土力学课后习题集规范标准答案(清华大学出版社).doc

.\ 第一章 1-1： 已知：V=72cm3 m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70 则： 1-2： 已知：Gs=2.72 设Vs=1cm3 则 1-3： 1-4： 甲： 乙： 则（1）、（4）正确 1-5： 则 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： 式中Dr=0.7 则可得： 1-7： 设 S=1， 则 则压缩后： 则 则 1-8： 甲： 流塑状态 乙： 坚硬（半固态） 属于粉质粘土（中液限粘质土） 乙土较适合作天然地基 1-9： 属非活性粘土 属活性粘土 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 根据达西定律，得： 又 2-2解： 2-3解： （1）土样单位体积所受的渗透力 （2） 则土体处于稳定状态，不会发生流土现象 （3）当时，会发生流土破坏， 水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏 2-4解： （1） （2）若要保持水深1m， 而 故单位时间内抽水量为 2-5：解： ，而 又，故只考虑就可以 又 则 故开挖深度为6m时，基坑中水深至少1.38m才能防止发生流土现象 2-6：解： （1）地基中渗透流速最大的不为在等势线最密集处，故在第二根流线上 （2） 则 故地基土处于稳定状态 （3） 2-7：解： （1）， （2） ，故，不可能发生流土破坏 第三章 土体中的应力计算 3-1：解： 41.0m： 40.0m： 38.0m： 35.0m： 水位降低到35.0m 41.0m： 40.0m： 38.0m： 35.0m： 3-2：解： 偏心受压： 由于是中点，故 z(m) n=z/B 均布荷载p= 61.6 三角形荷载p 16.8 水平附加应力 总附加应力σ（kPa） K σ K σ 0.1 0.01 0.999 61.5384 0.5 8.4 0 69.9384 1 0.1 0.997 61.4152 0.498 8.3664 0 69.7816 2 0.2 0.978 60.2448 0.498 8.3664 0 68.6112 4 0.4 0.881 54.2696 0.441 7.4088 0 61.6784 6 0.6 0.756 46.5696 0.378 6.3504 0 52.92 8 0.8 0.642 39.5472 0.321 5.3928 0 44.94 10 1 0.549 33.8184 0.275 4.62 0 38.4384 12 1.2 0.478 29.4448 0.239 4.0152 0 33.46 14 1.4 0.42 25.872 0.21 3.528 0 29.4 20 2 0.306 18.8496 0.153 2.5704 0 21.42 3-3：解： （1） 可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加 ，查表得K， （2） 可将该题视为求解条形基础中线下附加应力分布，上部荷载为50kN/m2的均布荷载与100 kN/m2的三角形荷载叠加而成。 3-4：解： 只考虑B的影响： 用角点法可分为4部分, ,得 ，得 ，得 ，得 只考虑A：为三角形荷载与均布荷载叠加 , 则 3-6：解： （1）不考虑毛细管升高： 深度z（m） σ（kN/m2) u（kN/m2) σ＇（kN/m2) 0.5 16.8*0.5=8.4 0 8.4 2 16.8*2=33.6 0 33.6 4 33.6+19.4*2=72.4 2*9.8=19.6 52.8 8(上） 72.4+20.4*4=154 6*9.8=58.8 95.2 8（下） 72.4+20.4*4=154 10*9.8=98 56 12 154+19.4*4=231.6 14*9.8=137.2 94.4 （2）毛细管升高1.5m 深度z（m） σ（kN/m2) u（kN/m2) σ＇（kN/m2) 0.5 16.8*0.5=8.4 9.8*（-1.5）=（-14.7） 23.1 2 8.4+19.4*1.5=37.5 0 37.5 4 37.5+19.4*2=76.3 2*9.8=19.6 56.7 8(上） 76.3+20.4*4=157.9 6*9.8=58.8 99.1 8（下） 76.3+20.4*4=157.9 10*9.8=98 59.9 12 157.9+19.4*4=235.5 14*9.8=137.2 98.3 3-7：解： 点号 σ（kN/m2) u（kN/m2) σ＇（kN/m2) A 2*9.8=19.6 2*9.8=19.6 0 B 19.6+2*20=59.6 5.5*9.8=53.9 5.7 C 59.6+2*20=99.6 7.5*9.8=73.5 26.1 3-8：解： 试件饱和，则B=1 可得 则水平向总应力 有效应力 竖直向总应力 有效应力 3-10：解： （1）粉质粘土饱和， 由图可知，未加载前M点总应力为： 竖直向： 孔隙水压力为： 有效应力： 水平向： ， (2)加荷后，M点的竖直向附加应力为： 水平向附加应力为： 在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则： 竖直向： 水平向： （3）土层完全固结后，上部荷载主要由有效应力部分承担 竖直向： 水平向： （4），即 第四章 4-1：解： 试验结束时， 此过程中，土样变化 初始孔隙比 孔隙比 当时，， 当时，， 4-4：解： （1） 两基础中心点沉降量不相同 （2） 通过调整两基础的H和B，可使两基础的沉降量相近 调整方案有：方案一：增大B2使，则附加应力 而，故可能有 方案二：使，则，即增加H1或减小H2 方案三：增大B2，使,同时，减小H2或增大H1 （3） 方案三较好，省原料，方便施工 4—5：解： （1）t=0，t=4个月，t=无穷大时土层中超静水压力沿深度分布如图所示： （2）由图可知4个月时 当时， 4-6：解： （1） 则 （2）当时， 查表有： 故加荷历史2年地面沉降量可达20cm 第五章 土的抗剪强度 5-2 解：由剪破面与大主应力面交角60 60=α=45+Ф/2得：Ф=30 由试样达到破坏状态的应力条件： 已知： 5-3 解：（1）求该点主应力值 （2）该点破坏可能性判断 ∵ c=0 改用式： ∴该点未剪破 （3）当τ值增加至60KN/m2时 （ 即实际的小主应力低于维持极限平衡状态所要求的小主应力，故土体破坏 5-4 解：（1）绘总应力圆图如下 由图可量得，总应力强度指标： （2）计算有效应力 ① ② ③ ④ 绘有效应力圆图如下 由图可量得： （3）破坏主应力线如上图中的虚线表示： 可得 ∴ 5-5 解：（1）砾砂粘聚力c=0 ∵M点处于极限平衡状态，则 （2）求大主应力方向： 由于破裂面与最大主应力面成45+Φ/2的夹角，故： 滑裂面通过M点的方向如图： 5-6 解： 试件①： 试件②： 试件③： 5-7 解：由图可知 ∵ 即 5-10 解：①σ3等于常量，增大σ1直至试件剪切破坏 当开始固结 当开始剪切时，σ3等于常量 p-q坐标上的三轴试验应力路径为： ②σ1等于常量，减小σ3直至试件剪切破坏 ，固结同①剪切过程，σ1为常量 第六章 挡土结构物上的土压力 6-1：解： 静止土压力系数： 主动土压力系数： 被动土压力系数： 静止土压力： 主动土压力： 被动土压力： 时： 主动土压力系数为： 主动土压力： 6-2：解： （1） z 0 1 1.53 2 3 4 5 6 pa 0 0 0 3.88 12.07 20.26 28.45 36.64 （2） 作用点在z=4.51m处 （3） 6-4：解： 查表得： 水位以上土压力： 水位以下土压力： 结果如下： z 0 1 1.5 2 3 4 5 pa 0 4.248 6.372 7.67 10.266 12.862 15.458 主动土压力分布图 水压力分布图 水压力： 结果如下： z 1.5 2 3 4 5 pw 0 5 15 25 35 6-5：解： 方向与水平向呈64度角，指向墙背；作用点为梯形面积重心 第七章 土坡稳定分析 7-1：解： 渗流出段内水流的方向平行于地面故θ=0 土坡的稳定安全系数 7-2：解： 从无限长坡中截取单宽土柱进行稳定分析，单宽土柱的安全系数与全坡相同 土柱重量： 沿基面滑动力： 沿基面抗滑力： 粘性土的粘聚力： 7-3：解： 安全系数： 第八章 8-1：解： （1） 基础宽度、基础埋深和粘聚力同时增加1倍时，地基的承载力也增加1倍，地基的承载力随基础宽度、基础埋深和粘聚力成倍增长，随着内摩擦角Φ的增加，Nr，Nq，Nc增加很大，承载力也增大很多。 （2） 对砂土地基，其c=0，这时基础的埋深对极限承载力起重要作用，若此时基础埋深太浅（D<0.5B），地基的极限承载力会显著下降 （3） 由极限承载力公式可知，基础宽度的增加会引起承载力的增加。 8-2：解： 均布荷载 查表可得 极限承载力 8-3：解： （1）地基产生整体剪切破坏时， 查表得： （2）局部剪切破坏时： 查图8-18可得： 8-5：解: （1）天然容重： 浮容重： （2）求公式8-57中承载力系数 （3）求 按普朗德尔理论： 按太沙基理论： 查图8-18有： （4） 代入得