清华大学版土力学课后答案

1、1-1:已知：V=72cm3则:mmsms第一章m=129.1gms=121.5gGs=129.1121.5er”6.3%121.5m1291一一3mg-129J-I*1017.9KN/m3v72ms121.5二 2.7V Vs 7245cm345 27cm3satsatms gVsatmsatw 20.6121.5 *10721-2:已知：Gs=设 Vs=1cm3s 2.72g/cm3 ms 2.72gnms ndg Vgsatg -g1.0*27 121.5 *107210 10.6KN /20.6KN / m3316.9KN /m2 72a*10 16KN /m31.7ms W 2.72

2、 0.7*1 *10g V g 1.7贝Uw 20.1 10 10.1KN /m320.1KN /m3当Sr 75%时,mwwWS 1.0*0.7*75%0.525gw m 啜 19.3%mwmsV0.525 2.723*10 19.1KN /m31.71-3:msmwV挖347dV 1.70*10 *8*1013.6*10 kgmsw 13.6*107*20%2.72*107kgmsmw13.6*107 2.72*1071.92*10385000m31-4:甲：1PwLwP402515设Vs1则mss”2.7gmw2.7*30%0.81gVv又因为Sr100%0.811.94g / cm3m

3、smw2.70.81VsVw10.81g19.4KN/m3msVs Vw2.71.8131.48g / cmddg14.8KN/m3e0.81乙:IpwLwp8设Vs1则mssVs2.68gmwmsw2.68*22%0.4796g则VV0.4796cm3msmw2.680.479632.14g/cmVsVV10.47963g2.14*1021.4KN/mms2.68VsVw1.47961.84g/cm3318.4KN /mdg1.84*10VV0.4796Vsd甲d乙导生Ip甲Ip乙则（1）、（4）正确1-5:GswGsw2.7*11.7010.59SrwGs22%*2.7185%0.59所以

4、该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒，使其含水率降低1-6:Drdmin)dmax(dmaxdmin)d33式中Dr=dmax96g/cmdmin46g/cm则可得：d1.78g/cm31-7:设S=1,则VsShh则压缩后：msVsGs2.7hmwmsW2.7h*28%则Vwmww2.7h*28%VsVw2.7h*28%h1.95贝Uh1.11cmhV2.01.110.89cme迎hV唯0.8Vsh1.111-8:甲：Ilwwpp45251.33流塑状态WlWp4025乙：ILwWp20250.33坚硬（半固态）WlWp4025IpWlWp15属于粉质粘土（中液限粘质土）乙士较适合作天然地基1-

5、9:属非活性粘土I评5336A0.310.75P0.002甲55A詈1.31.25属活性粘土厂0.002乙乙/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:- hA- hB- hCABCRARBRCVLALBLChA： hB ： he 1:2:4又 Q hAhBhC 35cmhA 5cm, hB 10cm, hC 20cmhqV kAA 1*10 3cm/sV加水 V* A*t=0.1_ 3cm2-2 解：Gs 1 i cr .1 e2-3 解：红01.0761 0.58(

6、1) 土样单位体积所受的渗透力h j 1*rw1*9.8*20306.53NicrGs12012.72 1- 1.055e1 0.63300.667Qiicr则土体处于稳定状态，不会发生流土现象(3)当i%时，会发生流土破坏，即£icr时hL*icr30*1.05531.65cmci水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏2-4解：(1)hA6m,hC7.5m,hBhAhC6.75m2r,“*hqjrw*i-w-3.675kN/m3(2)若要保持水深1m,i0.625L而QAkv20*10*1.5*108*0.6251.875*106m3/s故单位时间内抽水量为1.875*1062

7、-5:解：Gs esati cr1 eGs e1(1Gs1e)eGs而icr ciGs 11 esat 1sat 粘土sat砂层）故只考虑sa的土就可以icrsat 粘土.一一一32.04 1 1.04g/cmicr7.5 (h 3) 4.5 h故开挖深度为2-6:(1)ki(2)n 1 0.2670.667(5 1)m 0.267m16 10.4341*10 *0.44*10 cm/s置 0.1068icrsaticr故地基土处于稳定状态1.386m时，基坑中水深至少1.38m才能防止发生流土现象解：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(3)qMqMkh5*1*105*

8、0.2671.335*105m2/s2-7：解：(1)H3.6m,h-3.60.257m1414qMqMkh6*1.8*104*0.2572.776*104m3/s1.666*102m3/minicr匚.118510.888iwrw9.8iFsh0.257L0.5icr0.888cii0.5140.514,故i1.73icr,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：s2s12H251(1.901.0)*10*160kpa38.0m：s3s23H360(1.851.0)*10*277kpa35.0m：s4s34H477(2

9、.01.0)*10*3107kpa水位降低到35.0m41.0m：si51kpa40.0m：s2si2H 238.0m：S3S23H335.0m ：s4S34H 43-2:解：偏心受压：e 0.2m51 1.90*10*170kpa70 1.85*10*188.5kpa88.5 1.82*10*3143.1kpapmaxPminPC6e后)700 (1106*0.21078.4kN61.6kNHcostanFc由于是中点，故Fsc1.097HsinJz(m)n=z/B均布福裁P=二角形柿裁p水平附加应力总附加应力(7(kPa)K(TK(T01020406080101012014020203-3

10、:解：(1)可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加m,n,查表得K,zo2K*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100kN/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，m1L11.5,n105得K10.237381 B1m2L23,n2二1,得K20.203482 B2m3殳2,我1,得K30.199983 &m4旦1,n41,得K40.175284 B4z(K1K2K3K4)2.76kN/m2只考虑A:为三角形荷载与均布荷载叠加一一一2m1,n1,K10.1752,zKi10.1752*10017.

11、52kN/mK20.0666,z2K220.066*1006.6kN/m2zz1z224.12kN/m22则鬼2.7624.1226.88kN/m3-6:解:（1）不考虑毛细管升高:深度z(m)(T(kN/m2)u(kN/m2)(T/(kN/m2)*=02*2=04+*2=2*=8（上）+*4=1546*=8（下）+*4=15410*=985614*=12|154+*4=(2)毛细管升高1.5m深度z(m)(T(kN/m2)u(kN/m2)(T/(kN/m2)*=*()二()2+*=04+*2=2*=8（上）+*4=6*=8（下）+*4=10*=9812+*4=14*=3-7:解:点(T(kN

12、/m2)u(kN/m2)(T/(kN/m2)A2*=2*=0B+2*20=*=C+2*20=*=3-8:解：试件饱和，则B=1可得AuA一0.513uA2A(13)75kN/m33 3则水平向总应力3100kN/m有效应力3uA225kN/m竖直向总应力112150kN/m3有效应力1uA275kN/m33-10:解：(1)粉质粘土饱和，Gs2.7,w26%s2.7g/cm3mmsmwSVssVswsVs(1w)VVsVwVsmwVs(1w)wwsats(1w)32g/cm由图可知，未加载前M点总应力为：竖直向：1砂粉粘砂H1粉粘H21.8*10*22*10*396kN/m2孔隙水压力为：u1

13、wH21.0*10*330kN/m2有效应力：1u66kN/m2水平向：x1K010.6*6639.6kN/m222ux1u130kN/m，x1ux1x169.6kN/ms2(2)加荷后，M点的竖直向附加应力为：zKsp0.5*10050kN/m2水平向附加应力为：x0.3z0.3*5015kN/m2在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：2竖直向：21z9650146kN/m22u2u1z305080kN/m222u21468066kN/m2水平向：ux2u280kN/m2x2K020.6*6639.6kN/m22x2x2ux2119.6kN/m(3)土层完全固结后，上部荷载主要由有效

14、应力部分承担竖直向：31z9650146kN/m22u3u130kN/m23 1z6650116kN/m2水平向：u3u330kN/m2x2x3K030.6*11669.6kN/m22x3x3ux399.6kN/m4 )K00.6，即x0.6z2(x)0.812()0.20.25p第四章4-1:解:试验结束时，ew-0.278*2.70.7506Sr1此过程中，土样变化 s2.0 1.98 0.02cm初始孔隙比ee s/ H01 s/ H00.7506 0.02/2.01 0.02/2.00.768孔隙比e e0(1e0)0.768 (1 0.768)*s2.00.768 0.884s0.7

15、592当 2 300kPa 时，s12.0 1.970 0.03cm, e10.768 0.884*0.030.7415a2 30.7592 0.74151000.18MPa当1200kPa时，s2.01.9900.01cm,e0.7680.884*0.014-4: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B22Bi,则附加应力Po乙p0甲而KKs用，故可能有z乙Po乙Ks丞方案二：使B2B1,则Ksz乙Ksz甲，即增加H1或减小H2方案三：增大B2,使B1B22B1,同时，减小H2或增大H1(3) 方案三较好，省原

16、料，方便施工45: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Ut45.3%TvU2t*0.45320.16144CvTv39.22m2/年t当Ut90%时，Tv0.9331g(1Ut)0.0850.933lg0.10.0850.84811号4-6:解:(1) Sa-AH i e0.25MPa1 0.8*240 kN/m2*10m0.33mCv k()"年 *83 14.69m2/年a w0.25MPa*9.8kN/m3TvCMH2t14.69m2/年2100m*1年0.146928(-r)TvUt 1 -e 40.4359则

17、8t Ut*S 0.142m(2)当 St0.2m 时，Ut 且丝 0.6061S 0.33查表有：Tv 0.293TvH2Cv0.392*100m214.69m2/年1.99 2 年故加荷历史2年地面沉降量可达20cm第五章土的抗剪强度=30°5-2解：由剪破面与大主应力面交角60°60°=a=45°+/2得:由试样达到破坏状态的应力条件：2,_,一、一，一,一、i3tan(45/2)2ctan(45/2)231tan2(45/2)2ctan(45/2)已知：1 500KN/m23 100KN/m2则c100/.357.7KN/m2200kpa法向应力

18、：(13)/2(13)*cos2/2300200*(0.5)剪应力：(13)*sin2/2200*73/2173kpa5-3解：（1）求该点主应力值4 .（二X）22175852.21260kpa390kpa（2）该点破坏可能性判断c=02,_,_、2,_,_、1f3mtan(45/2)90*tan(4515)2701m260kpa90kpa改用式：3f1mtan2(45/2)260*tan2(4515)86.673，该点未剪破(3)当。值增加至60KN/m2时2,_、1f3tan(45/2)236.7271kpa2,_、2,_，_、_3f1mtan(45/2)271*tan(4515)90.

19、333m(317596,则379kpa,1271kpa)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：Ccu17.5kpa,cu16(2)计算有效应力 11u14531114kpa3603129kpa 122855173kpa,31005545kpa 131092218kpa,31509258kpa 1401120281kpa,320012080kpa绘有效应力圆图如下由图可量得：c7.5kpa,32(3)破坏主应力线如上图中的虚线表示：可得a7kpa,27.4.1,、.1,_、一sin(tan)sin(tan27.

20、4)31.2cos31.28.18kpaaccos5-5解:(1)砾砂粘聚力c=0zxzx22-223501502002(100)2250100/2250100.2108.6kpa.M点处于极限平衡状态，则sin250 100.2 391.4kpa, 33sin10.565634.413(2)求大主应力方向:tan 2100*2,1zx3501502245,22.5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斛：u3A(13)Ui500.2*8567kpaU21000.2*83116.5kpau31500.

21、2*87167.4kpa试件：33u133kpa,11u1118kpa试件：33u233.4kpa,11u2116.4kpa试件:3u332.6kpa,11u3119.6kpa5-7c cos解：由图可知Cusin(22p-q坐标上的三轴试验应力路径为：b 1等于常量，减小（T 3直至试件剪切破坏cctg)sin*Cu即12CuCu(Cu3)sinccossin3ccos1sin5-10解：b3当开始固结P当开始剪切时,等于常量，增大°1132223等于常量直至试件剪切破坏3,q(Tq q2q1,固结同剪切过程，b 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：K01

22、sin0.357主动土压力系数：Katan2(45/2)0.217被动土压力系数：Kptan2(45/2)4.61 9静止土压力：E0H2K080.33kN/m219王动土压力：Ea-H2Ka48.8kN/m219被动土压力：EH2Kd1035kN/mp2p20时：主动土压力系数为：Ka0.1991o王动土压力：Ea-H2Ka44.775kN/m6-2:解：(1) Katan2(45/2)0.455paqKazKa2c,K720*0.45518*0.455z2*160.4558.19z12.5z012pa000(2)1Ea-pz(Hz0)0.5*36.64*(61.53)81.92作用点在z=

23、4.51m处(3)z01.53m6-4:解：(z 1.5)Ka H1Ka查表得：Ka0.236水位以上土压力：PazKa水位以下土压力：Pa结果如下:pa主动土压力分布图水压力：Pww(zHi)结果如下：水压力分布图z23pw05154525356-5:解：cos2()Kacos()0.7552sin()*sin(),2cos*cos()*1.cos()*cos()1 2EH2KaqHKa278.142a2aa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9=0itan0.364土坡的稳定安全系数Fs0.755/Vcoswi

24、Vsin()tan/VsinwiVcos()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：TWsin沿基面抗滑力：RWcostan粘性土的粘聚力：Fcc*lcb/cosRFcWcostancb/cosFsTWsin又Fs1.0，则H7.224m7-3：解:satGs(1w)*g19.31kN/m30.342hbtani-sinsb/cosJAjHwi9.8*4*0.34213.41kN安全系数：FsHcostanHsinJ1.097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

25、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<),地基的极限承载力会显着下降1(3) 由极限承载力公式Puv9NqcNcBNr可知，基础宽度的增加会引起承载q2力的增加。8-2:解：均布荷载qD19*238kN/m2查表可得Nr1.51,Na4.65,Nc10.0Iqc极限承载力_ 238*4.6510*10299.4kN/m1 1RhBNrqNqcNc-*19*3*1.512 q28-3:解：(1)地基产生整体剪切破坏时,12BNrqNqcNc查表得：Nr5.0,N7.5,Nc18.0rqc1Fu-(19.2 9.8)*2.4*5.0(2)局部剪切破坏时：18.4*2*7.5一