土力学-河海课后习题答案2

1、土力学课后习题与答案第思考题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

2、质有何影响？1- 11什么叫的物理性质指标 是怎样定义的？其中哪三个是根本指标？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Cu和Cc值。A土样实验资料总质量500g粒径d m

3、n521小于该粒径的质量 g5004603101851257530B 土样实验资料总质量30g粒径d mm小于该粒径的质量g301-2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%密度为1.60 g/cm3，土粒比重为2.70，假设设孔隙 比不变，为使土样完全饱和，问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%,假设使它的含水率增加到16.0%，问需 要加多少水？g/cm3，天然含水率为9.

4、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。试通过计算判断以下说法是否正确？1. 土样A的密度比土样B的大；2. 土样A的干密度比土样B的大；3. 土样A的孔隙比比土样B的大；性质指土样AB含水率156土粒比重饱和度%50301-7试从定义证明:干密度d 异 Gs w(1 n)1 E湿密度Gs Sre1 e w浮密度'(Gs-1)1 e w1-8在图中，A土的液限为16.0%,塑限为13.0%； B土的液限为24.0%，塑限为

5、 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。1-9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%,塑限为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%为到 达最正确碾压效果，每天共需要加多少水？土坝填筑的饱和度是多少？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

6、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- 4什么叫柔性根底？什么叫刚性根底？这两种根底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？相邻两根底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如下列图为某地基剖面图，各土层的重度及地下水位如图，试求土的自重应力 和静孔

7、隙水应力，并绘出它们的分布图。12 m = IS 5钻土层1 inv堆F水位7= 181 m3 m亠 19 kN/ms粘土层2m£±19?kN/tn1习题2-1附图2- 2如下列图为一矩形根底，埋深1m,上部结构传至设计地面标高处的荷载为P=2106kN，荷载为单偏心，偏心矩为e=0.3m,试求基底中心0,边点A和B 下4m深处的竖向附加应力。2-3o试求甲根底0点下2m深处的竖向附加应力图中尺寸以米计乙2QQ kPa rrrn100 kPa200 kPa习题2-3附图2- 4某挡土墙建于如下列图的地基上，埋深2m尺寸如下列图图中的尺寸以米计o 墙受上部竖向荷载和墙身自重为

8、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：M N点处的竖向自重应力；M N点处的竖向附加应力习题A4附图2- 5某矩形根底长宽分别为3m和2m,根底剖面和地基条件如下列图，试求根底中 点0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 尺寸以米计习;708 kN_ L Se = 0* 2;v H -1| 7=18 kN/m3t三oi1,51 r7i«=20 kN/m3HM2.0AVV*第二早 思考题33- 1何谓达西定律，达西定律成立的条件有哪些？3-

9、 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根本定律推导出的？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，假设经过10秒。由量筒测得流经试样的水量为150cm2，求试样的渗透系数。3- 2某无粘性土的粒径分布曲

10、线如1-28曲线所示，假设该土的孔隙率 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？假设土的孔隙率为 36% 土粒的比重为2.65，贝U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；地外表5-6处会不会发生流土现象？3- 5有一粘土层位于两沙层之间，其中沙层的湿重度kN/m3，饱和重度sat 19.6kN/ m3，粘土

11、层的饱和重度 sat 20.6kN/ m3，土层的厚度如下列图。地下水位保持在地面以下1.5m处，假设下层砂层中有承压水，其测压管水 位高出地面3m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，那么下层砂中的承压水引起的测压管水位应当高出地 面多少米？3m卡亍1一砂： J J7=17.6kN/ma < 地F水位土 :事 <1 ¥7M1 = 19.6kN/m3:层7«i=2O, 6 kN/mJ地面砂上屋习题(45)附图11I* 5 TTI+3m第四章 思考题44- 1引起土体压缩的主要原因是什么？

12、4- 2试述土的各压缩性指标的意义和确定方法。4- 3分层总和法计算根底的沉降量时， 假设土层较厚，为什么一般应将地基土分 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 (e1i e2i)Hi/(1 e1i)或 Si avi pHi /(1 ej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根底埋深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

13、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 土层固结过程中，孔隙水压力和有效应力是如何转换的？他们间有何关系？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某涵闸根底宽6m长沿水流方向18m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 kN /m3，地下水位以下土的饱和重度sat 21kN/m3，根底的埋置深度为1.5m,图的压缩曲线如下列图，试求根底中心点的沉降量。4- 2某条形根底宽1

14、5m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6m,地基由两层粘性土组成，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.根底的埋置深度为3m上层和下层土的压缩曲线如图 A, B 线所示，试求根底两侧的沉降量和沉降差。习轉4- 1附图习眄俪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 试验结果说明，压缩系数av 0.0005kPa1，初始孔隙比为8=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，那么其变形模

15、量E为多少？4-4某均质土坝及地基的剖面图如下列图，其中粘土层的平均压缩系数4iav 24 10-kPa ,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局部所示，设坝体是不远水的。试求： 粘土层的最终沉降量；当粘土层的沉降虽到达12c m时所需的时间；228 kPa地面/1 爭6H6 TT1粘土层=/ * . * -,:砂土层：1200 kPa*«BiU：宀* A习题4- 4附图4-5有一粘土层位于两沙层之间，厚度为 5m现从粘土层中心取出一试样做固 结试验试样厚度为2cm上下均放置了透水石，测得当固结度到达 60% 时需要8m

16、in,试问当天然粘土层的固结度到达 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，经压缩试验得出的压力与稳定孔隙比关系如下：加荷P(kPa) e50100200400K退荷p( kPa)e200100 'XT再加荷P(kPa)e2004008001600 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6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 一地基剖面图如图示，A为原地面，在近代的人工建筑活动中已被挖去2m即现在的地面为B。设在开

17、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。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 ？原地面现地面B-r：7=20 kN/m3Li%_ kr*© f八* 2m ：' * ： ： - ： rr=10kN/m32m:;.妙土层r = lOkN/mJ粘土层破上层*T习题4-7附图氏代r 第五早思考题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那么？何

18、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？试比拟它们的优缺点？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三种实验中的应力一应变、 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某无粘性土的

19、c=0,=30，假设对该土取样做实验，如果对该样施加大小主应力分别为200kFa和120 kPa，该试样会破坏吗？为什么？假设使 小主应力保持原质不变，而将大主应力不断加大，你认为能否将大主应力增 加到400 kFa，为什么？5-2设地基内某点的大主应力为450kFa，小主应力为200kFa，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 kPa1-3 kPauf kPa100

20、2003520032070300460755-5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32，现又对该土进行了固结不排水剪切实验，其破坏时的3 200kFa。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。5-6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-m512010160151905-7某饱和正常固结试样，在周围压力3=150kFa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

21、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。5-8设某饱和正常固结粘土的c 0, ' 30，试计算固结压力3 100kPa时的不 排水强度cu和内摩擦角cu假定Af =15-9设一圆形根底，承受中心荷载，如下列图。地基为深厚的粘土层，湿重重 为 180kN/m 3，饱和容重1 kN /m3，地下水位在地面以下 3m处。在加荷前， 根底中心以下离地面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7m设M点的竖向附加应力,=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,

22、B;(2)假设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K°=0.7，问加荷后M点是否会发生剪切破坏？屮心荷我卫贾茎础7地即地下水位r = l8. 0 kN Z测压管7=21. 0 kN/m"第八早 思考题66- 1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。6- 2试述三种典型土压力发生的条件。6- 3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？6- 4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？6- 5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

23、 什么样的条件下具有相同的计算结果？6- 6试比拟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以下列图所示挡土墙，高5m墙背竖直，墙后地下水位距地表 2m砂土 的湿重度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。填上向习题6-1附图6- 2图示一挡土墙，墙背垂立而且光滑，墙高 10m墙后填土外表水平，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 标和地下水位如下列图，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。11H=3

24、m第偲丹茸3m逻地下木位7=18, 5kN/mft=35*7=20kN/m1习题6-2附图6- 3用朗肯理论计算以下列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。填土g=10kParrn埴护Y=18 kN/ma=10 kPa 护=5 °习题6-3附图填土面墙背竖直光滑8mX72m地下水位7=18 kN/m3 丫环=19. 6 kN/m3 c=10 kPa = 30°6- 4计算以下列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，设习题6-4附图6- 5用库仑公式和库尔曼图解法，分别求以下列图所示挡土墙上的主动吐压力的大6-6载对土压力的影响，当这些堆载

25、离开墙背多远时这种影响就可以忽略不计?局部堆载H习题6 6附图6-7以下列图所示挡土墙，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6-8如下列图的挡土墙，填土情况及其性质指标于图中，试用朗肯理论计算 B, C各点土压力压强的大小及土压力为零点的位置习题6辺附图第七章思考题77- 1控制边坡稳定性的因素有哪些？7- 2为什么说所有计算平安系数的极限平衡分析方法都是近似的方法？由它计 算的平安系数与实际值相比，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异是什么？为什么对同一问题毕肖普法计算的平安系数比瑞典法大？

26、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平安系数不同？ 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 问在干坡或完全浸水时，其稳定平安系数为多少？又问当有顺坡向渗流时土 坡还能保持稳定吗？假设坡比改为 1: 4，其稳定性又如何？7- 2 一均质粘土坡，高20m坡比为1： 3,填土的粘聚力C=10kPa，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平安系数。7- 3 土坡剖面同题7-2，假

27、设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 该滑弧的平安系数。7- 4某挡土墙高7m墙背竖直、光滑，墙后填土面水平，并作用有均匀荷载q=10kPa。填土分两层，土层 !=18kN/m 3， 产20 ， C! =12kFa ;下层位于 水位以下，见以下列图，satkN/m3， 2=26 c2 kPa。试求墙背总那么压力E及 其作用点位置，并绘侧压力分布图。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=5kPa，在坑底以下3m处有一软土薄层，其粘聚力C=1

28、0kPa， 内摩擦角 5 ，试用不平衡推力法计算其平安系数。第八章 思考题88- 1进行地基根底设计时，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标准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假设存在较弱下卧层，为什么要对其进行承载力验算？习题88- 1有一条形

29、根底，底宽b=3m根底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=5kPa，30，试分别求并分析这些结果的差异：f ,和f ,;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；假设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，改根底底宽b=4m根底埋深d=1.5m。粉土地基承 载力特征值fak=90kPa。按标准求地基承载力设计修正后的承载力特征值fa假设取平安系数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，

30、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如下列图的地基荷载情况，试设计根底底面尺寸并进行柔软下卧层承载力的验、M-120 kN-mP=590 kN缺填土1T=i7 kN/tn3P1p111m粉质粘土 山= 104 kPa1 Mhi3mpr谶据质粘土E亠去 T MPa, Xk = 80 kPa5题8-4附图土力学答案第思考题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

31、质量 50%细粒土中粒径 小于0.075 m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，通常是巩固和稳定的。母岩质地不良或经严 重化学风化的残积土，那么大多松软，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、 冰磧土和沼泽土等。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

32、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；冰磧土特征是不 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，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。

33、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。单粒结构比拟稳定，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；分散结构的片状土粒间相互接近于平行排列，粒间以面 -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， 对扰动比拟敏感，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

34、曲率系数Cc来表示。2定义为：Cu血Cc (d30)d10dwd60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唏口 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可用不均匀系数和曲率系数来衡量， 对于 纯洁的砾、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 吸着水是由土颗粒外表电分子力作用吸附在土粒外表的一层水。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 外表愈近电分子引力愈强，愈远，引力愈

35、弱。又可分为强吸着水和弱吸着 水。1-8 离开土颗粒外表较远，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根本类型： 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，当土受到外力作用时，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

36、假设土的饱和度较高，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到达稳定的历时。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、密度和土粒比重是根本指标。1-12相对密实度是以

37、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 emax eoem ax 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、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

38、之差的百分数值去掉百分号称为塑性指数，用 I p表示，取整数，即：I p w w粘性土的状态可用液性指数来判别，其定义为：w Wp w WpIL Wl WpI P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

39、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 含水率的增加到达某一值后，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 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伽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伽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(1) A试样d100.083mm解:d300.317mmCu

40、如仲 11.18d100.083(1) B试样d10Ccd600.928mm(dj0.31721.61d10d600.083 0.9280.0015mm d300.003mm如 0.0066 4 4 d100.0015Ccd60 0.0066mm(d3。)2d10d60°.00320.910.0015 0.00661-2 解： 饱和又知：mmw含水量m =15.3gmS=10.6gSr=1Gsmsmwms竺=0.443=44.3%10.6 孔隙比e鸟Sr孔隙率0.443 2.71.201.21 1.2饱和密度及其重度Gs ew1 e0.54554.5%sat2.7 1.21.77g/

41、cm31 1.2 g 1.7710 17.7kN/m3''g 0.77 10 7.7kN/m3干密度及其重度GS w2.71.03d1.23g / cm1 e11.2ddg1.2310 12.3kN/m30.77g / cm31.77 1.0sat wsat sat浮密度及其重度1-3 解:Gs wd1.51g/cm31 0.062.70 1.010.791.51satmseGsm10.792.7029.3%V 1.60 1001 1 0.06150.9gmwms (29.3% 6%) 150.9 35.2g1- 4 解：mwmwm msmsm msmsm1000ms940g1

42、1 0.06 Id0.16mw讥0.16 940 150g1-5 解:1.773(1) *d1.61g / cm1w1 0.098G2.7 1.0e°-1s w11 0.68dd1.61eo0.68emax e0D remaxmin0.94 0.680.94 0.461/3 Dr 2/3该砂土层处于中密状态。1-6解：1.Gs1 -deGs1 eSr0.15 2.75eA0.8250.52.753dA1.50g / cm10.825Td(1)AdA(1a) 1.50 (1BdB(1b)1.74(1<1 sAB上述表达是错误的。2.7532.a dA1.50g / cm1 0.8

43、2525.2%satGs2.70.540.06 2.680.536eB0.32.681.74g /cm3dB1 0.536'0.15)1.74g/cm30.06)1.84g/cm32.681.74g / cm3dB1 0.5361-7dA dB上述表达是错误的0.15 2.750.50.825eB0.06 2.680.30.536eB上述表达是正确的 证明：(1)msmsVVs VVms /Vs1 Vv/VsGs w1 en e1Gs w1 enGs(1 )Gs w(1 n)叫n)1 -1 nmsVwMNmmsmwVswVssw V/ VsVVsVv1Vv/Vs1 eGs w1w Sr

44、e叫 Vs w 叫Vs w VVs VvmswVsVsGg 1s w ws 1w1 e 1 e1-8 解:0.075伽的粗粒含量大于50%所以Gs w 1d2.72 1.01.650.648对A土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于A 土属于粗粒土； 粒径大于2伽的砾粒含量小于50%所以A土属于砂类，但小于0.075伽的细粒含量为27%在15%- 50%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17伽塑性图上落 在ML区，故A 土最后定名为粉土质砂(SM)。(2) 对B 土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075伽的粗粒含量大于5

45、0%所以B 土属于粗粒土； 粒径大于2伽的砾粒含量小于50%所以B 土属于砂类，但小于0.075 伽的细粒含量为28%在15%- 50%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17伽塑性图上落在ML区，故B 土最后定名为粉土质砂(SC)。(3) 对C 土进行分类 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075伽的粗粒含量大于50%所以C 土属于粗粒土； 粒径大于2伽的砾粒含量大于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，dac和d60分别为0.2 mm，0.45伽和5.6伽因此，土的不均匀系数6虫56 2

46、8d1002土的曲率系数Cc (d/ -0竝 0.18d10d600.2 5.6 由于q 5,Cc 13，所以C 土属于级配不良砾(GP)。1- 9 解：(1)ms2即 d1 *VId2*V2-V1d2V21 1Vd2V2(11)65 20 (1 12%)21.74万方11.7(2)msdV 1.65 3000 4950tmw ms( op ) 4950 (19% 12%)346.5tSr 02°.°% 95% "79.8%e0.648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、气的应力承当作用原理或应力传

47、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当的应力。孔隙应力是指由土中孔隙流体水和气体传递或承当的应力。 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弓I起的土中应力。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，那么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弓I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

48、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根底可以视为柔 性根底。对于一些刚度很大不能适应地基变形的根底可视为刚性根底。柔性根底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；冈I性根底下的基底压力分布随上部荷载的大小、根底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。如果该根底相邻处有另外的荷载，也会对本根底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

49、， 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当的应力。孔隙应力是指由土中孔隙流体水和气体传递或承当的应力。静孔隙水应力：uo rwhw习题22-1 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:cz002-2cz1山18.5 2 37kPaIcz22h237 18 1 、cz2102 h2'2h2' 55cz3102 h2'2 h2''3 h3cz4102 h2小''3h3uo55kPa土的最大静孔隙水应力

50、为:解：F/ P G P(20 10) 1 65kPa65 (19 10) 3 92kPa'4h492 (19.5 10) 2 111kParwhw 10 6 60kPa基底压力:基底静压力:©AdPmaxpminPn210620PminDdR P求O点处竖向附加应力yb %5 24KSpn 4 0.25 lb 13由:由:由:maxzo1zo2zo40.56 3 1 2466kN2466 (1 6-0) 178.1kPa3695.9kPa95.9Pmin17 1.0 78.9kPa178.1 95.9%578.9 78.9kPa01.582.2kPaKS 0.2500Kt1

51、 0 Kt2 0.25002K21.52 0.252K 2zo3 2Kt22n zb 01.582 220.55kPa2z04 120kPa82 20.2520.55kPa2Ks40.2500由:m lb61.54nzb 41.5 27KS 0.1036zA12KsPn2 0.103678.916.35kPa由:m lb1.560.25 nzb 46 临Kt 0.0695zA22 Kt Pt2 0.069582.211.4258kPazAzA1zA216.3511.4258 27.78kPaz0z03求A点下4m处竖向附加应力z01z02求B点下4m处竖向附加应力由：zB1m lb2KsPnn

52、 zb 431.332 0.1412 78.9 22.28kPaKS 0.1412zB20.1412由:zB3m lbKt1号0.0585zB2心2号0.082682 25.80kPa2n zb 43 1.33 心82.22.39kPa282.23.39kPa0.0585 Kt2 0.0826zB zB1 zB2 zB3 zB42-3 解：2-4 解：求自重应力zM ihhi'h2 19 4 (20 9.8) 1 86.19kPazN zM3'h3 86.19 (18.5 9.8) 3 112.26kPaAVV*第二早 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：RewVd/ °3-