清华大学版土力学课后答案详解

1、实用标准文档 第一章 1-1： 3 m=129.1g m=121.5g G已知：V=72cm=2.70 ssm?m129.1?121.5 则：s6.3%?w? 121.5msm129.13?g?KN/m?17.9g?*10? 72vm121.53scm?V?45? s?2.7 s3cm?27?72?45VV?V?sV?V?mm1.0*27?121.53?VwssatmKN?g/*10?g?20.6?g satsatVV723?mKN/10?10.6?20.6?wsatm121.53? s?/mg?*10?16.9KN d72V?则?dsat 1-2： 3 =1cm设V已知：G=2.72 ss3

2、?cm/2.72g?sm?2.72gsm2.723?sg/m?g?*10?16KN dd1.7V?Vm?0.7*12.72?3?wVsmKN?g?20.1/g?*10 1.7V3?m?/?20.110?10.1KN 则w当S?75%时，r?VS?1.0*0.7*75%?0.525?mgrwwVm0.525w?19.3%w? m2.72sm?m0.525?2.723?swg?19.1?KN/m?*10g? 7V1. 精彩文案实用标准文档 1-3： 347?kg*8*1013.6*10V?1.70*10?m?ds77 kg*20%?mw?13.6*102.72*10m?sw77m?m2.72*10

3、13.6*10?3wsm85000?V 挖3?1.92*10 1-4： 甲： I?w?w?40?25?15PpL设V?1则s?*V?2.7m?gsssm?2.7*30%?0.81gw又因为 S?100%rmw?0.81?V? V?wm?m2.7?0.813?wscmg/?1.94? V?V1?0.81ws3?m/?19.4KN?gm2.73?s?1.48g/cm d1.81?VVws3?m/?14.8?KNgdd Vv0.81?e Vs乙： I?w?w?8ppL?V?2.68g1则m?设V?ssssm?mw?2.68*22%?0.4796gsw3cm?0.4796则VVm?m2.68?0.47

4、963?ws?cm2.14g/? 0.4796V1?V?Vs3?mKN/?2.14*10?21.4?gm2.683?s?g/cm1.84? d1.4796VV?ws3?m/?18.4KN?g?1.84*10ddVV?0.4796e Vs?e?e? I?I乙d乙乙甲d甲甲乙p甲p 精彩文案实用标准文档 则（1）、（4）正确 1-5： ?G?sw 则 ? d1?e?G2.7*1ws?1?0.59e?1? ?1.70d wG22%*2.7s85%1?S? r0.59e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： ?)(? maxdmindd?D r?)(?dminddmax33?

5、 =0.7 式中Dcm/?1.96gcm/?1.46grmaxdmind3? 则可得：cm1.78g/?d 1-7： 设 S=1， 则 h?V?Shs则压缩后： mw 则 *28%h?2.7?VG?2.7hwm?mm*28%hV?2.7 sswssw?wcm1.11h? 则1.95?2.7h*28%h?V?Vws cm0.891.11?h?2.0?VhV0.89VV 0.8?e? 1.11hVs 1-8： w?w45?25p 流塑状态甲： 1.33?I? L40ww?25pLw?w20?25p 坚硬（半固态） 乙：I?0.33 L25w?w40?pL 属于粉质粘土（中液限粘质土） 15w?Iw

6、?ppL 精彩文案实用标准文档 乙土较适合作天然地基 1-9： I53?36甲p 属非活性粘土 0.75?A?0.31? 甲55P甲0.002I70?35乙p 属活性粘土 1.25?A?1.3? 乙27P乙0.002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 精彩文案实用标准文档 第二章 2-1解： v?v?v 根据渗流连续原理，流经三种土样的渗透速度v应相等，即CAB?h?h?hCBARRR? 根据达西定律，得： CABLLLCAB?h:?h:?h?1:2:4 CAB?h?h?h?35cm 又CAB ?h?5cm,?h?10cm,?h?20cm CAB?h?3Acm/?

7、V?k1*10s ALA3*t=0.1cm*AV?V 加水2-2解： G?12.70?1s?1.076i? cr1?e1?0.582-3解： 20?hj?1*?1*9.8*?6.53Nr）土样单位体积所受的渗透力1 （ w30LG?12.72?1s?1.055i? （2） cr1?e1?0.63?h20i?0.667 L30i?i 则土体处于稳定状态，不会发生流土现象 cr hii?i时即 ）当时，会发生流土破坏，（3 crcrLh?L*i?30*1.055?31.65cm cr水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏 2-4解： h?hCA?6.75?m?h?6m,h7.5m,h （1）

8、BCA2r*?h3wj?r*i?3.675kN/m? wlh?0.625i?，1m2）若要保持水深 （ L?8?63s?20*10*1.5*10AkvQ?*0.6251.875*10/m 而 精彩文案 实用标准文档 3?6s/m1.875*10 故单位时间内抽水量为 2-5：解：1?eG?GeG?sss?i? ，而 satwcree1?e11?e?(1?e)GeG?ss1?1?i? satcre?1?e1? ，故只考虑又就可以砂层sat粘土sat粘土sat 3?cmg/2.04?1?i?1.04?1? cr粘土sath?3)4.5?(h?h7.5?i?又 cr33L 1.38?h 则故开挖深度

9、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 ?H?H(5?1)m?0.267m?h? 1116?Nn?0.267?h0.4?i 0.667L34cm/s*0.4?v?ki?1*104*10 ?h0.267?0.1068i? （2） 均L2.5均?1?2?i?1?1 satcri?i 故地基土处于稳定状态则 cr均?5?52s/1.335*10mq?Mk?h?5*1*10*0.267?q?M? （3） 2-7：解：?H3.6m?3.6?H?h?0.257m? ，（1） 1414?4?43?23/ms?6*

10、1.8*10?*0.257?2.776*101.666*10minm/hq?qM?Mk? ?r18.5rsat?1?1?0.888i 2）（ crrr9.8ww?h0.257i?i0.514?i?，不可能发生流土破坏，故 crL0.5i0.888cr 1.73?F si0.514 精彩文案实用标准文档 第三章 土体中的应力计算 3-1：解： ? 41.0m：kpa51?1.70*10*3?H11s1? 40.0m：kpa601.0)*10*1?51?(1.90?H222s1s? ：38.0mkpa771.0)*10*2?60?(1.85?H?3s23s3? ：35.0mkpa?107(2.07

11、7?1.0)*10*3H?44s4s3水位降低到35.0m ? 41.0m：kpa?511s? 40.0m：kpa?7051?1.90*10*1?H22s2s1? 38.0m：kpa?88.570?1.85*10*1H?3s332s? 35.0m：kpa143.1?1.82*10*3?H?88.5?4s434s3-2：解： 偏心受压： e?0.2mp6e7006*0.2p?(1?)?(1?)?78.4kN maxBB1010p?61.6kNmin?tanHcosFc 由于是中点，故1.097?F? s?sinJHz(m) n=z/B 均布荷载p= 61.6 三角形荷载p 16.8 水平附加应力

12、 总附加应）（kPa 力K K 0.1 0.01 0.999 61.5384 0.5 8.4 0 69.9384 1 0.1 0.997 61.4152 0.498 8.3664 0 69.7816 2 0.2 0.978 60.2448 0.498 8.3664 0 68.6112 4 0.4 0.881 54.2696 0.441 7.4088 0 61.6784 6 0.6 0.756 46.5696 0.378 6.3504 0 52.92 8 0.8 0.642 39.5472 0.321 5.3928 0 44.94 10 1 0.549 33.8184 0.275 4.62 0

13、38.4384 12 1.2 0.478 29.4448 0.239 4.0152 0 33.46 14 1.4 0.42 25.872 0.21 3.528 0 29.4 20 2 0.306 18.8496 0.153 2.5704 0 21.42 精彩文案实用标准文档 3-3：解： （1） 可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加 Lz?*K?2?,nm ，查表得K， zoBB（2） 2的均布荷50kN/m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2的三角形荷载叠加而成。 载与100 kN/m3-4：解： 只考虑B的影响： 用角点法可分为4部分, LzK?0.237310.51.

14、5,m?n? ,得 111BB11LzK?0.203421nm?3, ，得 222BB22Lz3K?0.1999m?1?2,n? ，得 333BB33Lz0.1752K?4m?n?1?1, ，得 444BB442?m/2.76?K)kN?(K?K?K 41z23只考虑A：为三角形荷载与均布荷载叠加 2?mkN/0.1752*100?K?0.1752,17.52?K?1?m1,n? , 1111z2?m/?6.60.0666,?KkN?0.066*100K? 222z22?m/?24.12?kN? 2z1zz2?则mkN/24.12?26.88?2.76 总z 3-6：解： （1）不考虑毛细管升

15、高： 深度z（m） （kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2) 0.5 16.8*0.5=8.4 0 8.4 2 16.8*2=33.6 0 33.6 4 33.6+19.4*2=72.4 2*9.8=19.6 52.8 8(上） 72.4+20.4*4=154 6*9.8=58.8 95.2 （下）8 72.4+20.4*4=154 10*9.8=98 56 精彩文案实用标准文档 94.4 14*9.8=137.2 12 154+19.4*4=231.6 1.5m ）毛细管升高（2 ） 深度z（m-3（kN/m2) 10.266（kN/m2) u15-3kN/m2) （0.5 -416

16、.8*0.5=8.4 12.862 -14.7）-1.5）=（9.8*（-423.1 252 -58.4+19.4*1.5=37.5 15.4580 -537.5 354 -637.5+19.4*2=76.3 2*9.8=19.6 -656.7 8(上）76.3+20.4*4=157.9 6*9.8=58.8 99.1 8（下） 76.3+20.4*4=157.9 10*9.8=98 59.9 12 157.9+19.4*4=235.5 14*9.8=137.2 98.3 3-7：解： kN/m2) kN/m2) （kN/m2) u（点号 0 2*9.8=19.6 2*9.8=19.6 A 5

17、.7 19.6+2*20=59.6 5.5*9.8=53.9 B 26.1 59.6+2*20=99.6 7.5*9.8=73.5 C 3-8：解： B=1 试件饱和，则u?A 可得0.5?A?1 ?31?3?m75kN?/)?u?A(? 321A33?mkN/?u?25m?100kN/ 则水平向总应力有效应力23A333?m/mu?75?kN?/?150kN 有效应力竖直向总应力 2A1211 3-10：解：26%?wG?2.7, 1）粉质粘土饱和，（s3?cm2.7g/? s?)?ww?V?m?mm?V(1V ssssswss?msw)?w(1?V?V?VVV swss?ww?)w(1?m

18、3?scm/2?g ?satVsw?1 ?w 精彩文案实用标准文档 由图可知，未加载前M点总应力为： 2?m/?96kNH?1.8*10*2?2*10*3H?竖直向： 211砂砂粉粘粉粘2?m/?30u?kNH?1.0*10*3 孔隙水压力为：2w12?m66kN?/?u?有效应力： 12?mkN/?0.6*66?39.6?K水平向： x10122?kN/mu?69.6m30kN/u?u?， xx11x111xs2?m/50kNp?0.5*100?K? 点的竖直向附加应力为：(2)加荷后，Mz2?mkN/?0.3*50?0.315 水平向附加应力为：zx在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担

19、，则： 2?mkN/?50?146?96 竖直向：z212?mkN/50?u?80?30?u z122?m66kN/?u146?80? 2222m/?80kNu?u 水平向：2x22?mkN/?0.6*66?39.6?K x0222?m?119.6kN/?u xx22x2（3）土层完全固结后，上部荷载主要由有效应力部分承担 2?mkN/50?146?96 竖直向：z312m/kNu?30u? 132?mkN/50?66?116 31z2mkN/?u?u30 水平向：33x2?m69.6kN?K/?0.6*116? x0332?99.6kN/m?u x3x3x3?0.60.6?K?，即4 （）x

20、0z 精彩文案实用标准文档 1?p?)0.8?(? zzx21?(?)?0.2?q? zxz2?q?0.25? ?p? 精彩文案实用标准文档 第四章 4-1：解： ?w0.278*2.7s?e?0.7506 试验结束时， S1rs?2.0?1.98?0.02cm 此过程中，土样变化e?s/H0.7506?0.02/2.00?e?0.768 初始孔隙比 01?s/H1?0.02/2.00ss?0.768?(1?0.768)*?0.768?e?(1?e)?0.884se 孔隙比 00H2.00?s?2.0?1.990?0.01cme?0.768?0.884*0.01?0.7592kPa?200 时

21、，当111?300kPas?2.0?1.970?0.03cme?0.768?0.884*0.03?0.7415 时，当，112?e0.7592?0.7415?1MPaa?0.18? 32?100?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 B?2Bp?p ，则附加应力B调整方案有：方案一：增大使2乙210甲0sss?p?KK?K 而，故可能有乙z0乙z乙z乙甲z甲zssBB?KK?，即增加H1方案二：使或减小H2 ，则12乙z甲zB?B?2B,同时，减小方案三：增大B2，使H2或增大H1 121（3） 方案三较好，省原料，方便施工 4

22、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： U?45.3% 4个月时（2）由图可知t?22?*0.453U0.161?T tv442HT2v/m年?39.22C vtT?0.933lg(1?U)?0.085?0.933lg0.1?0.085?0.84890%U? 当时，tvt22HT0.848*90t?1.75年 C39.22v 精彩文案实用标准文档 4-6：解： ?1MPaa0.252*10m?0.33m?*240kN/m?SAH 1）（ ?1?e1?0.81k(1?e)2.0cm/年*1.821/年?C14.69m? v3?0.25MPa*9.8a

23、kN/mw2C/m年14.69vT?t?*1年?0.1469 v22mH1002?8)?(Tv ?e0.4359U?14 t2?S?U*S?0.142m 则?ttS?0.2m时， 2）当（tS0.2t?0.6061?U tS0.33?T?0.293 查表有：v22HTm0.392*100vt?1.99年?2年 2C14.69m/年v故加荷历史2年地面沉降量可达20cm 精彩文案实用标准文档 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=45+/2得：=30 由试样达到破坏状态的应力条件： 2?/2)tan(45?/2)?2tan(45?c31 2?2)/?2c?tan(

24、45tan(45?/2)13 已知：2?m/500KN?12?m/100KN?3 2m/57.7KN?100/3?则c ?kpa?200?200*(?0.5)*cos2?法向应力:/?(2?)/2?(3003113 ?/2?200*3/?2）*sin2?173剪应力：kpa?（ 31 5-3 解：（1）求该点主应力值 ?22?xxzz?175?)85?(? 322?kpa?260? 1?90kpa3（2）该点破坏可能性判断 c=0 22?260?kpa15?)(45?/2)?90*tan270(45?tan m1fm1322?kpa86.67?90?260*tan(45?15?)?(45tan

25、?/2) 改用式：3mf13 该点未剪破2 时3）当值增加至60KN/m（2?/2)?236.7?(45?271?kpatan31f 22?90.33)2)/?271*tan(45?15?tan(45?m31m3f?),?271kpakpa175?96,则?79 （133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 ?16?,17.5?Ckpa 由图可量得，总应力强度指标：cucu 精彩文案实用标准文档 （2）计算有效应力 ?u?145?31?114kpa11 ?kpa29?31?603?100?,55?45kpa?228?55?173k

26、pa 31?150?92?58kpa92?310?218kpa, 31?200?120?80kpa?401?120?281kpa, 31绘有效应力圆图如下 ?327.5kpa,c? 由图可量得：（3）破坏主应力线如上图中的虚线表示： ?27.4?7kpa,a 可得?1?1?(tan27.4?)(tan?)?sin?sin31.2? a7?8.18kpac ?cos31.2?cos 5-5 解：（1）砾砂粘聚力c=0 ?350?150 ? 2222?xzxz?250?100?2(?(?100)?1002?)? 3222 ?250?1002?108.6?1002?391.4kpa,kpa?250

27、31M点处于极限平衡状态，则 ?11?310.5656?34.4?sin?sin ?31（2）求大主应力方向： ?100*2?tan21? ?350?150xz 2?22.5?,?2?45 由于破裂面与最大主应力面成45+/2的夹角，故： ?/2?22.5?45?34.4?/?45?2?84.7? 滑裂面通过M点的方向如图： 精彩文案实用标准文档 5-6 ?)A(u? 解：331u?50?0.2*85?67kpa1u?100?0.2*83?116.5kpa 2u?150?0.2*87?167.4kpa3?u,?118?kpa?u?33kpa 试件：113311?u?116.4?kpa?kpa?

28、u?33.4, 试件：212331?u?119.6?kpa?u?32.6kpa, 试件：333113 5-7 解：由图可知 ?3131cos?)?sin*C?sin?c(cctg u22?31?C u2?2C 即31u?cos)sinc?C?(C? 3uu?cosc?sin3C? u?sin1? 5-10 解：等于常量，增大直至试件剪切破坏 13?2?13313?P?0q,? 当开始固结 3222当开始剪切时，等于常量 3?1?31113?P?P?P? 112222 ?1?31311?qq?q 112222 p-q坐标上的三轴试验应力路径为： 直至试件剪切破坏等于常量，减小为常量，固结同剪切过

29、程，113 精彩文案实用标准文档 第六章 挡土结构物上的土压力 6-1：解： ? 静止土压力系数：0.357?1?sinK02?主动土压力系数：/2)?tan0.217(45?K? a2?/2)?(45?4.6tanK?被动土压力系数： p12?静止土压力：K?80.33HkNE/?m 00212?主动土压力：HK?48.8kNE/?m aa212?被动土压力：HK?1035EkN/?m pp2?20?时： 主动土压力系数为： 0.199?Ka12?主动土压力：K?44.775EkN?/Hm aa26-2：解： 2? 0.455?/?tan(45?K2)）（1a ?zK?2cK?20*0.45

30、5?18*0.455z?2*160.455?8.19z?p?qK?12.5 aaaaz 0 1 1.53 2 3 4 5 6 36.64 20.26 28.45 0 3.88 12.07 pa 0 0 2（）181.91.53)?)?z?0.5*36.64*(6?Ep?(H 0az2 z=4.51m处作用点在 ）3（m1.53z? 0 ：解：6-40.236?K查表得： a?K1.5)?K?pp?zK?H(z 水位以下土压力：水位以上土压力：aaaa1a 结果如下： 5 4 1.5 z 0 1 2 3 15.458 10.266 6.372 0 pa 4.248 7.67 12.862 精彩文

31、案实用标准文档 00040203001020515100-14.248-106.3725-27.67-2 水压力分布图主动土压力分布图 ?水压力：)H(zp? 结果如下： 1ww5 4 2 3 1.5 z 35 5 0 25 15 pw ：解：6-52?)cos(?0.755?K a?)*sin(sin(?22?cos?*cos()*1?)*cos(?cos(?12?278.142?EqHKHK? aaa2 度角，指向墙背；作用点为梯形面积重心方向与水平向呈64 精彩文案实用标准文档 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

32、全系数 /?)tansin(Vcos?iVwF?0.755 s/?)iVVsincos(?w7-2：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 ?H?W 土柱重量：?sinWT? 沿基面滑动力：?tanWcosR? 沿基面抗滑力：?coscb?/?c*lF 粘性土的粘聚力：c?FR?coscbtan/?Wcosc?F s?sinTW又F?1.0,则H?7.224m s7-3：解： G(1?w)3?sm/19.31kN?*g? sat1?e?tanhb?sin0.342?i ?cos/?sb?i?9.8*4*0.342?Aj?H13.41kNJ? w?tanFHco

33、sc?F1.097 安全系数： s?JHsin 精彩文案实用标准文档 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，N，N，N增加很大，承载力也增大很多。 crq（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（D0.5B），地基的极限承载力会显著下降 1?由极限承载力公式） （3BNcN?9N?P可知，基础宽度的增加会引起承载 rcquv2 力的增加。8-2：解： 2?mkN/19*2?q38D? 均布荷载N?1.51,N?4.65,N?10.0 查表可得cqr极限承载力112?m/?299.4kN?*19*3*1.51?38*4.65?P?10*10BN?qN?cN cvhrq22 8-3：解： （1）地基产生整体剪切破坏时， 1?BN?qNP?cN cuqr2N?