土力学课后习题答案清华大学出版社

1、第一章1-1： 已知：V=72cm3m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70则：m mswms129.1 121.5 6.3%121.51-2： 已知：Gs=2.72设 V s=1cm32.72 g / cm3ms2.72gms dg mVs g ms VV g s V V2.72*101.72.72316KN /m3则当Srw 20.1 1075%时，1.7310.1KN /m30.7*1 *10 20.1KN /m3mwwVVSr 1.0*0.7*75% 0.525gwmwms0.525 19.3%2.72mw ms mwV ms g0.525 2.72*1019.1KN /m

2、31.71- 3：4）正确1- 4： 甲： 乙： 则（1）、1- 5：Gs w使其含水率降低。d 1e 所以该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒， 1-6：式中 Dr=0.73dmax 1.96g / cmdmin1.46g /cm3则可得： d 1.78g / cm31-7：则 Vw mw 2.7 h *28%设 S=1， 则 Vs Sh h 则压缩后：ms VsGs 2.7h mw msw 2.7 h *28%Vs Vw 2.7h *28% h 1.95 则 h 1.11cm1-8： 甲： I Lwwp45 251.33流塑状态wLwp4025乙： I Lwwp20250.33坚硬（半固态）w

3、Lwp4025I p wLwp15属于粉质粘土（中液限粘质土）乙土较适合作天然地基1-9：A甲 I p甲53 36 0.31 0.75 属非活性粘土P0.002甲55A乙 I p乙 70 35 1.3 1.25 属活性粘土乙 P 270.002乙乙土活动性高，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 vA vB vC根据达西定律，得：RA LhAALARB LhBBLBRChCLC又 Q hA hB hC 35cm2- 2 解：2- 3 解：（1）土样单位体积所受的渗透力 j 1* rw h 1*9.8* 2

4、0 6.53N w L 30（2） icr Gs 1 2.72 1 1.055 cr 1 e 1 0.63Q i i cr 则土体处于稳定状态，不会发生流土现象（3）当 i icr 时，会发生流土破坏， 即 Lh icr时 水头差值为 32cm 时就可使土样发生流土破坏 2-4 解：（1） hA 6m,hC 7.5m, hB hA hC 6.75mA C B 2（2）若要保持水深 1m， ih 0.625而 Q Akv 20*10*1.5*10 8 *0.625 1.875*10 6m3 / s故单位时间内抽水量为 1.875*10 6 m3 / s2-5：解：sat又QGs e1esat粘土

5、Gs e1 e ，而 icrGs 11esat 砂层 ，故只考虑sat粘土 就可以又Qicr7.5 ( h 3) 4.5 h33则 h 1.38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：2）i均0.2672.51）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0.1068则 i 均 icr 故地基土处于稳定状态（3）qM q Mk h 5*1*10 5 *0.267 1.335*102-7：解：（1）HH3.6m ， h3.60.257m1414（2）icrrrsat 1 18.51 0.888rw rw9.8m2 / sL 0.5 0.5

6、14，故 i icr，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：s11H11.70*10*351kpa40.0m：s2s12H 251(1.90 1.0)*10*160kpa38.0m：s3s23H360(1.85 1.0)*10*277kpa35.0m：s4s34H477(2.0 1.0)*10*3107kpa水位降低到 35.0m41.0m：s151kpa40.0m：s2s12H 2511.90*10*170kpa38.0m：s3s23H 3701.85*10*188.5kpa35.0m：s4s34H488.51.82*10*3143.1kpa3-2：解：偏心受压：

7、H cos tan Fc 由于是中点，故 Fsc 1.097H sin Jz(m)n=z/B均布荷 载 p=61.6三角形荷 载p16.8水平附 加应力总附加 应力 （kPa）KK0.10.010.99961.53840.58.4069.938410.10.99761.41520.4988.3664069.781620.20.97860.24480.4988.3664068.611240.40.88154.26960.4417.4088061.678460.60.75646.56960.3786.3504052.9280.80.64239.54720.3215.3928044.941010.5

8、4933.81840.2754.62038.4384121.20.47829.44480.2394.0152033.46141.40.4225.8720.213.528029.42020.30618.84960.1532.5704021.423-3：解：（1） 可将矩形分为上下两部分，则为 2 者叠加 m L ,n z ，查表得 K ， zo 2K *BB（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/m 2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,m1L1B11.5, n1zB10.5

9、,得K10.2373m2L2B23,n2zB21，得 K20.2034m3L3B32,n3zB31，得 K 30.1999m4L4B41,n4zB41，得 K40.1752只考虑 A：为三角形荷载与均布荷载叠加2 m 1,n 1, K1 0.1752, z1 K1 1 0.1752*100 17.52kN / m2则 z总 2.76 24.12 26.88kN /m23- 6：解：1）不考虑毛细管升高：深度 z（m）（ kN/m2）u（kN/m2）（ kN/m2）0.516.8*0.5=8.408.4216.8*2=33.6033.6433.6+19.4*2=72.42*9.8=19.652.

10、88（ 上）72.4+20.4*4=1546*9.8=58.895.28（下）72.4+20.4*4=15410*9.8=985612154+19.4*4=231.614*9.8=137.294.42）毛细管升高 1.5m深度 z（m）（ kN/m2）u（kN/m2）（ kN/m2）0.516.8*0.5=8.49.8* （ -1.5 ）=（-14.7 ）23.128.4+19.4*1.5=37.5037.5437.5+19.4*2=76.32*9.8=19.656.78（ 上）76.3+20.4*4=157.96*9.8=58.899.18（下）76.3+20.4*4=157.910*9.8

11、=9859.912157.9+19.4*4=235.514*9.8=137.298.33-7：解：点号（kN/m2）u（kN/m2）（ kN/m2）A2*9.8=19.62*9.8=19.60B19.6+2*20=59.65.5*9.8=53.95.7C59.6+2*20=99.67.5*9.8=73.526.13-8：解：试件饱和，则 B=1可得 AA10.513则水平向总应力3 100kN /m3 有效应力uA2 25kN /m3竖直向总应力 112 150kN / m3 有效应力3uA2 75kN /m33- 10：解：（1）粉质粘土饱和， Gs 2.7,w 26% 由图可知，未加载前

12、M 点总应力为： 竖直向： 1 砂 粉粘砂H1 粉粘H2 1.8*10*2 2*10*3 96kN/ mux1 u1 30kN /m ， x1 ux1孔隙水压力为： u1wH2 1.0*10*330kN /m2水平向：x1 69.6kN /m2（2）加荷后， M 点的竖直向附加应力为：K sp 0.5*10050kN /m2有效应力： 1 u 66kN /m22x1 K0 1 0.6*66 39.6kN /m2水平向附加应力为： x 0.3 z 0.3*50 15kN /m2 在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：竖直向：2 1 z 96 50 146kN / m2水平向： ux2 u

13、2 80kN /m23）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： 3 1 z 96 502146kN / m24) K 00.6，即0.6 z水平向： ux 3 u3 30kN / m2第四章4- 1：解：试验结束时，ws eSr0.278*2.710.7506此过程中，土样变化 s 2.0 1.980.02cm初始孔隙比 e0e s/ H01 s/ H00.7506 0.02 /2.00.7681 0.02 / 2.0孔隙比 e e0 (1se0)0.768 (10 H00.768)*s2.00.7680.884 s当 1 200kPa 时，s1 2.0 1.9900.01cm

14、，e10.7680.884*0.01 0.7592当 2 300kPa时，s1 2.0 1.9700.03cm ，e10.7680.884*0.03 0.74154- 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 B2 2B1，则附加应力 p0乙 p0甲而 K sz乙 K sz甲，故可能有 z乙 p0乙K sz乙 z甲 方案二：使 B2 B1 ，则K sz乙 K sz甲，即增加 H1或减小 H2 方案三：增大 B2，使B1 B2 2B1 ,同时，减小 H2或增大 H1（ 3） 方案三较好，省原料，方

15、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 Ut 45.3%当Ut90% 时，Tv0.933lg(1Ut) 0.085 0.933lg 0.1 0.085 0.8484-6：解：a0.25MPa12（1）SAH*240 kN / m2 *10m 0.33m1 e11 0.8则 StUt*S0.142m2）当 St 0.2m 时，查表有： Tv 0.293 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 6060=45+/2 得： =30由试样达到破坏状态的应力条

16、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： 3f 1m tan2 （45/2） 260*tan 2 （45 15 ） 86.67 3 90kpa该点未剪破（3）当值增加至 60KN/m2 时（ 3 175 96,则 3 79kpa, 1 271kpa） 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： Ccu 17.5kpa, cu 162）计算有效应力11u 145 31 114kpa3603129kpa122855173kpa, 31005545kpa13109221

17、8kpa, 31509258kpa1401120281kpa, 3200120 80kpa绘有效应力圆图如下由图可量得： c 7.5kpa, 32 （3）破坏主应力线如上图中的虚线表示： 可得 a 7kpa, 27.4 sin 1（tan ） sin 1（tan 27.4 ） 31.25-5 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+/2 的夹角，故：滑裂面通过 M 点的方向如图：5-6解： u 3 A( 13)试件： 33u133kpa, 11 u1 118kpa试件： 33u233.4kpa, 11 u2 116.

18、4kpa试件： 33u332.6kpa, 11 u3 119.6kpa5-7解：由图可知Cu132即 1 2Cu 5-10 解： 3 等于常量，增大 1 直至试件剪切破坏 当开始固结 P 2 a 2 a 主动土压力： EaH2Ka 44.775kN / m 3 3,q 1 3 01为常量2 2 3 2 当开始剪切时， 3 等于常量 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，第六章 挡土结构物上的土压力6- 1：解：静止土压力系数：K0 1 sin0.357主动土压力系数：Ka2tan2(45/2) 0.217被动土压力系数：Kptan2(

19、45/2) 4.612静止土压力： E0H 2K0 80.33kN / m0 2 012 主动土压力： EaH 2Ka 48.8kN / ma 2 a12 被动土压力： EpH 2K p 1035kN / m20 时：主动土压力系数为： Ka 0.1996-2：解：(1) K a2tan2(45/2) 0.455z011.532345pa0003.8812.0720.2628.45（2）作用点在z=4.51m 处（3）6-4：解：查表得：Ka 0.236水位以上土压力： pazKa水位以下土压力：pa(z1.5)K a H 1Ka结果如下：z011.52345pa04.2486.3727.67

20、10.26612.86215.458主动土压力分布图水压力分布图水压力：pw w(z H1） 结果如下：z1.52345pw051525356-5：解：方向与水平向呈 64 度角，指向墙背；作用点为梯形面积重心636.64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 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： W H沿基面滑动力： T Wsin沿基面抗滑力： R Wcos tan粘性土的粘聚力： Fc c*l cb / cos7-3：解：安全系数： Fs H cos tan Fc 1.097H sin J第八章8-