土力学课后习题答案(清华大学出版社).pdf

第一章 1 1 已知 V 72cm3m 129 1gms 121 5gGs 2 70 则 129 1 121 5 6 3 121 5 s s mm w m 3 3 3 3 129 1 10 17 9 72 121 5 45 2 7 724527 1 0 27121 5 1020 6 72 s s s Vs satwVs satsat m ggKN m v m Vcm VVVcm mVm gggKN m VV 3 3 20 6 1010 6 121 5 1016 9 72 satw s d satd KN m m gKN m V 则 1 2 已知 Gs 2 72设 Vs 1cm3 则 3 3 3 3 2 72 2 72 2 72 1016 1 7 2 720 7 1 10 20 1 1 7 20 1 1010 1 75 1 0 0 7 75 0 525 0 525 19 3 2 72 0 5252 72 1 s s s dd sVw w r wwVr w s ws g cm mg m ggKN m V mV ggKN m V KN m mV Sg m w m mm gg V 当S时 3 1019 1 7 KN m 1 3 347 77 77 3 3 1 70 10 8 1013 6 10 13 6 10 20 2 72 10 13 6 102 72 10 85000 1 92 10 sd ws sw mVkg mm wkg mm Vm 挖 1 4 甲 3 3 3 3 402515 1 2 7 2 7 30 0 81 100 0 81 2 70 81 1 94 10 81 19 4 2 7 1 48 1 81 14 8 0 81 pLP s sss w r w V w sw sw s d sw dd v s Iww V mVg mg S m V mm g cm VV gKN m m g cm VV gKN m V e V 设则 又因为 乙 3 3 3 3 3 8 12 68 2 68 22 0 4796 0 4796 2 680 4796 2 14 10 4796 2 14 1021 4 2 68 1 84 1 4796 1 84 1018 4 0 4796 pLp ssss ws V sw sV s d sw dd V s Iww VmVg mm wg Vcm mm g cm VV gKN m m g cm VV gKN m V e V 设则 则 乙甲dd 乙甲pp II 乙甲 则 1 4 正确 1 5 1 sw d G e 则 2 7 1 110 59 1 70 22 2 7 185 0 59 sw d s r G e wG S e 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 minmax maxmin ddd r ddd D 式中 Dr 0 7 3 max 1 96 d g cm 3 min 1 46 d g cm 则可得 3 1 78 d g cm 1 7 设S 1 则 s VShh 则压缩后 2 7 sss mV Gh 2 7 28 ws mm wh 则2 7 28 w w w m Vh 2 7 28 1 95 sw VVhh 则1 11hcm 2 0 1 110 89 V hcm 0 89 0 8 1 11 VV s Vh e Vh 1 8 甲 4525 1 33 4025 p L Lp ww I ww 流塑状态 乙 2025 0 33 4025 p L Lp ww I ww 坚硬 半固态 15 pLp Iww 属于粉质粘土 中液限粘质土 乙土较适合作天然地基 1 9 0 002 5336 0 310 75 55 p 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 ABC vvv 根据达西定律 得 CAB ABC ABC hhh RRR LLL 1 2 4 ABC hhh 又35 ABC hhhcm 5 10 20 ABC hcmhcmhcm 3 1 10 A A A h Vkcm s L 3 t 0 1cmVVA 加水 2 2 解 12 70 1 1 076 110 58 s cr G i e 2 3 解 1 土样单位体积所受的渗透力 20 1 1 9 8 6 53 30 w h jrN L 2 12 72 1 1 055 110 63 s cr G i e 20 0 667 30 h i L cr ii时 会发生流土破坏 cr h i L 即时 30 1 05531 65 cr hL icm 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 75 2 AC ACB hh hm hm hm 3 3 675 w w rh jrikN m l 2 若要保持水深 1m 0 625 h i L 而 863 20 10 1 5 10 0 6251 875 10 QAkvms 故单位时间内抽水量为 63 1 875 10 ms 2 5 解 11 ss satw GeGe ee 而 1 1 s cr G i e 1 11 11 ss crsat GeeGe i ee 又 satsat 砂层粘土 故只考虑 sat 粘土就可以 3 12 04 11 04 crsat ig cm 粘土 又 7 5 3 4 5 33 cr hhh i 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 5 1 0 267 116 1 HHm hm Nn 0 267 0 4 0 667 h i L 34 1 10 0 44 10 vkicm s 2 0 267 0 1068 2 5 h i L 均 均 12 11 crsat i 则 cr ii 均 故地基土处于稳定状态 3 552 5 1 10 0 2671 335 10 qM qMk hms 2 7 解 1 3 6Hm 3 6 0 257 1414 H hm 44323 6 1 8 10 0 2572 776 10 1 666 10 minqM qMk hmsm 2 18 5 110 888 9 8 sat cr ww rr i rr 0 257 0 514 0 5 h i L 故 cr ii 则附加应力 00 pp 乙甲 故可能有 s z0z p z K 乙乙乙甲 方案二 使 21 BB 则 ss zz KK 乙甲 即增加 H1 或减小 H2 方案三 增大 B2 使 121 2BBB 改用式 22 313 tan 45 2 260 tan 4515 86 6790 fm kpa 该点未剪破 3 当 值增加至 60KN m 2时 2 13 22 313 tan 45 2 236 7271 tan 45 2 271 tan 4515 90 33 f fmm kpa 331 17596 79 271 kpakpa 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 16 cucu Ckpa 2 计算有效应力 11 3 14531114 603129 ukpa kpa 13 22855173 1005545kpakpa 13 31092218 1509258kpakpa 13 401 120281 200 12080kpakpa 绘有效应力圆图如下 由图可量得 7 5 32ckpa 3 破坏主应力线如上图中的虚线表示 可得7 27 4akpa 11 sin tan sin tan27 4 31 2 7 8 18 coscos31 2 a ckpa 5 5 解 1 砾砂粘聚力 c 0 2222 3 350 150 2100 100 250 100 2 222 zxzx 13 250 100 2391 4 250 100 2108 6kpakpa M 点处于极限平衡状态 则 11 13 13 sinsin0 565634 4 2 求大主应力方向 100 2 tan21 350 150 2 zx 245 22 5 由于破裂面与最大主应力面成 45 2 的夹角 故 45 222 54534 4 284 7 滑裂面通过 M 点的方向如图 5 6 解 313 uA 1 2 3 500 2 8567 1000 2 83116 5 1500 2 87167 4 ukpa ukpa ukpa 试件 331111 33 118ukpaukpa 试件 332112 33 4 116 4ukpaukpa 试件 333113 32 6 119 6ukpaukpa 5 7 解 由图可知 1313 sin sin cos 22 u Cc ctgc 13 2 u C 即 13 2 u C 3 sincos uu CCc 3 sincos 1 sin u c C 5 10 解 3等于常量 增大 1直至试件剪切破坏 当开始固结 13313 3 2 0 222 Pq 当开始剪切时 3等于常量 31113 211 13113 211 1 222 1 222 PPP qqq p q 坐标上的三轴试验应力路径为 1等于常量 减小 3直至试件剪切破坏 固结同 剪切过程 1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 0 1 sin0 357K 主动土压力系数 2 tan 45 2 0 217 a K 被动土压力系数 2 tan 45 2 4 6 p K 静止土压力 2 00 1 80 33 2 EH KkN m 主动土压力 2 1 48 8 2 aa EH KkN m 被动土压力 2 1 1035 2 pp EH KkN m 20 时 主动土压力系数为 0 199 a K 主动土压力 2 1 44 775 2 aa EH KkN m 6 2 解 1 2 tan 45 2 0 455 a K 220 0 455 18 0 4552 16 0 4558 1912 5 aaaa pqKzKc Kzz z011 5323456 pa0003 8812 0720 2628 4536 64 2 0 1 0 5 36 64 6 1 53 81 9 2 az Ep Hz 作用点在 z 4 51m 处 3 0 1 53zm 6 4 解 查表得 0 236 a K 水位以上土压力 aa pzK 水位以下土压力 1 1 5 aaa pzKH K 结果如下 z011 52345 pa04 2486 3727 6710 26612 86215 458 0 4 248 6 372 7 67 10 266 12 862 15 458 6 5 4 3 2 1 0 05101520 0 5 15 25 35 6 5 4 3 2 1 0 010203040 主动土压力分布图水压力分布图 水压力 1 ww pzH 结果如下 z1 52345 pw05152535 6 5 解 2 22 cos 0 755 sin sin cos cos 1 cos cos a K 2 1 278 142 2 aaa EH KqHK 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 0 tan0 364i 土坡的稳定安全系数 cossin tan 0 755 sincos w s w ViV F ViV 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 WH 沿基面滑动力 sinTW 沿基面抗滑力 costanRW 粘性土的粘聚力 cos c Fc lcb costan cos sin c s RFWcb F TW 1 0 7 224 s FHm 又则 7 3 解 3 1 19 31 1 s sat Gw gkN m e tan sin0 342 cos hb i sb 9 8 4 0 34213 41 w JAjHikN 安全系数 costan 1 097 sin c s HF F HJ 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 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 uv 1 9 2 qcr PNcNBN 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 2 19 238 qDkN m 查表可得1 51 4 65 10 0 rqc NNN 极限承载力 2 11 19 3 1 51 38 4 65 10 10299 4 22 vhrqc PBNqNcNkN m 8 3 解 1 地基产生整体剪切破坏时 1 2 urqc PBNqNcN 查表得 5 0 7 5 18 0 rqc NNN 2 1 19 29 8 2 4 5 0 18 4 2 7 58 18 0476 4 2 u PkN m 2 局部剪切破坏时 2 23 urqc B PNqNcN 查图 8 18 可得 0 5 4 0 12 0 rqc NNN 2 1 19 29 8 2 4 0 5 18 4 2 4 08 12 0248 84 2 u PkN m 8 5 解 1 天然容重 3 0 1 79 9 817 54 kN m 浮容重 3 1 96 1 9 89 41 kN m 2 求公式 8 57 中承载力系数 3 14 25 6 67 25 253 14 2 2 2360 c ctgctg N ctgctg 114 11 2 qc NN tg ctg 1 4 1 1 56 2 2 r N ctg 1 3 2 2 07 3 2 r N ctg 3 求 11 43 cr PP P 2 0 17 5 1 5 4 1