土力学网上作业题答案

...wd......wd......wd...东北农业大学网络教育学院土力学网上作业参考答案绪论一、填空地基。根基。持力层。下卧层。下卧层。第一章土的物理性质及其工程分类一、填空无机矿物颗粒和有机质，土粒。原生矿物和次生矿物。粒度。粒度成分。Cu＜5，Cu越大，Cu＞10。结合水和自由水,吸着水〔强结合水〕和薄膜水〔弱结合水〕。单粒构造、蜂窝构造和絮状构造。液限、塑限和缩限。塑性指数。液性指数。：碎石土。大于2mm,大于0.075mm。细粒土。含水量和击实功能。二、判断题〔√〕〔×〕〔×〕〔×〕〔×〕三、证明题[1]证明：证明：设[2]证明：证明：设∴[3]证明〔2〕证明：设四、计算题[1]某地基土层，用体积为72cm3的环刀取样，测得环刀加湿土重170g，环刀重40g，烘干后土重122g，土粒相对密度为2.70，问该土样的、、、、、和各为多少并比拟各种重度的大小。解：V=72cm3，m=170－40=130g，mS=122g，mW=130－122=8gkN/m3kN/m3kN/m3kN/m3∴[2]一土样重200g，含水率为16%，假设要制备含水率为20%的土样，需加多少水加水后土样重量为多少解：：m1=200g，，，则：将m1=200g带入得：=27.6g，=6.9g∴加水后土样重量为：m2=m1+=200+6.9=206.9g[3]某土坝施工中，上坝土料的＝2.7，＝10％，上坝时虚土＝12KN/m3，要求碾压后＝95％，＝16.8KN/m3，假设每日填土5000m3，文每日上坝虚土多少m3共需加水多少t解：〔1〕，，由于碾压前后土粒重力不变，∴〔2〕∴＝8400〔0.214－0.1〕＝958t∴＝8400〔0.214－0.1〕＝958t五、简答题[1]简述击实功能对粘性土压实性的影响1.土料的和不是常量，随着击数的增加而逐渐增大，而则随着击数的增加而逐渐减小。然而，这种增大或减小的速率是递减的，因此只靠增加击实功能来提高土的是有一定限度的。2.当较低时，击实功能影响较显著，而当含水量较高时，击实曲线接近于饱和线，这时提高击实功能是无效的。第二章土中水的运动规律一、填空题渗流或渗透。渗流量与过水断面面积以及水头损失，断面间距。一次方。常水头试验。变水头试验。渗透系数。渗透力。渗透变形。流土和管涌。流土,地基或土坝下游渗流逸出处。管涌。渗透系数，二、判断题〔√〕〔√〕〔×〕三、证明题[1]证明证明：四、计算题板桩支挡构造如以下列图，由于基坑内外土层存在水位差而发生渗流，渗流流网如图中所示。土层渗透系数＝2.6×10－3cm／s，A点、B点分别位于基坑底面以干1.2m和2.6m。试求：〔1〕整个渗流区的单宽流量；〔2〕AB段的平均渗透速度〔A点、B点所在流网网格1.5m〕；〔3〕图中A点和B点的孔隙水压力与。〔4〕流网网格abcA的网格长度m，判断基坑中的a~b段渗流逸出处是否发生流土〔地基土KN/m3〕解：〔1〕m＝4，n＝9，h＝5－1.5－1＝2.5m∴m3/d•m〔2〕Δh＝，∴＝5.4×10－4cm/s〔3〕HA=〔10－1.5〕－7×0.31－〔5－1.2〕＝2.53m，＝＝10×2.53＝25.3KPaHB=〔10－1.5〕－6×0.31－〔5－2.6〕＝4.24m，＝＝10×4.24＝42.4KPa〔4〕，流网网格abcA的平均水力梯度为＜所以，渠底a~b段渗流溢出处不会发生流土。五、简答题[1]简述流网的四点根本性质?1.流线与等势线相互正交，所构成的流网网格为曲边正方形，即。2.任意两相邻等势线间的水头损失相等；3.任意两相邻流线间的单位渗流量相等；4.在确定流网中等势线数量时，上下游的透水边界各为一条等势线；在确定流网中流线数量时，根基的地下轮廓线及渗流区边界限各为一条流线。[2]简述常用的防渗技术措施1.减小水力梯度〔1〕降低水头〔2〕增加渗径2.在渗流逸出处加设铺盖或铺设反滤层反滤层可以滤土排水，防止细小颗粒流失，同时通畅地排除渗透水流。反滤层一般为1～3层，由砂、卵石、砾石、碎石构成，每层粒径沿着水流方向逐渐增大。3.在建筑物下游设置减压井、减压沟等，使渗透水流有畅通的出路。第三章土中应力分布及计算一、填空自重应力和附加应力基底压力，地基反力。根基的刚度和地基的变形条件。马鞍形分布、抛物线形分布以及钟形分布。基底附加压力。深宽比和长宽比。二、判断〔×〕〔×〕〔√〕三、计算题[1]一矩形根基，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷载N＝F十G＝1200kN。偏心距为多少时，基底不会出现拉应力试问当＝0时，最大压应力为多少解：〔1〕要保证基底不出现拉应力，偏心距应满足：≤＝4/6＝0.67m〔2〕当＝时，＝0，∴＝200kPa[2]一矩形根基，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷裁N＝F十G＝1440kN，偏心距为＝0.7m。试问基底最大地基反力为多少?解：＝0.7m＞＝4/6＝0.67m，∴＝246.15kPa四、简答题[1]图示说明集中力作用下土中应力的分布规律〔a〕〔b〕图3－8集中力作用于地表时附加应力的分布情况第四章土的压缩性与地基沉降计算一、填空土的压缩性。土的固结。100kPa,200kPa。侧限压缩模量。前期固结压力。超固结比，OCR=1,OCR＞1,OCR＜1。e＝0.42e0。大于0.4b，20％,10％。强度变化和变形。孔隙水压力，附加有效应力。瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降。二、判断题〔×〕〔√〕〔√〕三、绘图题[1]用经历作图法确定前期固结压力，并说明具体步骤。〔1〕在曲线拐弯处找出曲率半径最小的点A，过A点作水平线A1和切线A2；〔2〕作∠LA2的平分线A3，与曲线直线段的延长线交于B点；〔3〕B点所对应的有效应力即为前期固结压力。四、计算题[1]今有两粘土层〔A、B〕，土质和土层排水条件一样，两土层都受到100kPa的连续均布荷载，土层厚度HA：HB=2：1，在A土层内孔隙比从1.060减至0.982，B土层内孔隙比从0.910减至0.850，当Ut=50%时所需时间tA：tB=5：1，试求kA：kB=解：A、B均受到连续均布荷载作用→，且Ut一样→，→→==22/5=4/5，→=→kA：kB==0.964：1[2]设厚度为12m的粘土层的边界条件如右图所示，固结度与时间因数关系如以下列图所示。上下层面处均为排水砂层，地面上作用着无限均布荷载=300kPa，粘土层的初始孔隙比＝0.81，渗透系数＝2cm/y＝6.3×10－8cm/s，压缩系数a＝0.025×10－2/kPa。试求：〔1〕粘土层最终沉降量为多少〔2〕加荷1年后，地基的沉降量为多少〔3〕加荷后历时多久，粘土层的固结度到达90%解：〔1〕求粘土层最终沉降量无限大均布荷载作用，粘土层中附加应力呈矩形分布：==300kPa，=1cm〔2〕求加荷1年后，地基的沉降量竖向固结系数：=14.48m2/y双面排水：，=1，查表得＝0.7∴＝49.7×0.7＝34.8cm〔3〕求双面排水且固结度到达90%时所需要的时间=0.9，=1，查表得=0.848=t=0.848×36/14.48=2.1年附图固结度与时间因数的关系曲线五、简答题[1]简述太沙基一维渗流固结理论的六点根本假定第五章土的抗剪强度一、填空土的抗剪强度。受剪，剪切破坏土的抗剪强度。内摩阻力，内摩阻力和粘聚力。原始粘聚力、固化粘聚力和毛细粘聚力。粘聚力和内摩擦角。越大。二、判断〔×〕〔×〕三、计算题[1]土样内摩擦角为＝23°，粘聚力为=18kPa，土中大主应力和小主应力分别为=200kPa，=100kPa，试用两种方法判断该土样是否到达极限平衡状态解：〔1〕应用土体极限平衡条件，令＝200kPa，则计算结果说明>，可判定该土样处于稳定平衡状态。〔2〕应用土体极限平衡条件，令＝100kPa，则计算结果说明<，可判定该土样处于稳定平衡状态。[2]一个砂样进展直接剪切试验，竖向应力＝100kP，破坏时＝57.7kPa。试问此时的大、小主应力、为多少?解：由题意可知，＝100kP，＝57.7kPa。根据库仑定律有：→＝57.7/100=0.577→＝30°砂土＝0，根据土体极限平衡条件，＝＝3，＝＝60°，100＝0.5×〔3＋〕＋0.5×〔3－〕cos120°→＝66.67kPa＝3＝3×66.67＝200kPa[3]某正常固结饱和粘性土试样进展UU试验，得到=0，=20kPa，对同样的土进展CU试验，得到=0，=30°。假设试样在不排水条件下破坏，试求剪切破坏时的和。解：＝＝3＝＝20kPa＝3＝3×20＝60kPa五、简答题[1]简述土的抗剪强度影响因素1.土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响2.含水量的影响3.原始密度的影响4.粘性土触变性的影响5.土的应力历史的影响[2]简述直接剪切试验的优缺点1.优点直剪试验具有设备简单，土样制备及试验操作方便等优点，因而至今仍为国内一般工程所广泛使用。2.缺点〔1〕剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏；〔2〕剪切面上剪应力分布不均匀，且竖向荷载会发生偏转〔移〕，应力的大小及方向都是变化的；〔3〕在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时仍按土样的原截面积计算；〔4〕试验时不能严格控制排水条件，并且不能量测孔隙水压力；〔5〕试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。第六章土压力计算一、填空静止土压力、主动土压力和被动土压力。主动极限平衡状态。被动极限平衡状态。挡土构造的位移。处。二、判断〔√〕三、计算题[1]—挡土墙高4m，墙背竖直光滑，墙后填土外表水平，填土＝10kPa，＝20°，＝0.66，＝17kN／m3，试求在下述三种情况下，作用在墙上土压力的合力及作用点的位置：〔1〕挡土墙无位移；〔2〕挡土墙向着远离土体方向发生微小位移；〔3〕挡土墙向着土体发生微小位移。解：〔1〕挡土墙没有位移，产生静止土压力，则＝0.5×17×42×0.66＝89.76kN/m土压力作用点：y=h/3＝4/3＝1.33m〔2〕挡土墙向着远离土体方向发生微小位移，产生主动土压力，则主动土压力系数：＝0.49拉应力区的临界深度：=1.68m=22.41kN/m土压力作用点：y=〔h－z0〕/3＝〔4－1.68〕/3＝0.77m〔3〕挡土墙向着土体方向发生微小位移，产生被动土压力，则被动土压力系数：＝2.04土体外表处：＝28.57kPa墙底处：＝167.29kPa0.5×〔28.57＋167.29〕×4＝391.72kPa土压力作用点：y==1.53m[2]一挡土墙高4m，墙背竖直光滑，墙后填土外表水平，要求填土在最正确含水率＝20％情况下夯实至最大干重度＝14.5kN／m3，并测得＝8kPa，＝22°，试求：〔1〕墙底处的主动土压力强度和墙背所受主动土压力的合力；〔2〕墙底处的被动土压力强度和墙背所受被动土压力的合力。解：填土在最正确含水率＝20％情况下夯实至最大干重度＝14.5kN／m3时，，所以土体重度＝17.4kN／m3，则〔1〕主动土压力系数：＝0.45拉应力区的临界深度：=1.37m墙底处的主动土压力强度：＝20.59kPa墙背所受主动土压力的合力：0.5×20.59×〔4－1..7〕=27.08kN/m土压力作用点：y=〔h－z0〕/3＝〔4－1.37〕/3＝0.88m〔2〕被动土压力系数：＝2.2土体外表处：＝23.73kPa墙底处：＝176.85kPa0.5×〔23.73＋176.85〕×4＝401.16kPa土压力作用点：y==1.49m第七章土压力计算一、填空滑坡。超过。平面,圆弧面。坡脚圆、坡面圆和中点圆。b=0.1R，土条两侧间,土条间竖向剪应力。滑动面。二、判断〔√〕三、简答题[1]简述土坡滑动失稳的原因答：1.外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态；2.土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低，促使土坡失稳破坏。[2]简述土坡稳定安全系数的三种表示方法答：1.滑动面上抗滑力矩与滑动力矩之比，即；2.滑动面上抗滑力与滑动力之比，即；3.实有的抗剪强度与土坡中最危险滑动面上产生的剪应力之比，即四、绘图题[1]用费伦纽斯方法确定＝0时最危险滑动面圆心的位置，并有必要文字说明。答：〔1〕BD线与坡面的夹角为、CD线与水平面的夹角为，、与坡角有关，可查表；〔2〕BD线及CD线的交点即为最危险滑动面圆心。五、计算题[1]一均质无粘性土土坡，坡度为1：2，=18.4KN/m3,=20%，ds=2.68，=34°,试求这个土坡的稳定安全系数K＝假设土坡有沿坡面渗流作用时，该土坡的稳定安全性降低多少有渗流作用时，为防止发生失稳破坏，应如何设计坡角解：〔1〕无渗流作用时：K=〔2〕有渗流作用时：KN/m3KN/m3该土坡的稳定安全性降低了〔3〕有渗流作用时，为防止发生失稳破坏，令，即1：m=1：3。[2]有一6m高的粘土边坡。根据最危险滑动面计算得到的抗滑力矩为2381.4kN·m/m，滑动力矩为2468.75kN·m/m，为提高边坡的稳定性采用底脚压载的方法，如以下列图，压载重度＝18kN／m3，试计算压载前后边坡的安全系数。解：〔1〕压载前＝0.96〔2〕压载后＝1.07[3]有—地基如以下列图。地面下2m深处有一层厚0.8m的软土夹层，在地基上用当地材料修筑土堤，高5m，边坡1：2，土堤与地基均为砂质粘土，＝20°，＝20kPa，＝20kN/m3；软土夹层的＝18kN/m3，＝0，＝10kPa，试问该土堤是否会沿软土夹层滑动，安全系数有多大?解：〔1〕求作用于AB面上的＝0.49，＝2.86m,=40.6kPa0.5×40.6×〔7－2.86〕＝84.04kN/m〔2〕求作用于CD面上的＝2.04＝57.13kPa＝138.73kPa＝0.5×〔57.13＋138.73〕×2＝195.86kN/m〔3〕求BC面上作用的抗滑力＝5×2＝10m，＝0.5×〔2＋7〕×10×20＝900kN/m＝10×10＝100kN/m∴＝〔195.86＋100〕/84.04＝3.52，该土堤不会沿软土夹层滑动。[4]试计算以下几种情况下土条的稳定安全系数。〔1〕＝17kN/m3，＝18°，＝10kPa；〔2〕＝17kN/m3，＝19kN/m3，＝10kPa，＝10kN/m3〔3〕＝18kN/m3，＝5kPa，，＝5kPa〔4〕土条被浸润线和下游水位分成三局部，各局部土条高度分别为＝1m，＝3m，＝2m，土条重度分别为＝19kN/m3，＝20kN/m3，土条宽度＝5m，弧长＝5.77m，＝30°，＝10kPa，。解：〔1〕滑动面弧长，＝0.894，＝0.447，＝17×3.5×2＝119kN/m＝1.07〔2〕滑动面弧长，＝0.894，＝0.447，＝17×2×2＋〔19－10〕×2×1.5＝95kN/m＝1.18〔3〕滑动面弧长，＝0.894，＝0.447，＝18×3.5×2＝126kN/m＝1.0〔4〕＝0.45〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕第八章土压力计算一、填空极限荷载或极限承载力。临界荷载。压密阶段、剪切阶段和破坏阶段。剪切阶段。整体剪切破坏，局部剪切破坏，刺入剪切破坏。整体