土力學(xué)四校合編課后習(xí)題答案

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2-8單元

1-1

、砂類土和粘性土各有那些典型的形成作用？

土在其形成過程中有各種風(fēng)化作用共同參與，它們同時(shí)進(jìn)行。砂類土主要是由于溫度變化、波浪沖擊、地震引起的物理力使巖體崩解、破碎形成。粘性土主要是巖體與空氣、水和各種水溶液相互作用形成。

2-2、有一飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cm3的環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g，經(jīng)105℃烘干至恒重為61.28g，已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g，土粒比重為2.74，試求該土樣的濕密度、含水量、干密度及孔隙比（要求匯出土的三相比例示意圖，按三相比例指標(biāo)的定義求解）。

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/cm3V21.7VV11.21??1.069VS10.492-3、某原狀土樣的密度為1.85g/cm3，含水量為34%，土粒相對(duì)密度為2.71，試求該土樣的飽和密度、有效密度和有效重度（先推導(dǎo)公式然后求解）。解：（1）?sat?ms?VV??W

V?m?mS?mW??mW1??設(shè)mS?1?V?

?mS?dS?mSmS1?VS??VS?WdS??WdS??W?1??11?????dS??W??1????1??????1??W???1????W?d?d????1????WS??S???1??1??

?有?sat????dS?1?1.85??2.71?1???W??1?1.87g/cm3?1???dS?1?0.34??2.711

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?V?VV??WmS?VS?WmS?VS?W?VV?W?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

2-4、某砂土土樣的密度為1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相對(duì)密度為2.67，烘干后測(cè)定最小孔隙比為0.461，最大孔隙比為0.943，試求孔隙比e和相對(duì)密實(shí)度Dr，并評(píng)定該砂土的密實(shí)度。解：（1）設(shè)VS?1

??mmS?mW??mS?mS?1???dS??W???V1?e1?e1?e整理上式得e??1???dS??W??1??1?0.098?2.67?1?1?0.656

1.77（2）Dr?emax?e0.943?0.656??0.595（中密）

emax?emin0.943?0.4612-5、某一完全飽和黏性土試樣的含水量為30%，土粒相對(duì)密度為2.73，液限為33%，塑限為17%，試求孔隙比、干密度和飽和密度，并按塑性指數(shù)和液性指數(shù)分別定出該黏性土的分類名稱和軟硬狀態(tài)。解：e?VV?W??dSVS?W????dS?0.30?2.73?0.819VS?WVS?W?d?mSdS?W2.73?1???1.50g/cm3V1?e1?0.819ms?VV?WdS?W???dS??W?1???dS??W?1?0.3?2.73?1????1.95g/cm3V1?e1?e1?0.819?sat?Ip??L??P?33?17?16查表，定名為粉質(zhì)粘土

IL????pIp?30?17?0.81查表，確定為軟塑狀態(tài)163-1.試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因。起始水力梯度產(chǎn)生的原因是戰(zhàn)勝吸著水的粘滯阻力)

τ0(或者說(shuō)為了

V十分小

I0是指薄膜水發(fā)生明顯滲流時(shí)用以戰(zhàn)勝其抗剪強(qiáng)度τ0的水

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力梯度。

3-2.簡(jiǎn)述影響土的滲透性的因素主要有哪些。1

土顆粒越粗渾圓、越均勻時(shí)

2

低土的滲透性。3

大小、形狀及級(jí)配土中

4粘滯度。水在土中的滲流速度與水的容重及粘滯度有關(guān)的滲透性。

3-4.拉普拉斯方程適應(yīng)于什么條件的滲流場(chǎng)

當(dāng)滲流場(chǎng)中水頭及流速等滲流要素不隨時(shí)間改變時(shí)

3-5.為什么流線與等勢(shì)線總是正交的在穩(wěn)定滲流場(chǎng)中

即dqe=dq0。從而得到和等勢(shì)線正交。

3-6.流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系在向上的滲流力作用下

現(xiàn)象稱為流砂(土)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級(jí)配均勻的飽和細(xì)、粉砂和粉土層中在水流滲透作用下

也影響到土

3-7.滲透力都會(huì)引起哪些破壞滲流引起的滲透破壞問題主要有兩大類

主要?jiǎng)t表現(xiàn)為岸坡滑動(dòng)或擋土墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。

3-8、某滲透試驗(yàn)裝置如圖3-23所示。砂Ⅰ的滲透系數(shù)k1?2?10?1cm/s；砂Ⅱ的滲透系數(shù)k2?1?10?1cm/s，砂樣斷面積A=200cm2，試問：（1）若在砂Ⅰ與砂Ⅱ分界面出安裝一測(cè)壓管，則測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高？

（2）砂Ⅰ與砂Ⅱ界面處的單位滲水量q多大？解：（1）k160?h2hA?k22A整理得L1L2k1(60?h2)?k2h2

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60k160?2?10?1h2???40cm

k1?k22?10?1?1?10?1所以，測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上：60-40=20cm（2）q2?k2i2A?k2??h240?A?1?10?1??200?20cm3/sL2403-9、定水頭滲透試驗(yàn)中，已知滲透儀直徑D=75mm，在L=200mm滲流途徑上的

水頭損失h=83mm，在60s時(shí)間內(nèi)的滲水量Q=71.6cm3，求土的滲透系數(shù)。

QL71.6?20解：k???6.5?10?2cm/s

A??h?t??7.52?8.3?6043-10、設(shè)做變水頭滲透試驗(yàn)的黏土試樣的截面積為30cm2，厚度為4cm，滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為0.4cm，試驗(yàn)開始時(shí)的水位差145cm，經(jīng)時(shí)段7分25秒觀測(cè)水位差為100cm，試驗(yàn)時(shí)的水溫為20℃，試求試樣的滲透系數(shù)。

?解：k?haL145ln1?4ln?1.4?10?5cm/s

A(t2?t1)h230?445100?0.42?43-11、圖3-24為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深18.0m，滲透系數(shù)k?3?10?4mm/s，板樁打入土層表面以下9.0m，板樁前后水深如圖中所示。試求：

（1）圖中所示a、b、c、d、e各點(diǎn)的孔隙水壓力；

（2）地基的單位滲水量。解：（1）Ua?0??W?0kPa

Ub?9.0??W?88.2kPa

9?1??Uc??18?4????W?137.2kPa8??

Ud?1.0??W?9.8kPaUe?0??W?0kPa

8??18?9??12?10?7m3/s9?24-1

土體在自重、建筑物荷載及其它因素的作用下均可產(chǎn)生土中應(yīng)力。一般來(lái)說(shuō)土中應(yīng)力是指自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。自重應(yīng)力是指土體在自身重力作用下產(chǎn)生的尚未完成的壓縮變形

（2）q?k?i?A?3?10?7?基土的強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)的重要原因。土中應(yīng)力安土骨架和土中孔隙的分擔(dān)作用可

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分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力兩種。土中有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。它是控制土的體積

氣所傳遞的應(yīng)力。4-2

我們把自然土體簡(jiǎn)化為線性彈性體。即假設(shè)地基土是均勻、連續(xù)、各向同性的半無(wú)限空間彈性體而采用彈性理論來(lái)求解土中應(yīng)力。當(dāng)建筑物荷載應(yīng)力變化范圍比較大土體的非線性問題了。4-3

地下水下降

如產(chǎn)生了一個(gè)由于降水引起的應(yīng)力增量表大面積沉降。地下水位長(zhǎng)期上升力。(1)、若地下水位上升至基礎(chǔ)底面以上形成浮力使地基土的承載力下降。(2)、地下水位上升黃土造成不良后果(3)、地下水位上升4-4

基底壓力的大小和分布狀況與荷載的大小和分布、基礎(chǔ)的剛度、基礎(chǔ)的埋置深度以及地基土的性質(zhì)等多種因素。假設(shè)條件依據(jù)彈性理論中的圣維南原理。4-5和基底附加壓力

基地壓力P計(jì)算(中心荷載作用下)(偏心荷載作用下)基地壓力計(jì)算基地壓力P為接觸壓力。這里的“接觸〞

基底附加壓力為作用在基礎(chǔ)底面的凈壓力。

是基底壓力與基底處建造前土中自重應(yīng)力之差要原因。4-6

由外荷載引起的發(fā)加壓力為主要原因。需要考慮實(shí)際引起的地基變形破壞、強(qiáng)度破壞、穩(wěn)定性破壞。4-7?由于附加應(yīng)力擴(kuò)散分布

積相當(dāng)大的范圍之下。所以工程中(1)、考慮相鄰建筑物時(shí)礎(chǔ)底面高差的1-2倍

(2)、同樣道理

控制距離a.(3)、應(yīng)力和應(yīng)變時(shí)聯(lián)系在一起的計(jì)算深度〞用應(yīng)