土力学(河海大学第二版)所有章节完整答案(精)

土力学（河海大学第二版所有章节完整答案第一章土的物理性质指标与工程分类1-1解:(1A试样100.083dmm=300.317dmm=600.928dmm=60100.92811.180.083udCd===22301060(0.3171.610.0830.928cdCdd==x(1B试样100.0015dmm=300.003dmm=600.0066dmm=60100.00664.40.0015udCd===22301060(0.0030.910.00150.0066cdCdd==x1-3解:31.601.51/110.06dgcmpp®===++2.701.01110.791.51sswddGeppppx=-=-=-=・•・0.7929.3%2.70satseGro===1.60100150.91110.06smVmgprorox===+++(29.3%6%150.935.2wsmmgroA=A=-x=1-5解:(131.771.61/110.098dgcmwpp===++・02.71.01110.681.61sswddGeppppx=-=-=-=(200.6825.2%2.7satseGro===(3max0maxmin0.940.680.540.940.46reeDee--==1/32/3rD<<・•・该砂土层处于中密状态。1-8解:(1对A土进行分类由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075mm的粗粒含量大于50%,所以A土属于粗粒土;粒径大于2mm的砾粒含量小于50%,所以A土属于砂类,但小于0.075mm的细粒含量为27%,在15%〜50%之间，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16133pI=-=,在17mm塑性图上落在ML区，故A土最后定名为粉土质砂(SM。(2对B土进行分类①由粒径分布曲线图,查得粒径大于0.075mm的粗粒含量大于50%,所以B土属于粗粒土；粒径大于2mm的砾粒含量小于50%,所以B土属于砂类,但小于0.075mm的细粒含量为28%,在15%~50%之间，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241410pI=-=，在17mm塑性图上落在ML区,故B土最后定名为粉土质砂(SC。(3对C土进行分类①由粒径分布曲线图,查得粒径大于0.075mm的粗粒含量大于50%,所以C土属于粗粒土；②粒径大于2mm的砾粒含量大于50%,所以C土属于砾类土;③细粒含量为2%,少于5%,该土属砾;从图中曲线查得10d,30d和60d分别为0.20.45mm和5.6m因此,土的不均匀系数60105.6280.2udCd===土的曲率系数22301060(0.450.180.25.6cdCdd===由于5,1~3ucCC所以C土属于级配不良砾(GP。第2章土体压力计算[2-1]如图所示为某地基剖面图,各土层的重度及地下水位如图,求土的自重应力和静孔隙水应力。3333解:各层面点自重应力计算如下：0点:kPacz0=0A点:kPahcz0.3725.1811=x==丫0B点:kPahhcz0.5511825.182211=x+x=+=YY°C点:kPahhhcz0.6511011825.18332211=x+x+x='++=yyy。D点:kPahhhhcz0.923911011825.1844332211=x+x+x+x='+'++=丫丫丫丫。E点：kPahhhhhcz0.11125.93911011825.185544332211=x+x+x+x+x='+'+'++=yyyyY°各层面点的静孔隙水应力如下:O、A、B点为0;E点:kPahww60231(10=++x==yo绘图如下:

[2-3]甲乙两个基础,它们的尺寸和相对位置及每个基底下的基底净压力如图所示,求甲基础O点下2m处的竖向附加应力。解:甲基础0点下2m处的竖向附加应力由基础甲、乙共同引起，计算中先分别计算甲、乙基础在该点引起的竖向附加应力，然后叠加。（1甲基础在O点下2m处引起的竖向附加应力:由于O点位于基础中心,荷载为梯形荷载,在O点的竖向附加应力和梯形荷载平均得的均布荷载相等,即可取pn=(100+200/2=150kPa由图可知:1=1m,b=lm,z=2m故:1/b=1.0,z/b=2.0查表2-2的附加应力系数为:Ks=0.0840所以，基础甲在0点以下2m处引起的竖向附加应力为：kPapKnscz4.501500840.0441=xx==o(2乙基础在O点下2m处引起的竖向附加应力：^-.2~~^^pbcg—込卯y+込附加应力计算如下表：计算区域Ibl/b汤!KsCT.:恥442.1°0.5®0.231546.3obcg42.2；:■I0J99939.98oaef42.2I0.199939.98oahg22”2...t；■I0J75235.046二=6脚—+込X讪屈1.38(3O点下2m处引起的竖向附加应力:kPazzz78.5138.14.5021=+=+=ooo[2-4]解:(1kPahniiiczM861104191=x+x==》=yokPahniiiczN5.11135.81104191=x+x+x==Y=yo(2求偏心距:5.383.3x-x=・hvvFFxFmFFFFFxvhvhv605.25.3100035083.35.383.35.383.3=x-=x-=x-x=所以,偏心距mbmxbe0.16395.0605.2262=<=-=-=求基底压力:kPabebFppvib=ikPabebFppvib=i丿)Vx±x=i丿）'仁丿h8.1005.2326395.0616100061minmax求基底净压力:kPadpp5.1942195.2320maxmax=-=-='YkPadpp&622198.lOOOminmin=x-=-='

求附加应力:kPappn8.62min==;kPapppt7.1318.625.194minmax=-='M恵N点条形均布荷載三角形荷裁条形均布荷载三角形荷载X0606b6666z3366x/b0101z/bU.S0.5111C値農2-6)0.479-0.409Kf(査2-7)03530.250込严畸仇（kP；!）30.08-25.69(kPa)46.4932.93cr.=tr.+(tJkPa76,5758.62第3章土的渗透性[3-1]已知:A=120cm2,AH=50cm,L=30cm,t=10S,Q=150cm3,求k。解:scmLHAtQivk/075.0305010120150=x=A==[3-5]已知:3/6.17mkN=砂丫,3/6.19mkNsat=砂丫,3/6.20mkNsat=粘丫,地下水位以上砂土层厚h1=1.5m,地下水位以下砂土层厚h2=1.5m,粘土层厚h3=3.0m。解:由图可知,粘土层顶面测压管水位为mh5.435.11=+='(以粘土层底面作为高程计算零点;粘土层底面测压管水位为mh0.935.15.132=+++='(1粘土层应力计算:粘土层顶面应力:总应力:kPahhsat8.555.16.195.16.17211=x+x=+=砂砂叩孔隙水应力:kPahhuw0.1535.4(10(311=-x=-'=Y有效应力:kPau8.400.158.55111=-=-='oo粘土层底面应力:总应力:kPahhhsatsat6.11736.205.16.195.16.173212=x+x+x=++=粘砂砂丫丫丫。孔隙水应力:kPahuw0.900.91022=x='=Y有效应力:kPau6.270.906.117222=-=-='oo(2要使粘土层发生流土,则粘土层底面的有效应力应为零,即kPau0222=-='ookPau117.622=o=所以,粘土层底面的测压管水头高度应为,muhw76.1122=="丫则,粘土层底面的承压水头应高出地面为11.76-6.0=5.76m。第4章土的压缩与固结[4-1]解:(1由l/b=18/6=3.0vl0可知,属于空间问题，且为中心荷载,所以基底压力为kPablPp10061810800=x=x=基底净压力为kPadppn35.715.11.191000=x-=-=丫

（2因为是均质粘土,且地下水位在基底下1.5m处，取第1分层厚度为Hl=1.5m,其他分层厚度Hi=3.0m（i>1。（3求各分层点的自重应力（详见表1（4求各分层点的竖向附加应力（详见表1点自重应力附加应力az/b底（査表込（两01.528.65a咗0：參0.250071.3513.045.15.1.50.50：：0.23916S.2426.078.154.51.50：：0.164046.8139.0111.157.52.50窖0J06430.36412.0144.151053.50：：''逐0,072120.58由表1可知，在第4计算点处2.014.0/<=czzoo,所以，取压缩层厚度为10.5m。（6计算各分层的平均自重应力和平均附加应力（详见表2。（7由图4-29根据cziipo=1和zicziipoo+=2分别查取初始孔隙比e1i和压缩稳定后的孔隙比e2i（结果见表2。点自重应力附加应力ac_(kPa)z/b1/b瓦（査表22）^K,pn(kPa)01.528.65p'0竇•0.250071.3513.045.151.50.50>■0.239168.2426.078.154.51.500.164046.8139.011L157.52.50>■0.10643036412.0144.1510.53.500.07212058层丨层丨平均自重丨平均附丨加荷后的总应力丨初始孔丨斥缩稳定后cmHeeeSiiiii63.393000237.00292.00460.0(96.9300771.01729.0771.0814.01761.0814.0871.01785.0871.0150928.01800.0928.0141121=+++=I丿)[(=y+—\1+—I--1—X--=+--—>[4-4]解:(1cmpHeSv37.16600222022897.0124000.011=II=A+=a(2已知cmSt12=,最终沉降量cmS37.16=,则固结度为73.037.1612SSUt粘土层的附加应力系数为梯形分布,其参数96.0228220=='=zzooa由U及a值，从图4-26查得时间因数Tv=0.48,粘土层的固结系数为((acmekCwvv/1064.110.0104.297.010.212541X=xx+x=+=-Ya则沉降达12cm所需要的时间为aCHTtvv05.11064.160048.0522=xx==[4-5]解:(1求粘土层的固结系数已知试样厚度2cm，固结度达60%所需时间8min，附加应力分布参数a=1，从图4-26查得时间因数Tv=0.31,则固结系数为acmtHTCvv/1004.2365246080.131.02422x=mmmx==(2求粘土层的固结度达80%时所需的时间附加应力分布参数a=1，从图4-26查得固结度达80%时的时间因数Tv=0.59,则所需时间为aCHTtvv81.11004.225059.0422===第5章土的抗剪强度[5-3]已知kPac0=',03=®,kPa4501=o,kPa0153=o,kPau50=解:计算点的有效应力状态为kPau4005045011=-=-='ookPau1005015033=-=-='ookPakPacf400300020345tan100245tan2245tan2231v=+丨丿）\+x=|丿）'+.'+1丿）'+-'='goo所以，计算点已破坏。[5-5]解:已知32='=gd,kPa2003=o,kPaq38018020031=+=+=oo,固结不排水剪破坏时的孔隙水应力为fu,则对应的有效主应力为lll｛（-='-='f3311fu22/2/sin31313131-+-=丨丿)V'+'ii('-'='00000000©所以kPauf12032sin22003802200380sin223131=--+=--+=©0000摩尔圆及强度线如习题图5-5所示。

0100200300£芒兴0鳳400止应力/k氏习题图5-50100200300£芒兴0鳳400止应力/k氏习题图5-5应力摩尔圆及强度线第6章挡土结构物上的土压力[6-2]解:主动土压力系数:333.0245tan121=I丿）V-=aK250200100-271.0245tan222=I丿）-=©aK(1各层面点的主动土压力A点:kPaqKeaaA66.6333.0201=x==B点上:((kPaKqHeaaB14.25333.02035.18111=x+x=+=丫上B点下:((kPaKqHeaaB46.20271.02035.18211=x+x=+=丫下C点上:((kPaKqHHeaaC50.35271.02035.1835.1822211=x+x+x=++=丫丫上C点下:kPaeeaCaC50.35==上下D点：(kPaVKqHHHeaaD72.44271.02045.835.1835.182322211=x+x+x+x=丨丿)++=Yyy土压力分布如习题图6-2-1。主动土压力/kF主动土压力/kF包-S翌寰11习题图6-2-1主动土压力分布图(2水压力分布A、B、C点的水压力均为零;D的水压力:kPaHpwwD404103=x==y土压力分布如习题图6-2-2。主动土压力/kF过习题图6-2-2水压力分布图(3总压力的大小总主动土压力:((((((mkNHeeHeeHeeEaDaCaCaBaBaAa/08.2920.472.445.35210.35.3546.20210.341.2566.621212121321=x+x+x+x+x+x=+++++=下上下上总水压力:mkNHpPwDw/804402

213=所以,总压力的大小为:mkNPEPwa/08.3728008.292=+=+=(4总压力的作用点八、、总压力P的作用点离墙底的距离y0为((((((mHHpHHeeHHeHHHeeHHHeHHHHeeHHHHePywDaCaDaCaBaCaBaAaBaA3.4134440213445.3572.442124435.5423346.205.3521423320.464333366.641.25214323366.608.37213213212321232121333333322322321132110=xxx+IJHLr-++IJHL门丿)V+xx-x+1丿)V+xxlb+IJ|L|L门丿）++xx-x+1丿）+++ijiiLr-+IJ1IL门丿)\L+i丿)V+ihjiIL门丿)V++-+1丿)V++=下下下上下上++[6-3]解:(1主动土压力主动土压力系数:589.021545tan245tan22v；0.58SHUH；H=7m=11八ILi八\(-=aKA点的主动土压力kPakPaKcqKeaaaA046.9102589.0012<-=-=-=所以,主动土压力零点深度为mKcza45.1589.01810220=xx==YB点的主动土压力kPaKcqKHKeaaaaB73.640.589102589.001589.07182=xx-x+xx=-+=Y习题图6-3-1主动土压力分布图主动土压力的合力大小为((mkNzHeEaBa/63.17945.1773.6421210=-xx=-=主动土压力的合力作用点距离墙底距离y0a为((mzHya85.145.17313100=-=-=(2被动土压力被动土压力系数:=11丿)\仁I丿)\(+=pKA点的被动土压力kPaKcqKepppA0.431021.70012=+=+=B点的被动土压力kPaKcqKHKep

pppB0.25710270.10170.17182=xx+x+xx=++=y被动土压力分布如习题图6-3-2。习题图6-3-2被动土压力分布图被动土压力的合力大小为((mkNHeeEpBpAp/10507257432121=x+x=+=被动土压力的合力作用点距离墙底距离y0b为((mHHeeHHeEypApBpApp67.237743257212774310501321210=1J1IL\xx-x+xx=IJ1ILT-+=[6-4]解:(1主动土压力计算主动土压力系数333.023045tan245tan22=II丿）Li丿）帕KA点的主动土压力kPakPaKceaaA055.110.3331022v-=xx-=-=B点的主动土压力kPakPaKcKHeaaaB045.00.333102333.021821>=xx^x=-=丫所以,主动土压力零点深度为mKcza92.1333.1810220===YC点的主动土压力(kPaKcKHHeaaaC05.26102333.086.9218(221=xx-xx+x=-'+=丫丫主动土压力的合力大小为((((mkNHeezHeEaCaBaBa/20.106805.2645.02192.1245.0212121201=++-=++-=主动土压力的合力作用点距离墙底距离y0a为((((((2.70m38845.005.262128845.0892.123192.1245.021106.201321