土力学(河海大学第二版)第1章答案

第一章 土的物理性质与工程分类

[1-1]：有A 、B 两个土样，通过室内试验测得其粒径与小于该粒径的土粒质量如表所示，试绘制出它们的粒径分布曲线并求出u C 和c C 值。 解：

对A 土样：d 10＝0.085mm ；d 30＝0.38mm ；d 60＝0.96mm ，则 29.11085.0

96

.0

1060===d d C u

()

77.196.0085.038.02

60

102

30=?==d d d C c

对B 土样：d 10＝0.0012mm ；d 30＝0.0028mm ；d 60＝0.005mm ，则 17.40012.0005

.010

60

===d d C u

()31.1005.00012.00028.02

60

102

30=?==d d d C c

[1-2]从地下水位以下某粘土层中取出一土样做试验，测得其质量为15.3g ，烘干后质量为10.6g ，土粒比重为2.70。求试样的含水量、孔隙比、孔隙率、饱和密度、浮密度、干密度、及其相应的重度。 解：(1) 已知：m ＝15.3g, m s =10.6g, G s =2.70, S r =100%， 则

m w =m-m s =4.7g

S

r =100% 37.417.4cm m V V w w w v ===

=ρ

w s s s V m G ρ=393.31

70.26.10cm V s =?= V=V s +V v =8.63

(2) %3.44%1006.107.4%100=?=?=

s w m m w 20.193.37.4===

s v V V e %5.54%10063

.87.4%100=?=?=V V n v 3/77.163

.83.15cm g V m sat ===ρ; 3/73.1m kN g sat sat =?=ργ 3/77.0cm g w sat =-='ρρρ; 3/5.7m kN g =?'='ργ

3/23.163

.86.10cm g V m s d ===ρ; 3/1.12m kN g d d =?=ργ [1-3]某土样的含水率为6.0%，密度为1.60g/cm 3,土粒比重为2.70,若设孔隙比不变，为使土样饱和，问100cm 3土样中应加多少水？ 解：已知 w=6.0%, ρ=1.60g/cm 3, G s =2.70, e 1=e 2, V=100cm 3 g V m 160==ρ

g w m m s 94.150%

0.611601=+=+= g w m m s w 06.9==

390.551

70.294.150cm G m V w s s s =?==ρ 310.44cm V V V s v =-=

所以，饱和时土中水总重为：g V m w v wsat 10.44==ρ

需加入的水重为：g m m m w wsat w 04.3506.910.44=-=-=?

[1-4]有土料1000g ，它的含水率为6%，若使它的含水率增加16%。问需加多少水？

解：已知m 1=1000g, w 1=6.0%, w 2=16.0+6.0=22.0%.

∵ m 1=m s +m w1=m s (1+w 1)

∴m s =m 1/(1+w 1)=1000/(1+6.0%)=943.40g

m w1=m s w 1=943.40×6.0%=56.60g

m 2=m s (1+w 2)=943.40×(1+22.0%)=1150.95g

m w2=m 2-m s =1150.95-943.40=207.55g

∴Δm w =m w2-m w1=207.55-56.60=150.95g

[1-5]有一砂土层，测得其天然密度为1.77g/cm 3，天然含水率为9.8%，土粒比重为 2.70，烘干后测得其最小孔隙比为0.46，最大孔隙比为0.94，试求出天然孔隙比、饱和含水率和相对密实度，并判别该砂土层处于所种密实状态？

解：已知ρ=1.77g/cm 3, w=9.8%, G s =2.70, e min =0.46, e max =0.94 ∵67.0177

.1%)8.91(70.21)1(1111=-+?=-+=-+=-==ρρw w

V m V m V V V V e s s s

s s v

%8.2467.070

.21=?====e V V m m w s w s s v w s wsat sat ρρρρ 56.046

.094.067.094.0min max max =--=--=e e e e D r ∴ 中密的。

[1-6]

解：已知 w A =15%, G sA =2.75, S rA =50%;

w B =6%, G sB =2.68, S rB =30%.

(1) ∵r

s s s v s w s S wG w e w V V m m V m ++=++=++=1)1(1)1(ρρρ＝ 3/73.1%5075.2%151%)151(75.2cm g A =?++?=ρ3/85.1%

3068.2%61%)61(68.2cm g B =?++?=ρ (2) ∵r s s

s d S wG V m +==1ρρ

3/51.1cm g dA =ρ; 3/74.1cm g dB =ρ

(3) ∵r

s S wG e = e A =0.825, e B =0.536

[1-8] 略。

[1-9] 某碾压土坝的土石方为20万方，设计填筑干密度为1.65g/cm 3.料场土的含水率为12.0%，天然密度1.70g/cm 3，液限为32.0%，塑限为20.0%，土粒比重为2.70。问：

（1）为满足填筑土坝需要，料场至少要多少方土料？

（2）如每日填筑量为3000m 3，该土的最优含水率为塑限的95%，为达到最佳碾压效果，每天共需加水多少？

（3）土坝填筑后的饱和度是多少？

解：已知 V=200000m 3，ρd =1.65g/cm 3, w 0=12.0%, ρ0=1.70g/cm 3, w L =32.0%, w P =20.0%, G s =2.72。 (1) 30000000/52.1%12170.11)1()1()1(cm g w w V m w V w m V m s s d =+=+=+=++==

ρρ 30

03.21710552.165.1200000m V V d d =?==ρρ (2)%1995.0%2095.0=?=?=P op w w

w V w m m d s w ρ==

∴()5.346%)12%19(65.130000=-??=-=?w w V m op d w ρ (T) (3)%8.791%)191(65.1%)191(72.272.2%191)1(=-+?+??=

-+==ρ

ρw wG e wG S s s s r