土力学课后习题答案
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。
土力学习题答案(完整版)
。
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：
1m3土原有水： ；
Sr提高到90%后： ；
1m3土需加水： 。
1—8某港回淤的淤泥 =1.50t/m3，w=84%，Gs=2.70。现拟用挖泥船清淤，挖除时需用水将淤泥混成10%浓度的泥浆（土粒占泥浆质量的10%）才可以输送。问欲清除1*106m3淤泥共需输送泥浆多少立方米？
解：由试验结果绘出击实曲线如下图：
又 求出各 所对应的ρd。绘出饱和曲线
ρd（g/cm2）
1.82
1.75
1.69
1.64
(%)
18
20
22
24
由图知：
1-17某粘土在含水量为20%时被击实至密度为1.84g/cm3，土粒比重为2.74，试确定此时土中空气含量百分数（Va/V）及干密度。
解：
1-18推证饱和曲线的方程为
解：
2-13土层剖面及重度值如图2-64所示，下层砂中有承压水，测压管水位高处出地面 ，在粘土层中形成向上的稳定渗流，现向地面突加大面积均布荷载 。
0.045
0.12
9.6
1.35
良好
B
0.19
0.41
0.69
3.63
1.28
不良
C
0.135
0.25
2.90
21.48
0.16
不良
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d=? 若孔隙为水所充满求其密度和含水量W。
解：
；
；
；
。
1—4在某一层土中，用容积为72cm3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？
《土力学》课后习题答案解析
1土力学1-1 解: (1) A 试样d 100.083mm d 300.317mm毁竺811.18 d 10 0.083(1) B 试样d 100.0015mm d 300.003mmC uC cd 60 0.928mm(d 30)20.3172c^o d eo 0.083 0.9281.61C ud 60d 100.0066 4.4 0.0015C cd 60 0.0066mm(d 30)20.0032d 10d 60 0.0015 0.00660.911-2 解：已知： Q 饱和又知：m ， 含水量 m =15.3gm s=10.6gS r =1G S=2.7°m m s15.3-10.6=4.7g (1)m w = 4.7 m s=0.443=44.3% 10.6孔隙比e 仝Sr1.201.0孔隙率e1 e 12 0.545 54.5%1 1.2饱和密度及其重度G s esatw 1 e2.7 1.2 (5)sat sat浮密度及其重度1.21.77 1.77g / cm 310 17.7kN/m 3 0.77g / cm 3' 'g 0.77 107.7kN /m 3干密度及其重度G S w 2.7「°31.23g / cmsat w1.77 1.0 e 1 1.2d g 1.23 1012.3kN/m 31-3 解:1.601.51g/cm 31 0.06G s wsat Q m s0.79G s 2.70m s1-4 解:m wm sm wm sm w1-5 解:(1)e01込卫1 0.7929.3%1.511.60 1001 0.06(29.3% 6%)m m s150.9g150.9 35.2gm s m s10000.16gm s 940g1 0.060.16 940 150g1.771 0.098G S w 11.61g/ 3cm2712 11.610.68e0 satG s 磴25.2% 2.7D re0 0.94 0.680.54e max e min 0.94 0.461/3 D r 2/3该砂土层处于中密状态。
土力学课后习题解答 北京大学出版社
土力学习题参考解答土力学 主编 高向阳 北京大学出版社说明：本参考解答没有经过校核，仅仅作为做题方法参考 第一章 土的物理性质及工程分类 1.1【解】已知V=38.4cm3, M=67.21g, Ms=49.35g, ds=2.69%8909.136.0*69.2%5209.1109.1109.115.1736.1*9.261)1(%3635.49/)35.4921.67(//9.124.38/10*35.49//5.17/75.14.38/21.67/333====+=+==-=-+==-=========e d S e e n d e m m m kN v m m kN cm g v m s r w s s w s d ωγωγωγγ1.2【解】已知 γd =15.7, ω=19.3, d s =2.71, ωL =28.3%, ωP =16.7%，该土处于硬塑状态大于液性指数小于粘土，该土定名应该为粉质小于因为塑性指数大于025.01710224.06.117.163.196.117.163.28%7273.00193*71.2%4273.173.0173.017.151.271=-==-======+==-=-=L p s r dws I I e d S e e n d e ωγγ1.3【解】已知ω=9.43%, d s =2.7, ρ=1.66g/cm3 & 干燥后，ρdmax =1.62g/cm3, ρdmin =1.45g/cm344.052.1*)45.162.1(62.1*)45.152.1()()(/52.178.17.2178.0166.10943.1*1*7.21)1(min max max min 3=--=--===+==-=-+=d d d d d d r ws d w s D cm g e d d e ρρρρρρρρρωρ 中等密实 1.4【解】已知V=100cm3，M=187g ，Ms=167g ，ds=2.66%5459.012.0*66.259.017.1812.1*6.261)1(%12167/)167187(//7.18/87.1100/187/33====-=-+==-======e d S d e m m m kN cm g v m s r w s s w ωγωγωγ 1.5【解】已知 土方20万m 3，ω=12.0%,ρ=1.70g/cm3 ωL =32.0%, ωP =20.0%，d s =2.72.目标ρd2=1.65 g/cm3 1) 原来土的干密度为518.112.170.11==+=ωρρd 则所需要土料量V 万方要满足干土颗粒不变的要求 1.518V=20*1.65 V=21.74万m 3 2) ωopt =0.95*20=19%1方土加水量=ρd2ωopt -ρd ωV/20=1.65*0.19-1.518*0.12=0.115 m 3, 或者0.115 t所以每天加水量=3000*0.115=345m 3 3) 土坝：%80648.019.0*72.2648.0165.172.21====-=-=e d S d e s r d ws ωρρ第二章 112-113 2.1【解】已知水上土h1=3m, γ1=18,h2=2 m, γ2=18.4，水下土h3=3 m, γ3sat=19.5深7米处自重应力=∑γh=3*18+2*18.4+2*9.5=109.8kPa 2.2【解】已知b*l=2*3m, 基底M=500kNm ，N=600kN300)6/55.1(*2*3600*2)2/(3)(26/36/6/5600/500/min max ==-=-+==>===p kPae l b G F p l N M e ，属于大偏心2.3【解】已知如图所示，列表计算如下2.4【解】已知p0=100kPa ，其他如图2-37，各点应力列表计算如下：补充：矩形荷载的宽度改为2米第二章 1483.1【解】 已知h=2m ，e1=0.9，e2=0.8mm h e e e S 3.1052000*9.18.09.01121=-=+-=3.2【解】已知如下表 土的压缩系数，中等压缩性土1.05.02.1216.0952.11)(16.01.02.0936.0952.0111221<<==+==--=--=-a MPaa e E MPa p p e e a3.3【解】已知b*l=2*3.6m ，d=1m ，F=900kN ，γ=16，e1=1.0，a=0.4（MPa ）-1kPa d p p kPad G F A G F p G 1291*161451451*206.3*29000=-=-==+=+=+=γγ 计算深度Zn=b(2.5-0.4lnb)=2*(2.5-0.4ln2)=4.45m 取Zn=4.6 验算厚度Δz=0.3Es=(1+e1)/a=(1+1.0)/0.4=5MPa, 查表得到沉降修正系数=1.2 列表计算如下最终沉降S=ψs ∑Δsi=1.2*57.4=68.9mm3.4【解】已知p0=100kPa，d=2，l*b=4*4，h1=6,γ1=18kN/m3 e=0.85-2p/3h2=6,γ’=20-10=10 kN/m3 e=1.0-p a=1>0.5MPa-1高压缩性土1规范法：第一层土：e0=0.85，a=2/3, Es1=1.85/2/3=2.775MPa第一层土：e0=1.00，a=1>0.5 高压缩, Es1=2.0/1=2.00MPa计算深度估计Zn=b(2.5-0.4ln4)=4*(2.5-0.4ln4)=8.57m取Zn=8.80m,验算厚度Δz=0.6列表计算如下最终沉降S=ψs∑Δsi=143.2*1.05=150.42. 分层总和法每层厚度不大于4*0.4=1.6米，水上分别取1.3,1.3,1.4米，水下，按照1.6米为层厚取层，具体列表计算如下:3.5【解】分析：沉降由再压缩50kPa 及压缩50kPa 构成已知Ce=0.05，Cc=0.3，e=0.85 p=100kPa ，pc=σc+50，γ=18kN/m3，h=4m第四章 4.1 【解】已知h=40cm ，L=15cm ，t=6.0s ，Q=400g=400cm3, d=5.5cm A=πd 2/4=23.8cm2s cm Ath QL k /05.140*6*8.2315*4002===4.2 【解】已知H=6m ，Cv=4.5*10-3cm2/s, γ=16.8kN/m3,p=120kPa1) α=1， Days C H T t v v 2.185)24*3600/(0045.0360000*2.02=== 2) α=120/(120+16.8*6)=120/220.8=0.54 U=50%，查表内插得到Tv=0.226，因此Days C H T t vv 3.2092.0/226.0*2.1852==== 第五章5.1【解】已知cu=40kPa ，σ3=100kPa则：σ1=σ3+2cu=180kPa5.2【解】已知c ’=0，φ’=280，σ1=200kPa ，σ3=150kPa ，u=100kPa 则，σ1’=200-100=100kPa ，在σ3=50kPa 土达到极限平衡状态时候的σ1j ’ =50tan 2(45+14)=138.5kPa>σ1’ =100kPa所以，该点没达到极限平衡状态，没破坏！5.3【解】已知砂土：σ=250kPa ，τf=100kPatan φ=100/250=0.4, φ=21.80 则破裂面与大主应力作用面的夹角为45+15.9=60.90（所以1008.21cos 22508.21sin 2-2313131=-=-+σσσσσσ解方程组得到：σ1=396.3kPa ，σ3==180.9kPa ）第六章6.1【解】已知h=10m , c=0 E=Kh 2/26.2【解】已知γ1=19.0kN/m3， h1=2m ，c1=0, φ1=30；γ2=17.6kN/m3，h2=3m ，c2=5kPa, φ2=15从上到下编号点1、2、3点1，e a =0点2，e a 上=19.0*2*tan 2(45-15)=38/3kN/m=12.7 kN/m2e a 下=38.0* tan 2(45-7.5)-2*5tan37.5=14.7kN/m2点3，e a =（38.0+17.6*3）tan 2(45-7.5)-2*5tan37.5=38.1kN/m2E=12.7*2/2+（14.7+38.1）/2*3=12.7+79.2=91.9kN/m6.3【解】已知γ1=18.5kN/m3， h1=3m，c1=0, φ1=30；γ2=20.0kN/m3，h2=3m，, φ2=35γ3sat=20.0kN/m3，h3=4m，φ3=35从上到下编号点1、2、3、4点1，e a=0点2，e a上=18.5*3*tan2(45-15)=18.5kN/m2e a下=18.5*3* tan2(45-17.5) =15.0kN/m2点3，e a上= e a下=（18.5*3+20*3）*tan2(27.5)=31.3kN/me w=0点4，e a =（18.5*3+20*3+10*4）*tan2(27.5)=42.1kN/m2e w=10*4=40E=(0+18.5)*3/2+(15.0+31.3)*3/2+(31.3+42.1)*4/2=244kN/m Ew=40*4/2=80kN/mE=80+244=324 kN/m6.4已知γ1=18.5kN/m3， h1=3m，c1=0, φ1=30；q=20.0kN/m2 γ2=18.5kN/m3，h2=3m，, φ2=35γ3sat=20.0kN/m3，h3=4m，φ3=35从上到下编号点1、2、3、4点1，e a=20 tan2(45-15)=6.7kN/m2点2，e a上=(20+18.5*3)*tan2(45-15)=25.2kN/m2e a下=(20+18.5*3)* tan2(45-17.5) =20.4kN/m2点3，e a上= e a下=（20+18.5*3+18.5*3）*tan2(27.5)=35.5 kN/me w=0点4，e a =（20+18.5*3+18.5*3+10*4）*tan2(27.5)=46.3kN/me w=10*4=40E=(6.7+25.2)*3/2+(20.4+35.5)*3/2+(35.5+46.3)*4/2=295.3kN/mEw=40*4/2=80kN/mE=80+295.3=375.3 kN/m合力作用点省略6.5-6.8省略。
土力学（第三版）中国建筑工业出版社-课后题答案（全四校合著）
2-10章第二章2-22-2、、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内，的环刀内，称得总质量为称得总质量为72.49g 72.49g，，经105105℃烘干至恒重为℃烘干至恒重为61.28g 61.28g，已知环刀质量为，已知环刀质量为32.54g 32.54g，土粒比重为，土粒比重为2.742.74，试求，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 =-==r%3954.3228.6128.6149.72=--==S Wm m w 3/32.17.2154.3228.61cm g V m S d =-==r 069.149.1021.11===S V V V e 2-32-3、某原状土样的密度为、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%34%，土粒相对密度为，土粒相对密度为2.712.71，试求，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 satrr ×+=W S m m m += SWm m=w 设1=S m rw+=\1VW S S S V m d r = WS W S S S d d m V r r ×=×=\1()()()()()()3W S S W S S W W satcm/87g .1171.20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+´+-´=++-=+++÷÷øöççèæ-=+-++=+÷÷øöççèæ×-++=\r w r wr w r wr r w r r wr r r w r WS d 有（2）()3'/87.0187.1cm g V V V V V V V m V V m W sat WV S sat W V W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-=r r r r r r r r r （3）3''/7.81087.0cm kN g =´=×=r g或3'3/7.8107.18/7.181087.1cm kN cm kN g W sat sat sat =-=-==´=×=g g g r g2-42-4、某砂土土样的密度为、某砂土土样的密度为1.77g/cm 3，含水量9.8%9.8%，土粒相对密度为，土粒相对密度为2.672.67，烘干，烘干后测定最小孔隙比为0.4610.461，，最大孔隙比为0.9430.943，，试求孔隙比e 和相对密实度Dr Dr，，并评定该砂土的密实度。
《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》课后习题答案
1-1 解：
(1)A试样
(1) B试样
1-2解：
已知： =15.3g =10.6g =2.70
饱和 =1
又知： 15.3-10.6=4.7g
(1) 含水量
= =0.443=44.3%
(2) 孔隙比
(3) 孔隙率
(4) 饱和密度及其重度
(5) 浮密度及其重度
(6) 干密度及其重度
1-3 解：
1-4 解：
20.58
(5) 确定压缩层厚度。
由表1可知，在第4计算点处 ，所以，取压缩层厚度为10.5m。
(6) 计算各分层的平均自重应力和平均附加应力（详见表2）。
(7) 由图4-29根据 和 分别查取初始孔隙比e1i和压缩稳定后的孔隙比e2i（结果见表2）。
表2 各分层的平均应力及其孔隙比
层号
层厚
(m)
平均自重应力
e2i
0-1
3.0
85.5
20.31
105.81
0.836
0.812
1-2
3.0
129.0
26.55
155.55
0.776
0.753
2-3
3.0
160.5
30.79
191.29
0.749
0.618
表4 基础侧边2下各分层的平均应力及其孔隙比
层号
层厚
(m)
平均自重应力
(kPa)
平均附加应力
(kPa)
加荷后的总应力
（1）甲基础在O点下2m处引起的竖向附加应力：
由于O点位于基础中心，荷载为梯形荷载，在O点的竖向附加应力和梯形荷载平均得的均布荷载相等，即可取 pn=(100+200)/2=150kPa
土力学基础课后习题答案
土力学基础课后习题答案
1、土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？
答：土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。
土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水)
特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。
影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。
工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。
2、土的不均匀系数cu及曲率系数cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，cu和cc数值上评价土的工程性质。
答：不均匀系数cu反映了大小不同粒组的分布情况。
曲率系数CC 描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。
评价：(1)对于级配连续的土：cu5,级配良好；cu5,级配不良。
(2)对于级配不连续的土：同时满足cu5和cc=1~3,级配良好，反之则级配不良。
3、说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。
答：天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。
饱和重度天然重度干重度浮重度。
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第一章1-1：已知：V=72cm3 m=129.1g ms =121.5g Gs=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：Gs = 设Vs=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 v sI 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 Ve 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。
1-6：min maxmax min ()()d d d r d d dD ρρρρρρ-=-式中D r = 3max 1.96/d g cm ρ= 3min 1.46/d g cm ρ= 则可得：31.78/d g cm ρ=1-7：设 S=1， 则s V Sh h == 则压缩后：2.7s s s m V G h == 2.7*28%w s m m w h == 则 2.7*28%ww wm V h ρ==2.7*28% 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 ====1-8： 甲：45251.334025p L L p w 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1-9：0.00253360.310.7555p I A P -===<甲甲甲属非活性粘土 0.00270351.3 1.2527p I A P -===>乙乙乙属活性粘土 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A B C v v v == 根据达西定律，得：C A B AB C A B Ch h hR R R L L L ∆∆∆== ::1:2:4A B C h h h ∴∆∆∆=又35A B C h h h cm ∆+∆+∆=5,10,20A B C h cm h cm h cm ∴∆=∆=∆=31*10/AAAh V k cm s L -∆== 3**t=0.1cm V V A =加水2-2解：1 2.7011.076110.58s cr G i e --===++ 2-3解：（1）土样单位体积所受的渗透力201*1*9.8* 6.5330w h j r N L ∆=== （2）1 2.7211.055110.63s cr G i e --===++ 200.66730h i L ∆===cr i i < 则土体处于稳定状态，不会发生流土现象（3）当cr i i >时，会发生流土破坏，cr hi L>即时 *30*1.05531.65cr h L i cm >==水头差值为32cm 时就可使土样发生流土破坏 2-4解：（1）6,7.5, 6.752A CA CB h h h m h m h m +==== 3** 3.675/w w r hj r i kN m l∆=== （2）若要保持水深1m ，0.625hi L ∆== 而86320*10*1.5*10*0.625 1.875*10/Q Akv m s --===故单位时间内抽水量为631.875*10/m s - 2-5：解：11s ssat w G e G e e e ρρ++==++，而11s cr G i e -=+ (1)1111s s cr sat G e e G e i e eρ+-++∴==-=-++又sat sat ρρ<砂层粘土，故只考虑sat ρ粘土就可以31 2.041 1.04/cr sat i g cm ρ=-=-=粘土 又7.5(3) 4.533cr h h hi L ∆-+-≥==则 1.38h ≥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(51)0.2671161H H mh m N n ∆∆-∆====-- 0.2670.40.667h i L ∆===341*10*0.44*10/v ki cm s ===（2）0.2670.10682.5h i L ∆===均均 1211cr sat i ρ=-=-=则cr i i <均 故地基土处于稳定状态（3）5525*1*10*0.267 1.335*10/q M q Mk h m s --=∑=∆== 2-7：解：（1） 3.6H m ∆=， 3.60.2571414H h m ∆∆=== 443236*1.8*10*0.257 2.776*10/ 1.666*10/min q M q Mk h m s m ---=∆=∆===（2）18.5110.8889.8sat cr w w r r i r r '==-=-= 0.2570.5140.5h i L ∆===，故cr i i <，不可能发生流土破坏 0.888 1.730.514cr s i F i ===第三章 土体中的应力计算3-1：解：41.0m ：111 1.70*10*351s H kpa σγ===40.0m ：212251(1.90 1.0)*10*160s s H kpa σσγ=+=+-= 38.0m ：323360(1.85 1.0)*10*277s s H kpa σσγ=+=+-= 35.0m ：434477(2.0 1.0)*10*3107s s H kpa σσγ=+=+-= 水位降低到35.0m 41.0m ：151s kpa σ=40.0m ：212251 1.90*10*170s s H kpa σσγ=+=+= 38.0m ：323370 1.85*10*188.5s s H kpa σσγ=+=+= 35.0m ：434488.5 1.82*10*3143.1s s H kpa σσγ=+=+= 3-2：解： 偏心受压：max min 0.267006*0.2(1)(1)78.4101061.6e mp e p kN B B p kN==+=+==由于是中点，故cos tan 1.097sin cs H F F H Jγαφγα'+=='+3-3：解： （1）可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加,L zm n B B ==，查表得K ，2*zo K σσ=（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/m 2的均布荷载与100 kN/m 2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,111111.5,0.5L z m n B B ====,得10.2373K = 222223,1L z m n B B ====，得20.2034K = 333332,1L z m n B B ====，得30.1999K = 444441,1L z m n B B ====，得40.1752K = 21234() 2.76/z K K K K kN m σσ=--+= 只考虑A ：为三角形荷载与均布荷载叠加1,1m n ==, 211110.1752,0.1752*10017.52/z K K kN m σσ==== 222220.0666,0.066*100 6.6/z K K kN m σσ====21224.12/z z z kN m σσσ=+= 则22.7624.1226.88/z kN m σ=+=总3-6：解：3-7：解： 3-8：解：试件饱和，则B=1 可得1130.5A u A σσ∆==∆-∆3213()75/A u A kN m σσ'∆=∆-∆=则水平向总应力33100/kN m σ= 有效应力33225/A u kN m σσ'=-∆= 竖直向总应力3112150/kN m σσ=∆= 有效应力31275/A u kN m σσ'=-∆=3-10：解：（1）粉质粘土饱和， 2.7,26%s G w ==32.7/s g cm ρ=(1)s w s s s s s s m m m V V w V w ρρρ=+=+=+(1)wss w s s wwm V V V V V w ρρρ=+=+=+3(1)2/1s sat s ww m g cm V wρρρρ+===+由图可知，未加载前M 点总应力为：竖直向：2112 1.8*10*22*10*396/H H kN m σσσγγ=+=+=+=砂砂粉粘粉粘孔隙水压力为：212 1.0*10*330/w u H kN m γ===有效应力：2166/u kN m σσ'=-= 水平向：21010.6*6639.6/xK kN m σσ''=== 21130/x u u kN m ==，211169.6/x x xu kN m σσ'=+= (2)加荷后，M 点的竖直向附加应力为：20.5*10050/s z K p kN m σ=== 水平向附加应力为：20.30.3*5015/x z kN m σσ===在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：竖直向：2219650146/z kN m σσσ=+=+=221305080/z u u kN m σ=+=+= 22221468066/u kN m σσ'=-=-= 水平向：22280/x u u kN m ==22020.6*6639.6/xK kN m σσ''=== 2222119.6/x xx u kN m σσ'=+= （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：2319650146/z kN m σσσ=+=+=23130/u u kN m ==2316650116/z kN m σσσ''=+=+= 水平向：23330/x u u kN m ==23030.6*11669.6/xK kN m σσ''=== 233399.6/x xx u kN m σσ'=+= （4）00.6K =，即0.6xz σσ''=1()0.82zx z p σσσ''''∆=∆+∆=∆ 1()0.22zx z q σσσ''''∆=∆-∆=∆ 0.25q p '∆∴='∆第四章4-1：解： 试验结束时，0.278*2.70.75061s r w e S ρ=== 此过程中，土样变化 2.0 1.980.02s cm =-= 初始孔隙比000/0.75060.02/2.00.7681/10.02/2.0e s H e s H ++===--孔隙比000(1)0.768(10.768)*0.7680.8842.0s se e e s H =-+=-+=- 当1200kPa σ=时，1 2.0 1.9900.01s cm =-=，10.7680.884*0.010.7592e =-= 当2300kPa σ=时，1 2.0 1.9700.03s cm =-=，10.7680.884*0.030.7415e =-=1230.75920.74150.18100e a MPa σ--∆-=-==∆ 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B 2使212B B >，则附加应力00p p <乙甲 而s s z z KK >乙甲，故可能有s z 0z p z K σσ==乙乙乙甲方案二：使21B B =，则s s z z KK =乙甲，即增加H1或减小H2方案三：增大B2，使1212B B B <<,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45.3%t U ≈22*0.4530.16144v t T U ππ===2239.22/v v T H C m t==年当90%t U =时，0.933lg(1)0.0850.933lg 0.10.0850.848v t T U =---=-=2200.848*9 1.7539.22v T H t C ===年4-6：解：（1）1210.25*240/*100.33110.8a MPa S AH kN m m m e -∞===++213(1) 2.0/*1.814.69/0.25*9.8/v w k e cm C m a MPa kN mγ+===年年 22214.69/*10.1469100v v C m T t H m ===年年2()42810.4359vT t U eππ-=-=则*0.142t t S U S m ∞== （2）当0.2t S m =时，0.20.60610.33t t S U S ∞=== 查表有：0.293v T =2220.392*100 1.99214.69/v v T H m t C m ===≈年年年故加荷历史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：213231tan (45/2)2tan(45/2)tan (45/2)2tan(45/2)c c σσϕϕσσϕϕ=︒++︒+=︒--︒-已知：212321313500/100/100/57.7/:()/2()*cos 2/2300200*(0.5)200KN m KN m c KN m kpaσσσσσσσα=====++-=+-=则法向应力13/22173kpa τσσα=-==剪应力：（）*sin25-3 解：（1）求该点主应力值31317585226090z xkpakpaσσσσσ+'==±∴==（2）该点破坏可能性判断 ∵ c=022131tan (45/2)90*tan (4515)270260f m m kpa σσφσ=︒+=︒+︒=>=改用式：22313tan (45/2)260*tan (4515)86.6790f m kpa σσφσ=︒-=︒-︒=<= ∴该点未剪破（3）当τ值增加至60KN/m 2时21322313tan (45/2)236.7271tan (45/2)271*tan (4515)90.33f f m mkpaσσφσσφσ=︒+=<=︒-=︒-︒=>（33117596,79,271)kpa kpa σσσ'=±==则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：17.5,16cu cu C kpa φ==︒（2）计算有效应力 ①11314531114603129u kpa kpaσσσ'=-=-='=-=②1322855173,1005545kpa kpa σσ''=-==-= ③1331092218,1509258kpa kpa σσ''=-==-= ④134********,20012080kpa kpa σσ''=-==-= 绘有效应力圆图如下由图可量得：7.5,32c kpa φ''==︒ （3）破坏主应力线如上图中的虚线表示： 可得7,27.4a kpa α==︒∴11sin (tan )sin (tan 27.4)31.2φα--==︒=︒78.18cos cos31.2a c kpa φ===︒5-5 解：（1）砾砂粘聚力c=0335015025022z xσσσ++'==±=±13250391.4,250108.6kpa kpa σσ=+==-=∵M 点处于极限平衡状态，则111313sin sin 0.565634.4σσφσσ---===︒+（2）求大主应力方向：100*2tan 213501502z xτασσ===--245,22.5αα=︒=︒由于破裂面与最大主应力面成45°+Φ/2的夹角，故：45/222.54534.4/284.7βαφ=+︒+=︒+︒+︒=︒滑裂面通过M 点的方向如图：5-6解：313()u A σσσ=∆+-123500.2*85671000.2*83116.51500.2*87167.4u kpa u kpa u kpa=+==+==+= 试件①：33111133,118u kpa u kpa σσσσ''=-==-= 试件②：33211233.4,116.4u kpa u kpa σσσσ''=-==-= 试件③：33311332.6,119.6u kpa u kpa σσσσ''=-==-= 5-7解：由图可知1313sin ()sin *cos 22u C c ctg c σσσσφφφφ''''++''''''=+=+∵132u C σσ''-=即132u C σσ''=+3()sin cos u u C C c σφφ''''=++3sin cos 1sin u c C φσφφ''''+='-5-10解：①σ3等于常量，增大σ1直至试件剪切破坏 当开始固结1331332,0222P q σσσσσσ+-===== 当开始剪切时，σ3等于常量311132111311321112221222P P P q q q σσσσσσσσσσσσ++∆+∆=-=-=-+∆-∆=-=-=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：01sin 0.357K φ'=-= 主动土压力系数：2tan (45/2)0.217a K φ=︒-= 被动土压力系数：2tan (45/2) 4.6p K φ=︒+=静止土压力：200180.33/2E H K kN m γ==主动土压力：2148.8/2a a E H K kN m γ==被动土压力：211035/2p p E H K kN m γ==20δ=︒时：主动土压力系数为：0.199a K =主动土压力：2144.775/2a a E H K kN m γ==6-2：解：（1）2tan (45/2)0.455a K φ=︒-=220*0.45518*0.4558.1912.5a a a p qK zK z z γ=+-=+-=- z 0 1 2 3 4 5 6 pa 0 0 0（2）01()0.5*36.64*(6 1.53)81.92a z E p H z =-=-=作用点在z=4.51m 处 （3）0 1.53z m =6-4：解：查表得：0.236a K =水位以上土压力：a a p zK γ= 水位以下土压力：1( 1.5)a a a p z K H K γγ'=-+结果如下：z 0 1 2 3 4 5 pa主动土压力分布图 水压力分布图水压力：1()w w p z H γ=- 结果如下：z 2 3 4 5 pw0 5 15 25 356-5：解：20.755a K ==21278.1422a a a E H K qHK γ=+=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 tan 0.364i α==土坡的稳定安全系数//[cos sin()]tan 0.755sin cos()w s w V iV F V iV γαγαθφγαγαθ--==+-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：W H γ= 沿基面滑动力：sin T W α= 沿基面抗滑力：cos tan R W αφ= 粘性土的粘聚力：*/cos c F c l cb α==cos tan /cos sin c s R F W cb F T W αφαα++==1.0,7.224s F H m ==又则7-3：解：3(1)*19.31/1s sat G w g kN m e γ+==+tan sin 0.342/cos h b i s b ααα∆====∆9.8*4*0.34213.41w J Aj H i kN γ====安全系数：cos tan 1.097sin cs H F F H Jγαφγα'+=='+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，N r ，N q ，N c 增加很大，承载力也增大很多。