2023年土力学四校合编课后习题超详细解析超详细解析答案.pdf

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1、土力学四校合编课后习题答案 2-8 单元 1-1、砂类土与粘性土各有那些典型的形成作用？【答】土在其形成过程中有各种风化作用共同参与,它们同时进行。砂类土主要就是由于温度变化、波浪冲击、地震引起的物理力使岩体崩解、破碎形成。粘性土主要就是岩体与空气、水与各种水溶液相互作用形成。2-2、有一饱与的原状土样切满于容积为 21、7cm3的环刀内,称得总质量为 72、49g,经 105烘干至恒重为 61、28g,已知环刀质量为 32、54g,土粒比重为 2、74,试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求汇出土的三相比例示意图,按三相比例指标的定义求解)。解:3/84.17.2154.3249.

2、72cmgVm%3954.3228.6128.6149.72SWmm 3/32.17.2154.3228.61cmgVmSd 069.149.1021.11SVVVe 2-3、某原状土样的密度为 1、85g/cm3,含水量为 34%,土粒相对密度为 2、71,试求该土样的饱与密度、有效密度与有效重度(先推导公式然后求解)。解:(1)VVmWVssat WSmmm SWmm 设1Sm 1V WSSSVmd WSWSSSddmV1 3WSSWSSWWsatcm/87g.1171.20.341171.285.1d11d11d111d11111WSd有(2)3/87.0187.1cmgVVVVVVVm

3、VVmWsatWVSsatWVWVWSSWSS(3)3/7.81087.0cmkNg 土力学四校合编课后习题答案 或 33/7.8107.18/7.181087.1cmkNcmkNgWsatsatsat 2-4、某砂土土样的密度为 1、77g/cm3,含水量 9、8%,土粒相对密度为 2、67,烘干后测定最小孔隙比为 0、461,最大孔隙比为 0、943,试求孔隙比 e 与相对密实度 Dr,并评定该砂土的密实度。解:(1)设1SV edemmemmVmWSSSWS1111 整理上式得 656.0177.1167.2098.0111WSde(2)595.0461.0943.0656.0943.0

4、minmaxmaxeeeeDr(中密)2-5、某一完全饱与黏性土试样的含水量为 30%,土粒相对密度为2、73,液限为33%,塑限为17%,试求孔隙比、干密度与饱与密度,并按塑性指数与液性指数分别定出该黏性土的分类名称与软硬状态。解:819.073.230.0SWSWSSWSWVdVVdVVe 3/50.1819.01173.21cmgedVmWSSd 3/95.1819.01173.23.01111cmgededdVVmWSWSWSWVssat 161733PLpI 查表,定名为粉质粘土 81.0161730ppLII 查表,确定为软塑状态 3-1、试解释起始水力梯度产生的原因。【答】起始水

5、力梯度产生的原因就是为了克服薄膜水的抗剪强度0(或者说为了克服吸着水的粘滞阻力)使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。也就就是说只要有水力坡度薄膜水就会发生运动只就是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时薄膜水的渗透速度 V 非常小只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲起始水力梯度 I0 就是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度0 的水力梯度。3-2、简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。【答】1土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配影响土中孔隙大小及其形状因而影响土的渗透性。土颗粒越粗越浑圆、越均匀时渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时其渗透系数就大大降低。2结合水膜厚度。

6、粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时会阻塞土的孔隙降是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 低土的渗透性。3土的结构构造。天然土层通常不就是各向同性的在渗透性方面往往也就是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层 它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大

7、得多。4水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关 从而也影响到土的渗透性。3-4、拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场 【答】当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时这种渗流称为稳定渗流而拉普拉斯方程就是指适用于平面稳定渗流的基本方程。3-5、为什么流线与等势线总就是正交的 【答】在稳定渗流场中取一微单元体并假定水体不可压缩则根据水流连续原理单位时间内流入与流出微元体的水量应相等 即 dqe=dq0。从而得到即为二维渗流连续方程从中由数学知识可知流线 与等势线正交。3-6、流砂与管涌现象有什么区别与联系 【答】在向上的渗流力作用下粒间有效应力为零时颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流

8、砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱与细、粉砂与粉土层中一般具有突发性、对工程危害大。在水流渗透作用下土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动以至流失随着土的孔隙不断扩大渗流速度不断增加较粗的颗粒也相继被水逐渐带走最终导致土体内形成贯通的渗流管道 造成土体塌陷这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中且颗粒大小差别大 3-7、渗透力都会引起哪些破坏 【答】渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类一就是由于渗流力的作用使土体颗粒流失或局部土体产生移动导致土体变形甚至失稳二就是由于渗流作用使水压力或浮力发生变化导致土体与结构物失稳。前者主要表现为流砂与管涌后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳

9、。3-8、某渗透试验装置如图 3-23所示。砂的渗透系数scmk/10211;砂的渗透系数scmk/10112,砂样断面积 A=200cm2,试问:(1)若在砂与砂分界面出安装一测压管,则测压管中水面将升至右端水面以上多高？(2)砂与砂界面处的单位渗水量 q 多大？解:(1)ALhkALhk22212160 整理得 2221)60(hkhk cmkkkh4010110210260601112112 所以,测压管中水面将升至右端水面以上:60-40=20cm(2)scmALhkAikq/20200404010131222222 3-9、定水头渗透试验中,已知渗透仪直径 D=75mm,在 L=20

10、0mm 渗流途径上的水头是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 损失 h=83mm,在 60s 时间内的渗水量 Q=71、6cm3,求土的渗透系数。解:scmthAQLk/105.6603.85.74206.7122 3-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为 30cm2,厚度为 4cm,渗透仪细玻

11、璃管的内径为 0、4cm,试验开始时的水位差 145cm,经时段 7 分 25 秒观察水位差为100cm,试验时的水温为 20,试求试样的渗透系数。解:scmhhttAaLk/104.1100145ln4453044.04ln)(522112 3-11、图 3-24 为一板桩打入透水土层后形成的流网。已知透水土层深18、0m,渗透系数smmk/1034,板桩打入土层表面以下 9、0m,板桩前后水深如图中所示。试求:(1)图中所示 a、b、c、d、e 各点的孔隙水压力;(2)地基的单位渗水量。解:(1)kPaUWa00 kPaUWb2.880.9 kPaUWc2.137819418 kPaUWd

12、8.90.1 kPaUWe00(2)smAikq/1012918298103377 4-1何谓土中应力它有哪些分类与用途 【答】土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力就是指自重应力与附加应力。土中应力按其起因可分为自重应力与附加应力两种。自重应力就是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形 因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它就是地基产生变形的的主要原因也就是导致地基土的强度破坏与失稳的重要原因。土中应力安土骨架与土中孔隙的分担作用可分为有效应力与孔隙应力两种。土中有效应力就是指土粒所传递的粒间应力。它就是控制土的体积变形与强度两者变化的土中应力。

13、土中孔隙应力就是指土中水与土中气所传递的应力。4-2怎样简化土中应力计算模型在工程中应注意哪些问题 【答】我们把天然土体简化为线性弹性体。即假设地基土就是均匀、连续、各向同性的半无限空间弹性体而采用弹性理论来求解土中应力。当建筑物荷载应力变化范围比较大如高层建筑仓库等筒体建筑就不能用割线代替曲线而要考虑土体的非线性问题了。4-3地下水位的升降对土中自重应力有何影响在工程实践中有哪些问题应充是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为

14、最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 分考虑其影响 【答】地下水下降降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量 它使土体的固结沉降加大故引起地表大面积沉降。地下水位长期上升如筑坝蓄水将减少土中有效自重应力。(1)、若地下水位上升至基础底面以上它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。(2)、地下水位上升如遇到湿陷性黄土造成不良后果塌陷(3)、地下水位上升粘性土湿化抗剪强度降低。4-4基底压力分布的影响因素有哪些简化直线分布的假设条件就是什么 【答】基底压力的大小与分

15、布状况与荷载的大小与分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。假设条件刚性基础、基础具有一定的埋深依据弹性理论中的圣维南原理。4-5如何计算基底压力 与基底附加压力 两者概念有何不同 【答】基地压力 P 计算 (中心荷载作用下)(偏心荷载作用下)基地压力 计算 基地压力 P 为接触压力。这里的“接触”就是指基础底面与地基土之间的接触这接触面上的压力称为基底压力。基底附加压力 为作用在基础底面的净压力。就是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差就是引起地基附加应力与变形的主要原因。4-6土中附加应力的产生原因有哪些在工程实用中应如何考虑 【答】由外荷载引起的发加压力为主要原因。

16、需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏。4-7在工程中如何考虑土中应力分布规律?【答】由于附加应力扩散分布她不仅发生在荷载面积之下而且分布在荷载面积相当大的范围之下。所以工程中 (1)、考虑相邻建筑物时新老建筑物要保持一定的净距其具体值依原有基础荷载与地基土质而定一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍 (2)、同样道理当建筑物的基础临近边坡即坡肩时会使土坡的下滑力增加要考虑与分析边坡的稳定性。要求基础离开边坡有一个最小的控制距离 a、(3)、应力与应变时联系在一起的附加应力大地基变形也大反之地基变形就小甚至可以忽略不计。因此我们在计算地基最终沉降量时“沉降计算深度”用应力比法确

17、定 4-8、某建筑场地的地层分布均匀,第一层杂填土厚 1、5m,3/17mkN;第二层粉质黏土厚 4m,3/19mkN,73.2sG,%31,地下水位在地面下 2m 深处;第三层淤 泥 质 黏 土 厚8m,3/2.18mkN,74.2sG,%41;第 四 层 粉 土 厚3m,3/5.19mkN,72.2sG,%27;第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力c,并绘出c沿深度分布图。解:(1)求 111GsGGGGWWGWVWVVWSWSWSSWWSWWSWSSWSS 由上式得:32/19.9mkN,33/20.8mkN,34/71.9mkN,(2)求自重应力分布 是岩体与空气水与各种水

18、溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 kPahc5.25175.1111 kPahc0.355.0195.25h211水 kPac17.675.319.90.35h42c2水 kPac132.7788.2067.17h33c23 kPac90.161371.9132.77h44c34 kPa9.3063.08.03.5Wc4

19、4不透水层 4-9、某构筑物基础如图 4-30 所示,在设计地面标高处作用有偏心荷载 680kN,偏心距 1、31m,基础埋深为 2m,底面尺寸为 4m 2m。试求基底平均压力 p 与边缘最大压力 pmax,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。解:(1)全力的偏心距 e 31.1FeGF me891.02022468068031.1(2)leAGFp61minmax 因为337.114891.06161le 出现拉应力 故需改用公式 kPaelbGFp301891.0242320246802232max(3)平均基底压力 kPaAGF12581000(理论上)kPabelAGF3.150209.

20、131000231000 或kPap5.15023012max(实际上)4-10、某矩形基础的底面尺寸为 4m 2、4m,设计地面下埋深为 1、2m(高于天然地面 0、2m),设计地面以上的荷载为 1200kN,基底标高处原有土的加权平均重度为18kN/m3。试求基底水平面 1 点及 2 点下各 3、6m 深度 M1点及 M2点处的地基附加应力Z值。解:(1)基底压力 kPaAGFp149202.14.241300(2)基底附加压力 kPadppm1311181490 是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样

21、的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案(3)附加应力 M1点 分成大小相等的两块 8.126.32.1,2,4.2bzblmbml 查表得108.0C 则 kPaMz31.28131108.021 M2点 作延长线后分成 2 大块、2 小块 大块 8.126.33,2,6bzblmbml 查表得143.0C 小块 8.126.38.1,2,6.3bzblmbml查表得129.0C 则 kPappcccMMz7.3131129.0

22、143.02(220022）小大 4-11、某条形基础的宽度为 2m,在梯形分布的条形荷载(基底附加压力)下,边缘(p0)max=200kPa,(p0)min=100kPa,试求基底宽度中点下与边缘两点下各 3m 及 6m 深度处的 Z值。解:kPap15021002000均 中点下 3m 处 5.10,3,0bzbxmzmx，,查表得 396.0c kPaz4.59150396.0 6m 处 30,6,0bzbxmzmx，,查表得 208.0c kPaz2.31150208.0 边缘,梯形分布的条形荷载瞧作矩形与三角形的叠加荷载 3m 处:矩形分布的条形荷载 1.523bz5.0 x，b,查

23、表343.0 矩形c 是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 4kPa.33100334.0z 矩形 三角形分布的条形荷载 1.523bz10l，b,查表120.0734,0.0938tt kPa34.7100*0734.01 三角形z 38kPa.9100*9380.02 三角形z 所以,边缘左右两侧的

24、z为 kPaz74.4034.74.331 kPaz78.4238.94.332 6m 处:矩形分布的条形荷载 326bz5.0 x，b,查表198.0 矩形c kPa8.19100981.0z 矩形 三角形分布的条形荷载 326bz10l，b,查表0511.0,0476.021tt kPa76.4100*0476.01 三角形z kPa11.5100*5110.02 三角形z 所以,边缘左右两侧的z为 kPaz56.2476.48.191 kPaz91.2411.58.192 5-1通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标如何求得?【答】压缩系数,压缩指数,压缩模量,压缩系数,压缩指数,压缩模

25、量。5-2通过现场静载荷试验可以得到哪些土的力学性质指标？【答】可以同时测定地基承载力与土的变形模量。【答】土的弹性模量就是指土体在侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。她的变形包括了可恢复的弹性变形与不可恢复的残余变形两部分。而室内固结实验与现场载荷试验都不能提供瞬时荷载,它们得到的压缩模量与变形模量时包含残余变形在内的。与弹性模量由根本区别。5-4试从基本概念、计算公式及适用条件等方面比较压缩模量、变形模量与弹性模量它们与材料力学中杨氏模量有什么区别？【答】土的压缩模量 的定义就是土在侧限条件下的竖向附加应力与竖向应变之比值。土的压缩模量就是通过土的室内压缩试验得到的。土的变形模量 的定义就是

26、土体在无侧限条件下的应力与应变的比值。土的变形模量时现场原位试验得到的土的压缩模量与变形模量理论上就是可以换算的。但影响因素较多不能准确反映她们之间的实际关系。土的弹性模量 的定义就是土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。土的弹性模量由室内三轴压缩试验确定。5-5根据应力历史可将土层分为那三类土层？试述它们的定义。是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密

27、某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 【答】正常固结土层:在历史上所经受的先期固结压力等于现有覆盖土重。超固结土层:历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力。欠固结土层:先期固结压力小于现有覆盖土重。5-6何谓先期固结压力？实验室如何测定它？【答】天然土层在历史上受过最大固结压力(指土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力)称为先期固结压力,或称前期固结压力。先进行高压固结试验得到 elgP 曲线,用卡萨格兰德经验作图法求得。5-7何谓超固结比？如何按超固结比值确定正常固结土？【答】在研究沉积土层的应力历史时通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。5-8何谓现场

28、原始压缩曲线？三类土的原始压缩曲线与压缩性指标由实验室的测定方法有河不同？【答】现场原始压缩曲线就是指现场土层在其沉积过程中由上覆盖土重原本存在的压缩曲线简称原始压缩曲线。室内压缩试验所采用的土样与原位土样相比由于经历了卸荷的过程而且试件在取样、运输、试件制作以及试验过程中不可避免地要受到不同程度的扰动因此土 5-3室内固结试验与现场载荷试验都不能测定土的弹性模量？为什么？【答】样的室内压缩曲线不能完全代表现场原位处土样的孔隙比与有效应力的关系。施黙特曼提出了根据土的室内压缩试验曲线进行修正得到土现场原始压缩曲线。6-11、某矩形基础的底面尺寸为 4m 2m,天然地面下基础埋深为 1m,设计地

29、面高出天然地面 0、4m,计算资料见图 6-33(压缩曲线用例题 6-1 的)。试绘出土中竖向应力分布图(计算精度;重度(kN/m3)与应力(kPa)均至一位小数),并分别按分层总与法的单向压缩基本公式与规范修正公式计算基础底面中点沉降量(akfp75.00)。解:1、分层总与法单向压缩基本公式（1）求 111GsGGGGWWGWVWVVWSWSWSSWWSWWSWSSWSS 又 已 知,粉 质 黏 土 的3/1.19mkN,72.2sG,%31与 淤 泥 质 黏 土 的3/2.18mkN,71.2sG,%40 所以 分别为 3/2.9mkN与3/2.8mkN（2）地基分层 基底面下第一层粉质

30、黏土厚 4m,第二层淤泥质黏土未钻穿,均处于地下水位以下,分层厚度取 1m。(3)地基竖向自重应力C的计算 0 点:kPaC2.254.0118 1 点:kPaC4.3412.92.25 2 点:kPaC6.4312.94.34 是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 3 点:kPaC8.5212.96.

31、43 4 点:kPaC0.6112.88.52 5 点:kPaC2.6912.80.61 6 点:kPaC4.7712.82.69(4)地基竖向附加应力z的计算 基础及其上回填土的总重 kNAdGG2804.15.2420 基底平均压力 kPaAGFp12045.2280920 基底处的土中附加应力 kPappC8.942.2512000 计算基础中心点下由基础荷载引起的附加应力z,基础中心点可瞧作就是四个相等小矩形荷载的公共角点,其长宽比6.125.1/2/bl,取深度 z=0、1、2、3、4、5、6m 各计算点的z。点 l/b z/m z/b c z 0 1、6 0 0 0、250 94、

32、8 1 1、6 1 0、8 0、215 81、5 2 1、6 2 1、6 0、140 53、1 3 1、6 3 2、4 0、088 33、4 4 1、6 4 3、2 0、058 22、0 5 1、6 5 4、0 0、040 15、2 6 1、6 6 4、8 0、029 11、0(5)地基分层自重应力平均值与附加应力平均值的计算,见表 1。(6)地基各分层土的孔隙比变化值的确定,见表 1。(7)地基压缩层深度的确定 按Cz2.0确定深度下限:5m深处kPaC84.132.692.02.0,不够,84.132.15kPaz;6m深处kPaC48.154.772.02.0,kPaz48.150.11

33、,可以。表 1 分层总与法单向压缩公式计算的沉降量 是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 点深度 自重应力附加应力自重平均 附加平均 自重+附加 曲线 压前e1i压后e2i沉降量0025.294.81 1.034.481.529.888.2118.00.8210.761332 2.043.653.139

34、.067.3106.30.8180.769273 3.052.833.448.243.391.50.8080.774194 4.061.022.056.927.784.60.8000.782105 5.069.215.265.118.683.70.7960.78376 6.077.411.073.313.186.40.7910.7816土样4-1土样4-2(8)基础的最终沉降量如下:mmssnii10267101927331 2、规范修正公式计算(分层厚度取 1m)(1)计算0p 同分层总与法一样,kPappC8.942.2512000（2）分层压缩模量的计算 分层深度自重平均附加平均自重+附

35、加曲线压前e1i压后e2i压缩模量01.029.888.2118.00.8210.7612.682.039.067.3106.30.8180.7692.503.048.243.391.50.8080.7742.304.056.927.784.60.8000.7822.775.065.118.683.70.7960.7832.576.073.313.186.40.7910.7812.35土样4-1土样4-2（3）计算竖向平均附加应力系数 当 z=0 时,z=0 计算 z=1m 时,基底面积划分为 四个小矩形,即 4*25.125.24 6.125.1/2/bl,8.025.1/1/bz,查表 6

36、-5有2395.0 基底下 1m 范围内958.02395.0*4 详见下表。Z(m)l/b z/b z(z)i-(z)i-1 Esi is is 1 1、6 0、8 0、958 0、958 0、958 2、68 34 34 2 1、6 1、6 0、8316 1、6632 0、705 2、50 27 61 3 1、6 2、4 0、7028 2、1084 0、445 2、30 18 79 4 1、6 3、2 0、2、0、287 2、77 10 89 是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相

37、对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 5988 3952 5 1、6 4、0 0、5176 2、588 0、193 2、57 7 96 6 1、6 4、8 0、4544 2、7264 0、138 2、35 6 102（4）确定计算深度 由于周围没有相邻荷载,基础中点的变形计算深度可按下列简化公式计算:mbbzn3.55.2ln4.05.25.2ln4.05.2（5）确定s 计算nz深度范围内压缩模量的当量值:0011102110102101120/

38、0nnnnsiisinnnnsssnpzEAA EpzpzzpzzEEE L002.72642.550.9580.70520.44520.28680.19280.13842.682.52.32.772.572.35pMPap 查表(当akfp75.00时)得:1.1s（6）计算地基最终沉降量 mmsssiniss1121021.11 6-12、由于建筑物传来的荷载,地基中某一饱与黏土层产生梯形分布的竖向附加应力,该层顶面与底面的附加应力分别为kPakPazz160240和,顶底面透水(见图6-34),土层平均82MPa.4E39MPa.0a88.0e./2.0S1，年，cmk。试求:该土层的最

39、终沉降量;当达到最终沉降量之半所需的时间;当达到 120mm沉降所需的时间;如果该饱与黏土层下卧不透水层,则达到 120mm沉降所需的时间。解:求最终沉降 mmHeasz166400216024088.011039.013 是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案%50ssUtt (双面排水,分布 1)查图

40、 6-26得 2.0VT 年/964.0101039.01088.012.01232maekcWv 2HtcTvv 所以 )(83.0964.0242.02年vVcHTt 当120mmst时%72ssUtt 查图 6-26得 42.0VT )(74.1964.02442.022年vVcHTt 当下卧层不透水,120mmst时 与比较,相当于由双面排水改为单面排水,即 年74.14t ,所以 年96.6474.1.t 7-8、某土样进行直剪试验,在法向压力为 100、200、300、400kPa 时,测得抗剪强度f考分别为 52、83、115、145kPa,试求:(a)用作图法确定土样的抗剪强度

41、指标 c 与;(b)如果在土中的某一平面上作用的法向应力为 260kPa,剪应力为 92 kPa,该平面就是否会剪切破坏？为什么？解:20（kPa）抗剪强度法向应力（kPa）18(a)用作图法土样的抗剪强度指标 c=20kPa 与018(b)kPatgctgf5.10420182600 fkPa92 所以,为破坏。7-9、某饱与黏性土无侧限抗压强度试验的不排水抗剪强度kPacu70,如果对同一是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式

42、比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 土样进行三轴不固结不排水试验,施加周围压力kPa1503,试问土样将在多大的轴向压力作用下发生破坏？解:uc231 kPacu290150702231 7-10、某黏土试样在三轴仪中进行固结不排水试验,破坏时的孔隙水压力为fu,两个试件的试验结果为:试件:kPaukPakPaf140,350,20013 试件:kPaukPakPaf280,700,40013 试求:(a)用作图法确定该黏土试样的,cccucu和;(b)试件破坏面上的法向有效应力与剪应力;(c)剪切破

43、坏时的孔隙水压力系数 A。解:（kPa）600420210120034400350200（kPa）法向应力016700抗剪强度(a)用作图法确定该黏土试样的0034,016,0cccucu和 kPaf12.186234452cos212042021204202cos2203131kPaf36.124)622sin(21204202sin2031(c)在固结不排水试验中,03 u,于就是 311Auu 93.020040035070014028031uA 7-11、某饱与黏性土在三轴仪中进行固结不排水试验,得028,0c,如果这个试件受到kPa2001与kPa1503的作用,测得孔隙水压力kPa

44、u100,问该试件就是否会破坏？为什么？是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 解:49kPa.13822845tg1001500021极限 100kPa1002001实际 极限实际11,所以,不会破坏。7-12、某正常固结饱与黏性土试样进行不固结不排水试验得kPacuu20,0,对同样的土进行固结不排水

45、试验,得有效抗剪强度指标030,0c,如果试样在不排水条件下破坏,试求剪切破坏时的有效大主应力与小主应力。解:（kPa）法向应力4002060300（kPa）抗剪强度 40230453100231tg 解得:kPakPa20,6031 7-13、在 7-12题中的黏土层,如果某一面上的法向应力突然增加到 200kPa,法向应力刚增加时沿这个面的抗剪强度就是多少？经很长时间后这个面抗剪强度又就是多少？解:当kPa200 时,瞬间相当于不排水条件 这时0,任何面的抗剪强度均为kPacu20 当t时,kPa200,相当于排水条件 该面f必然满足kPatgtgf47.115302000 7-14、某黏

46、性土试样由固结不排水试验得出有效抗剪强度指标022,24kPac,如果该试件在周围压力kPa2003下进行固结排水试验至破坏,试求破坏时的大主应力1。解:kPatgtgtgctg76.510222452422224520024522450000200231 8-5、某 挡 土 墙 高 5m,墙 背 直 立、光 滑、墙 后 填 土 面 水 平,填 土 重 度是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度

47、并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 3/19mkN,030,kPac10,试确定:(1)主动土压力强度沿墙高的分布;(2)主动土压力的大小与作用点位置。解:在墙底处的主动土压力强度按郎肯土压力理论为 kPacHa12.2023045tan10223045tan519245tan2245tan00002002 主动土压力为 mkNccHHEa/3297.311910223045tan510223045tan519212245tan2245tan21200002220022 临界深度 mKcza82.123045tan19/102/2000

48、主动土压力 Ea作用在离墙底的距离为:mzH06.13/82.153/0 8-6、某 挡 土墙 高 4m,墙背 倾 斜 角020,填土面 倾角010,填 土重 度3/20mkN,030,0c,填土与墙背的摩擦角015,如图 8-25 所示,试按库仑理论求:(1)主动土压力大小、作用点位置与方向;(2)主动土压力强度沿墙高的分布。解:根据015、020、010、030,查表得560.0aK,由mkNKHEaa/6.892/560.04202/22 土压力作用点在离墙底 mH33.1343处 土压力强度沿墙高成三角形分布,墙底处 kPazKaa8.44560.0420 8-7、某挡土墙高 6m,墙

49、背直立、光滑、墙后填土面水平,填土分两层,第一层为砂土,第二层为粘性土,各层土的物理力学性质指标如图 8-26所示,试求:主动土压力强度,并绘出土压力沿墙高分布图。解:计算第一层填土的土压力强度 0245tan10210za 是岩体与空气水与各种水溶液相互作用形成有一饱与的原状土样切满于容积为的环刀内称得总质量为经烘干至恒重为标的定义求解解某原状土样的密度为含水量为土粒相对密度为试求该土样的饱与密度有效密度与有效重度先推导公式比为最大孔隙比为试求孔隙比与相对密实度并评定该砂土的密实度解设整理上式得中密某一完全饱与黏性土试样的含土力学四校合编课后习题答案 kPaha1223045tan21824

50、5tan002102111 第二层填土顶面与底面的土压力强度分别为 kPacha7.322045tan10222045tan218245tan2245tan00002202202111 kPachha9.4022045tan10222045tan419218245tan2245tan0000220220222112 8-8、某 挡 土 墙 高 6m,墙 背 直 立、光 滑、墙 后 填 土 面 水 平,填 土 重 度3/18mkN,030,kPac0,试确定:(1)墙后无地下水时的主动土压力;(2)当地下水位离墙底 2m 时,作用在挡土墙上的总压力(包括水压力与土压力),地下水位以下填土的饱与重