土力学第二版习题解答(第一、二章)(试用版)

习题答案习题答案（土力学，第二版土力学，第二版，李广信李广信等，清华大学出版社等，清华大学出版社） 计算中取重力加速度 g=10m/s2 第一章第一章 土的土的物理性质和工程分类物理性质和工程分类 1-1 （更正：地下水位以下地下水位以上） 已知， 3 72cmV gm1 .129 gms5 .121 70. 2 s G g.mmm sw 6751211129 %.% . . % m m s 266100 5121 67 100 3 791 72 1129 cm/g. . v m 3 /9 .17mKNg 3 45cm G mm V s s s s s 3 121.527 1020.6/ 72 sat KN m 3 91610 72 5121 m/KN. . g V ms d 3 /6 .10mKN sat dsat 1-2 已知，e=0.70 72. 2 s G 设1 s V 7 . 0 v V 72. 2 s m 3 16m/KNg VV m g V m vs ss d 3 2.72 1 0.7 1020.1/ 1.7 swv sat mV gKN m V 3 /1 .10mKN sat 当0.75 r S 时 525. 0 v VSVm %3 .19%100 s m m 0.7 (0.525) 2.72 Vs=1 0.525 s w m V 0.7 7.6 7.6 19.4 45 27 72 0 s w a 121.5 129.1 m V 专用专用 内部资料内部资料注意保存注意保存 专用专用 2 内部资料内部资料注意注意保存保存 1 3 11910 71 5250722 m/KN. . . g V m （其他情况两种，依次类推） 1-3 所需土重 ms=800001.7136000（t） 1m3天然土含土粒重量 0 11 1.921.6( ) 11 0.2 s mt w 。故需要土 V ms/ms0=85000(m3) 1-4 （设1 s V ） （1） （2） （3） （4） ( %)15 PLp I 甲 乙甲 (%)8 PLp I 乙 19.4 20.6 乙甲dd ee 乙甲 14.9 16.8 0.81 0.59 1-5 %22 70. 2 s G 3 1.70 / d g cm 85. 0 r S 对于天然土，设1 S V知70. 2 s m 0.594 w m 即(2.70.22) 若压实后达到要求干密度，则59. 1 70. 1 70. 2 d S m V 0.594 0.594 孔隙比为 e=0.59 可见，其饱和度 0.594 100%85% 0.59 r S 不适于筑坝，应翻晒处理。 1-6 7 . 0 r D 3 m a x /96. 1cmg d 3 /46. 1cmg dmix 65. 2 s G max) () 0.7 ( ddmixdmax r ddmixd D 3 /78. 1mg d 1-7 饱和土只有固相和水相。设固相体积 Vs=1cm3时，由 Gs=2.70 得 sssw m =GV=2.70g。 已知 w s m100% =28% m ，得 w m =0.756g，则压缩后土体孔隙比为 vw ss VV e=0.756 VV 压缩后 。 1.59 2.7 Vs=1 s w m v wGs wGs Gs 已知压缩后土体体积 V=1.95cm3，则 3 V e V=Vn=V100%=0.84cm 1+e 压缩后压缩后压缩后 压缩的 0.05cm 的体积 0.05cm3应算在 Vv 中，则 v s V0.89 e=0.802 V20.89 压缩前 压缩前 1-8 %40 L 25% p %45 甲 %20 乙 I1 5p 33. 1 15 20 p p L I I 甲 甲 流塑； 33. 0 15 5 p p L I I 乙 乙 坚硬 命名：查图 1-26（按新规范已经改动）低液限粘土。按建筑规范，为粉质粘土。 选乙地 1-9 A0.3（甲） ，A1.3（乙） 。乙土粘土矿物的活性高，估计是伊利石、少量的高岭石。 工程性质上来看，甲土细粒含量少，亲水能力差，渗透性强，粘聚力弱；乙土含伊利石 多，容易吸水膨胀，失水收缩，亲水能力较强，渗透性弱，粘聚力强。 1-10 按建筑规范分类法： （甲）细砂； （乙）粉土。 解：甲为细砂0.075mm 以上过 85但 0.25mm 以上不过 50 由图知 60 0.3d， 50 0.25d， 30 0.18d， 10 0.1d 60 10 0.3 3 0.1 u d C d 22 30 6010 0.18 1.08 0.3 0.1 c d C dd 为级配不良的土 乙为粉土0.075mm 以上不过 50且 Ip10 60 0.015d， 30 0.0035d， 10 0.0015d 60 10 0.015 10 0.0015 u d C d 22 30 6010 0.0035 0.54 0.015 0.0015 c d C dd 专用专用 内部资料内部资料注意保存注意保存 专用专用 4 内部资料内部资料注意注意保存保存 为级配不良的土 1-11 由曲线 A 得知 砂粒占 99%；粉粒占 0%。 60 u 10 d0.165 C =1.5 d0.110 ， 22 30 c 6010 d0.15 C =1.24 d d0.165 0.11 （）（） 虽然 Cc 在 13 之间，但 Cu5，曲线坡度陡，故级配不良。 又细粒含量为 0，综上 A 为 SP（级配不良的砂） 。 同理可分析曲线 B 为 SF（含细粒土砂）和曲线 C 为 SP（级配不良的砂） 。 1-12 在标准击实功情况下，压实度 98%时土的干密度为 3 1.770 0.98=1.735g/cm。从 表 1-12 看出，若击实功能达不到标准击实功，则需要适当洒水，使含水量提高。若击实功 能可以超过标准及时功，则不需洒水，甚至需要翻晒以降低土的含水量。 增加含水量的土的可塑性会提高，反之，降低含水量的土的可塑性会降低。 1-13 （1） e=0.9，则 1m3的土体中 3 v 0.9 V =1=0.4737m 1+0.9 e=0.65，则 1m3的土体中 3 v 0.65 V =1=0.394m 1+0.65 在截面为 1 平米的柱形空间上，孔隙所占高度由 0.4737m 降到 0.394m，沉降 0.08m。 已知 3 wVdSs sat V +V0.4737 10+ 1-0.473710 =18.7kN/m V1 （） ， 得 s=2.653g/cm 则地震后 3 wVdSs sat V +V0.394 10+ 1-0.39410 =20.02kN/m V1 （） 补充题：简述细粒土击实曲线的特点及不同含水量范围内击实土的力学特性。 特点。存在最优含水量；峰值以右接近于饱和曲线；以左差别逐渐加大。 力学特性：最优含水量对应击实土干密度最大；其左，对应之土具凝聚结构，强度 高，力学上呈各向同性，但浸水后易产生附件沉降或变形；以右，对应之土具分散结构， 塑性大，强度低，且力学上各向异性。 专用专用 内部资料内部资料注意保存注意保存 专用专用 5 内部资料内部资料注意注意保存保存 第二第二章章 土的土的渗透性渗透性和和渗流渗流问题问题 2-1 (a)正确。稳定渗流条件下，各个断面的渗流量是相等的，而渗流断面越来越小， QkiA，所以水头损失 i 越来越大，因此渗流的自由水面是上凸的。 2-2 cmh K L K L K LK L h C C B B A A A A 5 20010050 35501 scmA L h KVAQ A A /1 . 0100 50 5 10 32 2-3 12.7 1 1.076 11 0.58 s cr w G i e 2-4 h=20cm L=30cm L h i 3 2 106.67/ 3 jiKN m 72. 2 S G e=0.63 12.72 1 1.055 11 0.63 s cr w G i e 0.67 cr h ii l ，故不会发生流土现象。 055. 1 cr ii 31.65 I cr hL icm 2-5 mmmhA642 mh5 . 1 以 C 所在平面为基准面 1.5 66.75 2 B hm 7.5 c hm 3 /75. 3 4 5 . 1 10mKNi i 专用专用 内部资料内部资料注意保存注意保存 专用专用 6 内部资料内部资料注意注意保存保存 mh5 . 2 625. 0 L h i scmkiAQ/875. 1101020625. 0105 . 1 346 2-6 围绕井中心轴线取一过水圆柱断面，该断面距井中心轴线的距离为 r，测管水头为 h，根据渗流的连续性条件，单位时间抽出的水量等于渗过该过水圆柱断面的渗流量。因此 有： 2 a dh QAkirHk dr 2 a dr QkH dh r 将上式两边进行积分，有： 22 11 2 rh a rh dr QkHdh r 推出： 2 21 1 ln2() a r QkHhh r 所以砂土层渗透系数的计算公式为： 22 211211 2.3 lnlg 2()2() aa rrQQ k HhhrHhhr 2-7 04. 1 1 104. 2 cr i mlih cr 12. 304. 13 h=7.5-3-3.12=1.38m 2-8 scm L h KiV/1033. 5 5 . 0 1 15 4 1010 433 坝趾处：mmh267. 0 15 4 267. 0 00. 1 l h i ml 2 1 1 1 cr i cr ii，故稳定。 单宽流量： 553 4 1 1051.33 10/ / 15 h qkA MKh Mms m l 2-9 4 43 3.6 6 1.8 10 14 2.78 10/ h qkA Mkh M l ms m 85. 0 cr i 3.61 0.514 140.5 cr ii，故不会发生流土破坏。 1.65 cr i K i 2-10 方法一：可能发生流土的位置为粘土层的