土力學網(wǎng)上作業(yè)題答案

...wd......wd......wd...東北農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡教育學院土力學網(wǎng)上作業(yè)參考答案緒論一、填空地基。根基。持力層。下臥層。下臥層。第一章土的物理性質(zhì)及其工程分類一、填空無機礦物顆粒和有機質(zhì)，土粒。原生礦物和次生礦物。粒度。粒度成分。Cu＜5，Cu越大，Cu＞10。結合水和自由水,吸著水〔強結合水〕和薄膜水〔弱結合水〕。單粒構造、蜂窩構造和絮狀構造。液限、塑限和縮限。塑性指數(shù)。液性指數(shù)。：碎石土。大于2mm,大于0.075mm。細粒土。含水量和擊實功能。二、判斷題〔√〕〔×〕〔×〕〔×〕〔×〕三、證明題[1]證明：證明：設[2]證明：證明：設∴[3]證明〔2〕證明：設四、計算題[1]某地基土層，用體積為72cm3的環(huán)刀取樣，測得環(huán)刀加濕土重170g，環(huán)刀重40g，烘干后土重122g，土粒相對密度為2.70，問該土樣的、、、、、和各為多少并比擬各種重度的大小。解：V=72cm3，m=170－40=130g，mS=122g，mW=130－122=8gkN/m3kN/m3kN/m3kN/m3∴[2]一土樣重200g，含水率為16%，假設要制備含水率為20%的土樣，需加多少水加水后土樣重量為多少解：：m1=200g，，，則：將m1=200g帶入得：=27.6g，=6.9g∴加水后土樣重量為：m2=m1+=200+6.9=206.9g[3]某土壩施工中，上壩土料的＝2.7，＝10％，上壩時虛土＝12KN/m3，要求碾壓后＝95％，＝16.8KN/m3，假設每日填土5000m3，文每日上壩虛土多少m3共需加水多少t解：〔1〕，，由于碾壓前后土粒重力不變，∴〔2〕∴＝8400〔0.214－0.1〕＝958t∴＝8400〔0.214－0.1〕＝958t五、簡答題[1]簡述擊實功能對粘性土壓實性的影響1.土料的和不是常量，隨著擊數(shù)的增加而逐漸增大，而則隨著擊數(shù)的增加而逐漸減小。然而，這種增大或減小的速率是遞減的，因此只靠增加擊實功能來提高土的是有一定限度的。2.當較低時，擊實功能影響較顯著，而當含水量較高時，擊實曲線接近于飽和線，這時提高擊實功能是無效的。第二章土中水的運動規(guī)律一、填空題滲流或滲透。滲流量與過水斷面面積以及水頭損失，斷面間距。一次方。常水頭試驗。變水頭試驗。滲透系數(shù)。滲透力。滲透變形。流土和管涌。流土,地基或土壩下游滲流逸出處。管涌。滲透系數(shù)，二、判斷題〔√〕〔√〕〔×〕三、證明題[1]證明證明：四、計算題板樁支擋構造如以下列圖，由于基坑內(nèi)外土層存在水位差而發(fā)生滲流，滲流流網(wǎng)如圖中所示。土層滲透系數(shù)＝2.6×10－3cm／s，A點、B點分別位于基坑底面以干1.2m和2.6m。試求：〔1〕整個滲流區(qū)的單寬流量；〔2〕AB段的平均滲透速度〔A點、B點所在流網(wǎng)網(wǎng)格1.5m〕；〔3〕圖中A點和B點的孔隙水壓力與?！?〕流網(wǎng)網(wǎng)格abcA的網(wǎng)格長度m，判斷基坑中的a~b段滲流逸出處是否發(fā)生流土〔地基土KN/m3〕解：〔1〕m＝4，n＝9，h＝5－1.5－1＝2.5m∴m3/d?m〔2〕Δh＝，∴＝5.4×10－4cm/s〔3〕HA=〔10－1.5〕－7×0.31－〔5－1.2〕＝2.53m，＝＝10×2.53＝25.3KPaHB=〔10－1.5〕－6×0.31－〔5－2.6〕＝4.24m，＝＝10×4.24＝42.4KPa〔4〕，流網(wǎng)網(wǎng)格abcA的平均水力梯度為＜所以，渠底a~b段滲流溢出處不會發(fā)生流土。五、簡答題[1]簡述流網(wǎng)的四點根本性質(zhì)?1.流線與等勢線相互正交，所構成的流網(wǎng)網(wǎng)格為曲邊正方形，即。2.任意兩相鄰等勢線間的水頭損失相等；3.任意兩相鄰流線間的單位滲流量相等；4.在確定流網(wǎng)中等勢線數(shù)量時，上下游的透水邊界各為一條等勢線；在確定流網(wǎng)中流線數(shù)量時，根基的地下輪廓線及滲流區(qū)邊界限各為一條流線。[2]簡述常用的防滲技術措施1.減小水力梯度〔1〕降低水頭〔2〕增加滲徑2.在滲流逸出處加設鋪蓋或鋪設反濾層反濾層可以濾土排水，防止細小顆粒流失，同時通暢地排除滲透水流。反濾層一般為1～3層，由砂、卵石、礫石、碎石構成，每層粒徑沿著水流方向逐漸增大。3.在建筑物下游設置減壓井、減壓溝等，使?jié)B透水流有暢通的出路。第三章土中應力分布及計算一、填空自重應力和附加應力基底壓力，地基反力。根基的剛度和地基的變形條件。馬鞍形分布、拋物線形分布以及鐘形分布?；赘郊訅毫ΑＩ顚挶群烷L寬比。二、判斷〔×〕〔×〕〔√〕三、計算題[1]一矩形根基，寬為3m，長為4m，在長邊方向作用一偏心荷載N＝F十G＝1200kN。偏心距為多少時，基底不會出現(xiàn)拉應力試問當＝0時，最大壓應力為多少解：〔1〕要保證基底不出現(xiàn)拉應力，偏心距應滿足：≤＝4/6＝0.67m〔2〕當＝時，＝0，∴＝200kPa[2]一矩形根基，寬為3m，長為4m，在長邊方向作用一偏心荷裁N＝F十G＝1440kN，偏心距為＝0.7m。試問基底最大地基反力為多少?解：＝0.7m＞＝4/6＝0.67m，∴＝246.15kPa四、簡答題[1]圖示說明集中力作用下土中應力的分布規(guī)律〔a〕〔b〕圖3－8集中力作用于地表時附加應力的分布情況第四章土的壓縮性與地基沉降計算一、填空土的壓縮性。土的固結。100kPa,200kPa。側限壓縮模量。前期固結壓力。超固結比，OCR=1,OCR＞1,OCR＜1。e＝0.42e0。大于0.4b，20％,10％。強度變化和變形?？紫端畨毫Γ郊佑行?。瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降。二、判斷題〔×〕〔√〕〔√〕三、繪圖題[1]用經(jīng)歷作圖法確定前期固結壓力，并說明具體步驟。〔1〕在曲線拐彎處找出曲率半徑最小的點A，過A點作水平線A1和切線A2；〔2〕作∠LA2的平分線A3，與曲線直線段的延長線交于B點；〔3〕B點所對應的有效應力即為前期固結壓力。四、計算題[1]今有兩粘土層〔A、B〕，土質(zhì)和土層排水條件一樣，兩土層都受到100kPa的連續(xù)均布荷載，土層厚度HA：HB=2：1，在A土層內(nèi)孔隙比從1.060減至0.982，B土層內(nèi)孔隙比從0.910減至0.850，當Ut=50%時所需時間tA：tB=5：1，試求kA：kB=解：A、B均受到連續(xù)均布荷載作用→，且Ut一樣→，→→==22/5=4/5，→=→kA：kB==0.964：1[2]設厚度為12m的粘土層的邊界條件如右圖所示，固結度與時間因數(shù)關系如以下列圖所示。上下層面處均為排水砂層，地面上作用著無限均布荷載=300kPa，粘土層的初始孔隙比＝0.81，滲透系數(shù)＝2cm/y＝6.3×10－8cm/s，壓縮系數(shù)a＝0.025×10－2/kPa。試求：〔1〕粘土層最終沉降量為多少〔2〕加荷1年后，地基的沉降量為多少〔3〕加荷后歷時多久，粘土層的固結度到達90%解：〔1〕求粘土層最終沉降量無限大均布荷載作用，粘土層中附加應力呈矩形分布：==300kPa，=1cm〔2〕求加荷1年后，地基的沉降量豎向固結系數(shù)：=14.48m2/y雙面排水：，=1，查表得＝0.7∴＝49.7×0.7＝34.8cm〔3〕求雙面排水且固結度到達90%時所需要的時間=0.9，=1，查表得=0.848=t=0.848×36/14.48=2.1年附圖固結度與時間因數(shù)的關系曲線五、簡答題[1]簡述太沙基一維滲流固結理論的六點根本假定第五章土的抗剪強度一、填空土的抗剪強度。受剪，剪切破壞土的抗剪強度。內(nèi)摩阻力，內(nèi)摩阻力和粘聚力。原始粘聚力、固化粘聚力和毛細粘聚力。粘聚力和內(nèi)摩擦角。越大。二、判斷〔×〕〔×〕三、計算題[1]土樣內(nèi)摩擦角為＝23°，粘聚力為=18kPa，土中大主應力和小主應力分別為=200kPa，=100kPa，試用兩種方法判斷該土樣是否到達極限平衡狀態(tài)解：〔1〕應用土體極限平衡條件，令＝200kPa，則計算結果說明>，可判定該土樣處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)?！?〕應用土體極限平衡條件，令＝100kPa，則計算結果說明<，可判定該土樣處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。[2]一個砂樣進展直接剪切試驗，豎向應力＝100kP，破壞時＝57.7kPa。試問此時的大、小主應力、為多少?解：由題意可知，＝100kP，＝57.7kPa。根據(jù)庫侖定律有：→＝57.7/100=0.577→＝30°砂土＝0，根據(jù)土體極限平衡條件，＝＝3，＝＝60°，100＝0.5×〔3＋〕＋0.5×〔3－〕cos120°→＝66.67kPa＝3＝3×66.67＝200kPa[3]某正常固結飽和粘性土試樣進展UU試驗，得到=0，=20kPa，對同樣的土進展CU試驗，得到=0，=30°。假設試樣在不排水條件下破壞，試求剪切破壞時的和。解：＝＝3＝＝20kPa＝3＝3×20＝60kPa五、簡答題[1]簡述土的抗剪強度影響因素1.土的礦物成分、顆粒形狀和級配的影響2.含水量的影響3.原始密度的影響4.粘性土觸變性的影響5.土的應力歷史的影響[2]簡述直接剪切試驗的優(yōu)缺點1.優(yōu)點直剪試驗具有設備簡單，土樣制備及試驗操作方便等優(yōu)點，因而至今仍為國內(nèi)一般工程所廣泛使用。2.缺點〔1〕剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞；〔2〕剪切面上剪應力分布不均勻，且豎向荷載會發(fā)生偏轉〔移〕，應力的大小及方向都是變化的；〔3〕在剪切過程中，土樣剪切面逐漸縮小，而在計算抗剪強度時仍按土樣的原截面積計算；〔4〕試驗時不能嚴格控制排水條件，并且不能量測孔隙水壓力；〔5〕試驗時上下盒之間的縫隙中易嵌入砂粒，使試驗結果偏大。第六章土壓力計算一、填空靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力。主動極限平衡狀態(tài)。被動極限平衡狀態(tài)。擋土構造的位移。處。二、判斷〔√〕三、計算題[1]—擋土墻高4m，墻背豎直光滑，墻后填土外表水平，填土＝10kPa，＝20°，＝0.66，＝17kN／m3，試求在下述三種情況下，作用在墻上土壓力的合力及作用點的位置：〔1〕擋土墻無位移；〔2〕擋土墻向著遠離土體方向發(fā)生微小位移；〔3〕擋土墻向著土體發(fā)生微小位移。解：〔1〕擋土墻沒有位移，產(chǎn)生靜止土壓力，則＝0.5×17×42×0.66＝89.76kN/m土壓力作用點：y=h/3＝4/3＝1.33m〔2〕擋土墻向著遠離土體方向發(fā)生微小位移，產(chǎn)生主動土壓力，則主動土壓力系數(shù)：＝0.49拉應力區(qū)的臨界深度：=1.68m=22.41kN/m土壓力作用點：y=〔h－z0〕/3＝〔4－1.68〕/3＝0.77m〔3〕擋土墻向著土體方向發(fā)生微小位移，產(chǎn)生被動土壓力，則被動土壓力系數(shù)：＝2.04土體外表處：＝28.57kPa墻底處：＝167.29kPa0.5×〔28.57＋167.29〕×4＝391.72kPa土壓力作用點：y==1.53m[2]一擋土墻高4m，墻背豎直光滑，墻后填土外表水平，要求填土在最正確含水率＝20％情況下夯實至最大干重度＝14.5kN／m3，并測得＝8kPa，＝22°，試求：〔1〕墻底處的主動土壓力強度和墻背所受主動土壓力的合力；〔2〕墻底處的被動土壓力強度和墻背所受被動土壓力的合力。解：填土在最正確含水率＝20％情況下夯實至最大干重度＝14.5kN／m3時，，所以土體重度＝17.4kN／m3，則〔1〕主動土壓力系數(shù)：＝0.45拉應力區(qū)的臨界深度：=1.37m墻底處的主動土壓力強度：＝20.59kPa墻背所受主動土壓力的合力：0.5×20.59×〔4－1..7〕=27.08kN/m土壓力作用點：y=〔h－z0〕/3＝〔4－1.37〕/3＝0.88m〔2〕被動土壓力系數(shù)：＝2.2土體外表處：＝23.73kPa墻底處：＝176.85kPa0.5×〔23.73＋176.85〕×4＝401.16kPa土壓力作用點：y==1.49m第七章土壓力計算一、填空滑坡。超過。平面,圓弧面。坡腳圓、坡面圓和中點圓。b=0.1R，土條兩側間,土條間豎向剪應力?；瑒用?。二、判斷〔√〕三、簡答題[1]簡述土坡滑動失穩(wěn)的原因答：1.外界力的作用破壞了土體內(nèi)原來的應力平衡狀態(tài)；2.土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞。[2]簡述土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的三種表示方法答：1.滑動面上抗滑力矩與滑動力矩之比，即；2.滑動面上抗滑力與滑動力之比，即；3.實有的抗剪強度與土坡中最危險滑動面上產(chǎn)生的剪應力之比，即四、繪圖題[1]用費倫紐斯方法確定＝0時最危險滑動面圓心的位置，并有必要文字說明。答：〔1〕BD線與坡面的夾角為、CD線與水平面的夾角為，、與坡角有關，可查表；〔2〕BD線及CD線的交點即為最危險滑動面圓心。五、計算題[1]一均質(zhì)無粘性土土坡，坡度為1：2，=18.4KN/m3,=20%，ds=2.68，=34°,試求這個土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)K＝假設土坡有沿坡面滲流作用時，該土坡的穩(wěn)定安全性降低多少有滲流作用時，為防止發(fā)生失穩(wěn)破壞，應如何設計坡角解：〔1〕無滲流作用時：K=〔2〕有滲流作用時：KN/m3KN/m3該土坡的穩(wěn)定安全性降低了〔3〕有滲流作用時，為防止發(fā)生失穩(wěn)破壞，令，即1：m=1：3。[2]有一6m高的粘土邊坡。根據(jù)最危險滑動面計算得到的抗滑力矩為2381.4kN·m/m，滑動力矩為2468.75kN·m/m，為提高邊坡的穩(wěn)定性采用底腳壓載的方法，如以下列圖，壓載重度＝18kN／m3，試計算壓載前后邊坡的安全系數(shù)。解：〔1〕壓載前＝0.96〔2〕壓載后＝1.07[3]有—地基如以下列圖。地面下2m深處有一層厚0.8m的軟土夾層，在地基上用當?shù)夭牧闲拗恋?，?m，邊坡1：2，土堤與地基均為砂質(zhì)粘土，＝20°，＝20kPa，＝20kN/m3；軟土夾層的＝18kN/m3，＝0，＝10kPa，試問該土堤是否會沿軟土夾層滑動，安全系數(shù)有多大?解：〔1〕求作用于AB面上的＝0.49，＝2.86m,=40.6kPa0.5×40.6×〔7－2.86〕＝84.04kN/m〔2〕求作用于CD面上的＝2.04＝57.13kPa＝138.73kPa＝0.5×〔57.13＋138.73〕×2＝195.86kN/m〔3〕求BC面上作用的抗滑力＝5×2＝10m，＝0.5×〔2＋7〕×10×20＝900kN/m＝10×10＝100kN/m∴＝〔195.86＋100〕/84.04＝3.52，該土堤不會沿軟土夾層滑動。[4]試計算以下幾種情況下土條的穩(wěn)定安全系數(shù)?！?〕＝17kN/m3，＝18°，＝10kPa；〔2〕＝17kN/m3，＝19kN/m3，＝10kPa，＝10kN/m3〔3〕＝18kN/m3，＝5kPa，，＝5kPa〔4〕土條被浸潤線和下游水位分成三局部，各局部土條高度分別為＝1m，＝3m，＝2m，土條重度分別為＝19kN/m3，＝20kN/m3，土條寬度＝5m，弧長＝5.77m，＝30°，＝10kPa，。解：〔1〕滑動面弧長，＝0.894，＝0.447，＝17×3.5×2＝119kN/m＝1.07〔2〕滑動面弧長，＝0.894，＝0.447，＝17×2×2＋〔19－10〕×2×1.5＝95kN/m＝1.18〔3〕滑動面弧長，＝0.894，＝0.447，＝18×3.5×2＝126kN/m＝1.0〔4〕＝0.45〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕第八章土壓力計算一、填空極限荷載或極限承載力。臨界荷載。壓密階段、剪切階段和破壞階段。剪切階段。整體剪切破壞，局部剪切破壞，刺入剪切破壞。整體