土力学课后习题答案(清华大学出版社)

1-1：

已知：V=72cm3  m=129.1g  ms=121.5g  Gs=2.70

则： 

1-2：

已知：Gs=2.72   设Vs=1cm3

则

1-3：

1-4：

甲：

乙：

则（1）、（4）正确

1-5：

  则 

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：

式中Dr=0.7     

则可得：

1-7：

设  S=1， 则

则压缩后：

     则

  则 

1-8：

甲：     流塑状态

乙：    坚硬（半固态）

  属于粉质粘土（中液限粘质土）

乙土较适合作天然地基

1-9：

   属非活性粘土

    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

根据达西定律，得：

又

2-2解：

2-3解：

（1）土样单位体积所受的渗透力

（2）

  则土体处于稳定状态，不会发生流土现象

（3）当时，会发生流土破坏，

水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏

2-4解：

（1）

（2）若要保持水深1m，

而

故单位时间内抽水量为

2-5：解：

，而

又，故只考虑就可以

又

则

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

（2）

则 故地基土处于稳定状态

（3）

2-7：解：

（1），

（2）

，故，不可能发生流土破坏

第三章土体中的应力计算

3-1：解：

41.0m：

40.0m：

38.0m：

35.0m：

水位降低到35.0m

41.0m：

40.0m：

38.0m：

35.0m：

3-2：解：

偏心受压：

由于是中点，故

（1）

可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加

，查表得K，

（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/m2的均布荷载与100 kN/m2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,

,得

，得

，得

，得

只考虑A：为三角形荷载与均布荷载叠加

, 

则

3-6：解：

（1）不考虑毛细管升高：

试件饱和，则B=1

可得

则水平向总应力  有效应力

竖直向总应力  有效应力

3-10：解：

（1）粉质粘土饱和，

由图可知，未加载前M点总应力为：

竖直向：

孔隙水压力为：

有效应力：

水平向：

，

(2)加荷后，M点的竖直向附加应力为：

水平向附加应力为：

在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：

竖直向：

水平向：

（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：

水平向：

（4），即

第四章

4-1：解：

试验结束时，

此过程中，土样变化

初始孔隙比

孔隙比

当时，，

当时，，

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B2使，则附加应力

而，故可能有

方案二：使，则，即增加H1或减小H2

方案三：增大B2，使,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

当时，

4-6：解：

（1）

则

（2）当时，

查表有：

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：

已知：

5-3

解：（1）求该点主应力值

（2）该点破坏可能性判断

∵  c=0

改用式：

∴该点未剪破

（3）当τ值增加至60KN/m2时

（

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：

（2）计算有效应力

①

②

③

④

绘有效应力圆图如下

由图可量得：

（3）破坏主应力线如上图中的虚线表示：

可得

∴

5-5

解：（1）砾砂粘聚力c=0

∵M点处于极限平衡状态，则

（2）求大主应力方向：

由于破裂面与最大主应力面成45°+Φ/2的夹角，故：

滑裂面通过M点的方向如图：

5-6

解：

试件①：

试件②：

试件③：

5-7

解：由图可知

∵

即

5-10

解：①σ3等于常量，增大σ1直至试件剪切破坏

当开始固结

当开始剪切时，σ3等于常量

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：

主动土压力系数：

被动土压力系数：

静止土压力：

主动土压力：

被动土压力：

时：

主动土压力系数为：

主动土压力：

6-2：解：

（1）

作用点在z=4.51m处

（3）

6-4：解：

查表得：

水位以上土压力： 水位以下土压力：

结果如下：

主动土压力分布图 水压力分布图

水压力：  结果如下：

方向与水平向呈度角，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

土坡的稳定安全系数

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：

沿基面滑动力：

沿基面抗滑力：

粘性土的粘聚力：

7-3：解：

安全系数：

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，Nr，Nq，Nc增加很大，承载力也增大很多。

（2）对砂土地基，其c=0，这时基础的埋深对极限承载力起重要作用，若此时基础埋深太浅（D<0.5B），地基的极限承载力会显著下降

（3）由极限承载力公式可知，基础宽度的增加会引起承载力的增加。

8-2：解：

均布荷载

查表可得

极限承载力

8-3：解：

（1）地基产生整体剪切破坏时，

查表得：

（2）局部剪切破坏时：

查图8-18可得：

8-5：解:

（1）天然容重：

浮容重：

（2）求公式8-57中承载力系数

（3）求

按普朗德尔理论：

按太沙基理论：

查图8-18有：

（4）

代入得