?2h2?18.5?2?18?1?55.0kpa ?h3?18.5?2?18?1?10?1?65.0kpa c点：?cz?1h1?2h2?3 ?h3?4?h4?18.5?2?18?1?10?1?9?3?92.0kpa d点：?cz?1h1?2h2?3 e点： ?h3?4?h4?5?h5?18.5?2?18?1?10?1?9?3?9.5?2?cz?1h1?2h2?3 ?111.0kpa 各层面点的静孔隙水应力如下：【篇三：土力学课后习题答案(清华大学出版社)】p 已知：v=72cm3 m=129.1g ms=121.5g gs=2.70 则： w?m?ms129.1?121.5?6.3%m

22、s121.5 m129.1g?*10?17.9kn/m3 v72 m121.5vs?s?45cm3?s2.7?g? vv?v?vs?72?45?27cm3 ?sat?satg?msat?v?ms1.0*27?121.5g?wvg?*10?20.6kn/m3 vv72 ?sat?w?20.6?10?10.6kn/m3 ms121.5g?*10?16.9kn/m3 v72 则?sat?d?d? 1-2： 已知：gs=2.72设vs=1cm3 ?s?2.72g/cm3 ms?2.72g ms2.72g?*10?16kn/m3 v1.7 m?v?2.72?0.7*1?g?svwg?*10?20.1kn

23、/m3 v1.7 则?w?20.1?10?10.1kn/m3 ?d?dg?当sr?75%时， mw?wvvsr?1.0*0.7*75%?0.525g w?mw0.525?19.3%ms2.72 mw?ms0.525?2.72g?*10?19.1kn/m3 v1.7?g? 1-3： ms?dv?1.70*103*8*104?13.6*107kg mw?msw?13.6*107*20%?2.72*107kg v挖?ms?mw ?13.6*107?2.72*107?85000m3 31.92*10 1-4： 甲： ip?wl?wp?40?25?15 设vs?1则 ms?s*vs?2.7g mw?2.

24、7*30%?0.81g 又因为 sr?100% ?vv?mw?0.81?w ?ms?mw2.7?0.81?1.94g/cm3 vs?vw1?0.81 ms2.7?1.48g/cm3 vs?vw1.81 ?g?19.4kn/m3?d?d?dg?14.8kn/m3 e?vv?0.81vs 乙： ip?wl?wp?8 设vs?1则ms?svs?2.68g mw?msw?2.68*22%?0.4796g 则vv?0.4796cm3 ms?mw2.68?0.4796?2.14g/cm3 vs?vv1?0.4796 ms2.68?1.84g/cm3 vs?vw1.4796?g?2.14*10?21.4kn

25、/m3?d? ?d?dg?1.84*10?18.4kn/m3 e?vv?0.4796vs ?甲?乙 ?d甲?d乙e甲?e乙 ip甲?ip乙则（1）、（4）正确 1-5： g?d?sw 则 1?e e?gs?w ?d?1?2.7*1?1?0.591.70 wgs22%*2.7sr?1?85%e0.59 所以该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒，使其含水率降低。 1-6： dr?(?d?dmin)?dmax (?dmax?dmin)?d 3式中dr=0.7?dmax?1.96g/cm3 ?dmin?1.4g 6c/m 则可得：?d?1.78g/cm3 1-7： 设 s=1， 则vs?sh?h 则压缩后

26、： 则vw?ms?vsgs?2.7h mw?msw?2.7h*28%mw ?w?2.7h*28% vs?vw?2.7h*28%?h?1.95 则 h?1.11cm ?hv?2.0?1.11?0.89cm e?vvhv0.89?0.8 vsh1.11 1-8： 甲：il?w?wp wl?wp w?wp wl?wp?45?25?1.33 流塑状态 40?2520?25?0.33 坚硬（半固态） 40?25乙：il? ip?wl?wp?15 属于粉质粘土（中液限粘质土）乙土较适合作天然地基 1-9： a甲?ip甲p0.002甲 ip乙 p0.002乙?53?36?0.31?0.75属非活性粘土 55

27、70?35?1.3?1.25 属活性粘土 27a乙? 乙土活动性高，可能为伊利石，及少量的高岭石，工程性质乙土的可能较第二章 2-1解： 根据渗流连续原理，流经三种土样的渗透速度v应相等，即va?vb?vc 根据达西定律，得：ra?h?ha?h?rbb?rcc lalblc?ha:?hb:?hc?1:2:4 又?ha?hb?hc?35cm ?ha?5cm,?hb?10cm,?hc?20cm v?ka?ha?1*10?3cm/s la v加水?v*a*t=0.1cm3 2-2解： icr?gs?12.70?1?1.076 1?e1?0.58 ?h20?1*9.8*?6.53n l302-3解：

28、（1）土样单位体积所受的渗透力j?1*rw （2）icr?gs?12.72?1?1.055 1?e1?0.63 ?h20i?0.667 l30 ?i?icr 则土体处于稳定状态，不会发生流土现象 （3）当i?icr时，会发生流土破坏，即h?icr时 l h?l*icr?30*1.055?31.65cm 水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏 2-4解： （1）ha?6m,hc?7.5m,hb?ha?hc?6.75m 2 rw*?h?3.675kn/m3 l ?h?0.625 （2）若要保持水深1m，i?lj?rw*i? 而q?akv?20*10*1.5*10*0.625?1.875*10m/s ?8?63