土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)課后習(xí)題答案

1、1、固體顆粒，水；2、結(jié)合水,6、土中水的質(zhì)量，土粒質(zhì)量；二、選擇題緒論答案：略第1章土的物理性質(zhì)及工程一、填空題自由水；3、最松散，最密實(shí)；4、塑限，液限；5、單粒，蜂窩，絮狀;7、含水率，黏粒含量。1、A, 2、D，三、證明題Gs w1 +e4、C,5、D,6、D,Ys+Vv Vv+VsVjsVVsVs2、 Gs(1- n)rniwmsGsVss VV四、計(jì)算題1、w56,6 45 -82.3 =35.6%82.3r=156.6 45x10.0 =18.60kN/m3 6082.33= x10.0=13.72kN/m 60= 2.73YdGsGs(1+B)Yw ,2.73x(1+0.356

2、)e =y1 =1.86-1 =0.99e 0.99n =0.4971 +e 1+0.99cGs0.356*2.73Sr =eGs +e= 0.9820.99Y _ 2.73+0.99 w _30 =18.69kN /m 1+0.997 tsat,1 +ea =18.6910.0 = 8.69kN/m32、土樣 號(hào)Y(kN/m3)Gs（%）J(kN/m 3)enSr (%)體積(cm3)土的重力（N）濕干118.962.7234.014.170.920.48100.0一一一217.32.749.115.840.730.4234.2一一一319.02.7431.014.50.890.4795.7

3、10.00.190.1453、土樣號(hào)IpIl土的名稱土的狀態(tài)13117141.29低液限黏土流塑23819190.84低液限黏土軟塑33920190.79低液限黏土可塑43318151.13低液限黏土流塑4、e =空空上吐5)_1 =0.6921.75Dr丿941 一 O.692 =0=0.5180.941 -0.4600.481土樣號(hào)叭（%）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、簡(jiǎn)答題（略）第2章黏性土的物理化學(xué)性質(zhì)一、填空題 emax eema emin1、蒙脫石，高嶺土，伊利石；2、硅氧四面體,二、選擇題氫氧化鋁八面體。1

4、、A, 2、A三、簡(jiǎn)答題（略）第3章土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、填空題1、正常毛細(xì)水帶，毛細(xì)網(wǎng)狀水帶，毛細(xì)懸掛水帶;二、選擇題2、毛細(xì)壓力；3、層流；4、常水頭實(shí)驗(yàn)，變水頭試驗(yàn)。1、C, 2、ABCDE,3、三、簡(jiǎn)答題（略）四、計(jì)算題B, 4、ABC, 5、C1、, al ,(1)k20 = Ft ln.2Pt04lnhih23.2x10亠 X 36003.62.85=9.7勺0%/5)n(2)k10 =kt t =9.7勺0 X0.773 =7.5勺0 (m/s)10粉質(zhì)粘土2、( 1) Gd = w I=10x02 =5(kN /m3)0.4方向向上(2)設(shè) Vs = 1, mis = 2.6g,

5、Vv = 0.8Ysat=2.6+0.8c10=18.9(kN / m3)1.8f =18.9-10=8.9(kN/m3)-1 Icr =0.89I cr =如=0.89ih= 0.36m0.43、GdwI =i0 廠 0.；】(o5.00)=i0(kN/m)T = Lt - Yw =17.9 -10 = 7.9(kN / m3)Gd aY 將會(huì)產(chǎn)生流沙現(xiàn)象。4、( 1 )由 k1I1 =k2I2 和=3可得:1=-.則按比例，土樣一的水頭損失為1時(shí)，土樣二的水頭損3失為3.總計(jì)水頭損失40cm，則土樣一水頭損失為 10cm，土樣二的水頭損失為 30cm。則a、b兩點(diǎn)的測(cè)管 水位應(yīng)分別高于 a

6、點(diǎn)與b點(diǎn)分別為35cm和90cm。10(2)Gdi = Ywh =10咒=4(kN/m3)25sat7 =20-10=10(kN/m3)Gd1 1，故認(rèn)為黏土層受到水的浮力作用L-tP丫 =Ysat -w =18.0-10 = 8.0(kN /m3)。編號(hào)荷載分布面積z m h bx n =bJ1agc100.1592abdc1.520.060應(yīng)力系數(shù)a si計(jì)算結(jié)果故得G點(diǎn)下深度3m處的豎向應(yīng)力CT3、解：方法一：應(yīng)力系數(shù)asi計(jì)算結(jié)果編號(hào)何載分布面積z m rxzOtsi1agc100.1592acd1.52.50.0413abd1.5-1.50.020故得G點(diǎn)下深度3m處的豎向應(yīng)力crz

7、p（ as1 +as2+s3） =150x（0.159 +0.041 +0.020） =33k pa4解：本題求解時(shí)要求通過(guò)兩次疊加法計(jì)算。第一次是荷載作用面積的疊加，第二次是荷載分布圖形 的疊加。分別計(jì)算如下：（1 ）荷載作用面積疊加計(jì)算因?yàn)?點(diǎn)在矩形面積（abcd ）內(nèi)，故可用角點(diǎn)法計(jì)算劃分。通過(guò)0點(diǎn)將矩形面積劃分為4塊，假定其上作用著均布荷載q，則M點(diǎn)產(chǎn)生的豎向應(yīng)力crz1可用角點(diǎn)法計(jì)算，即應(yīng)力系數(shù)aai計(jì)算結(jié)果bz1 =bz1（aeoh） + bz1（ebfo） +bz1（ofcg）+ z1（hogd qa1 +32 +33 +aa4）各塊面積應(yīng)力系數(shù)，列于表中。編號(hào)荷載作用面積n44

8、m=%Otai1(aeOh)130.0452(ebfO)430.0933(Ofcg)21.50.1564(hOgd)230.073第一層為細(xì)砂，地下水位以下的細(xì)砂受到水的浮力作用。A點(diǎn)：C點(diǎn):Nh =0K pa尹m 97.5x1 /7.5Kpa= 71hi +価=17.5 + 9.0x2= 35.5k Pa=0 +丫羽2 +丫22|13 =35.5+8x3 =59.5k PaD點(diǎn)應(yīng)力分布圖略。農(nóng)M 25002、解：e =0.5 = 1.2 呈梯形分布N 50006N丄M 5000丄2500 ，升“丄“ 口小= =2=(71.43 30.61)kpaF 忙 7x10 10 咒 77基礎(chǔ)底面的壓力

9、為(71.43 30.61)kpamax PminzQz = p( as1 中 52)=150x(0.156+0.060) = 32.4k Pa方法二：bz1 =qS %i =號(hào)x(0.045 +0.093 +0.156+0.073) =12.2k pa（2 ）荷載分布圖形疊加計(jì)算（CFE）。故可將上述角點(diǎn)法求得的應(yīng)力 crz1是均布荷載q引起的，但實(shí)際作用的荷載是三角形分布，因此可以將習(xí)題 圖4.37所示的三角形分布荷載（ABC ）分割成3塊：均布荷載（DABE ）三角形荷載（AFD ）及 三角形荷載（ABC ）等于均布荷載（DABE ）減去三角形荷載（AFD ），加上三角形荷載（CFE）。

10、 此三塊分布荷載產(chǎn)生的應(yīng)力疊加計(jì)算。100(ebfO)1）三角形分布荷載（AFD），其最大值為q二丁 =33.3kPa，作用在矩形面積（aeOh）及 上，并且0點(diǎn)在荷載零處。因此它對(duì) M點(diǎn)引起的豎向應(yīng)力crz2是兩塊矩形面積三角形分布荷載引起的應(yīng) 力之和。即1005=X (0.021 +0.045) = 2.2k pa3應(yīng)力系數(shù)a ti計(jì)算結(jié)果編號(hào)荷載作用面積n吆ti1(aeOh)130.0212(ebfO)430.0453(Ofcg)21.50.0694(hOgd)0.51.50.0322）三角形分布荷載（CFE ），其最大值為（P-q ），作用在矩形面積（hOgd ）和（ofcg ）上，同

11、樣 O點(diǎn)也在荷載零點(diǎn)處。因此，它們對(duì)M點(diǎn)產(chǎn)生的豎向應(yīng)力 bz3是這兩塊矩形面積三角形面積分布荷載引起的應(yīng)力之和。即bz3=bz3（Ofcg） +bz3（hOgd） =（P-q）0t3 中%）100 = （100-）“0.069+ 0.032） = 6.7k pa3最后疊加求得三角形分布荷載（ABC ）對(duì)M點(diǎn)產(chǎn)生的豎向應(yīng)力crz為cTz =1 -2=12.2 2.2 +6.7 =16.7k pa5、解：在基礎(chǔ)底面中心軸線上取幾個(gè)計(jì)算點(diǎn)0、1、2、3，它們都為于土層分界面上，如圖4.38所示（1）自重應(yīng)力計(jì)算bcz =2 hJi，將各點(diǎn)的自重應(yīng)力計(jì)算結(jié)果列于表中。自重應(yīng)力計(jì)算結(jié)果計(jì)算點(diǎn)土層厚度hi

12、 / m重度 7/(KN /m3)Yj h / kPakPa01.018.718.718.710.218.73.7422.421.88.916.0238.538.08.467.2105.7（2）附加應(yīng)力計(jì)算召亠N 1120基地壓力 P = = 70k paF 2基地處的附加應(yīng)力 P0 =p Yd =7018.7咒1 =51.3 k pa由式bzopo計(jì)算土中各點(diǎn)附加應(yīng)力，其結(jié)果列于表中，并在圖中繪出地基自重應(yīng)力及附加應(yīng)力分布圖。附加應(yīng)力計(jì)算結(jié)果計(jì)算點(diǎn)zmz m =-bl n =- bCz 三t P0/ kpa00041.00051.310.20.140.98950.722.01.040.540

13、27.7310.05.040.0673.4第五章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算1、A2、A 3、B4、A 5、B、選擇題二、簡(jiǎn)答題三、計(jì)算題解:(1)孔隙比pJ75.6-58.6 =1.957 3/cm2x3058x10028.6%初始孔隙比eo =91.0GsPwO+eo） 1 =0.781 Gs =2.70Pi對(duì)應(yīng)的孔隙比P2對(duì)應(yīng)的孔隙比AH=60 （1 +60）=0.720H0iH62 二倉(cāng)一（1+60）=0.671H 0壓縮系數(shù)和壓縮模量0 倉(cāng) 0.720 -0.671P2-P1200 -100“490*Pa=0.49Mpa 壓縮模量Es(14 =1+611+0.7200.49 九51“p

14、a因=0.49M pac0.5 Mp a二所以該土屬于中壓縮性土 。2 解:（1）土樣1壓縮系數(shù)g010=0知10和p宀0.34Mp/P2 P1壓縮模量Es(1)1+e 1+0.77仏 0.341“pa因=0.34 Mp a* 0.5Mpa ,所以該土屬于高壓縮性 土土樣的壓縮曲線如圖所示:3 解:基礎(chǔ)底面積：A =44 =16m2p+G 4720 +4x4x2x20基底總應(yīng)力：G =335k PaA4x4基底自重應(yīng)力：Th =17.5x2 =35k pa基底附加壓力：P0 = CT _ Yh = 335 - 35 = 300kPaCZi第二層上自重應(yīng)力：Oczt =0 =17.5x6 = 1

15、05k pa第二層下自重應(yīng)力：bcz =105+丫2人2 =105 +17.9x3 = 158.7k pal2z 4第二層上附加應(yīng)力：根據(jù)一=1 = =2 所以a =0.0840b2b 2bz1 =4a p= 4x0.084x300 = 100.8kPa第二層下附加應(yīng)力：根據(jù) -=1-=3.5 所以a =0.0344b 2 b 2bZ2p= 4x0.0344x300 = 41.3kPa105+158.7=131.85kpa自重應(yīng)力平均值附加應(yīng)力平均值2=20空 71.1k Pa2G i該層的最終沉降量：Eshi71.1=X 3 = 0.065 m = 6.5cm33004 （略）5解：（1）前

16、期固結(jié)壓力將表中e-P值換算成eIg p后, 還原壓力為Pc = 230kpa （參考）（2 ）壓縮指數(shù)cC以Igp為橫坐標(biāo)，e為縱坐標(biāo)，作圖得前期固結(jié)壓力所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為,由e-lg P曲線可得：CcAe0.913-0.725=0.31 Ig p Ig 2771 -Ig 693(3)黏土層最終沉降量p 1 =3x18.5 + 6x19.8 + 2x17.8 = 210k Pa P2 = 口 +1001.015 0.955 ccE 4% / = 0.6M Pa0.1L 1+e11+1.015Es1 / = 3.36 M Pa口10.6c .0 1s=0.119m =11.9cmEs1_23.366

17、解：(1)加荷半年后地基的沉降L1+60 1+0.8 仆Es = =7.2 MPa00.25b0 18s= 0 =0.25m =25cmEs7.2ck(=610%+0.8)05 =4.536“0m2/sa b0.25勺0TCvt4.536X 10 X 0.5x365x24x60x60 cI v =2 = 0.28628 令vUt e 4=0.600兀半年后的沉降為：(2)黏土層達(dá)到500剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面的夾角為:a =45+ =542St =sUt =25x0.6= 15cm60%固結(jié)度所需時(shí)間28 令vUt =1-二e 4=0.600 得Tv =0.286兀 由Tv =駕得H22 2

18、t-d0.250.=182.4dCv 4.536x1060x60x24第六章 土的抗剪強(qiáng)度一、選擇題1、C 2、C 3、A 4、B 5、C 6、C二、簡(jiǎn)答題(略)三、計(jì)算題最大剪應(yīng)力面與大主應(yīng)力的夾角是451解：2,2 解:3 解:剪切面的抗剪強(qiáng)度:莫爾應(yīng)力圓直徑為:最大主應(yīng)力為：b；耳一b31, COS = 34.2 k Pa 2S 3 =142.77-70 =34.2 1=142.77 + 140 =282.77k Pa假定土樣處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，大主應(yīng)力為：crcr3ta n2(45 +)+2cta n( 45。+ )= 435.36k Pa 2 2即土樣發(fā)生剪切破壞時(shí)大主應(yīng)力為435.

19、36k Pa。假定土樣處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，2O Mx0.862=69.0kPa220X4 x0.862 =137.9kN /m由 E1H2k-x2 24 =1.33m作用指向墻背。32半.一解：由題意知，Ka =ta n2(45-) =0.49JK0.72Pa =qKa -2cJK7 =30咒 0.49-2咒15咒0.7 = -6.3kPaPa =(q +Yh)Ka -25/77 = 37.8kPa2C _ 215V7K7 18X0.7土壓力作用點(diǎn)在離墻底墻頂處主動(dòng)土壓力:墻底處主動(dòng)土壓力:臨界深度：Z0 =M1m= 81.1kN /m總主動(dòng)土壓力：Ea = Pa(h -Zo)2作用點(diǎn)處于距墻

20、底面 (h Z0) =1.43m處3cp解：由題意知，Ka1 =tan2(45-扌)=0.41J心=0.64墻頂處主動(dòng)土壓力：Pa1分層處以上主動(dòng)土壓力：Ka2 =tan2（45-菩）=0.49 jK? =0.7=0k PaPa2 =5心=15.58k PaPa2 =丫1匚2 -2C2jK7 = 4.62kPa墻底處主動(dòng)土壓力：Pa3 （丫山 +Y2h2）Ka2 2C2JK2 = 39.9kPa分層處以下主動(dòng)土壓力:a2總主動(dòng)土壓力：Ea = hPa +h2Pa2 + h2（Pa3 -Pa2）=104.62kN /m 2 243 =1.95m 處2、415.58X I4+ +4.62x4x2 +70.56x 作用點(diǎn)處于距墻底面 h =3104.622W12 W25 解：由題意知，Ka1 =tan2（45。-）=0.31Katan2（45-）=0.332 2墻頂處主動(dòng)土壓力：Pa1 =qKa1 =9.3k Pa分層處以上主動(dòng)土壓力：Pa2 = （q + 丫山爪a1 = 24.65k Pa分層處以下主動(dòng)土壓力：Pa2 = （q +82 = 26.24k Pa地下水位處：Fa（71hV2h2）Ka 32.59k Pa墻底處主動(dòng)土壓力：Pa（71h1 +Y2h2 +丫2人2）心2 = 38.69k Pa11總主動(dòng)土壓力：Ea = h1Pa1