土力学-习题课1
土力学第1-5章习题课
1.一块原状土样，经试验测得土的天然密度
1.67t / m3，含水量 12.9%，土粒相对密度
ds 2.67。求孔隙比e、孔隙率n饱和度Sr。
解： m ds (1 w)w
V
1 e
质量m
气
体积V
Vv=e
1+e
ds（1＋ω）ρw dsρw ωdsρw
e ds (1 w)w 1 2.67(1 0.129 ) 1 0.805
解： z t 2 p0max
0.123716 223.15 27.60kPa
l b 10 3.784 2.64
sat 18.5
kN / m3
z b 3.784 3.784 1
0.1244 0.1225 x
32
2.64 2
x 0.001216
解地：附加p0压ma力x 。 pmax c
235.9 1.58.5 235 .9 12.75 223 .15kPa
sat 18.5
kN / m3
223.15 x 12.75 4 x 70 18.5x x 3.784mΒιβλιοθήκη 12.754m X
223.15
6.如图独立基础，已知基础底面尺寸b=4m，L=10m，作用 在基础顶面中心的荷载FK=4000kN，MK=3200kNm，基 础埋深1.5m，地下水位在地面处，计算基础底面的压力、基 地附加压力、最大基底压力边角点下3.784m处的竖向附加应 力。
2
Fk Gk 3kl
4m
24000 410 1.510 32 0.710
3.9
9200 39 235.9kPa
新版土力学课后习题答案(清华大学出版社)-新版.pdf
1-5：
Gs w
d
则
1e
e G s w 1 2.7 *1 1 0.59
d
1.70
Sr
wGs
22% * 2.7 1 85%
e
0.59
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：
Dr
(d
) d min
d max
( d max
) d min
d
式中 Dr=0.7
d m ax 1.96 g / cm 3
sat 粘 土
sat 砂 层 ，故只考虑
sat 粘 土 就可以
3
i cr
sat 粘 土 1 2.04 1 1.04 g / cm
h 又 icr
L 则 h 1.38 故开挖深度为
7.5 (h 3) 3
4.5 h 3
6m 时，基坑中水深至少
1.38m 才能防止发生流土现象
i cr 时
L
h L * i cr 30 *1.055 31.65 cm
水头差值为 32cm 时就可使土样发生流土破坏
2-4 解：
（1） h A 6 m , hC
7.5 m , hB
h A hC 2
6.75 m
j r w * i r w * h 3.675 kN / m 3 l
（2）若要保持水深 1m ， i
3
1.94 g / cm
ms
2.7
3
d
1.48 g / cm
V s V w 1.81
3
d
d g 14.8 K N / m
Vv e
Vs
0.81
乙：
I p wL w p 8
土力学课后习题答案
第一章 土的组成和物理分析1.1 已知土样试验数据为：土的重度19.03/kN m ，土粒密度2.713/g cm ，土的干重度为14.53/kN m ，求土样的含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。
解：（1） 含水率()()(19.014.5)100%100%100%100%31.03%14.5w d d s d dm V w m V γγγγγγ−−−=×=×=×=×= （2） 孔隙比(1) 2.71(131.03%)10110.86919.0s w g e ργ+×+×=−=−=（3） 孔隙率19.0110.46(1)2.7110(131.03%)s n g w γρ=−=−=+××+（4） 饱和度31.03% 2.71100.9680.86910.0s r ww g s e ργ××===×1.2某土样采用体积为1003cm 的环刀取样试验，用天平测得环刀加湿土的质量为241.0g ，环刀质量为55.0g ，烘干后土样质量为162.0g ，土粒比重为2.70,。
计算该土样的含水率w ，饱和度r S ，孔隙比e ，孔隙率n 及天然密度，饱和密度sat ρ，有效密度'ρ和干密度d ρ，并比较各种密度的大小。
解：湿土质量：241.055.0186.0m g =−= 土的湿重度：3186.21018.6/100mg kN m V γ×=== 含水率：186.0162.0100%100%100%14.8%162.0w s s s m m m w m m −−=×=×=×= 饱和度：[][]18.6 2.701014.8%60.0%(1)10 2.710(114.8%)18.6s r w s gwS g w γργργ×××===+−×××+−孔隙比：14.8% 2.70100.66660.0%10.0s r ww g e S ργ××===×孔隙率：0.6660.40110.666e n e ===++ 天然密度：3186.01.86/100m g cm V ρ===饱和密度：30.6661.010*******.666 2.02/100w s w v s sat e V m V m e g cm V Vρρρ+××++++====有效密度：'32.02 1.0 1.02/sat w g cm ρρρ=−=−=干密度：3162.01.62/100s d m g cm Vρ=== 比较各种密度的大小：'sat d ρρρρ>>>1.3土样试验数据见表1-16，求表内空白项的数值。
土力学课后习题
《土质学与土力学》习题集第一章习题一．填空题1．土粒粒径越，颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。
为了获得较大密实度，应选择级配的土粒作为填方或砂垫层的材料。
2．粘土矿物基本上是由两种原子层(称为品片)构成的，一种是，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。
3．土中结构一般分为、和三种形式。
4．衡量天然状态下粘性土结构性强弱的指标是，其定义是值愈大，表明土的结构性，受扰动后土的强度愈多。
5．土中主要矿物有、和。
它们都是由和组成的层状晶体矿物。
6．饱和细砂土和干细砂土都无法形成直立边坡，而非饱和细砂土则可以，这是因为在起作用。
二．选择题1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。
这种附加应力性质主要表现为( )(A)浮力； (B)张力； (C)压力。
2．对粘性土性质影响最大的是土中的( )。
(A)强结合水； (B)弱结合水； (C)自由水； (D)毛细水。
3．砂类土的重要特征是( )。
(A)灵敏度与活动度； (B)塑性指数与液性指数；(C)饱和度与含水量； (D)颗粒级配与密实度。
4．土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( )。
(A)结合水； (B)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。
5．软土的特征之一是( )。
(A)透水性较好； (B)强度较好； (C)天然含水量较小； (D)压缩性较高。
6．哪种土类对冻胀的影响最严重?( )(A)粘土； (B)砂土； (C)粉土。
7．下列粘土矿物中，亲水性最强的是( )。
(A)高岭石； (B)伊里石； (C)蒙脱石8．对土粒产生浮力的是( )。
（A）毛细水； (B)重力水； (C)强结合水， (D)弱结合水。
(9)毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？( )(A)粘土颗粒电场引力作用； (B)孔隙水压力差的作用(C)水与空气交界面处的表面张力作用。
(10)软土的特征之一是( )。
土力学
习题1-2 饱和土孔隙比0.70e =，比重 2.72S G =，用三相草图计算该土的干重度d γ、饱和重度sat γ和浮重度'γ，并求饱和度为75%的重度和含水量（分别设1,11S V V m ===和计算，比较哪种方法更简便些）。
解：已知：G s =2.72 设V s =1cm 3则33332.72/2.72 2.721016/1.7 2.720.711020.1/1.720.11010.1/75% 1.00.775%0.5250.52519.3%2.720.5s s s d d s V w sat sat sat w r w w V r w s w s g cm m gm g g KN m V m V g g KN m V KN m m V S g m w m m m g g V ργρργργγγργρ=====⨯=++⨯===⨯='=-=-====⨯⨯====+===当S 时，325 2.721019.1/1.7KN m +⨯=习题1-7 装在环刀内的饱和土样施加竖直压力后高度自2.0cm 排水压缩到1.95cm ，压缩后取出土样测得其含水量ω=28.0%，已知土颗粒比重 2.70s G =，求土样压缩前土的孔隙比。
解：设 S=1， 则s V Sh h ==则压缩后：2.7s s s m V G h == 2.728%w s m m w h ==⨯ 则 2.728%ww wm V h ρ==⨯2.728% 1.95s w V V h h +=⨯+= 则 1.11h cm = 2.0 1.110.89V h cm ∴=-=0.890.81.11V V s V h e V h ====习题1-8从甲、乙两地黏性土中各取土样进行稠度试验，两土样的液限40%L ω=、塑限25%p ω=都相同。
但甲地黏土的天然含水量=45%ω，而乙地黏土的=20%ω，问两地黏土的液性指数L I 各为多少？属何种状态？按照教材介绍的两种规范，该土的定名各是什么？哪一处更适于作天然地基？ 解：甲：45251.334025p L L pw w I w w --===-- 流塑状态乙：20250.334025p L L pw w I w w --===--- 坚硬（半固态）15p L p I w w =-= 属于粉质粘土（中液限粘质土）乙土较适合作天然地基2-2如图2-38所示，有A 、B 、C 三种土体，装在断面为10cm ×10cm 的方形管中，其渗透系数分别为234110/310/510/A B C k cm s k cm s k cm s ---=⨯=⨯=⨯，，。
《土力学》习题课(带解答)-知识归纳整理
千里之行，始于足下。 第 27 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 28 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 29 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 30 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 31 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 32 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 51 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 52 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 53 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 54 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 55 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 56 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 45 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 46 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 47 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 48 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 49 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 50 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 15 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 16 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 17 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 18 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 19 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 20 页/共 60 页
千里之行，始于足下。 第 21 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 22 页/共 60 页
千之行，始于足下。 第 23 页/共 60 页
求知若饥，虚心若愚。 第 24 页/共 60 页
《土力学》课后习题及详细解答
《土力学》课后习题答案第一章1-1：已知：V=72cm3m=129.1g m s=121.5g G s=2.70则：129.1121.56.3%121.5ssm mwm--===3333 129.1*1017.9/72121.5452.77245271.0*27121.5*1020.6/72sssV ssat w V ssat satmg g KN mvmV cmV V V cmm V mg g g KN mV Vγρρργρ========-=-=++=====3320.61010.6/121.5*1016.9/72sat wsdsat dKN mmg KN mVγγγγγγγγ'=-=-===='>>>则1-2：已知：G s=2.72 设V s=1cm3则33332.72/2.722.72*1016/1.72.720.7*1*1020.1/1.720.11010.1/75%1.0*0.7*75%0.5250.52519.3%2.720.525 2.721.sssd ds V wwrw w V rwsw sg cmm gmg g KN mVm Vg g KN mVKN mm V S gmwmm mg gVργρργργγγργρ======++===='=-=-========++===当S时，3*1019.1/7KN m=1-3：3477777331.70*10*8*1013.6*1013.6*10*20%2.72*1013.6*10 2.72*10850001.92*10s d w s s wm V kg m m w kg m m V m ρρ======++==挖1-4： 甲：33334025151* 2.72.7*30%0.81100%0.812.70.811.94/10.8119.4/2.71.48/1.8114.8/0.81p L P s s s s w r wV ws w s w s d s w d d vsI w w V m V g m g S m V m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρρργρργρ=-=-=======∴==++===++=====+====设则又因为乙：3333381 2.682.68*22%0.47960.47962.680.47962.14/10.47962.14*1021.4/2.681.84/1.47961.84*1018.4/0.4796p L p s s s s w s V s w s V s d s w d d VsI w w V m V g m m w g V cm m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρργρργρ=-========++===++======+=====设则则γγ∴<乙甲 d d γγ<乙甲 e e >乙甲 p p I I >乙甲则（1）、（4）正确1-5：1s w d G eρρ=+ 则2.7*1110.591.7022%*2.7185%0.59s wds r G e wG S e ρρ=-=-====>所以该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒，使其含水率降低。
土力学习题及答案解读
第一章 第二节1． 土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒累计级配曲线来表示的。
级配曲线越平缓表示：CA ．土粒大小较均匀，级配良好 B. 土粒大小不均匀，级配不良 C ．土粒大小不均匀，级配良好2． 土的颗粒级配，也可用不均匀系数表示，不均匀系数C u 是用小于某粒径的土粒质量累计百分数的两个限定粒径之比来表示的，即：A A ．6010/u C d d = B ．5010/u C d d = C. 6515/u C d d =3． 土的不均匀系数C u 越大，（曲率系数13C C =-）表示土的级配：CA ．土粒大小不均匀，级配不良 B. 土粒大小均匀,级配良好 C. 土粒大小不均匀,级配良好33.判断: 颗粒级配曲线的曲率系数越大, 说明土中所含粘粒越多,土越不均匀* 错第一章 第三节6. 土的三相指标包括:土的比重、含水量、重度、孔隙比、孔隙率和饱和度，其中哪些为直接试验指标？AA ．含水量、孔隙比、饱和度B 。
重度、含水量、孔隙比C ．土粒比重、含水量、重度7．所谓土的含水量，主要是指：CA ．水的质量与土全总质量之比B 。
水的体积与孔隙的体积之比C ．水的质量与土体中固体部分质量之比8．已知一土样，土粒比重为2.7，含水量为30%，干重度为133/kN m ,天然重度为173/kN m ,饱和重度为18.23/kN m ，求该土样的孔隙比e 。
18．已知一饱和粘性土试样，土粒比重 2.7s G =，孔隙比 1.2e =，重度318/r kN m =，试求经烘干法测得含水率。
(习题课)35．判断：土的液性指数L I 会出现大于零或小于零的情况。
对第一章 第五节1-12 有三个土样，测得液性指数IL均为0.25，其天然含水率W和塑限W p如下，哪个土样属于粘土？（习题课）A．W=35%，Wp=35% B．W=30%，Wp=26.5% C. W=25%，Wp=22%1-24 有下列三个土样，试判断哪一个是粉质粘土：（习题课）AA．含水率W=42%，液限W L=50%，液性指数I L=0.4B．含水率W=35%，液限W L=45%，液性指数I L=0.5C．含水率W=30%，液限W L=40%，液性指数I L=0.3第一章第六节1-27 在砂垫层施工时，为使垫层密实，最好应在下述哪一种情况下夯实？（书P34）A A．含水率应等于最优含水率进行夯实B．在干砂情况下夯实C．在浸水情况下夯实1-28 用粘性土进行回填时，在下述哪种情况下压实效果最好？（书P33）BA．土的含水率接近液限时最好B．土的含水率接近塑限时最好C．土干的时候最第二章第二节2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分析：v = ki
k相同时，
C
A B 承压水层
D
E
相对不 透水层
F
相对不 相对不 透水层 透水层
O
O’
19
1. 渗透系数 k1 << k2 2. 渗透系数 k1 >> k2
滤网
A B C D E Q
土1
土2
3. 其它情况
流土发生位置的判别
12
方法及讨论 –流土发生位置
智者乐水 仁者乐山
h
对图所示的双层土渗透试验， 试讨论下列情况下可能发生 流土的位置。
1. 渗透系数 k1 << k2 2. 渗透系数 k1 >> k2
层局部范围内的土体发生悬浮的 现象，故图中流土发生的位置只 能是A点 2. 由于渗透力在表层土层1中均匀 分布，所以图中流土发生的位置 是A、B和C点同时发生
A B C D E Q
土1
土2
滤网
流土发生位置的判别
11
方法及讨论 –流土发生位置
智者乐水 仁者乐山
h
对图所示的双层土渗透试验， 试讨论下列情况下可能发生 流土的位置。
由于是线性问题，在一个土层内，水压力和总水
头呈线性分布
流速、水力坡降和渗透力等在同一土层内为常数 在计算水头损失时，渗径和渗透系数之间可以相
互转算，如增大渗透系数n倍，同时相应延长渗径 n倍，计算结果不变
水头分布计算方法
5
方法及讨论 –水头分布计算方法
智者乐水 仁者乐山
板桩 基坑开挖中常遇到的 上层滞水的情况 10m 画出作用在板桩墙上 的水压力分布。 如图中二土层的渗透 性对换则发生什么情 况？
2
小测验 30分钟
3
方法及讨论 – 三相草图法
智者乐水 仁者乐山
九个物理量:
V Vv Vs Va Vw ms m w ma m
物理量关系:
m ms m w ma ma 0 m w w Vw
V Vs Va Vw Vv Va Vw
ma=0
空气 水
Va Vv Vw V
所得流网为 何为渗流问 题的解？
14
方法及讨论 – 流网
智者乐水 仁者乐山
• 测管水头 • 流速
流速为测管水 头的梯度方向
物理 现象
渗流
几何 表示
数学 描述
• 势函数 • 流函数
均满足拉 氏方程
• 等势线 • 流线
等势线和流线 正交
15
方法及讨论 – 流网
智者乐水 仁者乐山
数学描述
几何描述
画等值线，使 和为常数
滤网 (A、B、C) (E)
A B C D E Q
土1
土2
3. 其它情况
(A、B、C）或（E）
流土发生位置的判别
13
方法及讨论 – 流网
智者乐水 仁者乐山
流场中，流线和等势线（等水头线）组成的网格称为流网
绘制流网
满足边界条件 流线和等势线正交 流网中每一网格的 边长比为常数，通 常取为1
不透水层
不透水层
不透水层
a)
b)
c)
17
方法及讨论 –达西定律
智者乐水 仁者乐山
1. 有一地下承压渗流地层，其渗流为平面稳定渗 流，对图示的断面，定性画出其水头分布曲线。
A
B
C
承压水层
D
E
相对不 透水层
F
相对不 相对不 透水层 透水层
O
O’
18
方法及讨论 –达西定律
智者乐水 仁者乐山
v大，i大，水头线陡 v小，i小，水头线缓 v增，i增，水头线上凸 v减，i减，水头线下凹
m mw ms
质量
物性指标是比 例关系: 可假设 任一参数为1
固体
Vs
体积
三个独立变量， 干土或饱和土二 个独立变量
实验室 测定
其它指标： 三相草图法计算
三相草图
4
方法及讨论 –水头分布计算方法
智者乐水 仁者乐山
在许多实际工程遇到的渗流问题中，可将其简化为一维 渗流问题直接利用达西定律求解，有一些简单的规律：
《土力学1》之习题课1
第一和二章习题讨论课
张 丙 印
清华大学土木水利学院 岩 土 工 程 研 究 所
第一、二章：习题讨论课
主要内容：
• • • • 习题讨论 小测验 方法讨论 概念及难点
• 作业中的问题评述
• 三相草图法 • 水头分布计算方法 • 流土发生位置
• 流网法 • 达西定律 • 知识串讲及讨论 （ppt放到网上）
• 势函数
2 0 2 x z
2 2
流线和等势 线正交
流网中每一 网格的边长 比为常数， 通常取为1
• 流函数
2 0 2 x z
2 2
画流网，为 两函数的解
流网及渗流问题的解
16
方法及讨论 –达西定律
智者乐水 仁者乐山
2. 有一地下具有自由水面的渗流地层，其渗流为平面 稳定渗流，对图示的断面，试判别图示的自由水面形 状那个正确,说明理由 。
基坑的渗流问题
7
方法及讨论 –水头分布计算方法
智者乐水 仁者乐山
板桩
5m
k=5.0×10-6 m/s
基坑 5m
k=2.5×10-6 m/s
基坑开挖中常遇到 的上层滞水的情况 （多土层） 请画出土层中位置 水头、压力水头和 总水头的分布。
潜水位
k=5.0×10-3 m/s
相对透水层
基坑的渗流问题
8
方法及讨论 –水头分布计算方法
k=5.0×10-6 m/s
基坑
相对不透水层 潜水位
k=5.0×10-3 m/s
相对透水层
基坑的渗流问题
6
方法及讨论 –水头分布计算方法
总水头 位置水头
智者乐水 仁者乐山
压力水头
10
10
0
基坑 相对不 透水层 潜水位
10m
k=5.0×10-6 m/s
k=5.0×10-3 m/s
0
0
0 基准面
相对透水层
总水头
智者乐水 仁者乐山
位置水头 压力水头
板桩
k=5.0×10-6 m/s101005m基坑 5m
k=2.5×10-6 m/s
6.67
5
1.67
潜水位
k=5.0×10-3 m/s
0
0
0 基准面
相对透水层
基坑的渗流问题
9
方法及讨论 –流土发生位置
智者乐水 仁者乐山
h
对图所示的单层土渗透试验，下 列有关流土发生位置的说法哪个 更准确？ 1. 流土是在向上的渗透作用下，表
层局部范围内的土体发生悬浮的 现象，故图中流土发生的位置只 能是A点 2. 由于渗透力在土层中均匀分布， 所以发生流土时，会在A、B、C、 D和E点同时发生
A B C D E Q
滤网
流土发生位置的判别
10
方法及讨论 –流土发生位置
智者乐水 仁者乐山
h
对图所示的双层土渗透试验，下 列有关流土发生位置的说法是否 正确？ 1. 流土是在向上的渗透作用下，表