土力学作业及参考答案
第1章 作业参考答案
P40
1-5 :含水量44.34%；孔隙比1.20；孔隙度（率）54.54%；饱和密度1.77g/cm 3；浮密度0.77g/cm 3；干密度1.22g/cm 3；饱和重度17.7 kN/cm 3；浮重度7.7kN/cm 3；干重度12.2kN/cm 3 1-8：天然孔隙比e=0.64；相对密实度Dr=0.57，中密。 1-10：夯实地基干重度15.37kN/cm 3，D=0.97>0.95，夯实合格。 1-13：
解：基坑体积3
18003600m h A V =?=?=
土粒质量kg g V
m d s
631088.210
1800
1016?=??=?=
ρ
现有土料质量s s m m ='，则需要现有土料质量为：
kg w m m s 660
102256.3%)121(1088.2)1(?=+??=+'=' 现有土料体积
3220056
.141800
16/m V g
g
V
g
m m V d d =?=?=
?='
=
'
=
'γγγ
γγρ
每立方米土料需要加水
kg V w w m m o op s
w
522200%)12%16(1088.2)(6=-??='-'='
1-15：131.30 cm 3，粉质黏土，流塑。
第二章 作业
补充2-3 通过变水头试验测定某粘土的渗透系数k ，土样横断面面积2
30cm A =，长度
cm L 4=，渗透仪水头管（细玻璃管）断面积21256.0cm a =，水头差从cm h 1301=?降低到cm h 1102=?所需时间min 8=t 。试推导变水头试验法确定渗透系数的计算公式，并
计算该粘土在试验温度是的渗透系数k 。 解：
变水头试验试验过程中水头差一直在随时间而变化，试验时，测记起始水头差1h ?，经过时间t 后，再测记终了水头差2h ?，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数k 的表达式。
设试验过程中任意时刻作用于试样两端的水头差为h ?，经过dt 时段后，水头管中水位下降dh ，则dt 时间内流入试样的水量为
adh dq -=1
式中，右端的负号表示水量随h ?的减少而增加。 根据达西定律，dt 时间内渗流出试样的水量为
Adt L
h
k
kiAdt dq ?==2 根据水流连续原理，应有21dq dq =，于是得
h
dh
kA aL dt ?-
= 等式两边各自积分
?????-=210
h h t
h
dh
kA aL dt 2
1
ln h h kA aL t ??=
将此式中自然对数改用常用对数表示，得变水头试验法确定渗透系数的计算公式
2
1
lg 3
.2h h At aL k ??= 将试验有关参数代入，得该粘土在试验温度是的渗透系数k
s cm cm k /1082.5min /1049.3110
130
lg 83041256.03.264--?=?=????
=
第三章 作业
教材3-1
计算题3-1：计算并比较图3-1所示甲、乙土层中的自重应力区别，并绘制自重应力分布曲线。
解：地面以下2m 处竖向有效自重应力 （地下水位处） 土层甲 ：Pa Z k 0.3525.17=?=甲σ
土层乙：Pa Z k 0.3525.17=?=乙σ 地面以下4m 处竖向有效自重应力 土层甲 ：kPa Z 0.53210-1925.17=?+?=）（甲
上σ
因为4m 以下为不透水岩石
kPa Z 0.7321925.17=?+?=甲下σ
土层乙：Pa Z k 0.53210-1925.17=?+?=）（乙σ 地面以下6m 处竖向有效自重应力
土层甲 ：kPa Z 0.11322021925.17=?+?+?=甲σ
土层乙：Pa Z k 2.722)106.19(210-1925.17=?-+?+?=）（乙σ 地面以下8m 处竖向有效自重应力
土层甲 ：kPa Z 0.15425.2022021925.17=?+?+?+?=甲σ
土层乙：Pa Z k 2.2.932)105.20(2)106.19(210-1925.17=?-+?-+?+?=）（乙σ
补充3-1．某矩形基础的埋深d=2m ，基础面积为m l b 25.1?=?，地面处由上部结构传
来施加于基础中心的荷载kN F 400=，地表下为均质粘土，土的重度3/18m kN =γ，地下水水位距地表1m ，土的饱和重度3/5.19m kN sat =γ，求基底附加压力。
解：在埋深范围内，水位以上土层厚度m d 11=，水位以下土层厚度m d 12=。该基础为中心受压基础，基底压力为
A
Ad Ad F A G F p w G G 2
1)(γγγ-++=
+=
kPa 3.1632
5.1125.110125.120400=????+???+=
基础底面处的自重应力
kPa d d w sat c 5.27)(21=-+=γγγσ
则基底附加压力为
kPa p p c 8.1355.273.1630=-=-=σ
补充3-2.已知某工程为条形基础，长度为l ，宽度为b 。在偏心荷载作用下，基
础底面边缘处附加应力p max =150kPa ，p min =50kPa 。计算此条形基础中心点下深度为：0，0.25b ，0.50b ，l.0 b ，2.0 b ，3.0 b 处地基中的附加应力。
参考答案
100kPa ，96kPa ，82kPa ，55. 2kPa ，30. 6kPa ，20. 8kPa
第4章作业及参考答案
1.有一矩形基础，，如图所示。基础长度L为4m，宽度B为
2.5m，埋置深度d 为1m，埋置深度范围内的土体容重18kN/m3，作用在基础顶面中心荷载F等于920kN。地基土分层如图所示，土的压缩性如图表所示。若地下水位距离基础底面1m处试求基础中心点的沉降量。
参考答案：s=90mm，详解略。
2.设某粘土层的厚度为8m，表面作用有大面积均布荷载，设荷载瞬时加上。若土层的初始孔隙比e0为0.9，压缩系数a为0.25MPa－1，渗透系数k为17mm/year。
试问:(1)加荷一年后，基础中心点的沉降量为多少？
(2)当基础的沉降量达到最终沉降量的一半时需要多少时间？
解：（1）无限均布荷载，粘土中附加应力沿深度均匀分布，即：
kPa P z 120==σ
粘土层最终沉降量：
cm H e
a s z 6.121=+=σ
固结系数：
年/9.12)
1(2m a e k C w
v =+=
γ
查表，双面排水，1=α
，得到相应的固结度为%5.82=t U
则 t=1年时的沉降量：
cm s t 39.10%5.82.126=?=
（2）由固结度定义 %50==∞
s s U t
t ，得 St=6.3cm
由%50==
∞
s s U t
t
，1=α，查表得Tv=0.2 所以：y C H T t v v 25.09
.1242.02
2=?==
3. 矩形基础，基础长度L 为2m ，宽度B 为2m ，埋置深度d 为2m ，地基承载
力标准值fak=185kPa ，基底附加应力P0=185kPa ，按照《建筑地基基础设计规范》，求地基变形计算深度zn=4.5m 内地基最终变形量为多少。
解（步骤略）：
)
(1110
--=-=∑i i i i n
i si
s z z E P ααψs MPa
E Z Z Z Z E A A E si
i i i i i i i i si i i S 48.7048.05.5884.03.9.0048.0884.09.0)()(1111=++++=
--==
∑∑∑∑----αααα
查表得ψs 为1.3
S=1.3×(50.5+29.7+1.1)=106mm
第5章作业及参考答案
1. 摩尔强度包络线：土体发生剪切破坏时，剪切破坏面上的剪应力f τ是该面上的法向应力σ的函数，这个函数在στ-f 坐标中是一条曲线，该曲线称为莫尔包线。
2. 应变硬化：土体开始屈服以后，屈服点的位置不断提高，土体能够承受更大的应力，
这种现象称为应变硬化。
3. 砂土液化：在饱和砂土中，由于振动引起颗粒的悬浮，超静孔隙水压力急剧升高，直
到其孔隙水压力等于总应力时，有效应力为零，砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。
4. 简述土抗剪强度的来源及影响因素。
答：根据莫尔一库伦强度理论，土的抗剪强度来源于两部分：摩擦强度φσtg （或''φσtg ）和粘结强度c （或c ‘
）。摩擦强度包括两部分：一是颗粒之间因剪切滑动时产生的滑动摩擦，另一是因剪切使颗粒之间脱离咬合状态而移动所产生的咬合摩擦。摩擦强度取决于剪切面上的正应力和土的内摩擦角，内摩擦角是度量滑动难易程度和咬合作用强弱的参数，其正切值为摩擦系数。影响内摩擦角的主要因素有密度，颗粒级配，颗粒形状，矿物成分，含水量等，对细粒土而言，还受到颗粒表面的物理化学作用的影响。通常认为粗粒土的粘结强度
c 等于零。细粒土的粘结强度c 由两部分组成：原始粘结力和固化粘结力，原始粘结力来源
于颗粒间的静电力和范德华力，固化粘结力来源于颗粒间的胶结物质的胶结作用。
5.设砂类土地基中某点的大主应力kPa 4001=σ，小主应力kPa 2003=σ，砂
土 的内摩擦角?=25?，粘聚力c=0，试判断该点是否破坏？（至少使用2种
方法）
6．某饱和粘性土由固结不排水试验测得的有效抗剪强度指标为a kP c 20'=，0'20=φ。
（1）如果该土样受到总应力a kP 2001=σ和a kP 1203=σ的作用，测得孔
隙水压力为a kP u 100=，则该试样是否会破坏？（2）如果对该土样进行固结排水试验，围压a kP 1203=σ，问该样破坏时应施加多大的偏压？
解：
（1） 试样受到的有效应力分别为：
a kP u 1001002001'
1=-=-=σσ a kP u 201001203'3=-=-=σσ
与'
3σ共同作用使土样处于极限平衡状态的有效大主应力'11σ为：
)2
45(2)2
45('
0''
02'
3'11φφσσ+
?++
?=tg c tg
a kP tg tg 9.97)2
2045(202)22045(200000
2
=+??++?=
因 '1'
11σσ<
故该土样会发生破坏。
（2）对于固结排水试验，有效应力和总应力相等，即a kP 1203'
3==σσ，由此可得试样破
坏时的大主应力1σ：
)2
45(2)2
45('
''
2
'3
'
1
1φφσσσ+
?++
?==tg c tg
a kP tg tg 9.301)2
2045(202)22045(12000
00
2
=+??++?=
则得该试样破坏时应施加的偏压a kP 9.181311=-=?σσσ
第6章作业及参考答案
6-1某条形基础置于一均质地基上，宽3m ，埋深1m ，地基土天然重度18.0kN/cm 3，天然含
水量38%，土粒相对密度2.73，抗剪强度指标0
12=φ，c =15Kpa ，问该基础的临塑荷载Pcr 、
塑性荷载P 1/3、P 1/4各为多少？若地下水位上升至基础底面，假定土抗剪强度指标不变，其
Pcr 、P 1/3、P 1/4有何变化？ 解：根据?=12?
，查表可得：
31.0,23.0,42.4,
94.1)3/1()4/1(====b b c q N N N N
则：
kPa cN dN P c q cr 2.10142.40.1594.10.10.180=?+??=+=γ
kPa
cN dN bN P c
q b 6.11342.40.1594.10.10.1823.00.30.180)4/1(4/1=?+??+??=++=γγ
kPa
cN dN bN P c
q b 9.11742.40.1594.10.10.1831.00.30.180)3/1(3/1=?+??+??=++=γγ 地下水位上升至基础底面，不会对承载力系数产生影响，此时r 必须取有效重度
w sat γγγ-='
w s s sat w d d γρ
γ++-=
)
1()1(
3/27.8)
38.01(73.20
.18)173.2()1()1(m kN w d d s s w sat =+??-=+-=
-='ργγγ
kPa cN dN P c q cr 2.10142.40.1594.10.10.180=?+??=+=γ
kPa
cN dN bN P c
q b 9.10642.40.1594.10.10.1823.00.327.80)4/1(4/1=?+??+??=++'=γγ kPa
cN dN bN P c
q b 9.10842.40.1594.10.10.1831.00.327.80)3/1(3/1=?+??+??=++'=γγ 本题解析：从比较可知，当地下水位上升至基底面时，地基的临塑荷载没有发生变化，地基的塑性荷载（临界荷载）降低，不难看出，当地下水位上升到基底以上时临塑荷载也将降低，由此可知对工程而言，做好排水工作，防止地表水渗入地基，对保证地基的承载力具有重要的意义。
第8章 土压力与挡土墙设计 习题集参考答案
1. 某挡土墙墙高m h 6=，墙背直立、光滑，填土面水平，墙后填土共分两层，每层厚度3m 。上层土的物理力学性质指标: 0
25,10==φkPa c ，3
/18m kN =γ。下层土的物理力学性质指标: 0
30,0==φc ，3
/19m kN =γ。分别求主动土压力、被动土压力及其作用点位置，并绘出土压力分布图。
解：（1）求主动土压力
上层填土底面处的主动土压力强度1a σ为
)2
45(2)2
45(1
011
02111φφγσ-
?--
??=tg c tg h a
kPa tg tg 2.9)2
2545(102)22545(31800
00
2
=-??--??=
临界深度 m tg k c
z a
74.1)2
25
45(1810220
00=-
??=
?=
γ
下层填土顶面和底面处的主动土压力强度2'1,a a σσ分别为
)2
45(2)2
45(2
022
0211'1φφγσ-
?--
??=tg c tg h a
kPa tg tg 18)2
3045(02)23045(31800
00
2
=-??--??=
)2
45(2)2
45()(2
022
0222112φφγγσ-
?--
??+?=tg c tg h h a
kPa tg tg 37)2
3045(02)23045()319318(00
00
2
=-??--??+?=
主动土压力 22'1011)(21
)(21h z h E a a a a σσσ++-=
m kN /3.883)3718(2
1
)74.13(2.921=?+?+-??= 主动土压力作用点距墙底的距离z a 为
a a a a a a E h h h h z h h z h z /]3)(212)3)((21[22'
1222'1012011σσσσ-++-+-=
m 46.13.88/]13192
1
5.131842.32
6.12.921[=???+??+???= 主动土压力分布图如例图1所示。
（2）求被动土压力
上层填土顶面和底面处的被动土压力强度10,p p σσ分别为
kPa tg tg c p 4.31)2
2545(102)245(200
1
10
=+??=+?+=φσ
)2
45(2)2
45(1
011
02111φφγσ+
?++
??=tg c tg h p
kPa tg tg 4.164)2
2545(102)22545(31800
00
2
=+??++??=
下层填土顶面和底面处的被动土压力强度2'
1,p p σσ分别为
)2
45(2)2
45(2
022
0211'1φφγσ+
?++
??=tg c tg h p
kPa tg tg 162)2
3045(02)23045(31800
00
2
=+??++??=
)2
45(2)2
45()(2
022
0222112φφγγσ+
?++
??+?=tg c tg h h p
kPa tg tg 333)2
3045(02)23045()319318(00
00
2
=+??++??+?=
被动土压力 22'
1110)(21)(21h h E p p p p p σσσσ+++=
m kN /2.10363)333162(2
1
3)4.1644.31(21=?+?+?+?= 主动土压力作用点距墙底的距离z p 为
p a a a a a a a a a a a a p E h h h h h z /]3
2)(21)32()(21[22'
12'
12'
12110102110σσσσσσσσσσσσ++?++?+++?+=
学性质指标: 030,0==φc ，8.0=e ，7.2=s d 。地下水位在填土表面下的深度m h 31=，水位以上填土的含水量%20=w 。求墙后土体处于主动土压力状态时墙所受到的总侧压力，并绘出侧压力分布图。
解：墙所受到的总侧压力包括主动土压力和水压力 （1）求主动土压力
水位面以上填土的的重度3/0.188.0110
)2.01(7.21)1(m kN e w d w s =+?+?=++=
γγ
水位面以下填土的的重度3/4.198
.0110
)8.07.2(1)(m kN e e d w s sat =+?+=++=
γγ
水位面处的主动土压力强度1a σ为
)245(0
2
11
φ
γσ-??=tg h a kPa tg 18)2
3045(3180
2=-??=
墙底面处的主动土压力强度2a σ为
)2
45()])(([0
2112φ
γγγσ-
?--+?=tg h h h w sat a
kPa tg 5.30)2
3045()44.9318(0
2
=-??+?=
主动土压力 ))((21
2112111h h h E a a a a -++=
σσσ m kN /1244)5.3018(2
1
31821=?+?+??= 主动土压力作用点距墙底的距离z a 为
a a a a a a E h h h h h h h h h h h h z /]3
))((212)()3(21
[11121111111---+--++-=σσσσ
m 52.2124/]33.145.122
1
2418531821[=???+??+???= （2）求水压力
水压力 m kN h h E w w /804102
1
)(21221=??=-=
γ 水压力作用点距墙底的距离 m h h z w 33.13
4
31==-= （3）求总侧压力
侧压力 m kN E E E w a /20480124=+=+= 侧压力作用点距墙底的距离
m E z E z E z w w a a z 05.2204/)33.18052.2124(/)(=?+?=?+?=
020=δ，基底摩擦系数55.0=μ，地基承载力设计值kPa f 180=。试按等腰梯形断面设
计此挡土墙。（设计时始终认为墙身强度足够，不进行墙身强度验算。主动土压力系数见表1）
主动土压力系数表 表1
解：
（1）初步拟定挡土墙断面尺寸
重力式挡土墙墙顶和墙底拟定为水平面，因砌体结构墙顶宽度不小于0.5m ，取为
m b 6.01=；墙底宽度可取H )3
1
~21(，取为m b 2.22=；对等腰梯形断面，根据墙顶和墙
底宽度，确定墙面和墙背坡度为1:0.16，墙背为俯斜墙背，墙背倾角为正，按下式确定： 01209.95
26
.02.2)2(
=?-=-=arctg H b b arctg α （2）挡土墙自重及重心 挡土墙自重 m kN H b b G t /1542258.22
1
)(2121=???=??+=
γ 自重重心距墙趾的距离0x ：
m b x 1.12
2
.2220===
（3）计算土压力
查表并求得主动土压力系数 37.00
100
09.9)
297.0377.0(297.0=---+=a K
土压力 m kN K H E a a /9.8737.05192
1
2122=???==
γ 土压力水平分量
m kN E E a ax /8.76)2009.9cos(9.87)cos(00=+?=+=δα
土压力垂直分量
m kN E E a az /7.42)2009.9sin(9.87)sin(00=+?=+=δα
土压力作用点距墙底垂直距离 m H z E 67.13
1
== 土压力作用点距墙趾水平距离
m b b b b b x E 93.12
3221
2112=-++-=
（4）抗倾覆稳定性验算
6.196.167
.18.7693.17.421.11540>=??+?=+=
E ax E az t z E x E Gx K
满足要求
（5）抗滑移稳定性验算
3.141.18
.7655
.0)7.42154()(>=?+=+=
ax az t E E G K μ
满足要求
（6）地基承载力验算
作用于挡墙基底的总垂直力
m kN E G F az /7.1967.42154=+=+=
F 作用点距墙趾的距离
m
F z E x E Gx x E ax E az f 63.07.196/)67.18.7693.17.421.1154(/)(0=?-?+?=-+= 偏心距 55.04
47.063.01.1222=<=-=-=
b
x b e f (满足要求) 基底压力最大值 kPa x F p f 1.20863
.037
.196232max =??==
基底压力平均值 35.982
.27.1962===
b F p
kPa f p f p 2162.1,
max =<< 满足设计要求
(7) 由上可见，挡土墙初步拟定尺寸满足要求，以此作为设计尺寸，设计完成。
《土力学》第二章习题集及详细解答
《土力学》第二章习题集及详细解答 第2章土的物理性质及分类 一填空题 1.粘性土中含水量不同，可分别处于、、、、四种不同的状态。其界限含水量依次是、、。 2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法、、。 3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是、、。 4. 粘性土的不同状态的分界含水量液限、塑限、缩限分别用、、测定。 5. 土的触变性是指。 6.土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越。 7. 作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土砂土、、粘性土和人工填土。 8.碎石土是指粒径大于 mm的颗粒超过总重量50%的土。 9.土的饱和度为土中被水充满的孔隙与孔隙之比。 10. 液性指数是用来衡量粘性土的状态。 二、选择题 1．作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数C u的关系：( ) （A）C u大比C u小好 (B) C u小比C u大好 (C) C u与压实效果无关 2.有三个同一种类土样，它们的含水率都相同，但是饱和度S r不同，饱和度S r越大的土，其压缩性有何变化？( ) (A)压缩性越大 (B) 压缩性越小 (C) 压缩性不变 3.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( ) (A)γ增加，减小 (B) γ不变，不变 (C)γ增加，增加 4.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( ) (A)天然土的含水率最大不超过液限 (B) 液限一定是天然土的饱和含水率 (C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 5. 已知砂土的天然孔隙比为e＝0.303，最大孔隙比e max＝0.762，最小孔隙比e min＝0.114，则该砂土处于( )状态。 （A）密实（B）中密 (C)松散（D）稍密 6．已知某种土的密度ρ＝1.8g/cm3，土粒相对密度ds＝2.70，土的含水量w＝18.0％，则每立方土体中气相体积为( ) (A)0.486m3 (B)0.77m3 (C)0.16m3 (D)0.284m3 7.在土的三相比例指标中，直接通过室内试验测定的是（）。
最新《土力学》作业答案
《土力学》作业答案 第一章 1—1根据下列颗粒分析试验结果，作出级配曲线，算出Cu 及Cv 值，并判断其级配情况是否良好。 解： 级配曲线见附图。 小于某直径之土重百分数% 土粒直径以毫米计 习题1-1 颗粒大小级配曲线 由级配曲线查得：d 60=0.45，d 10=0.055，d 30=0.2； 18.8055 .045 .01060=== d d C u 62.1055 .045.02.02 6010230=?==d d d C c C u >5，1 故，为级配良好的土。 （2）确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ，并由Cu 、Cv 判断级配情况。 解： 土 粒直径 以毫米 计 小于某直径之土重百分数% 习题1-2 颗粒大小级配曲线 1—3某土样孔隙体积等于颗粒体积，求孔隙比e 为若干？ 若Gs=2.66，求ρd =? 若孔隙为水所充满求其密度ρ和含水量W 。 解： 11 1 === s v V V e ； /33.12 66 .2g V M s d === ρ.121 66.2V M M w s =+=+= ρ%6.3766 .21=== s w M M ω。 1—4在某一层土中，用容积为72cm 3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g ，烘干后质量121.5g ，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？ 解： 3457 .25 .121cm G M V s s s === ； 3274572cm V V V s V =-=-=； %26.60626.05 .1215 .1211.129==-== s w M M ω； 3/79.172 1.129cm g V M === ρ； 3/06.272 27 15.121cm g V V M v w s sat =?+=+= ρρ； 土力学习题及详细解答 《土力学》习题 绪论 一、填空题 1.就与建筑物荷载关系而言，地基的作用是荷载，基础的作用是荷载。 2.地基基础设计，就地基而言，应满足条件和条件。 3.土层直接作为建筑物持力层的地基被称为地基，埋深小于5m的基础被称为基础。 二、名词解释 1.人工地基 2.深基础 3.基础 4.地基 第1章土的组成 一、填空题 1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较，其夯实后密实度较。 2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。 3.利用曲线可确定不均匀系数Cu；为了获得较大密实度，应选择Cu值较的土作为填方工程的土料。 4.能传递静水压力的土中水是水和水。 5.影响压实效果的土中气是与大气的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气 的气体。 6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用法。 7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越。 8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为粒径。 二、名词解释 1.土的结构 2.土的构造 3.结合水 4.强结合水 5.颗粒级配 三、单项选择题 1.对工程会产生不利影响的土的构造为： （A）层理构造 （B）结核构造 （C）层面构造 （D）裂隙构造 您的选项（） 2.土的结构为絮状结构的是: 粉粒 碎石 粘粒 砂粒 您的选项（） 3.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（C U为不均匀系数，C C为曲率系数）： C U< 5 C U>10 C U> 5 且C C= 1へ3 C U< 5 且C C= 1へ3 您的选项（） 精心整理《土力学》作业答案 第一章 土粒直径以毫米计 习题1-1颗粒大 小级配曲线 由级配曲线查得：d60=0.45，d10=0.055，d30=0.2； C u>5，1 （2）确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ，并由Cu 、Cv 判断级配情况。 解： 1—3d 其密度?和含水量W 。 解： 11 1 === s v V V e ； 3/33.12 66 .2cm g V M s d === ρ； 3/83.121 66.2cm g V M M w s =+=+= ρ； %6.3766 .21=== s w M M ω。 1—4在某一层土中，用容积为72cm 3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g ，烘干后质量121.5g ，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？ 解： V s V V = ω= ρsat ρ'= ρ[或d ρ1— 365.04.083 .14.1=-=s V ； 74.2365 .01 === w s s s V M G ρ； 10.1365 .04.0=== s v V V e 。 1—6某科研试验，需配制含水量等于62%的饱和软土1m 3，现有含水量为15%、比重为2.70的湿土，问需湿土多少公斤？加水多少公斤？ 解： 1m 3饱和软土中含土粒：t M s 01.17 .21 62.01=+ = ； 折合%15=ω的湿土： kg t M M M M s w s 116016.1)15.01(01.1)1(==+?=+=+=ω； 需要加水： kg t M M s w 475475.0)15.062.0(01.1)(12==-?=-=ωω。 1—7已知土粒比重为2.72，饱和度为37%，孔隙比为0.95，问孔隙比不变的条件下，饱和度提高到90%时，每立方米的土应加多少水？ 解： 1m 3 S r 提高到1m 31—8混成10%解： 1V =解得：2V 1—9γ'，并 求饱和度Sr 为75%时的重度γ和含水量w 。（分别设Vs=1、V=1和M=1进行计算，比较哪种方法更简单些？） 解： 3/6.17 .0172 .2cm g V M s d =+== ρ； 3/0.27 .011 7.072.2cm g V V M w v s sat =+?+=+= ρρ； 3/91.17 .01175.07.072.2cm g V M =+??+== ρ； 1.某地基的地质剖面图描述如下：（自上而下）耕土，厚度h=1.00m ，3 16.0/kN m γ=；粉质粘土，厚度h=2.20m ，3 17.5/kN m γ=；粉土，厚度h=2.60m ，3 18.9/kN m γ=， 320.0/sat kN m γ=；淤泥，厚度h=3.20m ，317.0/sat kN m γ=；以下为不透水层。注意， 水位线位于地面以下3.20m 处。 （1）计算地面以下深度为1m ，3.2m ，5.8m ，9m 处的自重应力，并绘出分布图。 解： z=1m,cz σ=16.0kN/m 3*1m=16kPa z=3.2m,cz σ=16 kPa +17.5 kN/m 3*2.2m=54.5 kPa z=5.8m,cz σ=54.5 kPa +(20.0-10) kN/m 3*2.6m=80.5 kPa z=9m ： 上部cz σ=80.5kPa +(17.0-10) kN/m 3*3.20m=102.9 kPa 下部cz σ=102.9kPa +10 kN/m 3*(2.60+3.20) m=160.9 kPa 说明：牢记浮重度与饱和重度的关系'sat w γγγ=-。一般情况下，不用根据不同土层查表得 到相对土粒密度。 （2）当地下水位降至淤泥顶面时，计算地基中的自重应力，并绘出分布图。 解：z=1m,cz σ =16kPa z=3.2m,cz σ=54.5 kPa z=5.8m,cz σ=54.5 kPa +18.9 kN/m 3*2.60m=103.6 kPa z=9m,上部cz σ=103.6 kPa +(17.0-10) kN/m 3*3.20m=126.0 kPa 下部cz σ =126.0 kPa +10 kN/m 3*3.2m=158.0 kPa 说明：水面高出地面的情况，如果地面土层是透水层，则地面以上的水层不会对土自重应力造成影响 第7章土的抗剪强度 指标实质上是抗剪强度参数，也就是土的强度指标，为什么？ 定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？ 平衡条件？粘性土和粉土与无粘性土的表达式有何不同？ 点剪应力最大的平面不是剪切破坏面？如何确定剪切破坏面与小主应力作用方向夹角？ 验和三轴压缩试验的土样的应力状态有什么不同？并指出直剪试验土样的大主应力方向。 验三种方法和三轴压缩试验三种方法的异同点和适用性。 系数A、B的物理意义，说明三轴UU和CU试验中求A、B两系数的区别。 土等建筑材料相比，土的抗剪强度有何特点？同一种土其强度值是否为一个定值？为什么？ 强度的因素有哪些？ 剪应力面是否就是剪切破裂面？二者何时一致？ 同的试验方法会有不同的土的强度，工程上如何选用？ 土的抗剪强度表达式有何不同？同一土样的抗剪强度是不是一个定值？为什么？ 度指标是什么?通常通过哪些室内试验、原位测试测定? 验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法？工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标？ 的优缺点。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 坏的极限能力称为土的___ _ ____。 剪强度来源于____ _______。 力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为。 抗剪强度库仑定律的总应力的表达式，有效 。 度指标包括、。 量越大，其内摩擦角越。 ，，该点最大剪应力值为，与主应力的夹角为。 土，若其无侧限抗压强度为，则土的不固结不排水抗剪强度指标。 ，，该点最大剪应力作用面上的法向应力为，剪应力为 某点应力状态的莫尔应力圆处于该土的抗剪强度线下方，则该点处于____________状态。 2005年招收硕士学位研究生试题】 排水条件可分为、、三种。 1.表述朗肯土压力理论和库仑土压力理论的相同点和不同点，主要分析假设条件，实用土的种类、误差等等。 答：朗肯上压力理论是根据半空间体的应力状态和土单元体（土中一点）的极限平衡理论得出的上压力计算理论。 相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度土压力。两种土压力理论都是极限平衡状态下作用在挡土墙上的土压力，都属于极限平衡理论。 不同点： 1）假设条件不同：郎肯假设墙背直立、光滑、填土水平面无限延伸； 库仑假定：填土为均匀，各自同性，无粘土；滑动土体看做滑动土楔，其滑裂面为通过墙踵的平面；滑动土楔视为刚体。 2）求解方法不同：郎肯是从一点的应力状态出发，先求出压力强度，再求出总压力，属于极限应力法，适用于填土表面为水平的无粘土或粘性土的土压力计算；而库仑考虑整个滑动楔体静力平衡，直接求出总土压力，需要时再求解压力强度，属于滑动楔体法，只适用于填土表面为水平的粘性土，对无粘性土只能用图解法计算。 3）适用范围不同：库仑要广。 4）计算精度不同：郎肯主动土压力偏大，被动土压力偏小，墙体粗糙;库仑主动土压力接近实际土压力，被动土压力差距较大，墙体滑动面为平面。 2.某挡土墙高5m ，墙后填土为黏土，重度3 18.6/kN m γ=，饱和重度319.6/sat kN m γ=，粘聚力20c kPa =，内摩擦角0 25?=，地下水2w H m =，试计算该挡土墙后静止土压力 分布图，总静止土压力值及其作用点位置。【本题按照“水土分算”计算】 解： 21.58B kPa σ=38.28C kPa σ=30wC kPa σ=A B C 2m 3m 地下水位以上（下）的静止土压力系数001sin 1sin 250.58 K ?=-=-= B 点土压应力为 300.5818.6/221.58B K z kN m m kPa σγ==??= 水位以下，C 点土压应力()300.5819.610/338.28C B K z kN m m kPa σγσ==+?-?= C 处的水压力 3310/30wc m kN m kPa σ=?=（图中红色所示） 总的整体土压力包括地下水位上下土压力和水压力。 AB BC wBC F F F F =++∑ 0.521.58221.58/AB F kPa m kN m =??= ()21.5830.538.2821.58364.7425.0589.79BC F kPa m kPa m kN kN kN =?+?-?=+= 0.533045/wBC F m kPa kN m =??= 土力学第五次作业答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 1.在荷载为100kPa 作用下，非饱和土样孔隙比e=1.0，饱和度为80%，当荷载增加之200kPa 时，饱和度为90%，试问土样的压缩系数a 为多少？并求出土样的压缩模量s E 。 解：由s r G S e ω?= 可知，当w V 、s V 不变（也即 w s V V ω=不变时），r S e 为常数。 12280% 1.00.88990% r r S e e S = =?= 压缩系数61122110.889 1.1110 1.11()200100 e e a Pa MPa p p -----= ==?=-- 压缩模量111 1.801.11 s e E MPa a ++= == 2.一个饱和土样，含水率为40%，重度18kN/m 3，土粒比重G s 为2.70，在压缩试验中，荷 载从0增至150kPa ，土样含水率变为34%，试问土样的压缩量和此时的重度各位多少（ 环刀高度为2cm ） 解：加荷前土体的孔隙比 330(1) 1 2.710/(140%)/18/1 1.10s w G e kN m kN m γωγ += -=?+-= 加荷后土体的孔隙比，饱和土中 e ω 为定值。 00/0.34 1.1/0.400.935e e ωω==?= 压缩量0(1.10.935) 20 1.57(1)1 1.1 e H H mm mm e ?-?= =?=++ 33(1)/(1) 2.710/(10.34)/(10.935)18.7/s w G e kN m kN m γγω=++=?++= 3.从一黏土层中取样做室内压缩试验，试样成果列于表5—9中。试求： （1）该黏土的压缩系数a 1-2及相应的压缩模量E s,1-2，并评价其压缩性； （2）设黏土层厚度为2m ，平均自重应力σc =50kPa ，试计算在大面积堆载p 0=100kPa 的作用下，黏土层的固结压缩量。 表 黏土层压缩试验资料 解：（1）11212120.7100.650 0.60.20.1 e e a MPa p p ----= ==-- 1,1212110.710 2.850.6 s e E MPa a --++= == 该土属高压缩性土。 （2）050,100,p kPa p kPa =?= 《土力学与基础工程》作业参考答案 作业一 一、填空题： 1.承担 传递 2.碎散性 多相性（或三相体系） 复杂性 易变性 3.大 大 4.毛细 重力 5.小 大 6.密度计 筛分 7.颗粒级配 大于2mm 50％ 8.粘土 粉质粘 9.相对 锤击数 二、单选题： 1.C 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.B 12.C 13.C 14.B 15.A 三、判断题： 1.√ 2.3 3.3 4.3 5.√ 四、简答题： 1.答：塑限、液限、塑性指数、液性指数对粘性土有意义。粒径级配、孔隙比e 、相对密度和标准贯入试验击 数对无粘土有意义。 2.答：当水由下向上渗流时，若向上的动水力与土的有效重度相等时，此时土颗粒间的压力等于零，土颗粒处 于悬浮状态而失去稳定，这种现象就称为流砂现象。 水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力的作用下，可能通过粗颗粒的孔隙被水带走，这种现象称为管涌。 流砂现象是发生在土体表面渗流逸出处，不发生与土体内部；而管涌现象可以发生在渗流逸出处，也可以发生于土体内部。 3.答：在一定的压实功能作用下，土在某一含水量下可以击实达到最大的密度，这个含水量称为最优含水量。 对应着击实曲线上峰值时的含水量。 粘性土料过干或过湿都不能获得好的压实效果；当含水量过低时，粘性土颗粒周围的结合水膜薄，粒间引力强，颗粒相对移动的阻力大，不易挤紧；当含水量过大时，自由水较多，击实时，水和气体不易从土中排出，并吸收了大部分的击实功能，阻碍了土粒的靠近。故在压实粘性土时要控制土的含水量。 五、计算题： 1. 解：土的饱和重度3s sat /5.18101117.21m kN e e G w =?++=?++= γγ 临界水力梯度 85.010 105.18i cr =-=-='=w w sat w γγγγγ 2.解：已知ρ＝1.84g/cm 3 ρw ＝1g/cm 3 Gs ＝2.75 Sr ＝1(依题意) 设Ｖ＝1 cm 3 ∵ ρ＝ｍ/Ｖ ∴ ｍ＝ρ2Ｖ＝1.8431＝1.84g ∵ Gs ＝m s ／(V s 2ρw ) ∴ m s ＝Gs 2V s 2ρw ＝2.75 V s m w ＝ｍ－m s ＝1.84－2.75 V s V w ＝m w ／ρw ＝1.84－2.75 V s （第二次作业） 2-1 某办公楼工程地质勘察中取原状土做试验，用体积为1003 cm 的环刀取样试验，用天平测得环刀加湿土的质量为245.00g ，环刀质量为55.00g ，烘干后土样质量为170.00g ，土粒比重为2.70。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙率以及饱和度，并比较各种密度的大小。 解：已知：V=100 cm 3；M=245-55=190g ；M s =170g ；土粒比重Gs=M s /V s =2.70； M w = M - Ms=186-170=16g ，ρw=1 g/cm 3；所以V w =16cm 3； 土粒比重G s =M s /V s =2.70；所以V s = M s /2.70=62.96cm 3； V=100 cm 3；Vs=62.96cm 3；Vw=16cm 3； 所以V v =V-V s =100-62.96=37.04cm 3；V a =V v -V w =37.04-16=21.04 cm 3； 因此：天然密度V m = ρ =190/100=1.90 g/cm 3； 干密度/d s m V ρ= =170/100=1.70 g/cm 3； 饱和密度()/sat s v w m V V ρρ=+=(16+170+21.04×1)/100=2.07 g/cm 3； 天然含水率%42.9%100170 16%100=?=?= s w m m w 孔隙比/v s e V V == 37.04/62.96=0.588 孔隙率()/100v n V V =?%=V v /V=37.04/100=37.04% 饱和度()/100r w v S V V =?%=16/37.04=43.2% 综上所述：ρsat ＞ρ＞ρd 2-3某住宅地基土的试验中，已测得土的干密度d ρ=1.643 /cm g ，含水率w =21.3﹪，土粒比重 S G =2.65。计算土的e 、n 和r S 。此土样又测得L w =29.7﹪、P w =17.6﹪，计算P I 和L I ，描述土的物 理状态，定出土的名称。 解：（1）根据换算公式求e 、n 、r S 值： 616.0164 .11 65.21 1)1()1(1)1(=-?= -=-++= -+= d s d w s w s G G G e ρρ ωρρωρ ρωω 381.0616 .01616.01=+=+= e e n %64.91616 .065 .2213.0=?== e wG S s r （2）已知：w =21.3﹪、L w =29.7﹪、P w =17.6﹪ 1.什么叫流网，它是什么样的图象流网两簇曲线的物理意义是什么构成流网的这两簇曲线必须满足的条件是什么在整个渗流场中流网有哪些特点 答：流网指流线和等势线两组相互垂直交织的曲线。其中流线指稳定渗流情况下表示水质点的运动路线；等势线表示势能或水头的等值线。流线和等势线必须满足正交及各个网格的长宽比为常数的条件。流网中，流线越密的部位流速越大，等势线越大的部位水力坡降越大。 2.什么是流砂与管涌现象他们有什么区别和联系如何防治 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、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，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，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。 流砂现象的防治：①减小或消除水头差，如采取基坑外的井点降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；②增长渗流路径，如打板桩；③在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力；④土层加固处理。如冻结法、注浆法等。 管涌现象的防治：①改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩；②改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌破坏的有效措施。 3.习题图3-1为一板桩打入透土层后形成的流网。已知透水土层深18.0m，渗透系数k=3×10-4mm/s。板桩打入土层表面以下9.0m，板桩前后水深如图3-13所示。试求：(1)图中所示a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；(2)地基的单位透水量。 （理解PPT以及讲义中关于流网性质以及流网绘制部分内容；PS：题目中已经画好了等势线和流线，解题时特别要注意边界流线和边界等势线） 不透水层 习题3-1图 （本题中关于孔隙水压力的概念没有明确给出，本题目第一问在评分时会放松要求，但是请大家根据参考解答仔细研究本题） 注意：题目中d点得位置修改过了，与b点在同一水平面，但是在板桩墙的两侧。如果继续按照之前位置，需要按照c点得算法求解，g取10。（本题目批改时，d点得孔隙水压力 土力学 1-1 解： (1) A 试样 100.083d mm = 300.317d mm = 600.928d mm = 60100.92811.180.083u d C d === 22 301060()0.317 1.610.0830.928 c d C d d ===? (1) B 试样 100.0015d mm = 300.003d mm = 600.0066d mm = 60100.0066 4.40.0015u d C d === 22 301060()0.0030.910.00150.0066 c d C d d ===? 1-2 解： 已知：m =15.3g S m =10.6g S G =2.70 Q 饱和 ∴ r S =1 又知：w S m m m =-= 15.3-10.6=4.7g (1) 含水量 w S m m ω== 4.7 10.6 =0.443=44.3% (2) 孔隙比 0.443 2.7 1.201.0 S r e G S ω?== = (3) 孔隙率 1.20.54554.5%11 1.2 e e η= ===++ (4) 饱和密度及其重度 32.7 1.2 1.77/11 1.2 S sat w G e g cm e ρρ++===++ 31.771017.7/sat sat g kN m γρ=?=?= (5) 浮密度及其重度 3' 1.77 1.00.77/sat w g cm ρρρ=-=-= 3''0.77107.7/g kN m γρ=?=?= (6) 干密度及其重度 32.7 1.0 1.23/11 1.2 S w d G g cm e γρ?== =++ 31.231012.3/d d g kN m γρ=?=?= 1-3 解： Q 31.60 1.51/110.06d g cm ρρω= ==++ ∴ 2.70 1.0 1110.791.51 s s w d d G e ρρρρ?=-=-= -= 《土力学与地基基础》作业 （一）填空 1．颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。为获得较大密实度，应选择级配的土料作为填方或砂垫层的土料。 2．对无粘性土的工程性质影响最大的是土的，工程上用指标、来衡量。 3．在粘性土的物理性质指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是。4．粘性土的塑性指标I p，液性指标I L。 5．工程上常用C u表示土的颗粒级配，C u时视为均匀的， C u时视为不均匀的。 6．土中应力按起因分为和，按作用原理或传递方式可分为和。 7．附加应力自起算，自重应力自起算。 8．应力引起土体压缩，应力影响土体的抗剪强度。 9．土的渗透破坏形式通常为和。 10．某点处于极限平衡状态时，其破坏面与大主应力作用面的夹角为。11．土的抗剪强度的两种表达式为和。 12．土的抗剪强度指标的常用测定方法有、、和。 13．随荷载增加，地基变形的三个阶段是、和。14．荷载试验曲线上，从线性关系开始变成非线性关系时的界限荷载称为。 15．在太沙基极限承载力理论中，假设地基的破坏形式为。 16．郎肯土压力理论中，当墙后填土达到主动郎肯状态时，填土破裂面与水平面夹角为。 17．相同地基上的基础，当宽度相同时，埋深越大，地基的承载力。18．柔性基础在均布荷载作用下，其基底反力分布呈。 19．钢筋混凝土扩展基础指和。 20．浅基础指埋深的基础。 21．浅基础按刚度可分为和；按构造可分 为，、、、。 答案： 1．平缓（陡）；大（小）；好（差）；良好 2．密实度；相对密度Dr；孔隙比e 3．液性指数 4．=w L-w p；=(w-w p)/I P 5．不均匀系数；小于5；大于10 6．自重应力；附加应力；有效应力；孔隙水压力 7．基础底面；天然地面 8．附加；自重 9．流土；管涌 10．450+φ/2 11．总应力法；有效应力法 12．直接剪切试验；三轴剪切试验；无侧限剪切试验；十字板剪切试验 13．弹性阶段；塑性阶段；破坏阶段 14．临塑荷载 15．整体剪切破坏 16．450+φ/2 17．越大 18．均匀分布 19．柱下钢筋混凝土独立基础；墙下钢筋混凝土条形基础 20．小于等于5m 21．刚性基础；柔性基础；独立基础；条形基础；筏板基础；箱型基础；壳体基础 （二）选择题 2-8单元 1-1 、砂类土和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。粘性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形成。 2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3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 .3249.72cm g V m =-==ρ %3954 .3228.6128 .6149.72=--== S W m m ω 3/32.17 .2154 .3228.61cm g V m S d =-== ρ 069.149 .1021.11=== S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。 解：（1）V V m W V s sat ρρ?+= W S m m m += S W m m = ω 设1=S m ρω +=∴1V W S S S V m d ρ= W S W S S S d d m V ρρ?=?=∴1 ()()()()()()3 W S S W S S W W sat cm /87g .1171 .20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+?+-?=++-= +++???? ? ?-=+-++=+???? ???-++= ∴ρωρωρωρωρρωρρ ω ρρρωρW S d 有 第四章土中应力 4-8某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m ，γ=17kN/m 3；第二层粉质黏土厚4m ， γ=19kN/m 3，d s =2.73，ω=31%，地下水位在地面下2m 深处；第三层淤泥质黏土厚8m ，γ=18.2kN/m 3，d s =2.74，ω=41%；第四层粉土厚3m ， γ=19.5kN/m 3，d s =2.72，ω=27%；第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力σc ，并绘出σc 沿深度分布图。 解：（1）求 e V V W 1w s s w s 11s s s s w s e e V W W 代入上式得： ) 1() (s w s ，从而得： 32 kN/m 191.9 33 kN/m 197.8 34 kN/m 709.9 （2）求自重应力分布 kPa 0c0 kPa 5.255.17111c1 h kPa 0.355.0195.25211c h h 水kPa 169.675.3191.90.3542c 2c ）（水h kPa 745.1328197.8169.6733 c23c h kPa 872.1613709.9745.13244 c3c4 h 上kPa 872.306)0.30.85.3(10872.161w w c4c4 h 下 4-9某构筑物基础如右图所示，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 和边缘最大压力p max ，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。解：（1）合力的偏心距e e F e G F )(m 891.010008.8902242068031.1680 G F e F e ＞m 667.06 l 基底出现部分拉力区（2）则应用 891.023) (2max l b G F p 计算p max kPa 57.300654.62000 891.02423)22420680(2max p （3）基底平均压力p kPa 29.150109.1231000 23 e l b G F A G F p 或kPa 29.1502 57 .3002max p p 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/m 3。试求基底水平面1点及2点下各3.6m 深度M 1点及M 2点处的地基附加应力σz 值。 解：（1）基底压力 kPa 1492.1204 .241200G d A F A G F p （2）基底附加应力 kPa 1310.118149m 0 d p p 1.在荷载为100kPa 作用下，非饱和土样孔隙比e=1.0，饱和度为80%，当荷载增加之200kPa 时，饱和度为90%，试问土样的压缩系数a 为多少？并求出土样的压缩模量s E 。 解：由s r G S e ω?= 可知，当w V 、s V 不变（也即 w s V V ω=不变时），r S e 为常数。 12280% 1.00.88990% r r S e e S = =?= 压缩系数61122110.889 1.1110 1.11()200100 e e a Pa MPa p p -----= ==?=-- 压缩模量111 1.801.11 s e E MPa a ++= == 2.一个饱和土样，含水率为40%，重度18kN/m 3，土粒比重G s 为2.70，在压缩试验中，荷 载从0增至150kPa ，土样含水率变为34%，试问土样的压缩量和此时的重度各位多少？（环刀高度为2cm ） 解：加荷前土体的孔隙比 330(1) 1 2.710/(140%)/18/1 1.10s w G e kN m kN m γωγ += -=?+-= 加荷后土体的孔隙比，饱和土中 e ω 为定值。 00/0.34 1.1/0.400.935e e ωω==?= 压缩量0(1.10.935) 20 1.57(1)1 1.1 e H H mm mm e ?-?= =?=++ 33(1)/(1) 2.710/(10.34)/(10.935)18.7/s w G e kN m kN m γγω=++=?++= 3.从一黏土层中取样做室内压缩试验，试样成果列于表5—9中。试求： （1）该黏土的压缩系数a 1-2及相应的压缩模量E s,1-2，并评价其压缩性； （2）设黏土层厚度为2m ，平均自重应力σc =50kPa ，试计算在大面积堆载p 0=100kPa 的作用下，黏土层的固结压缩量。 表 黏土层压缩试验资料 解：（1）11212120.7100.650 0.60.20.1 e e a MPa p p ----= ==-- 1,1212110.710 2.850.6 s e E MPa a --++= == 该土属高压缩性土。 （2）050,100,p kPa p kPa =?= 土力学习题集答案解 析 《土力学》作业答案 第一章 1—1根据下列颗粒分析试验结果，作出级配曲线，算出Cu及Cv值，并判断其级配情况是否良好。 解： 级配曲线见附图。 小于某直径之土重百分数% 土粒直径以毫米计 习题1-1 颗粒大小级配曲线 由级配曲线查得：d 60=0.45，d 10=0.055，d 30=0.2； 18.8055 .045 .01060=== d d C u 62.1055 .045.02.02 6010230=?==d d d C c C u >5，1 要求：（1）绘出级配曲线； （2）确定不均匀系数Cu及曲率系数Cv，并由Cu、Cv判断级配情况。解： 级配曲线见附图。 土 粒直径 以毫米 计 小于某直径之土重百分数% 习题1-2 颗粒大小级配曲线 由级配曲线查得d 10、d 30、d 60，并计算C u 、C c ： 1—3某土样孔隙体积等于颗粒体积，求孔隙比e 为若干？ 若Gs=2.66，求ρd =? 若孔隙为水所充满求其密度ρ和含水量W 。 解： 11 1 === s v V V e ； /33.12 66 .2g V M s d === ρ.12 1 66.2V M M w s =+=+= ρ %6.3766 .21 === s w M M ω。 1—4在某一层土中，用容积为72cm 3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g ，烘干后质量121.5g ，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？ 解： 3457 .25 .121cm G M V s s s === ； 3274572cm V V V s V =-=-=； %26.60626.05 .1215 .1211.129==-== s w M M ω； 3/79.172 1.129cm g V M === ρ； 3/06.272 27 15.121cm g V V M v w s sat =?+=+=ρρ； 3/06.172 45 15.121'cm g V V M s w s =?-=-= ρρ； [或3/06.1106.2'cm g w sat =-=-=ρρρ]； 3/69.172 5.121cm g V M s d === ρ。 《土力学及地基基础》第二次网上作业答案 欢迎你，XXXXX(XXXXXXXXXX) 你的得分：100.0 完成日期：2014年08月30日22点36分 说明：每道小题括号里的答案是您最高分那次所选的答案，标准答案将在本次作业结束(即2014年09月11日)后显示在题目旁边。 一、单项选择题。本大题共17个小题，每小题4.0分，共68.0分。在每小题给出的 选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.用以衡量土透水性大小的指标是（） 水头梯度 B.渗透系数 C.动水压力 D.相对密实度 2.关于自重应力，下列说法错误的是（） 由土体自重引起 B.一般不引起地基沉降 C.沿任一水平面上均匀地无限分布 D.大小仅与土的天然重度相关 3.太沙基的地基极限承载力理论假设基础底面是（） 粗糙的条形面积 B.光滑的条形面积 C.粗糙的矩形面积 D.光滑的矩形面积 4.当挡土墙后填土中有地下水时，墙背所受的总压力将（） 增大 B.减小 C.不变 D.无法确定 5.详细勘探探孔的深度以能控制地基主要受力层为原则，当基础宽 度不大于5m，且沉降计算深度内无软弱下卧层时，对条形基础，探孔深度一般可取基础宽度的（） 1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍 6.对于砌体承重结构，在计算地基变形时，控制的变形特征是 （） 沉降量 B.倾斜 C.局部倾斜 D.沉降差 7.以承受竖向荷载为主的桩基础，桩顶嵌入承台的长度不宜小于 （） 10mm B.20mm C.50mm D.150mm 8.一般情况下，软土的不排水抗剪强度值小于（） A．1OkPa；B．20kPa C．40kPa；D．60kPa 1OkPa B.20kPa C.40kPa 土力学作业试题答案 1. 什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？ 土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配（粒度成分）。根据颗分试验成果绘制的曲线（采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。 2. 粘土颗粒为什么会带电？ 研究表明，片状粘土颗粒的表面，由于下列原因常带有布平衡的负电荷。①离解作用：指粘土矿物颗粒与水作用后离解成更微小的颗粒，离解后的阳离子扩散于水中，阴离子留在颗粒表面；②吸附作用：指溶于水中的微小粘土矿物颗粒把水介质中一些与本身结晶格架中 相同或相似的离子选择性地吸附到自己表面；③同晶置换：指矿物晶格中高价的阳离子被低价的离子置换，常为硅片中的Si4+ 被Al3+置换，铝片中的Al3+被Mg2+置换，因而产生过剩的未饱和的负电荷。④边缘断裂：理想晶体内部是平衡的，但在颗粒边缘处，产生断裂后，晶体连续性受到破坏，造成电荷不平衡。 3. 土是怎样生成的？有何工程特点？ 土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。与一般建筑材料相比，土具有三个重要特点：散粒性、多相性、自然变异性。 4. 什么是土的结构？其基本类型是什么？简述每种结构土体的特点。 土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075~0.005mm）、絮状结构（粒径<0.005mm）。 单粒结构：土的粒径较大，彼此之间无连结力或只有微弱的连结力，土粒呈棱角状、表面粗糙。 蜂窝结构：土的粒径较小、颗粒间的连接力强，吸引力大于其重力，土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。 絮状结构：土粒较长时间在水中悬浮，单靠自身中重力不能下沉，而是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。 5. 什么是土的构造？其主要特征是什么？ 土的宏观结构，常称之为土的构造。是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。其主要特征是层理性、裂隙性及大孔隙等宏观特征。 6. 试述强、弱结合水对土性的影响。 强结合水影响土的粘滞度、弹性和抗剪强度，弱结合水影响土的可塑性。 7. 试述毛细水的性质和对工程的影响。在那些土中毛细现象最显著？ 1.砂土地基中某点，其最大剪应力及相应的法向应力分别为150kPa和300kPa。若改点发生破坏，试求 （1）砂土的内摩擦角（用度数表示）； （2）破坏面上的法向应力和剪应力。 要注意：1，该点的应力状态的表示方法，是用的什么方向或者说是哪个面上的应力值（剪应力、正应力）来表示。与应力路径的表示方法相结合加以理解。 2，一个点的破坏是通过该点某方向的应力值超过强度来实现的，理解破坏面的概念。 解：， （1） （2）破裂角 =225.0kPa =129.90kPa 注意：很多同学，用计算内摩擦角，这是不对的。库伦定律作出的直线并不经过莫尔圆顶部（红），而是与莫尔圆相切（蓝）。 2.粘土地基强度指标为c′=30kPa，φ′=25°,地基内某点大应力为σ1′= 200kPa，求这点的抗剪强度值。 解：方法1：=42.9kPa， 方法2： 3.某饱和黏土的有效内摩擦角为30o，有效内聚力为12kPa。取该土样做固结不排水剪切试验，测得土样破坏时。求该土样破坏时的孔隙水压 力。 解：， 当土样破坏时， 由有效应力原理，， ，本式只有一个u未知量，解此方程u=213.28kPa。 4.地基内某点的应力为=250kPa、=100kPa、==40kPa，并已知土的强度指标φ=30°、c=0，该点是否剪坏？ ＝175+85=260kPa ＝175-85=90kPa 剪坏面与最大主应力作用平面的夹角是=600 τt ＝σ*tg300＝0.577×σ＝ 76.4525 >73.61 安全 5.一组超固结原状土样的固结不排水剪的结果如下，试分别用总应力法和有效应力法绘制强度包线，求土抗剪强度指标φcu、c cu与φˊ、cˊ，由试验结果是否可以说明土是超固结的。 压力室压力（kPa） 100 200 400 600 破坏时轴向应力差（kPa） 410 520 720 980 破坏时的孔隙水压力（kPa） -65 -10 80 180 T5-25-1.wmf τt ＝ 101.916 ＋ σ*tg21.20＝ 101.916 ＋ 0.388σ φcu ＝ 21.20 c cu＝ 101.916kPa土力学习题集及超详细解答
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