土质学与土力学课后习题答案

1、绪论答案：略第 1 章 土的物理性质及工程一、填空题1、固体颗粒，水； 2、结合水，自由水； 3、最松散，最密实； 4、塑限，液限； 5、单粒，蜂窝，絮状；6、土中水的质量，土粒质量；7、含水率，黏粒含量。二、选择题1、a, 2 、d， 3、a ， 4、c,5、d,6、 d， 7、d三、证明题gsssvss1、w1e1vvvvvsvdvsmw gvs(1vv )mw g vsgs (1n)2、nssmsvmsvvvvwsrv四、计算题156.61、w=4582.3vvvvv82.335.6%156.645r =6010.018.60kn/ m382.3d60gs2.7310.013.72kn

2、/ m3gs 1ew12.73(10.356)10.991.86ne0.990.4971e10.99srgs0.356*2.730.982e0.99gsesatw2.730.9931018.69kn / m1e10.99satw2、土样18.6910.08.69kn/ m3d体积土的重力（ n ）号（kn/m 3）gs（ %）（kn/m 3）ens（r%）（ cm3）湿干118.962.7234.014.170.920.48100.0217.32.749.115.840.730.4234.2319.02.7431.014.50.890.4795.710.00.190.1453、样号lpipi

3、l土的名称土的状态13117141.29低液限黏土流塑土23819190.84低液限黏土软塑33920190.79低液限黏土可塑43318151.13低液限黏土流塑4 、 egs 1w12.68(10.105)10.6921.75demaxremaxe emin0.9410.6920.2490.5180.9410.4600.4815、l（ %）p （ %）土的定名13520低液限黏土2125低液限粉土36542高液限粉土47530高液限黏土土样号五、简答题（略）第 2 章 黏性土的物理化学性质一、填空题1、蒙脱石，高岭土，伊利石；2、硅氧四面体，氢氧化铝八面体。二、选择题1、a, 2 、a三、

4、简答题（略）第 3 章 土中水的运动规律一、填空题1、正常毛细水带，毛细网状水带，毛细悬挂水带；2、毛细压力； 3、层流； 4、常水头实验，变水头试验。二、选择题1、c, 2 、abcde,3 、b, 4、abc, 5 、c三、简答题（略） 四、计算题201、（ 1） kal ln h11.2 10 40.04 ln 3.6fth23.2 10 436002.854.17106 ln3.62.859.7107( m / s)（ 2） kkt9.710 70.7737.5107 (m / s)10t10粉质粘土2、（ 1） gdw i方向向上0.2105(kn0.4/ m3 )（ 2）设 vs1

5、,ms2.6g ,vv0.8sat2.60.81018.9(kn1.8/ m3)18.9108.9( kn/ m3 )i crsat1wi cr0.89h 0.40.89h0.36m3、 gdw i100.5(3.00)10(kn30.5/ m3)satw17.9107.9( kn/ m3)gd4、（ 1）由将会产生流沙现象。k ik i 和 k13 可得： i 11.则按比例，土样一的水头损失为1 时，土样二的水头损1 12 2k2i 23失为 3.总计水头损失40cm，则土样一水头损失为10cm，土样二的水头损失为30cm。则 a、b 两点的测管水位应分别高于 a 点与 b 点分别为 35

6、cm 和 90cm。（ 2） gi10104( kn/ m3)d1w 125201010(kn/ m3 )satwgd1。不会产生流沙现象。（ 3）减少6.85、 nd12h8.01.26.8mh120.57mdi0.570.32 g1.80.32103.2( kn/ m3 )sat2.650.921.921018.6( kn3/ m )satw18.6108.6( kn/ m3 )gd渗流是稳定的。第 4 章 土中应力计算一、选择题1、c, 2 、a ，3、c. 二、问答题（略） 三 计算题1 、由第一层土的三个试验指标可得：satw19.0109.0( kn/ m3)。第二层黏土的ilp1

7、.08lp1, 故认为黏土层受到水的浮力作用satw18.0108.0( kn/ m3 ) 。第一层为细砂，地下水位以下的细砂受到水的浮力作用。a 点：czb 点：cz1h 1h10kpa17.5117.5kpac 点 ： czd 点 ： cz1h11h217.59.0235.5kpa1h11h22h335.58359.5kpa应力分布图略。m2500b2、解： en50000.51.26呈梯形分布p maxnm50002500(71.4330.61)kpamin2flb671010726基础底面的压力为（ 71.4330.61） kpa3、解：方法一：应力系数si 计算结果编号荷载分布面积m

8、znxbbsi1agc100.1592abdc1.520.060故得 g 点下深度 3m 处的竖向应力zzp(s1s2 )150(0.1560.060)32.4 kpa方法二：应力系数si 计算结果zx编号荷载分布面积mbnbsi1agc100.1592acd1.52.50.0413abd1.5-1.50.020故得 g 点下深度 3m 处的竖向应力zzp(s1s 2s3 )150(0.1590.0410.020)33kpa4 解：本题求解时要求通过两次叠加法计算。第一次是荷载作用面积的叠加，第二次是荷载分布图形的叠加。分别计算如下：（ 1）荷载作用面积叠加计算因为 o 点在矩形面积（ abc

9、d ）内，故可用角点法计算划分。通过o 点将矩形面积划分为4 块，假定其上作用着均布荷载q ，则 m 点产生的竖向应力z 1 可用角点法计算，即z1z1(aeoh)z1(ebfo )z1(ofcg )z1( hogd )q(a1a 2a 3a4 )各块面积应力系数，列于表中。应力系数ai 计算结果编号荷载作用面积nl bmzbai1( aeoh)130.0452(ebfo)430.0933(ofcg )21.50.1564(hogd )230.073z1q1003ai(0.0450.0930.1560.073)12.2 kpa（ 2）荷载分布图形叠加计算上述角点法求得的应力z1 是均布荷载 q

10、 引起的，但实际作用的荷载是三角形分布，因此可以将习题图 4.37 所示的三角形分布荷载（abc ）分割成 3 块：均布荷载（ dabe ）三角形荷载（ afd ）及（ cfe）。三角形荷载（ abc ）等于均布荷载（dabe ）减去三角形荷载（ afd ），加上三角形荷载（ cfe）。故可将 此三块分布荷载产生的应力叠加计算。q1） 三角形分布荷载（ afd ），其最大值为100333.3kpa，作用在矩形面积（ aeoh ）及（ ebfo ）上，并且 o 点在荷载零处。因此它对m 点引起的竖向应力力之和。即z2 是两块矩形面积三角形分布荷载引起的应100z 23(0.0210.045)2.

11、2kpa应力系数ti 计算结果编号荷载作用面积nl bmz bti1( aeoh)130.0212( ebfo)430.0453(ofcg )21.50.0694(hogd )0.51.50.0322） 三角形分布荷载（ cfe），其最大值为（pq ），作用在矩形面积（ hogd ）和（ ofcg ）上，同样o 点也在荷载零点处。 因此， 它们对 m 点产生的竖向应力的应力之和。即z3 是这两块矩形面积三角形面积分布荷载引起z3z 3( ofcg )z3( hogd )( pq)(t3t 4 )(100100)3(0.0690.032)6.7kpa最后叠加求得三角形分布荷载（abc ）对 m

12、点产生的竖向应力z 为zz1z 2z312.22.26.716.7kpa5、解：在基础底面中心轴线上取几个计算点0、1、2、3，它们都为于土层分界面上，如图4.38 所示（ 1）自重应力计算czhii ，将各点的自重应力计算结果列于表中。自重应力计算结果计算点土层厚度hi /m重度i /( kn3/ m )i hi /kpakpa01.018.718.718.710.218.73.7422.421.88.916.0238.53（ 2）8.0附加应力计算8.467.2105.7n1120基地压力p70kpaf基地处的附加应力28p0pd7018.7151.3 kpa由式z分布图。0 p0 计算土

13、中各点附加应力， 其结果列于表中， 并在图中绘出地基自重应力及附加应力附加应力计算结果计算点z mmznlbb0z0p0 / kpa00041.00051.310.20.140.98950.722.01.040.54027.73第五章10.0土的压缩性与地基沉降计算5.040.0673.4一、选择题1、a2、a3、b4、a5、b二、简答题（略） 三、计算题1 解：（ 1）孔隙比175.6258.6301.95 gcm3含水率175.658.691.091.0100%28.6%初始孔隙比 e0gsw (1)10.781 gs2.70p 对应的孔隙比 eeh (1e )0.7201100h 0p

14、对应的孔隙比 eeh (1e )0.6712（ 2）压缩系数和压缩模量200h 0e1e21 2p2p10.7202000.6711000.4910 3 kpa 10.49mpa 1压缩模量es(1 2)1e11 210.7200.493.51mpa因 1 20.49mpa 10.5mpa1,所以该土属于中压缩性 土 。2 解：（ 1）土样 1压缩系数1 20.3410 3kpa 10.34 mpa 1e1e20.7700.736p 2p1200100压缩模量es(1 2)1e11 210.770.345.21mpa因 1 20.34mpa 10.5mpa1,所以该土属于中压缩性 土（ 2）土

15、样 2压缩系数1 20.8710 3kpa 10.87 mpa 1压缩模量e1e20.890.803p 2p1200100es(1 2)1e1111 210.890.872.17mpa因 为 1 20.87mpa0.5mpa, 所以该土属于高压缩性 土土样的压缩曲线如图所示：3 解：基础底面积：a4416m2基底总应力：pg472044220a44335kpa基底自重应力： 基底附加压力：h17.52p0h35kpa33535300kpa第二层上自重应力：cz11h117.56105kpa第二层下自重应力：cz 21052 h210517.93158.7 kpa第二层上附加应力：根据l21b2

16、z42所以b20.0840z14p40.084300100.8kpal2z7第二层下附加应力：根据13.5所以0.0344b2b2z24p40.034430041.3kpa自重应力平均值105158.72131.85kpa附加应力平均值100.841.3271.1kpa4（略）该层的最终沉降量：szi hies71.1330030.065m6.5cm5 解：（ 1）前期固结压力将表中 ep 值换算成elgp 后，以 lgp 为横坐标， e 为纵坐标， 作图得前期固结压力所对应的点为，还原压力为pc230kpa （参考）（ 2）压缩指数 cce0.9130.725由elg p 曲线可得： ccl

17、g plg 2771lg 6930.31（ 3）黏土层最终沉降量p1318.5619.8217.8210kpap2p11001.0150.95511 20.6mpa0.1es1 21e11 211.0153.36 mpa0.6iszihes1 20.140.119m3.3611.9cm6 解：（ 1）加荷半年后地基的沉降1e0essz hes10.87.2mpa0.250.18100.25m7.225cm8ck(1e0 )6.310(10.8)v1054.53610 3cm2 sa w0.2510c t4.53610 30.5365246060tv0.286vh 2e8u t1224 tv0.

18、600500 2半年后的沉降为：stsut250.615cm（ 2）黏土层达到60% 固结度所需时间2u t184 tve2cvt0.600得 tv0.286由tv2 得h22ttvh0.2865001182.4d3cv4.53610606024第六章土的抗剪强度一、选择题1、c2、c3、 a4、b5、c6、 c二、简答题（略） 三、计算题1 解：最大剪应力面与大主应力的夹角是45° 剪切破坏面与最大剪应力面的夹角为：22 解：假定土样处于极限平衡状态时，45542大主应力为：13 tan(45)2c tan( 452)435.36kpa2即土样发生剪切破坏时大主应力为435.36k

19、pa。3 解：假定土样处于极限平衡状态时，大主应力为：'tan 2 (4513')2c tan( 452)630.44kpa2对比判断：1630.44kpa1380kpa即该土样处于弹性平衡状态，没有发生剪切破坏。4 解：由题意知，5 解：由题意知，'有效应力33fcu210qu822214041kpa70kpa即有效大主应力为：' 1' 131'tan 2 (453')2c tan( 452)142.77kpa2剪切面的抗剪强度：莫尔应力圆直径为：cos213'142.77'34.2 kpa7034.22最大主应力为：1

20、1142.77140282 .77kpa当 c=0 时，破坏时总应力强度参数为：13 tan(45)2则有：tan(45) 211.16 ，即38.5第七章土压力理论一、填空题1 静止土压力、主动土压力、被动土压力2 挡土墙和滑动土契体视为刚体、墙后填土为无粘性砂土、滑裂面是通过墙角的两个平面3 库尔曼图解法4 大 、小二、选择题1、b2、a3、b4、a5、c6、c7、a三、判断题1 对2 错3 错4 对5 错四、简答题（略）五、计算题1 解：由题意知， k atan 2(45-) 20.49k a0.7墙顶处主动土压力：2cka2100.714kpa墙底处主动土压力：pa2chk a2cka

21、21032.55kpa临界深度： z0ka1910.71.5m总主动土压力： eapa (h2z 0 )56.96 kn / m作用点处于距墙底面1 (h3z 0 )1.17m 处2 解：根据202025015查表得 ka0.862土压力强度沿墙高成三角形分布，墙底处zzka2040.86269.0kpa1212a由 eah k2040.862137.9kn / m22h土压力作用点在离墙底3241.33m 作用指向墙背。33 解：由题意知， k atan( 45 -) 20.49k a0.7墙顶处主动土压力：paqk a2ck a300.492150.76.3kpa墙底处主动土压力：pa2c

22、(qh) k a2ck a215q37.8kpa临界深度： z0k a1810.70.71m总主动土压力： eapa (h2z 0 )81.1kn / m作用点处于距墙底面1 (h3z 0 )1.43m处4 解：由题意知，k a1tan 2 (45-1 )20.41k a10.64k a 2tan2 (45-2 )20.49k a20.7墙顶处主动土压力：pa10kpa分层处以上主动土压力：pa 21h1 k a115.58kpa分层处以下主动土压力：pa 21h1 ka 22c2k a24.62kpa墙底处主动土压力：pa31( 1h12h2 ) k a212c2k a239.9kpa总主动

23、土压力： eah1 pa12h2 pa 2h2 (pa32pa2 )104.62kn / m15.58424.624270.564作用点处于距墙底面h331.95m 处104.625 解：由题意知，k a1tan 2 (45-1 )20.31k a2tan 2 (45 -2 )20.33墙顶处主动土压力：pa1qk a19.3kpa分层处以上主动土压力： 分层处以下主动土压力：pa 2(qpa 2(q1 h1 )k a11 h1 )k a224.65kpa26.24kpa地下水位处：pa 3(q1h12 h2 )k a 232.59 kpa墙底处主动土压力：pa4( q 11 h12h22 h

24、2 ) k a 2'138.69kpa总主动土压力： eah1 pa12h2 pa 2h2 (pa32pa 2 )151.62kn / m水压力： eww h10220kn / m总侧压力： ee aew171.62kn / m第八章土坡的稳定性分析一、填空题1、斜坡角度、内摩擦角2、稳定力矩、滑动力矩3、坡脚圆、坡面圆、中点圆二、选择题1、b,2、a ， 3、a ， 4、b d三、简答题（略）第九章地基承载力一、填空题1 整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏。2 载荷试验法、理论计算法、规范法3 3m、0.5m4 0.0335 2m 、 3m 二、简答题（略） 三、计算题o1 解：0 查表得： nr0, nq1.00, nc5.71pu0.4b