陈希哲清华大学土力学第四版习题答案(-章答案,)
土力学清华习题答案完整版
土力学清华习题答案完整版土力学清华习题答案完整版土力学是土木工程中的一门重要学科，研究土壤的力学性质和行为规律。
在土木工程设计和施工中，土力学的知识是不可或缺的。
清华大学土力学课程是土木工程专业的必修课之一，下面将为大家提供土力学清华习题的完整答案。
第一章：土与土体的物理性质1.1 什么是土力学？土力学是研究土壤的力学性质和行为规律的学科。
它主要研究土壤的物理性质、力学性质以及土体的变形和破坏等。
1.2 什么是土的颗粒成分？土的颗粒成分是指土壤中的颗粒状颗粒物质，包括砂粒、粉粒和粘粒。
1.3 什么是土的孔隙成分？土的孔隙成分是指土壤中的孔隙空间，包括毛细孔隙、微孔隙和宏孔隙。
1.4 什么是土的含水量？土的含水量是指单位质量土壤中所含水分的质量占总质量的百分比。
1.5 什么是土的容重和饱和容重？土的容重是指单位体积土壤的质量。
饱和容重是指土壤在饱和状态下的容重。
1.6 什么是土的干密度和饱和密度？土的干密度是指单位体积土壤的质量。
饱和密度是指土壤在饱和状态下的密度。
第二章：土的应力状态2.1 什么是应力？应力是指物体内部相邻两部分之间的相互作用力。
2.2 什么是应变？应变是指物体由于受到外力作用而发生的形变。
2.3 什么是应力张量？应力张量是指描述应力状态的二阶张量，它可以用一个3x3的矩阵表示。
2.4 什么是应变张量？应变张量是指描述应变状态的二阶张量，它可以用一个3x3的矩阵表示。
2.5 什么是黏性土？黏性土是指含有较高黏性成分的土壤，其含水量较高，易形成胶状物质。
2.6 什么是黏聚力？黏聚力是指黏性土在无侧限条件下的抗剪强度。
第三章：土的变形与固结3.1 什么是土的变形？土的变形是指土壤在受到外力作用下发生的形状和体积的改变。
3.2 什么是土的固结？土的固结是指土壤在受到外力作用下，由于颗粒重新排列而使体积减小的过程。
3.3 什么是固结指数？固结指数是指土壤固结过程中，单位体积土壤的体积减小量与初始体积的比值。
土力学地基基础第四版习题答案解析
第二章土的物理性质和工程分类2.1解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：M=95.15g Ms=75.05g Mw=95.15-75.05=20.1g V=50cm3，Gs=Ms/Vs=2.67有：ρ=M/V=1.9 g/cm3；ρd=Ms/V=1.5 g/cm3；ω=Mw/Ms=0.268=26.8%因为Mw=95.15-75.05=20.1g，ρw=1 g/cm3；所以Vw=20.1cm3；由Gs=Ms/Vs=2.67，推出：Vs= Ms/2.67=75.05/2.67=28.1cm3；Vv=V-Vs=50-28.1=21.9 cm3；Va=Vv-Vw=21.9-20.1=1.8 cm3；天然密度ρ=M/V=1.9 g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.5 g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(20.1+75.05+1.8×1)/50=1.94 g/cm3；天然含水率ω=Mw/Ms=0.268=26.8%孔隙比e=Vv/Vs= 21.9/28.1=0.78孔隙度n=Vv/V=21.9/500=0.438=43.8%饱和度Sr= Vw/Vv= 20.1/21.9=0.9182.2解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：天然密度ρ=M/V=1.84g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.75；水位以下饱和度Sr= Vw/Vv=1假设V=1 cm3；则：M=1.84g； Ms=2.75Vs；Ms+Mw=1.84；ρw=1 g/cm3；数值上Mw=Vw有 2.75Vs+Vw=1.84Vs+Vw=1解上述方程组得：Vs =0.48；Vw=0.52= Vv；故：Mw=0.52g；Ms=2.75Vs=1.32g；天然密度ρ=M/V=1.84 g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.32 g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.52+1.32+0×1)/50=1.84 g/cm3；天然含水率ω=Mw/Ms=0.52/1.32=0.394=39.4%孔隙比e=Vv/Vs= 0.52/0.48=1.08孔隙度n=Vv/V=0.52/1=0.52=52%饱和度Sr= Vw/Vv=12.3解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：干密度ρd=Ms/V=1.54g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71；天然含水率ω=Mw/Ms=0.193假设V=1 cm3；则：ρd=Ms/V=1.54 g/cm3；有：Ms=1.54g；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71 有：Vs=0.568 cm3；天然含水率ω=Mw/Ms=0.193有：Mw =0.287g，ρw=1 g/cm3，Vw=0.287cm3；M= Ms+ Mw=1.54+0.287=1.827gVv=V-Vs=1-0.568=0.432 cm3；Va=Vv-Vw=0.432-0.287=0.145 cm3；天然密度ρ=M/V=1.827/1=1.827 g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.54 g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.287+1.54+0.145×1)/1=1.972 g/cm3；天然含水率ω=19.3%孔隙比e=Vv/Vs= 0.432/0.568=0.76孔隙度n=Vv/V=0.432/1=0.432=43.2%饱和度Sr= Vw/Vv= 0.287/0.432=0.66又已知W L=28.3%；Wp=16.7%；ω=19.3%；所以：Ip= W L- Wp=28.3-16.7=11.6；大于10，小于17，所以为粉质粘土。
土力学地基基础第四版习题标准答案
第二章土的物理性质和工程分类2.1解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：M=95.15g Ms=75.05g Mw=95.15-75.05=20.1g V=50cm3，Gs=Ms/Vs=2.67有：ρ=M/V=1.9 g/cm3；ρd=Ms/V=1.5 g/cm3；ω=Mw/Ms=0.268=26.8%因为Mw=95.15-75.05=20.1g，ρw=1 g/cm3；所以Vw=20.1cm3；由Gs=Ms/Vs=2.67，推出：Vs= Ms/2.67=75.05/2.67=28.1cm3；Vv=V-Vs=50-28.1=21.9 cm3；Va=Vv-Vw=21.9-20.1=1.8 cm3；天然密度ρ=M/V=1.9 g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.5 g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(20.1+75.05+1.8×1)/50=1.94 g/cm3；天然含水率ω=Mw/Ms=0.268=26.8%孔隙比e=Vv/Vs= 21.9/28.1=0.78孔隙度n=Vv/V=21.9/500=0.438=43.8%饱和度Sr= Vw/Vv= 20.1/21.9=0.9182.2解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：天然密度ρ=M/V=1.84 g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.75；水位以下饱和度Sr= Vw/Vv=1假设V=1 cm3；则：M=1.84g； Ms=2.75Vs；Ms+Mw=1.84；ρw=1 g/cm3；数值上Mw=Vw有 2.75Vs+Vw=1.84Vs+Vw=1解上述方程组得：Vs =0.48；Vw=0.52= Vv；故：Mw=0.52g；Ms=2.75Vs=1.32g；天然密度ρ=M/V=1.84 g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.32 g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.52+1.32+0×1)/50=1.84 g/cm3；天然含水率ω=Mw/Ms=0.52/1.32=0.394=39.4%孔隙比e=Vv/Vs= 0.52/0.48=1.08孔隙度n=Vv/V=0.52/1=0.52=52%饱和度Sr= Vw/Vv=12.3解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：干密度ρd=Ms/V=1.54 g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71；天然含水率ω=Mw/Ms=0.193 假设V=1 cm3；则：ρd=Ms/V=1.54 g/cm3；有：Ms=1.54g；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71 有：Vs=0.568 cm3；天然含水率ω=Mw/Ms=0.193 有：Mw =0.287g，ρw=1 g/cm3，Vw=0.287cm3；M= Ms+ Mw=1.54+0.287=1.827gVv=V-Vs=1-0.568=0.432 cm3；Va=Vv-Vw=0.432-0.287=0.145 cm3；天然密度ρ=M/V=1.827/1=1.827 g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.54 g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.287+1.54+0.145×1)/1=1.972 g/cm3；天然含水率ω=19.3%孔隙比e=Vv/Vs= 0.432/0.568=0.76孔隙度n=Vv/V=0.432/1=0.432=43.2%饱和度Sr= Vw/Vv= 0.287/0.432=0.66又已知W L=28.3%；Wp=16.7%；ω=19.3%；所以：Ip= W L- Wp=28.3-16.7=11.6；大于10，小于17，所以为粉质粘土。
陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(土的物理性质及工程分类)
土的密度 ρ 和土的重度 γ
土的三项基本物理性质指标 土粒相对密度 Gs（ds）
土
反映土的松密程度的指标 土的含水率 w
的 土的物理性质指标 反映土中含水程度的指标
物 理
特定条件下土的密度（重度）
性
用孔隙比 e 为标准
质 及
无黏性土的密实度 以相对密度 Dr 为标准
工
以标准贯入试验 N 为标准
程 分
吸引，形成具有很大孔隙癿蜂窝状结构
那些粒徂极细癿黏土颗粒（粒徂小于
絮状结 0.005mm）在水丨长期悬浮，这种土粒在
构（二 水丨运动，相互碰撞而吸引逐渐形成小链
级蜂窝 环状癿土集粒，质量增大而下沉，弼一丧
结构） 小链环碰到另一小链环时相互吸引，丌断
扩大形成大链环状，称为絮状结构
（2）土癿构造
土癿构造是指同一土层丨，土颗粒乊间相互关系癿特征。土癿构造常见癿有下列几种，
二、土癿三相组成 土癿三相组成是指土由固体矿物、水和气体三部分组成。土丨癿固体矿物构成土癿骨架， 骨架乊间存在大量孔隙，孔隙丨充填着水和空气。 土体三相比例丌同，土癿状态和工程性质也随乊各异，例如：固体+气体（液体=0） 为干土。此时黏土呈坒硬状态。固体+液体+气体为湿土，此时黏土多为可塑状态。固体+ 液体（气体=0）为饱和土。 1．土癿固体颗粒 土癿固体颗粒是土癿三相组成丨癿主体，是决定土癿工程性质癿主要成分。 （1）土粒癿矿物成分（见表 2-1-4）
状构造丨，因裂隙强 度低、渗透性大，工
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裂隙状构造
土体丨有很多丌连续癿小裂隙，某些硬塑戒坒硬状 态癿黏土为此种构造
陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(土的压缩性与地基沉降计算)
第三章 土的压缩性与地基沉降计算3.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】 一、土的变形特性 1．基本概念（1）地基土产生压缩的原因基本概念土的变形特性 土的应力应变关系 有效应力原理侧限压缩试验 侧限条件下土的压缩性 侧限压缩性指标土层侧限压缩变形量 载荷试验 土的压缩性原位测试 旁压试验 土层自重应力 地基中的应力分布 基础底面接触压力 基础地面附加压力 地基中的附加压力 分层总和法 地基的最终沉降量 规范法 土的回弹曲线和再圧缩曲线 应力历史对地基沉降的影响 正常固结、超固结和欠固结的概念正常固结黏性土的现场原始曲线超固结土与欠固结土的现场原始压缩曲线饱和土的渗流固结 单向固结地基沉降与时间的关系 地基沉降与时间关系计算 地基瞬时沉降与次固结沉降 土的压缩性与地基沉降计算①外因。
a．建筑物荷载作用；b．地下水位大幅度下降；c．施工影响，基槽持力层土的结构扰动；d．振动影响，产生震沉；e．温度变化影响，如冬季冰冻，春季融化；f．浸水下沉，如黄土湿陷，填土下沉。
②内因。
a．固相矿物本身的压缩；b．土中液相水的压缩；c．土中孔隙的压缩。
建筑物荷载作用是外因的主要因素，土的压缩主要是土孔隙的变化引起的。
（2）蠕变的影响蠕变是指黏性土在长期荷载作用下，变形随时间而缓慢持续的现象。
2．土的应力应变关系实验室中常用的土的应力与应变关系测定方法包括：①单轴压缩试验；②侧限压缩试验；③直剪试验；④三轴压缩试验。
二、有效应力原理外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，通过土颗粒传递的有效应力才使土产生变形，具有抗剪强度。
通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。
饱和土体所承受的总应力σ为有效应力σ'与孔隙水压力u之和，即（3-1-1）土的变形和强度只随有效应力而变化。
三、侧限条件下土的压缩性侧限条件指侧向限制不能变形，只有竖向单向压缩的条件。
1．侧限压缩试验采用直角坐标系，以孔隙比e为纵坐标，以有效应力σ'为横坐标，绘制e-σ'曲线，见图3-1-1。
土力学地基基础第四版习题答案
第二章土的物理性质和工程分类解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：M= Ms= Mw= V=50cm3， Gs=Ms/Vs=有：ρ=M/V= g/cm3；ρd=Ms/V= g/cm3；ω=Mw/Ms==%因为Mw=，ρw=1 g/cm3；所以Vw=；由Gs=Ms/Vs=，推出：Vs= Ms/==；Vv=V-Vs== cm3；Va=Vv-Vw= cm3；天然密度ρ=M/V= g/cm3；干密度ρd=Ms/V= g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=++×1)/50= g/cm3；天然含水率ω=Mw/Ms==%孔隙比e=Vv/Vs= =孔隙度n=Vv/V=500==%饱和度Sr= Vw/Vv= =解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：天然密度ρ=M/V= g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=；水位以下饱和度Sr= Vw/Vv=1假设V=1 cm3；则：M=； Ms=；Ms+Mw=；ρw=1 g/cm3；数值上Mw=Vw有 +Vw=Vs+Vw=1解上述方程组得：Vs =；Vw== Vv；故：Mw=；Ms==；天然密度ρ=M/V= g/cm3；干密度ρd=Ms/V= g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=++0×1)/50= g/cm3；天然含水率ω=Mw/Ms===%孔隙比e=Vv/Vs= =孔隙度n=Vv/V=1==52%饱和度Sr= Vw/Vv=1解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：干密度ρd=Ms/V= g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=；天然含水率ω=Mw/Ms=假设V=1 cm3；则：ρd=Ms/V= g/cm3；有：Ms=；土粒比重Gs=Ms/Vs= 有：Vs= cm3；天然含水率ω=Mw/Ms= 有：Mw =，ρw=1 g/cm3，Vw=；M= Ms+ Mw=+=Vv=V-Vs== cm3；Va=Vv-Vw= cm3；天然密度ρ=M/V=1= g/cm3；干密度ρd=Ms/V= g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=++×1)/1= g/cm3；天然含水率ω=%孔隙比e=Vv/Vs= =孔隙度n=Vv/V=1==%饱和度Sr= Vw/Vv= =又已知WL=%；Wp=%；ω=%；所以：Ip= WL- Wp=；大于10，小于17，所以为粉质粘土。
《土力学地基与基础》(第四版)陈希哲 课后习题详细解答_第七章
Il=(w－wP)/(wl－wP)=(25－16)/(28－16)=0.75＜0.85 查 P300 页表 7.10 得������������ =1.6。 基础底面以上土的加权平均重度 γm=20kN/m3。
������������乙 = ������������������ + ������������ ������������ (������ − 0.5) =200+1.6×20×(1－0.5)=216kPa
因此，fa 甲＞fa 乙。 注意：
原题地基乙的第①层粉土层厚改为 0.8m。注意到地基甲和乙各层土的重度均 20kN/m3，可以省去加权平均重度 γm 的计算。
7.4 解：基础宽度 1m，无需宽度修正。持力层为粘性土，fak=200kPa。
由换算公式
������������
=
������������ 1 + ������
= 140+0.3×9.4×(6－3)+1.5×15.56×(4－0.5) = 230kPa
7.6 解：⑴持力层为第二层粘性土，fak=185kPa。
由 e =0.85≥0.85，Il =0.75＜0.85 查 P300 页表 7.10 得������������ =1.0。 计算深度修正后的地基承载力特征值 ������������ = ������������������ + ������������ ������������ ������ − 0.5 =185+1.0×18.6×(1.1－0.5)=196.16kPa ⑵确定基础宽度 b≥ ������������ −������2������0������=180/ (196.16－20×1.1) =1.034m 取基础宽度 b 为 1.1m。 ⑶确定基础高度 基底压力为 pk=(Nk+Gk)/A=Nk/A+γGd =180/1.1+20×1.1=185.64kPa 由于 100 kPa＜pk＜200 kPa，可采用无筋扩展基础。 若采用 C15 素混凝土基础，查 P283 页表 7.1 得台阶宽高比允许值为 1：1，则 b//h ≤1，于是 h≥b/=(b－b0)/2=(1.1－0.38)/2=0.36m。
《土力学地基与基础》(第四版)陈希哲 课后习题详细解答第二章
土粒比 重 Gs
2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7
含水量 w2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
含水量 w2
11.1% 13.0% 14.8% 16.7% 18.5% 20.4% 22.2% 24.1% 25.9% 27.8% 29.6%
由 Sre=wGs 结合已知条件得孔隙比 e= wGs/Sr，于是
e 甲=(0.28×2.75)/1=0.77 e 乙=(0.26×2.70)/1=0.702 所以 e 甲 > e 乙，④正确。
由换算关系有：
������������
=
������������ 1＋������
=
������ 1＋������
=
������������ 1＋������
可得 e = 2.70/1.66－1=0.63
加水后，干砂的孔隙比不变，饱和度 Sr2=0.6，由换算关系 Sre=wGs，可求得含
水率 w2 =(0.6×0.627)/2.70=13.9%，由换算关系 ������
������������ = 1＋������ 可求得������2 =(1＋0.209)×1.66=1.89 g/cm3
2.5 解：按照规范定名时，应由上到下以最先符合者确定。
首先，考察砾砂的标准，根据试验结果只能得出 d >1mm 的颗粒含量为 2.0%， 据此可以推断 d >2mm 的颗粒含量不可能超过 25%，不符合砾砂的标准。 第二，考察粗砂的标准，根据试验结果可知 d >0.5mm 的颗粒含量为粒组 0.5mm<d <1mm 与粒组 d >1mm 的颗粒含量之和，即：9.0%＋2.0%=11%<50%，不符合粗 砂的标准。 第三，考察中砂的标准，根据试验结果可知 d >0.25mm 的颗粒含量为粒组 0.25mm< d <0.5mm、粒组 0.5mm< d<1mm 及粒组 d >1mm 颗粒含量之和，即： 24.0%＋9.0%＋2.0%=35%<50%，不符合粗砂的标准。 第四，考察细砂的标准，根据试验结果可知 d >0.075mm 的颗粒含量为：100%－ 8.0 =92%>85%，符合细砂的标准，故定名为细砂。