土力学2-6章课后习题答案

1、土力学 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，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、干密度与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:V21.7mW72.4961.28ms61.2832.54ms61.2832.54m39%V21.772.49 32.54，31.84g/cm31.32g/cm兰 1.06910.492-3、某原状土样的密度为1.85g/cm3,含水量为34% 土粒相对密度为2.71，试 求该土样的饱和密度、有效密度和有效重

2、度先推导公式然后求解解:(1)satmsVvWVmmsmwmw设ms 1V 1msdsmsVsms1Vs WdsWdsW1111W有dsWWsat11ds 11.852.71 111.87g/cm31dsW1 0.342.71msVsWmsVSWVVWVVW(2)VVsatW1.87130.87g / cm(3)iig 0.87108.7kN / cm或satsatg1.871018.7kN/cm3satW18.7108.7kN / cm3satdsds1VSVvw2- 4、某砂土土样的密度为1.77g/cm3,含水量9.8%, 土粒相对密度为2.67，烘 干后测定最小孔隙比为0.461，最大

3、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)mSmWms ms整理上式得1 1 o.。98 2*67 11.7710.656(2)emaxDrmaxemin0.943 0.6560.595 (中密)0.943 0.4612- 5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为 30% 土粒相对密度为2.73，液限为 33%塑限为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。VVW解：eV S Wd SVS WVsds 0.30 2.730.819satIlmsVmsVv w3317302.7310.8191.50g

4、/ cm31 0.3 2.73 11.95g/cm310.81916查表，定名为粉质粘土Ip17160.81查表，确定为软塑状态第三章3- 8、某渗透试验装置如图3-23所示。砂I的渗透系数k112 10 cm/s ;砂 的渗透系数k21 10 1cm/s，砂样断面积A=200cm2，试问:(1) 假设在砂I与砂U分界面出安装一测压管，那么测压管中水面将升至右端水面以上多咼？(2) 砂I与砂U界面处的单位渗水量 q多大?解：(1) k1 60 h2 A k2 -h2 A整理得L1L2,60k160 2 101门h2TT 40cmk1 k22 10 1 1 101所以，测压管中水面将升至右端水面

5、以上:60-40=20cm(2) q2 k2i2A k2 上 A 1 10 12L240 200 20cm3/s4020E，试求试样的渗透系数。解：khiInA(t2 b)h2-0.42430 4454ln直 1.4 101005 cm/ s3-11、图 3-24为一板桩打入透水土层后形成的流网。透水土层深18.0m,渗透系数k 310 4mm/s，板桩打入土层外表以下9.0m，板桩前后水深如图中所示。试求：(1) 图中所示(2) 地基的单位渗水量。a、b、c、d、e各点的孔隙水压力;解：(1) Ua 0w 0kPaUb9.088.2kPaUc18勺.Dm18.0m137.2kPa0Hi眛?尹

6、中疔*5辛打不透水层Ud1.09.8kPaUe0kPa(2)qk i A 3 10 718 912 10 7m3/sD=75mm,在L=200mm 渗流途径上3- 9、定水头渗透试验中，渗透仪直径的水头损失h=83mm，在60s时间内的渗水量Q=71.6cm3，求土的渗透系数。解：k 71 % 206.5 10 2cm/sA h t _ 7.52 8.3 6043-10、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，经时段7分25秒观察 水位差为100cm,试验时的水温为第四章4- 8、某建筑场地的地层分布均

7、匀，第一层杂填土厚1.5m， 17kN/m3 ;第层粉质黏土厚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% ;第四层粉土厚 3m,19.5kN/m3Gs2.72 ,27% ;第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力并绘出c沿深度分布图。解：(1)求1WSVS WWSVS WGSWWVWWsWwa上式得：1239.19kN /m ,38.20kN /m3,(2)求自重应力分布C11 hi1.51725.5kPac水1h12h25.5 19 0.535.0kPac2c水2 4h3

8、5.0 9.193.567.17kPac3c23 h367.178.20 8132.77 kPac4c34 h 4132.779.71 3161.90kPa4不透水层c4W 3.5 8.0 3.0306.9kPa349.71kN/m ,W GS 1GS WGS WGs 1Gs 14-9、某构筑物根底如图4-30所示，偏心距1.31m，根底埋深为2m,底面尺寸为4mX2m。试求基底平均压力p和边 缘最大压力pmax,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图解：在设计地面标高处作用有偏心荷载680kN，(1)全力的偏心距eG e F 1.311.31 680彳rt .31mI68OKN设片地曲706804

9、0.891m20(2)Pmaxmin6e因为16e16 0.8911 1.337出现拉应力故需改用公式pmax2 F G 2 6804 2 2013b e243 2 0.8912301kPa3平均基底压力10008125kPa 理论上100010003 1.09 2150.3kPa 或-Pmax2301150.5kPa 实际上4- 10、某矩形根底的底面尺寸为 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点与2点下各3.6m深度M1点与M2点处的地基附加应力z值。F 13

10、00解：1基底压力2.4 1.2 20 149kPa4Pb2查表得 C0.143ll 3.6m,b 2m,1.8小块1.8b 查表得 C 0.129 z 3.64-11、某条形根底的宽度为2m,在梯形分布的条形荷载基底附加压力下， 边缘P0max=200kPa, P0min = 100kPa,试求基底宽度中点下和边缘两点下各 3m与6m深度处的Z值。解:Po均丝卫0 150kPa中点下 3m处x zx 0m,z 3m,b 陀 1.5，查表得c 0.396z 0.396 15059.4kPa6m处0m,z叫0, 3，查表得0.2080.208 15031.2kPa边缘，梯形分布的条形荷载看作矩形

11、和三角形的叠加荷载3m处：矩形分布的条形荷载：0.吒321.5，查表c矩形0.334z 矩形 0.334 10033.4kPa三角形分布的条形荷载$ 10*31.5，查表 t1 0.734, t2 0.9382z 三角形 10.0734* 1007.34kPaz 三角形 20.0938*1009.38kPa所以，边缘左右两侧的z为z1 33.4 7.3440.74kPa6m处：矩形分布的条形荷载z2 33.49.3842.78kPa0.5,z -3，查表 c 矩形 0.198b b 2z 矩形 0.198 10019.8kPa三角形分布的条形荷载-10,- 6 3，查表 t1 0.0476,

12、t2 0.0511b b 2z三角形10.0476* 1004.76 kPa所以，边缘左右两侧的z为z1 19.8 4.7624.56kPaz2 19.8 5.1124.91kPaz三角形20.0511* 1005.11kPa第六章6-11、某矩形根底的底面尺寸为 4mK 2m,天然地面下根底埋深为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/卅和应力kPa均至一位小数，并 分别按分层总和法的单向压缩根本公式和规 X修正公式计算根底底面中点沉降量(P00.75fak)。Z7TWtft Y= IKkN旳J；酚质

13、粘土G 2.72tr1 - 31 %y = 18.2kN/m36,2,71u- 4U%最钻穿解：1、分层总和法单向压缩根本公式又，粉质黏土的18.2kN /m3，Gs 2.71，40%(1)求WsVs wWsVs wGsWWw Gs 1Gs 1VWWsWwGS WGS WGs 119.1kN/m3，Gs 2.72，31% 和淤泥质黏土的所以 分别为9.2kN/m3和8.2kN/m32地基分层1.4280kNG G Ad 20 4 2.5基底平均压力9?4 i2okPa2.5 4基底处的土中附加应力PoP co 12025.294.8kPa基底面下第一层粉质黏土厚 4m,第二层淤泥质黏土未钻穿，

14、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：C18 10.425.2kPa1点：C25.29.2 134.4kPa2点：C34.49.2 143.6kPa3点：c43.69.2 152.8kPa4点：c52.88.2 161.0kPa5点：c61.08.2 169.2kPa6点：c69.28.2 177.4kPa(4)地基竖向附加应力z的计算根底与其上回填土的总重计算根底中心点下由根底何载引起的附加应力z，根底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 z。占八、l/bz/mz

15、/bcz01.6000.25094.811.610.80.21581.521.621.60.14053.131.632.40.08833.441.643.20.05822.051.6 n54.00.04015.261.664.80.02911.0(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确实定，见表1。(7) 地基压缩层深度确实定15.213.84kPa,不够6m 深 处 0.2 C 0.2 77.415.48kPa点八、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 e1i压后e2i沉降量0025.294.811.034.481.5

16、29.888.2118.0土样0.8210.7613322.043.653.139.067.3106.34-10.8180.7692733.052.833.448.243.391.50.8080.7741944.061.022.056.927.784.6土样4-20.8000.7821055.069.215.265.118.683.70.7960.783766.077.411.073.3910.7816z1115.48kPa，可以。表 1 分层总和法单向压缩公式计算的沉降量8根底的最终沉降量如下：nssi 33 27 19 10 7 6 102mmi12、规 X 修正公式

17、计算分层厚度取 1m 1计算 p0分层深度自重平均C附加平均自重+附加曲线压前e1i压后e2i压缩模量1.029.888.2118.0土样0.8210.7612.682.039.067.3106.34-10.8180.7692.503.048.243.391.50.8080.7742.304.056.927.784.6土样4-20.8000.7822.775.065.118.683.70.7960.7832.576.073.3910.7812.35同分层总和法一样， p0 pC0 12025.294.8kPa2 分层压缩模量的计算 3 计算竖向平均附加应力系数当 z=0

18、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 1mX 围内 4* 0.2395 0.958 详见下表。Z(m)l/bz/bz(z )i-( z )i-1Esi1s i1Si580.9580.9582.6834343161.66320.7052.502760282.10840.4452.3018799882.39520.2872.77108951.64.00.51762.5880.1932.577965442.72640.1382.3561024确定计算深度由于周围没有相邻荷载，根底中点的变形计算深度可按以下简化公式计算:zn b 2.50.4lnb 2.5 2.50.