土质学与土力学课后习题答案.docx

1、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Gs3、1、2、Gs(1n)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、Vv Vv VsVs Vs匹Gs(1msVvVVs sVmwGs msWVVsV四、计算题1、丄566 45823 35.6%82.3r=156.6 45 10.0 18.60kN/m3Gs6082.3 10.0602.73313.72kN/mGs 12.73 (1 0.

2、356)0.991.860.99Sr1 eGs1 0.990.356*2.730.497sateGs0.992.73 0.99w0.982310 18.69kN /m1 0.9918.69 10.0 8.69kN/m3土样 号(kN/m3)G（%d3(kN/m)ens( %体积（cm）土的重力（N）湿干118.962.7234.014.170.920.48100.0一一一217.32.749.115.840.730.4234.2一一一319.02.7431.014.50.890.4795.710.00.190.145satw2、土样号LPI PI L土的名称土的状态13117141.29低液限

3、黏土流塑3、23819190.84低液限黏土软塑33920190.79低液限黏土可塑43318151.13低液限黏土流塑4、e W i 268 (1 0.105)1 0.6921.75Dremax e鸣上要坯0.5180.941 0.460 0.481土样号L( %P( %土的定名13520低液限黏土2125低液限粉土36542高液限粉土47530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;

4、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,3 B, 4、ABC, 5、C三、简答题（略）四、计算题仁（1）k20Ft h23.2 10 4 3600 2.854.17 10 6l2.859.7 10 7(m/s)(2)k10 kt 亠 9.7 10 7 0.773 7.5 10 7(m/s)10粉质粘土0.2 32、( 1)Gd WI 10 5(kN /m )0.4方向向上(2)设 V 1,ms 2.6g,Vv 0.8sath0.43、gdGd4、（ 1）2.6 0.810 18.9(kN/m3)18.9 1038.9(kN /m )10.89I

5、 crwIsat10I cr 0.89h 0.36m.5 ( 3.0) 10(kN/m3)3 0.517.9 107.9(kN /m3)将会产生流沙现象。由 k1I1 k2I2 和1.则按比例，土样一的水头损失为 1时，土样二的水头3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。10 3wk 10 4（kN/m3）25（2）Gd1sat w 20 10 10(kN /m3)Gd1。不会产生流沙现象。（3）减少5、Nd 12H 8.0 1.2 6.8mh 朋 0.57m1

6、20.57i1.82.65 0.920.32 Gd 0.32 1033.2(kN /m )sat1.92310 18.6(kN /m )3sat w 18.6 10 8.6(kN /m )Gd渗流是稳定的。第4早一、选择题土中应力计算1、C, 2、A 3、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:sat3w 19.0 10 9.0(kN / m )。第二层黏土的IlP 1.08 1,故认为黏土层受到水的浮力作用3sat w 18.0 10 8.0(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：ez1h0KpaB点：ez1017.51 17.5 Kp

7、aC点：ez11h217.59.0 2 35.5kPaD点：ez101h22h335.5 8 3 59.5kPa应力分布图略。M2500b2、解e 一0.51.2呈梯形分布N50006maxNM50002500pmin“ 22 (71.43Flb7 1C)10 77 66基础底面的压力为（71.4330.61) kpa3、解:方法一:应力系数 si计算结果30.61)kpa编号荷载分布面积z m - bx n bsi1age100.1592abde1.520.060故得G点下深度3m处的竖向应力zz p( s1 s2) 150 (0.156 0.060) 32.4kPa方法二：应力系数si计算

8、结果编号何载分布面积z m bx n -bsi1age100.1592aed1.52.50.0413abd1.5-1.50.020故得G点下深度3m处的竖向应力 zz p（ s1 s2 s3） 150 （0.159 0.041 0.020） 33kpa4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

9、结果编号荷载作用面积n !bm务ai1(aeOh)130.0452(ebfO)430.0933(Ofeg)21.50.1564(hOgd)230.073（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。100 331）三角形分布荷载（AFD），其最大值为q 可 33.3kpa，作用在矩形面积（aeO

10、h）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n ?bm %ti1(aeOh)130.0212(ebfO)430.0453(Ofcg)21.50.0694(hOgd)0.51.50.0322）三角形分布荷载（CFE，其最大值为（p q），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z3 z3(Ofcg)z3(hOgd) (p q)( t3 t4 )的应力之和。即100（100 ）

11、（0.069 0.032） 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z z1 z2 z3 12.2 2.2 6.7 16.7kpa5、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h i，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)i h / kPakPa01.018.718.718.710.218.73.7422.421.88.916.0238.538.08.467.2105.7(2)附加应力计算N 1120基地压力 p 70kpaF

12、 2 8基地处的附加应力 p0 p D 70 18.7 1 51.3 kpa由式z 0P0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Zmz m -bl n - b0z 0P/kpa00041.00051.310.20.140.98950.722.01.040.54027.7310.05.040.0673.4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、A 2、A 3、 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e2e0H (1H。eo)0.671e1 仓 0.720 0.6711 2P2

13、 P1200 1000.4910 3kpa 1 0.49Mpa 1压缩模量Es(1 2)因12土样1压缩系数压缩模量因12土样20.7203.51Mpa0.49MpaEs(1 2)e21 2 0.490.5Mpa 1,所以该土属于中压缩性P2 P11 e10.34Mpa 1压缩系数压缩模量Es(1 2)0.770 0.7360.34200 100310 3kpa1 11 0.34Mpa 11 0.775.21Mpa0.340.5Mpa 1,所以该土属于中压缩性e2P2 pi1 ei0.89 O.803 0.87 10 3kpa 1 0.87Mpa 1200 1001 21因为 1 2 0.87

14、Mpa土样的压缩曲线如图所示：1 0.892.17Mpa0.870.5Mpa 1,所以该土属于高压缩性 土第二层上附加应力：根据l21 士 42 所以0.0840b2b 2z1 4p40.084 300100.8kPa第二层下附加应力：根据l1七73.5所以0.0344bb 2z2 4 p 4 0.0344 300 41.3kPa自重应力平均值 105 158.7 131.85kpa2附加应力平均值 100.8_413 71.1kPa2 71 1该层的最终沉降量：s上上1 3 0.065m 6.5cmEs 33004 （略）5解：（1）前期固结压力将表中e p值换算成e lg p后，以lg p

15、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pc 230kpa （参考） （2 ）压缩指数cc剪切破坏面与最大剪应力面的夹角为:45-542半年后的沉降为：St sUt 25 0.6 15cm(2)黏土层达到60%固结度所需时间28 TvUt 1 弓e 4 0.600 得Tv 0.2862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:o3 tan (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

16、择题1、B 2、A 3、B 4、A 5、C 6、C 7、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，Ka tan2（45 - ） 0.49 . Ka 0.72墙顶处主动土压力： 2c ka 2 10 0.7 14kPa墙底处主动土压力： Pa hKa 2cKa 32.55kPa临界深度：Z2C2101.5m190.7总主动土压力：Ea-Pa2(hZ0)56.96kN/m作用点处于距墙底面l(hz。)1.17m处32 解：根据 20 20 250 15查表得ka 0.862土压力强度沿墙高成三角形分布，墙底处z zka 20 4 0.862 69.0k

17、Pa12 1 2由 Ea H ka 20 4 0.862 137.9kN /m22H 4土压力作用点在离墙底 1.33m作用指向墙背。31-Pa (h Z0) 81.1kN/m23墙顶处主动土压力：PaqKa2c K 30 0.49 2 15 0.7墙底处主动土压力：Pa(qh)Ka 2cKa 37.8kPa临界深度：z02C215 q0.71m180.73 解：由题意知，Ka tan2(45 - ) 0.49 Ka 0.72总主动土压力:Ea6.3kPa1作用点处于距墙底面 丄（h Z0） 1.43m处34解：由题意知，Ka1 tan2 (45 -才)0.41 , Ka1 0.64Ka2 t

18、an2(45 -亍)0.49 . Ka2 0.7墙顶处主动土压力：Pa10kPa分层处以上主动土压力Pa21h1Ka1 15.58kPa分层处以下主动土压力Pa210Ka2 2c Ka2 4.62kPa墙底处主动土压力：Pa3(102h2)Ka2 2c2 . Ka2 39.9kPa一 1 1总主动土压力：Ea h1 Pa1 h2Pa2 h2(Pa3 Pa2) 104.62kN/m222415.58 4 4.62 4 2 70.56 -33作用点处于距墙底面 h 1.95m处104.625 解：由题意知，Ka1 tan2 (45 -)0.31 Ka2 tan2 (45 -)0.332 2墙顶处主

19、动土压力：Pa1qKa1 9.3kPa分层处以上主动土压力:Pa2(q 1h1)Ka124.65kPa分层处以下主动土压力:Pa2(q 1h1)Ka226.24kPa地下水位处：Pa3 （(q1h12 h2 )Ka232.59kPa墙底处主动土压力：Pa4(q1 h1 2h212h2)Ka2 38.69kPa总主动土压力：EaPa1h2Pa2 h22(Pa3Pa2) 151.62kN /m水压力：Ew wh10220kN / m总侧压力：E EaEw171.62kN /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

20、1、B,2、A, 3、A, 4、B D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、0.5m40.03352m、3m、简答题（略）、计算题1 解： 0o 查表得：Nr 0,Nq 1.00,Nc 5.71Pu 0.4 bNr qNq 1.2cNc0.4 18 3 0 18 2.5 1 1.2 30 5.710 45.0 205.6 250.6kPa2解：按公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007）确定地基容许承载力：fa = fao +ki 1 b 2 k2 2 h 33已知基底下持力层为中密粉砂（水

21、下），土的重度,应考虑浮力作用，故 ! sat w 10kN/m。由表9-11查得粉砂的容许承载力 fa0 110kPa。由表9-16查得宽度及深度修正系数是： k, 1.0、3k2 2.0。基底以上土的重度 2 18kN/m 。由公式（9.38）可得粉砂经过修正提高的容许承载力 fa为:fa 110 1 10 (5 3) 2 18 (4 3)基底压力:80005 10160(kPa)3 解：查表 9-2，做内插，N（14） 0.78, Nqfa故该地基强度满足。 a4.12, Nc 6.68PerNq mdNee 4.12 18 2 6.68 15248.52kPaP1 4 N r (1 4

22、) B N q md N eCPu eNe查表9-3做内插，Ne110 20 36 166( kPa)0.78 19.8 3 4.12 18 2 6.68 15 294.85kPa20.79Pu 15 20.79 311.85kPa第十章 土在动荷载作用下的力学性质、简答题（略）、计算题1513 15 17 19 21 23 25 277 61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 wp 18.4%， dmax 16.6kN /m3dssg wn 1 1 1 型 38.500d s w s 2738.5 001 38.5 000.63Sr2.解：op d maxop d maxn wg0.184 16.60.385 101OOoo79.3oNcr N。In(0.6dr 1.5) 0.认3一c7 0.8ln(0.6 8 1.5) 0.1 3 33=9N Ncr不发生液化。