土力学2-6章课后习题答案

1、士力学第二章2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为 21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g 经105c烘干至恒重为61.28g已知环刀质量为32.54g 土粒比重为2.74,试求 该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）解:72.49 32.5421.7，一 .31.84g/cmmw ms72.49 61.2861.28 32.5439%ms v61.28 32.5421.71.32g/cm3精选文档e11.2110.49解：（1）satmsmwmw设msdsmssvswsatds 11 dsmsmsdsdsw h dsds1.8

2、5 2.71 11 0.34 2.711 1.87g/cm3ms vs w ms vs w vv w vv w(2)vv3sat w 1.87 1 0.87g/cmsatvsvv1.0692-3、某原状的密度为1.85g/cm3,含水量为34%, 土粒相又t密度为2.71,试 求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）(3)g 0.87 10 8.7kn/cm33 sat sat g 1.87 10 18.7kn / cm或,3sat w 18.7 10 8.7kn/cm32-4、某砂卞的密度为1.77g/cm3,含水量9.8%, 土粒相又t密度为2.67,烘干后测定最小孔隙

3、比为0.461,最大孔隙比为0.943,试求孔隙比e和相对密实度dr,并评定该砂土的密实度。解：（1）设 vs1mmsmwv 1 ems ms1 e整理上式得e11 0.098 2.67 1 1 0.6561.77(2)dr-emaxemaxq 0.943 o.6560.595)emin0.943 0.4612-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为30%, 土粒相又t密度为2.73,液限为33%,塑bg为17%,试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。解：evvwv s wd svs wvsds 0.30 2.73 0.819satipilms

4、 vmsvv w3330162.73 11 0.81931.50g / cmd s w 1 d s we1 e1 叱73 11.95g/cm31 0.8191716查表，定名为粉质粘土170.81查表，确定为软塑状态3-8、某渗透试当装置如图3-23所示。砂i白渗透系数ki 2 10 1cm/s;砂ii的渗透系数k2 1 10 1cm/s ,砂样断面积a=200cm2,试问：(1)若在砂i与砂ii分界面出安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？(2)砂i与砂ii界面处的单位渗水量 q多大？解：(1) k160上a k2生a 整理得l1l2k1(60 h2) k2h260k60 2

5、10 160-40=20cm403200 20cm3/s40h2 44 40cmk1 k22 10 1 1 101所以，测压管中水面将升至右端水面以上:一、h2一 1(2) q2 k2i2a k22 a 1 10 13-9、定水头渗透试验中，已知渗透仪直径d=75mm,在l=200mm渗流途径上的水头损失h=83mm,在60s时间内的渗水量q=71.6cm3,求土的渗透系数。解：kqla h t71.6 202.6.5 10 cm/s_27.52 8.3 6043-1r设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为30cm2,厚度为4cm,渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm,试验开始时的水位差145cm

6、,经时段7分25秒观察水位差为100cm,试验时白水温为20c,试求试样的渗透系数。解：kal h1ln -a(t2 l)h20.42 44ln14530 4451005,1.4 10 cm/s18.0m,渗3-11、图3-24为一板桩打入透水土层后形成的流网。已知透水土层深9.0m,板桩前后水深如图中所透系数k 3 10 4mm/ s ,板桩打入土层表面以下示。试求:(1)图中所示a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；不透水层(2)地基的单位渗水量。解：(1) ua 0 w 0kpaub9.0w88.2kpa9 1uc184w137.2kpa8ud1.0w9.8kpaue 0 w 0kpa 7

7、873(2) q k i a 3 10 7 18 9 12 10 7m由上式得：2 9.19kn/m3,3 8.20kn/m3,(2)求自重应力分布c1 1几 1.5 17 25.5kpa一一一 c水1h12h25.5190.535.0kpa/s 9 2第四章4-8、某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚 1.5m, 17kn/m3;第二 层粉质黏土厚4m,19kn/m3, gs 2.73,31%,地下水位在地面下2m深处；第三层淤泥质黏土厚 8m,18.2kn/m3, gs 2.74,41% ;第四27% ;第五层砂岩未钻穿。试计层粉土厚 3m,19.5kn/m3, gs 2.72,算各层

8、交界处的竖向自重应力并绘出c沿深度分布图。解：(1)求wsvs wvws vs wwgs w wwswww gs 1 gs 1gs w gs w gs1349.71kn /m ,c2c水2 4c3c23 卜3c4c34h44不透水层c4h 35.0 9.1967.17 8.20 8132.77 9.71 3w 3.5 8.0 3.03.5 67.17kpa132.77kpa161.90kpa306.9kpa4-9、某构筑物基础如图4-30所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680kn,偏心距1.31m,基础埋深为2m,底面尺寸为4m x2m。试求基底平均压力p和边缘最大压力pmax,并绘出沿偏

9、心方向的基底压力分布图。解：（1）全力的偏心距ef g e f 1.311.31 6806804 2 2 20/c、f g6e（2）p max-1min al0.891m因为1臾 1 6 0.8911 1.337出现拉应力故需改用公式pmax2 f g3ble22 680 4 2 2043 2 - 0.8912301kpal4（3）平均基底压力f g 1000a 8125kpa （理论上）10001000p max 301150.3kpa 或150.5kpa （头际3 1.09 2224-1r某矩形基础的底面尺寸为 4mx 2.4m,设计地面下埋深为1.2m （高于天然地面0.2m）,设计地面

10、以上的荷载为1200kn,基底标高处原有土的加权平均重度 为18kn/m3。试求基底水平面1点及2点下各3.6m深度mi点及m2点处的地基附加应力z值。解：（1）基底压力彳g 13002.4 1.2 20 149kpa(2)基底附加压力pop md 149181 131kpa(3)附加应力m1点分成大小相等的两块l2.4m, b 2m,1.2b3.6 .。 1.82查表得 c 0.108贝 uzm1 2 0.108 131 28.31kpam2点 作延长线后分成2大块、i2小块f izuukn 士 。一00l大块zb6m, b2 m,- b3.621.8查表得 c 0.143l小块zb3.6m

11、,b3.62则zm 22 cm 2 p04-11、某条形基础的宽度为l2m, 一 b1.82( c大1.8查表得c 0.129c小)p02 0.143 0.129131 3.7kpa2m,在梯形分布的条形荷载（基底附加压力）下,边缘（po） max=200kpa, （ po） min = 100kpa,试求基底宽度中点下和边缘两点下各 3m及6m深度处的200 1002解：p0均z值。150kpa中点下 3m处 xx 一 z0m, z 3m,- 0,- 1.5,查表得 c 0.396 b b0.396 150 59.4kpax 一 z6m 处 x 0m, z 6m, 0,- 3,查表得 c 0

12、.208b bz 0.208 150 31.2kpa边缘，梯形分布的条形荷载看作矩形和三角形的叠加荷载3m处：矩形分布的条形荷载-0.5,- 3 1.5,查表c矩形0.334b b 2z 矩形0.334 100 33.4kpa三角形分布的条形荷载-10,z 3 1.5,查表口 0.734, t2 0.938b b 2z 三角形 10.0734* 100 7.34kpaz 三角形20.0938*100 9.38kpa所以，边缘左右两侧的 z为z1 33.4 7.34 40.74kpa z2 33.4 9.38 42.78kpa6m处：x76矩形分布的条形荷载0.5,-63,查表c矩形0.198b

13、b2z 矩形 0.198 100 19.8kpa三角形分布的条形荷载-10,- - 3,查表 0.0476, t2 0.0511b b 2z 三角形 10.0476* 100 4.76kpaz 三角形 20.0511* 100 5.11kpa所以，边缘左右两侧的z1 19.8 4.76 24.56kpaz2 19.8 5.11 24.91kpa第六章6-11、某矩形基础的底面尺寸为4mx2m,天然地面下基础埋深为1m,设计地面 高出天然地面0.4m,计算资料见图6-33 （压缩曲线用例题6-1的）。试绘出土中 竖向应力分布图（计算精度；重度（kn/m 3）和应力（kpa）均至一位小数），并 分

14、别按分层总和法的单向压缩基本公式和规范修正公式计算基础底面中点沉降重(p00.75fak)of = 920kn填土 y = ixk、/危地卜水q设”地面”5地而y，19. ikn/h?粒质砧土g, 2.72w 31 %质粘土7 -】8-2k,wrr?也 40%未站穿解：1、分层总和法单向压缩基本公式(1)求wsvs w wsvs wvwgs w wwswww gs 1 gs 1gs w gs w gs1又已知，粉质黏土的19.1kn/m3, gs 2.72,31%和淤泥质黏土的3_18.2kn /m , gs 2.71,40%所以分别为 9.2kn/m3 和 8.2kn/m3(2)地基分层基底

15、面下第一层粉质黏土厚 4m,第二层淤泥质黏土未钻穿，均处于地下水位以下，分层厚度取1m。(3)地基竖向自重应力c的计算0点：c 18 11 点：c 25.22点：c 34.43点：c43.64点：c 52.85点：c 61.06点：c 69.20.425.2kpa9.2 1 34.4kpa9.2 1 43.6kpa9.2 1 52.8kpa8.2 1 61.0kpa8.2 1 69.2kpa8.2 1 77.4kpa基础及其上回填土的总重(4)地基竖向附加应力z的计算g g ad 20 4 2.5 1.4 280knf g 920 280基底平均压力p 120kpaa 2.5 4基底处的土中附

16、加应力pop c0 120 25.2 94.8kpa计算基础中心点下由基础荷载引起的附加应力z,基础中心点可看作是四个相等小矩形荷载的公共角点，其长宽比l/b 2/1.25 1.6,取深度z=0、1、2、3、4、5、6m各计算点的占八、l/bz/mz/bcz01.6000.25094.811.610.80.21581.521.621.60.14053.131.632.40.08833.441.643.20.05822.051.654.00.04015.261.664.80.02911.0(5)地基分层自重应力平均值和附加应力平均值的计算，见表 1(6)地基各分层土的孔隙比变化值的确定，见表 1

17、。(7)地基压缩层深度的确定按 z 0.2 c 确定深度下限：5m 深处 0.2 c 0.2 69.2 13.84kpa ,z 15.2 13.84kpa,不够 ；6m 深处 0.2 c 0.2 77.4 15.48kpa,11o15.48kpa ,可以。表1分层总和法单向压缩公式计算的沉降量占八、深度自重应力附加应力自重平均附加平均自重+附加曲线压前e1压后e2i沉降量0025.294.811.034.481.529.888.2118.0土样0.8210.7613322.043.653.139.067.3106.34-10.8180.7692733.052.833.448.243.391.5

18、0.8080.7741944.061.022.056.927.784.60.8000.7821055.069.215.265.118.683.74-20.7960.783766.077.411.073.3910.7816(8)基础的最终沉降量如下： ns g 33 27 19 10 7 6 102mm i 12、规范修正公式计算(分层厚度取 1m)(1)计算p0同分层总和法一样，p0 pc0 120 25.2 94.8kpa(2)分层压缩模量的计算01.029.82.039.03.048.24.056.95.065.16.073.3分层深度自重平均附加平均s+附加曲线压前

19、e压后e2i压缩模量88.2118.0土样0.8210.7612.6867.3106.34-10.8180.7692.5043.391.50.8080.7742.3027.784.6斗在0.8000.7822.7718.683.74-20.7960.7832.57910.7812.35(3)计算竖向平均附加应力系数当 z=0 时，z =0计算z=1m时，基底面积划分为四个小矩形，即 4 2.52 1.25 *4l/b 2/1.25 1.6, z/b 1/1.250.8,查表6-5有0.2395基底下1m范围内 4* 0.2395 0.958详见下表。z(m)l/bz/bz(z )i-( z)i-1esisisi580.9580.9582.6834343161.66320.7052.502760282.10840.4452.3018799882.39520.2872.77108951.64.00.51762.5880.1932.577965442.72640.1382.356102(4)确定计算深度由于周围没有相邻荷载，基础中点的变形计算深度可按