河海大学_土力学_课后习题思考题答案

1、河海土力学课后习题与答案思考题11-1什么叫土？ 土是怎样形成的？粗粒土和细粒土的 组成有何不同？1-2什么叫残积土？什么叫运积土？他们各有什么特 征？1-3何谓土的级配？ 土的粒径分布曲线是怎样绘制的？为什么粒径分布曲线用半对数坐标？1-4何谓土的结构？ 土的结构有哪几种类型？它们各 有什么特征？1-5 土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个系数来表 示？它们定义又如何？1-6如何利用土的粒径分布曲线来判断土的级配的好坏？1-7什么是吸着水？具有哪些特征？1-8什么叫自由水？自由水可以分为哪两种？1-9什么叫重力水？它有哪些特征？1-10 土中的气体以哪几种形式存在？它们对土的工程性质有何影响？

2、1-11什么叫的物理性质指标 是怎样定义的？其中哪三个是基本指标？1-12什么叫砂土的相对密实度？有何用途？1-13何谓粘性土的稠度？粘性土随着含水率的不同可分为几种状态？各有何特性？1-14何谓塑性指数和液性指数？有何用途？1-15何谓土的压实性？ 土压实的目的是什么？1-16 土的压实性与哪些因素有关？何谓土的最大干 密度和最优含水率？1-17 土的工程分类的目的是什么？1-18什么是粗粒土？什么叫细粒土？习题11-1有A、B两个图样，通过室内实验测得其粒径与小 于该粒径的土粒质量如下表所示，试绘出它们的 粒径分布曲线并求出G和Cc值。A土样实验资料（总质量500g）粒径d (mrm521

3、0.50.25 0.10.075小于该粒径 的质量（g）5004603101851257530B 土样实验资料（总质量30g）粒径d (mrm0.0750.050.020.010.0050.0020.001小于 该粒 径的 质量 （g）3028.826.723.115.95.72.11-2从地下水位以下某粘土层取出一土样做实验，测 得其质量为15.3g,烘干后质量为10.6g, 土粒比 重为2.70 ,求试样的含水率、孔隙比、孔隙率、 饱和密度、浮密度、干密度及其相应的重度。1-3某土样的含水率为 6.0%度为1.60 g/cm3, 土粒 比重为2.70,若设孔隙比不变，为使土样完全饱 和，问

4、100 cm3 土样中应该加多少水?1-4有土料1000g,它的含水率为6.0%,若使它的含水 率增加到16.0%,问需要加多少水？1-5有一砂土层，测得其天然密度为 1.77 g/cm3,天然 含水率为9.8%, 土的比重为2.70,烘干后测得最 小孔隙比为0.46 ,最大孔隙比为0.94 ,试求天然 孔隙比e、饱和含水率和相对密实度 D,并判别该 砂土层处于何种密实状态。1-6今有两种土，其性质指标如下表所示。试通过计土样AB含水率（%156土粒比重2.752.68饱和度（%50301-7试从定义证明:1.2.3.算判断下列说法是否正确？土样A的密度比土样B的大；土样A的干密度比土样B的大

5、；土样A的孔隙比比土样B的大;Gs w(1 n)干密度湿密度浮密度1-8在图中,G s w d 1 E Gs Sre1 e (Gs-1) 1 eA 土的液限为16.0%,塑FM为13.0%; B土的液限为24.0%,塑FM为14.0%, C土为无粘性 土。图中实线为粒径分布曲线，虚线为 C土的粗 粒频率曲线。试按土的分类标准对这三种土 进行分类。wc1-9某碾压土坝的土方量为20万方，设计填筑干密度为1.65 g/cm3。料的含水率为12.0%,天然密度为1.70 g/cm3,液限为 32.0%,塑FM为 20.0%, 土粒 比重为2.72。问：为满足填筑土坝需要，料场至少要有多少方土 料？如

6、每日坝体的填筑量为 3000 m3,该土的最优 含水率为塑限的95%为达到最佳碾压效果，每 天共需要加多少水？土坝填筑的饱和度是多少？第二章思考题22-1 土中的应力按照其起因和传递方式分哪几种？怎 么定义？2-2何谓自重应力，何谓静孔隙水应力？计算自重应 力应注意些什么？2-3何谓附加应力，空间问题和平面问题各有几个附 加应力分量？计算附加应力时对地基做了怎样的假定？2-4什么叫柔性基础？什么叫刚性基础？这两种基础 的基底压力有何不同？2-5地基中竖向附加应力的分布有什么规律？相邻两 基础下附加应力是否会彼此影响？2-6附加应力的计算结果与地基中实际的附加应力能 否一致，为什么？2-7什么是

7、有效应力？什么是孔隙应力？其中静孔隙 应力如何计算？2-8你能熟练掌握角度法和叠加原理的应用吗？会计 算各种荷载条件下地基中任意点的竖向附加应力 吗？习题22-1如图所示为某地基剖面图，各土层的重度及地下 水位如图，试求土的自重应力和静孔隙水应力， 并绘出它们的分布图。2m/=1S5 kNW黏土层2-3心，偏心矩为e=0.3m,试求基底中心 O,边点A2m深处的竖向附加应力（图中尺寸以米计）O底下的基底净压力如图所示，试求甲基础O点下甲!0习题2-3附图100 kParTTT200 kPa2-4某挡土墙建于如图所示的地基上，埋深 2ml尺寸如图所示（图中的尺寸以米计）。墙受上部竖向荷 载和墙身

8、自重为Fv = 1000kN/m,其作用位置距墙前 趾A点为3.83m,墙背受有总水平推力Fh=350kN/ m 其作用点距墙底为3.5m。（不计墙后填土的影响） 试求： kN/m3习题2-4附图2-5某矩形基础长宽分别为3m和2m,基础剖面和地 基条件如图所示，试求基础中点 O及其以下点M 和N的自重应力、竖向附加应力以及静孔隙水应 力（图中尺寸以米计）M N点处的竖向自重应力;M N点处的竖向附加应力%地下水位*I KTQkN/m3708 kN专= 0.2 ' 7=18 kN/m3oL5-=20kN/EMj ! ； : -M2.0%M=19.EkN/m3NJ 习题2-5附图第三章思

9、考题33-1何谓达西定律，达西定律成立的条件有哪些？3-2实验室内测定渗透系数的方法有几种？它们之间 又什么不同？3-3流网有什么特征？3-4渗透变形有几种形式？各有什么特征？3-5什么是临界水力梯度？如何对其进行计算？3-6孔隙水应力在静水条件下和在稳定渗流作用下有 什么不同？如何利用流网确定渗流作用的孔隙水 压力。3-7根据达西定律计算出的流速和土水中的实际流速 是否相同？为什么？3-8拉普拉斯方程是由哪两个基本定律推导出的？你 认为土的透水系数是各向同性的吗？习题33-1图为一简单的常水头渗透试验装置，试样的截面 积为120cm2,若经过10秒。由量筒测得流经试样 的水量为150cm2

10、,求试样的渗透系数。50 cm习题（3T）附图3-2某无粘性土的粒径分布曲线如1-28曲线所示，若 该土的孔隙率n=30% 土粒比重Gs=2.65,试问当 发生渗透变形时，该土应属何种类型的土？其临 界水力梯度为多少（用细粒含量法判别）？3-3如图1-29中的曲线C为一无粘性土的粒径分布图 和粒组频率曲线（虚线所示）。试判别该土的发生 渗透变形时是属何种类型的土？若土的孔隙率为 36% 土粒的比重为2.65,则该土的临界水力梯 度多大？3-4资料同3-3 ,试求：图3-27中b点的孔隙水应力（包括静止孔隙水 应力和超孔隙水应力）和有效应力；地表面5-6处会不会发生流土现象？3-5有一粘土层位于

11、两沙层之间，其中沙层的湿重度= 17.6 kN/m3,饱和重度 sat 19.6kN/m3 ,粘土层的饱 和重度sat 20.6kN/m3, 土层的厚度如图所示。地下 水位保持在地面以下1.5m处，若下层砂层中有承压水，其测压管水位高出地面3ml试计算： 粘土层内的孔隙水应力及有效应力随深度的变化并绘出分布图(假定承压水头全部损失在粘土 层中)； 要使粘土层发生流土，则下层砂中的承压水弓I 起的测压管水位应当高出地面多少米?习题Q-5)附图第四章思考题44-1引起土体压缩的主要原因是什么？4-2试述土的各压缩性指标的意义和确定方法。4-3分层总和法计算基础的沉降量时，若土层较厚，为什么一般应将

12、地基土分层？如果地基土为均质，且地基中自重应力和附加应力均为 (沿高度) 均匀分布，是否还有必要将地基分层？4-4分层总和法中，对一软土层较厚的地基，用Si (eii e2i)H"(1 %)或 § aviPHJ(1 ,)计算各分层的沉降时，用哪个公式的计算结果更准确？为什么？4-5基础埋深d0时，沉降计算为什么要用基底净压 力？4-6地下水位上升或下降对建筑物沉降有没有影响？4-7工程上有一种地基处理方法一一堆载预压法。它 是在要修建建筑物的地基上堆载，经过一段时间 之后，移去堆载，再在该地基上修建筑物。试从 沉降控制的角度说明该方法处理地基的作用机 理。4-8 土层固结过

13、程中，孔隙水压力和有效应力是如何 转换的？他们问有何关系？4-9固结系数Cv的大小反映了土体的压缩性有何不 同？为什么？4-10超固结土与正常固结土的压缩性有何不同？为 什么？习题44-1某涵闸基础宽6ml长（沿水流方向）18nl受中 心竖直荷载P=10800kN的作用，地基为均质无粘 性土，地下水位在地面以下3m处，地下水位以上 的湿重度=19.1 kN/m3,地下水位以下土的饱和重 度sat 21kN/m3,基础的埋置深度为1.5m,图的压缩 曲线如图所示，试求基础中心点的沉降量。4-2某条形基础宽15ml受2250kN/m的竖直偏心线荷 载的作用，偏心距为1m,地下水位距地面6ml地 基

14、由两层粘性土组成，上层厚9m,湿重度= 19kN/m3,饱和重度sat 20kN/m3。下层厚度很大， 饱和重度sat 21kN/m3.基础的埋置深度为3ml上层 和下层土的压缩曲线如图A, B线所示，试求基础 两侧的沉降量和沉降差。月距4 2时函习眄4 1耐图4-3某建筑物下有6m厚的粘土层，其上下均为不可压 缩的排水层。粘土的压缩试验结果表明，压缩系 数av SO005kpa,初始孔隙比为6=0.8。试求在平均 附加应力z = 150kPa作用下，该土的压缩模量Es, 又设该土的伯松比 =0.4 ,则其变形模量E为多 少？4-4某均质土坝及地基的剖面图如图所示，其中粘土 层的平均压缩系数a

15、, 24 10-4kPa-1 ,初始孔隙比e = 0.97 ,渗透系数k=2.0cm/a ,坝轴线处粘土层内 的附加应力分布如图中阴影部分所示，设坝体是 不远水的。试求：粘土层的最终沉降量；当粘土层的沉降虽达到12cm时所需的时间；4-5有一粘土层位于两沙层之间，厚度为 5ml现从粘 土层中心取出一试样做固结试验（试样厚度为 2cmi上下均放置了透水石），测得当固结度达到 60%寸需要8min,试问当天然粘土层的固结度达 到80%寸需要多少时间（假定粘土层内附加应力 为直线分布）？4-6某一粘土试样取自地表以下8m处，该处受到的有 效应力为100kPa,试样的初始孔隙比为1. 05 , 经压缩

16、试验得出的压力与稳定孔隙比关系如下：加 荷P( kPa) e500.951000.9222000.888400&835退p( kPa)200100,荷e0.840.8506再加P( kPa)2004008001600荷e0.8450.8300.7570.675试在半对数坐标上绘出压缩、回弹及再压缩曲线 , 并推求前期固结压力Pc及现场压缩曲线的Cc、Cs值, 判断该土层属于何种类型的固结土。4-7 地基剖面图如图示，A为原地面，在近代的人工 建筑活动中已被挖去2ml即现在白地面为Bo设在开 挖以后地面以下的土体允许发生充分回弹的情况下， 再在现地面上大面积堆载，其强度为 150kPa。

17、试问粘 土层将产生多少压缩量（粘土层的初始孔隙比为 1.00, Cc=0.36, Cs=0.06） ?原地面7=20 kN/m3现地面加卜冰位7= 20kN/m3： yr=lOkN/Tn 砂土层./10kN/m3粘土层习题4-7附图第五章思考题55-1什么叫土的抗剪强度？5-2库仑的抗剪强度定律是怎样表示的，砂土和粘性 土的抗剪强度表达式有何不同？5-3为什么说土的抗剪强度不是一个定值？5-4何谓摩尔一库仑破坏准则？何为极限平衡条件？5-5 土体中发生剪切破坏的平面是不是剪应力最大的 平面？在什么情况下，破坏面与最大剪应力面是一致的？5-6测定土的抗剪强度指标主要有哪几种方法？试比 较它们的优

18、缺点？5-7何谓灵敏度和触变性？5-8影响砂土抗剪强度的因素有哪些？5-9何谓砂土液化？5-10试述正常固结粘土在 UU CU CD三种实验中的 应力一应变、孔隙水应力一应变（或体变一应变） 和强度特性。5-11试述超固结粘土在 UU CU CD三种实验中的应 变一应变、孔隙水应力一应变（或体变一应变） 和强度特性。5-12试述正常固结粘土和超固结粘土的总应力强度 包线与有效强度包线的关系。习题55-1已知某无粘性土的c=0,=30 ,若对该土取样做实验，如果对该样施加大小主应力分别为200kPa和120kPa,该试样会破坏吗？为什么？若使小 主应力保持原质不变，而将大主应力不断加大， 你认为

19、能否将大主应力增加到400kPa ,为什么？5-2设地基内某点的大主应力为 450kPa,小主应力为 200kPa, 土的摩擦角为20 ,粘聚力为50kPa,问该 点处于什么状态？5-3设地基内某点的大主应力为 450kPa,小主应力为 150kPa,孔隙应力为50kPa，问该点处于什么状态？5-4某土的固结不排水剪实验结果如下表，图解求总 应力强度指标Ccu和cu、有效应力强度指标c和3 ( kPa )(1-3)(kPa)Uf ( kPa )100200352003207030046075对某一饱和正常固结粘土进行三轴固结排水剪切实验，测得其内摩擦角d 32 ,现又对该土进5-55-65-7

20、5-8行了固结不排水剪切实验，其破坏时的3 200kPa o轴向应力增量q 200kPa,试计算出在固结不排水剪 切时的破坏孔隙水应力Uf值。在某地基土的不同深度进行十字板剪切实验，测 得的最大扭力矩如下表。求不同深度上的抗剪强 度，设十字板的高度为10cm,宽为5cm深度（M扭力矩（kN-m ）51201016015190某饱和正常固结试样，在周围压力3=150kPa下固结稳定，然后在不排水条件下施加轴向压力至剪 破,测得其不排水强度Cu=60kPa,剪破面与大主应 力面的实测夹角f=57 ,求内摩擦角cu和剪破时 的孔隙水压力系数Af。压力3 ©kPa时的不排水强度Cu和内摩擦角

21、cu（假设某饱和正常固结粘土的c 0, 30 ,试计算固结定Af=1）5-9设一圆形基础，承受中心荷载，如图所示。地基 为深厚的粘土层，湿重重 为180kN/m3,饱和容重1为21.0 kN/m3,地下水位在地面以下 3m处。在 加荷前，基础中心以下离地面5m处M点的测压管 中心水位与地下水位齐平；在加荷瞬时，即 t为 零时，测压管中的水位高出地面7nl设M点的竖向附加应力i =150 kPa ,水平向附加应力3 =70 kPa 。试求:(1)加荷瞬时M点的竖向有效应力和孔隙应力系数 A, B; (2)若加荷前地基土为正常固结土，有效内 摩擦角中=30 ,静止侧压力系数ko=0.7 5问加荷

22、后M点是否会发生剪切破坏？中心荷载JZZ¥ = 18.。kN W测压管地下水位%m=2L0 kN in3 Af e第六章思考题66-16-26-36-46-5何谓主动土压力、静止土压力和被动土压力？试 举实际工程实例。试述三种典型土压力发生的条件。为什么主动土压力是主动极限平衡时的最大值？ 而被动土压力是被动极限平衡时的最小值？ 朗肯土压力理论和库仑土压力理论各采用了什么 假定？分别会带来什么样的误差？朗肯土压力理论和库仑土压力理论是如何建立土 压力计算公式的？它们在什么样的条件下具有相 同的计算结果？6-6试比较说明朗肯土压力理论和库仑土压力理论的 优缺点和存在的问题？习题56-1

23、下图所示挡土墙，高5ml墙背竖直，墙后地下水 位距地表2ml已知砂土白湿重度 16kN/m3,饱和 重度sat 18kN/m3,内摩擦角30 ,试求作用在墙上的静止土压力和水压力的大小和分布及其合力o填上血习题6T附图6-2图示一挡土墙，墙背垂立而且光滑，墙高10nl墙后填土表面水平，其上作用着连续均布的超载 q = 20kPa,填土由二层无粘性土所组成，土的性 质指标和地下水位如图所示，试求：主动土压力和水压力分布；总压力（土压力和水压力之和）的大小；总压力的作用点。1填上面20kPa%=l8,5kN/n? 巴=30 口Y-kN/m 散= 35。=20kTW习题6-2附图6-3用朗肯理论计算

24、下图所示挡土墙的主动土压力和 被动土压力，并绘出压力分布图。q=iokpa习题6-3附图6-4计算下图所示挡土墙的主动土压力和被动土压 力，并绘出压力分布图，设墙背竖直光滑。习题64附图6-5用库仑公式和库尔曼图解法，分别求下图所示挡土墙上的主动吐压力的大小6-6下图所示为一重力式挡土墙，填土表面作用有局 部堆载，如何考虑局部堆载对土压力的影响，当 这些堆载离开墙背多远时这种影响就可以忽略不 计？习题6-6附图6-7下图所示挡土墙，分别采用朗肯理论和库仑土压 力理论计算主动土压力的大小、方向和作用点。 设墙背光滑。习题6-7附图6-8如图所示的挡土墙，填土情况及其性质指标于 图中，试用朗肯理论

25、计算 A, B, C各点土压力（压强）的大小及土压力为零点的位置B习题68附图第七章思考题77-1控制边坡稳定性的因素有哪些？7-2为什么说所有计算安全系数的极限平衡分析方法 都是近似的方法？由它计算的安全系数与实际值 相比，假设抗剪强度指标是真值，计算结果是偏 高还是偏低？7-3简化毕肖普条分法与瑞典条分法的主要差别是什 么？为什么对同一问题毕肖普法计算的安全系数 比瑞典法大？7-4不平衡推力法与杨布法有什么区别？他们可以用 于圆弧滑动分析吗？7-5为什么不同工程和不同工期容许安全系数不同？ 习题77-1 一砂砾土坡，其饱和重度sat 19kN/m3,内摩擦角32 ,坡比为1： 3试问在干坡

26、或完全浸水时， 其稳定安全系数为多少？又问当有顺坡向渗流时土坡还能保持稳定吗？若坡比改为1: 4,其稳定 性又如何？7-2 均质粘土坡，高20mm坡比为1： 3,填土的粘 聚力C=10<Pa,内摩擦角20 ,重度=18kN/m3。假定圆弧通过坡脚，半径 R=55m,.圆心位置可用图 7-5的方法确定，试用瑞典法（总应力）计算土 坡在该滑弧时的安全系数。7-3 土坡剖面同 题7-2 ,若土料的有效强度指标 c=5kPa, 38 ,并设孔隙应力系数B为0.55,滑弧假定同上题。试用简化毕肖普法计算土坡施工 期该滑弧的安全系数。7-4某挡土墙高7ml墙背竖直、光滑，墙后填土面水 平，并作用有均

27、匀荷载 q=10kPao填土分两层， 土层 i=18kN/m3, 1=20 , Ci=12kPa；下层位于水位 以下，见下图，sat = 19.2 kN/m3 5 2=26 C2 =6.0 kPa。 试求墙背总则压力E及其作用点位置，并绘侧压 力分布图。习题7-4附图7-5某均质挖方土坡，坡高10m,坡比1: 2,填土的重 度=18kN/m3,内摩擦角25 ,粘聚力C=&Pa,在坑底以下3m处有一软土薄层，其粘聚力 C=1CkPa, 内摩擦角5 ,试用不平衡推力法计算其安全系数。第八章思考题88-1进行地基基础设计时，地基必须满足哪些条件？为什么？8-2地基发生剪切破坏的类型有哪些？其

28、中整体剪切 破坏的过程和特征有哪些？8-3确定地基承载力的方法有哪几类？8-4按塑性开展区方法确定地基承载力的推导是否严谨？为什么？8-5确定地基极限承载力时，为什么要假定滑动面？ 各种公式假定中.你认为哪些假定合理？哪些假 定可能与实际有较大的差异？8-6试分别就理论方法和规范方法分析研究影响地基承载力的因素有哪些？其影响的结果分别怎样？8-7若存在较弱下卧层，为什么要对其进行承载力验 算？习题88-1有一条形基础，底宽b=3m基础埋置与均质粉土 地基中，埋深d=1m地下水位在基底下2m处，粉 土地基重度 18kN/m3 ,饱和重度sat 20kN/m3 , C=g , 30 ,试分别求（并

29、分析这些结果的差异）：f 1和f 1 ；p4p3，按太沙基公式求极限承载力（基底光滑）； 按太沙基公式求极限承载力（基底完全粗糙）若地下水位升至基底面，按太沙基公式，极限承 载力变化了多少？8-2地基条件如题8-1 ,改基础底宽b=4m基础埋深 d=1.5m。已知粉土地基承载力特征值fak=90kPa。 按规范求地基承载力设计修正后的承载力特征值fa若取安全系数Fs=2.5,按太沙基公式（基底完全 粗糙）求承载力设计值。8-3利用题8-1 ,题8-2的计算结果，分析计算方法（或公式）对计算结果的影响，说明出现差异的 原因。8-4如图所示的地基荷载情况，试设计基础底面尺寸 并进行柔软下卧层承载力

30、的验算。习题8 4附图士力学答案第一章思考题11-1 土是松散颗粒的堆积物。地球表层的整体岩石在大气中经受长期风化作用 后形成形状不同，大小不一的颗粒，这些颗粒在 不同的自然环境条件下堆积（或经搬运沉积），即 形成了通常所说的土。粗粒土中粒径大于0.075 mm的粗粒组质量多于总 质量50%细粒土中粒径小于0.075 mm的细粒组质 量多于或等于总质量50%1-2 残积土是指岩石经风化后仍留在原地未经搬运 的堆积物。残积土的明显特征是，颗粒多为角粒 且母岩的种类对残积土的性质有显著影响。母岩 质地优良，由物理风化生成的残疾土，通常是坚 固和稳定的。母岩质地不良或经严重化学风化的 残积土，则大多

31、松软，性质易变。运积土是指岩石风化后经流水、风和冰川以及人类 活动等动力搬运离开生成地点后的堆积物。由于搬 运的动力不同，分为坡积土、冲积土、风积土、冰 做土和沼泽土等。坡积土一般位于坡腰或坡脚，上 部与残积土相连，颗粒分选现象明显，坡顶粗坡下 细；冲积土具有一定程度的颗粒分选和不均匀性； 风积土随风向有一定的分选性，没有明显层里，颗 粒以带角的细砂粒和粉粒为主，同一地区颗粒较均 匀，黄土具有湿陷性；冰做土特征是不成层，所含 颗粒粒径的范围很宽，小至粘粒和粉粒，大至巨大 的漂石，粗颗粒的形状是次圆或次棱角的有时还有 磨光面；沼泽土分为腐植土和泥炭土，泥炭土通常呈海绵状，干密度很小，含水率极高，

32、土质十分疏 松，因而其压缩性高、强度很低而灵敏度很高。1-3 土中各种大小的粒组中土粒的相对含量称为土 的级配。粒径分布曲线是以土粒粒径为横坐标（对数比例 尺），小于某粒径土质量占试样总质量的百分数为 纵坐标绘制而成的曲线。由于土的粒径相差悬殊，因此横坐标用对数坐标表 示，以突出显示细小颗粒粒径。1-4 土的结构是指土的物质组成（主要指土里，也包 括孔隙）在空 间上的相互排列及土粒间联结特征 的总和。土的结构通常包括单粒、分散、絮状三种结构。单粒结构比较稳定，孔隙所占的比例较小。对于疏 松情况下的砂土，特别是饱和的粉细砂，当受到 地震等动力荷载作用时，极易产生液化而丧失其 承载能力；分散结构的

33、片状土粒间相互接近于平 行排列，粒间以面一面接触为主；絮状结构的特征 是土粒之间以角、边与面的接触或变与边的搭接 形式为主，这种结构的土粒呈任意排列，具有较 大的孔隙，因此其强度低，压缩性高，对扰动比 较敏感，但土粒间的联结强度会由于压密和胶结 作用逐渐得到增强。1-5 粒径分布曲线的特征可用不均匀系数 Cu和曲率 系数Cc来表示O2定义为：Cu doCc （d30）40did。式中：d10，d30和d60为粒径分布曲线上小于某粒径 的土粒含量分别为10% 30%口 60%寸所对应的粒径。1-6 土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒 径分布曲线的形状来决定，而土粒的均匀程度和 曲线的形状又

34、可用不均匀系数和曲率系数来衡 量，对于纯净的砾、砂，当 G大于或等于5,而 且Cc等于13时，它的级配是良好的；不能同时 满足上述条件时，它的级配是不良的。1-7 吸着水是由土颗粒表面电分子力作用吸附在土 粒表面的一层水。吸着水比普通水有较大的粘滞性，较小的能动性和 不同的密度。距土颗粒表面愈近电分子引力愈强， 愈远，引力愈弱。又可分为强吸着水和弱吸着水。1-8 离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作 用，且可自由移动的水成为自由水。自由水又可分为毛细管水和重力水两种。1-9在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称 为重力水。重力水与普通水一样，具有溶解能力，能传递静 水和动水压力，对土

35、颗粒有浮力作用。它能溶蚀 或析出土中的水溶盐，改变土的工程性质。1-10存在于土中的气体可分为两种基本类型：一种是 与大气连通的气体；另一种是与大气不通的以气 泡形式存在的封闭气体。土的饱和度较低时，土中气体与大气相连通，当 士受到外力作用时，气体很快就会从孔隙中排出， 土的压缩稳定和强度提高都较快，对土的性质影 响不大。但若土的饱和度较高，土中出现封闭气 泡时，封闭气泡无法溢出，在外力作用下，气泡 被压缩或溶解于水中，而一旦外力除去后，气泡就又膨胀复原，所以封闭的气泡对土的性质有较 大的影响。土中封闭气泡的存在将增加土的弹性， 它能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小，并 能延长土体受力后变形

36、达到稳定的历时。1-11 土的一些物理性质主要决定于组成土的固体颗 粒、孔隙中的水和气体这三相所占的体积和质（重）量的比例关系，反映这种关系的指标称为 土的物理性质指标。土的物理性质指标是根据组成土的固体颗粒、 孔 隙中的水和气体这三相所占的体积和质 （重）量 的比例关系来定义的。含水率、密度和土粒比重是基本指标。1-12相对密实度是以无粘性土自身最松和最密两种极限状态作为判别的基准，定义为：Dr色3emax emin相对密实度常用来衡量无粘性土的松紧程度。1-13稠度是指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵 抗外力作用而变形或破坏的能力，是粘性土最主 要的物理状态指标。随含水率的不同可分为流态

37、、可塑态、半固态和 固态。流态时含水率很大，不能保持其形状，极易流动； 可塑态时土在外力作用下可改变形状但不显著改 变其体积，也不开裂，外力卸除后仍能保持已有 的形状；半固态时粘性土将丧失其可塑性，在外 力作用下不产生较大的变形且容易破碎。固态时 含水率进一步减小，体积不再收缩，空气进入土 体，使土的颜色变淡。1-14液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为 塑性指数，用Ip表示，取整数，即：IP wL wp粘性土的状态可用液性指数来判别，其定义为：w Wp w WP ILIWl WpIp塑性指数是反映粘性土性质的一个综合性指标。一般地，塑性指数越高，土的粘粒含量越高，所 以常用作粘性土的分

38、类指标。液性指数表征乐土 的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表 达了天然土所处的状态。1-15 土的压实性是指在一定的含水率下，以人工或机 械的方法，使土能够压实到某种密实程度的性质。 为了保证填土有足够的强度，较小的压缩性和透 水性，在施工中常常需要压实填料，以提高土的 密实度和均匀性。1-16影响土压实性的因素很多，主要有含水率、击实 功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加 而增大，而当干密度随着含水率的增加达到某一 值后，含水率的继续增加反而使干密度减小，干 密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度， 此时相应的含水率称为最优含水率。1-17

39、 为了能大致判别土的工程特性和评价土作为地 基或建筑材料的适宜性，有必要对土进行科学 的分类。1-18 试样中粒径大于0.075 mm的粗粒组质量多于总 质量50%勺土称为粗粒土。试样中粒径小于0.075项的细粒组质量多于或等 于总质量50%勺土称为细粒土。习题11-1 解：A试样d10 0.083mm d30 0.317mmd60 0.928Cu-6011.18d10 0.083B试样d10 0.0015mmd30 0.003mmCcd60(d30)2d10d600.928mm0.31720.083 0.928d60 0.0066 mmCu1.61Cc(d30)2d10d60d600.006

40、6 一4.4d100.00150.0032八 一0.910.0015 0.00661-2 解：已知：Q饱和m =15.3gSrms=10.6g =1Gs=2.70(6)又知:mw m ms 15.3-10.6=4.7g含水量mw=Al =0.443=44.3%ms孔隙比孔隙率10.60.443 2.7 , 21.201.01.20.5451 1.254.5%饱和密度及其重度Gs e 2.7 1.2satw1 esat sat浮密度及其重度1.21.7731.77 g / cm10 17.7kN/m3,177sat w . 1 1_ _31.0 0.77g/cm'g 0.77 10 7.

41、7kN/m3干密度及其重度Gs w 2.7 1.01 1.21.23g / cm3一一 一 一一3d g 1.23 10 12.3kN/m31-3 解:satmsmwGs1.600.06Gs w0.792.70ms31.51g /cm.2.70 1.01 1 0.7929.3%1.511.60 1001 (29.3%0.066%)150.9g150.9 35.2g1-4解:mwmSmw mmSmwmsms m 100011 0.060.16940ggms0.16 940 150g1-5解:1.77e01 0.098Gs w 11.61g/3 cm1-61.解:e0sat 一GsDr-emaxd

42、0.6825.2%2.72.7_AP 1 0.681.612 0.94 0.68 0.54emax emin1/3 Dr 2/30.94 0.46该砂土层处于中密状态。eAdAGs1 eGsSr0.15 2.750.52.750.825eB0.825 d(1dA(131.50g / cma) 1.50 (1dB0.15)0.32.681 0.53631.74g / cm1.74g / cm3/ -,31.84g / cmBdB (1b) 1.74 (1 0.06)2.dA上述叙述是错误的2.7531.50g / cm1 0.8252.683dB 1.74g/cm1 0.536dA dB上述叙述

43、是错误的3. QeA0.15 2.75 0.8250.5eB0.06 2.680.30.5361-7证明:(1)上述叙述是正确的。Gs w1 emsmsms/Vsi一V Vs Vv 1 Vv/Vs 1Gs w(1 n)msVw也心m ms mw Vs、 s ", Gs w w&e Gs SreV Vs VV1 VV/Vs1 e1 e1 emsVVs VV1VL1 e 1 e 1 eVs1-8 解：(1) 对A 土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于 0.075 mm 的粗粒含量大于50%所以A 土属于粗粒土；粒径大于2 mm的砾粒含量小于50%所以A 土属于砂类，但小于

44、0.075 mm的细粒含量为 27%在15%-50叱间，因而A土属于细粒土 质砂； 由于A土的液限为16.0%,塑性指数Ip 16 13 3,在17mm塑性图上落在ML区，故A土最后定名 为粉土质砂(SM)o(2) 对B 土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075 mm的 粗粒含量大于50%所以B 土属于粗粒土；粒径大于2 mm的砾粒含量小于50%所以B 土 属于砂类，但小于0.075 mm的细粒含量为28% 在15%- 50叱间，因而B 土属于细粒土质砂；由于B 土的液限为24.0%,塑性指数 ip 24 14 10,在17mm塑性图上落在ML区，故 B 土最后定名为粉土质砂(SC

45、)。(3) 对C土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075 mm的 粗粒含量大于50%所以C土属于粗粒土；粒径大于2 mm的砾粒含量大于50%所以C土 属于砾类土 ；细粒含量为2%少于5%该土属砾； 从图中曲线查得d10, d30和d60分别为0.2 mm,0.45 皿n和 5.6 mm因此,土的不均匀系数C -0)2 d1°d60由于C土20.4520.2 5.65,Cc的 曲0.18d605.6Cu-6°28dio0.2率 系13,所以C 土属于级配不良砾(GP)1-9 解：msi即ms2di 5V1d2 gV2-Vld2V2,d2V2(1V11)65 20

46、(1 12%)21.74万方1.7msdV 1.65 30004950tmwms( op )4950 (19% 12%) 346.5t2.72 1.0 1 0.648dcGsSr sed20.0%1.6595% 2.72 79.8%0.648第二章思考题22-1 土体的应力，按引起的原因分为自重应力和附加 应力两种；按土体中土骨架和土中孔隙（水、气） 的应力承担作用原理或应力传递方式可分为有效 应力和孔隙应（压）力。有效应力是指由土骨架传递（或承担）的应力。 孔隙应力是指由土中孔隙流体水和气体传递（或 承担）的应力。自重应力是指由土体自身重量所产生的应力。 附加应力是指由外荷（静的或动的）引起

47、的土中 应力。2-2自重应力是指由土体自身重量所产生的应力。 由静水位产生的孔隙水应力称为静孔隙水应力。 土体自重应力应由该点单位面积上土柱的有效重 量来计算，如果存在地下水，且水位与地表齐平 或高于地表，则自重应力计算时应采用浮重度， 地下水位以下的土体中还存在静孔隙水应力。2-3附加应力是指由外荷（静的或动的）引起的土中 应力。空间问题有三个附加应力分量，平面问题有两个 附加应力分量。计算地基附加应力时，假定地基土是各向同性的、均匀的、线性变形体，而且在深度和水平方 向上都是无限的。2-4实际工程中对于柔性较大（刚度较小）能适应地 基变形的基础可以视为柔性基础。对于一些刚度很大不能适应地基

48、变形的基础可视 为刚性基础。柔性基础底面压力的分布和大小完全与其上的荷 载分布于大小相同；刚性基础下的基底压力分布 随上部荷载的大小、基础的埋深和土的性质而异。 2-5基地中心下竖向附加应力最大，向边缘处附加应力将减小，在基底面积范围之外某点下依然有附 加应力。如果该基础相邻处有另外的荷载，也会对本基础 下的地基产生附加应力。2-6在计算地基附加应力时，假定地基土是各向同性 的、均质的、线性变形体，而且在深度的水平方 向上都是无限的，这些条件不一定同时满足，因 而会产生误差，所以计算结果会经常与地基中实 际的附加应力不一致。2-7有效应力是指由土骨架传递（或承担）的应力。孔隙应力是指由土中孔隙

49、流体水和气体传递（或 承担）的应力。uo rwhw静孔隙水应力：习题2 2-1 解:根据图中所给资料，各土层交界面上的自重应力分别计算如下:CZ0 0cz1ihi18.52 37kPa1h12h2 37 18 1 55kPacz21h12h2'2h2' 55 (20 10) 1 65kPacz3 1 hl2h2'2h2''3h3 65 (19 10) 3 92kPacz41、2h2'2 h2''3 h3'4h4 92 (19.5 10) 2 111kPa土的最大静孔隙水应力为：见 的10 6 60kPa2-2解:FV P

50、G P GAd210620 62466kN基底压力:pmaxpminFv136e(1 7)24663(10.3G-)178.1kPa95.9kPa基底静压力:PnPminr°d95.917 1.078.9kPaPtPmaxpmin178.195.982.2kPa求。点处竖向附加应力由：m %zo1 4KSpn%.5 201.54 0.25 78.9 78.9kPaKt2:m lb 0.25000.5n zb01.5zo2zo30.2582.220.55kPaKS 0.2500Kt1 02Kt1 H 02由:31.501.5KS4 0.2500zo42 KSw0.25z0z01z02z

51、0382.220.55kPa2z04 120kPa求A点下4m处竖向附加应力由：m l641.5 4n % 41.5 2.7KS 0.1036zA12KSPn 2 0.1036 78.9 16.35kPa由：m lb 1.56 0.25 n zb 46 0.67 Kt 0.0695 zA2 2 Ktpt 2 0.0695 82.2 11.4258kPa zAzA1zA2 16.35 11.4258 27.78kPa求B点下4m处竖向附加应力由：m 环 1n % % 1.33KS 0.1412zB1 2KSpn 2 0.1412 78.9 22.28kPazB2 Ks 艮 0.1412 82工

52、5.80kPa 22由： m % % 1 n zb % 1.33Kt1 0.0585Kt2 0.0826pt82.2zB3 Kt1 0.0585 2.39kPa223.39kPa 2zB4 33.86kPaptzB2 Kt2 L 0.0826 2zB zB1 zB2 zB32-3 解：2-4 解：求自重应力zm1h11'h2 19 4 (20 9.8) 1 86.19kPazn zm 3'h3 86.19 (18.5 9.8) 3 112.26kPa第三章思考题33-1水在土中的渗透速度与试样两端水平面间的水位 差成正比，而与渗径长度成反比，即：v kh ki即为达西定律。达西定律只有当渗流为层流的的时候才能适用，其使用界限可以考虑为：Re wvd/ 1.03-2室内测定土的渗透系数的方法可分为常水头试验和变水头试验两种。常水头法是在整个试验过程中水头保持不变，适 用于透水性强的无粘性土；变水头法在整个试验 过程中，水头是随着时间而变化的，适用于透水 性弱的粘性土。3-3流网具有下列特征：(1)流线与等势线彼此正交；(2)每个网格的