土力学老师的答案课件

作业2.3原状土样的密度为1.85g/cm3,含水量为34%,土粒比重为2.71,试求土样的饱和密度、有效密度、饱和重度和有效重度。(先导公式后求解)。作业2.3原状土样的密度为1.85g/cm3,含水1解：解：2土力学老师的答案课件32.5完全饱和粘土试样的含水量为30%，土粒比重为2.73，液限为33%，塑限为17%，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义该粘性土的分类名称和软硬状态。2.5完全饱和粘土试样的含水量为30%，土粒比重为2.734解：因为Ip<17为粉质粘土。因为0.75<Il<1,粘土处于软塑状态。解：因为Ip<17为粉质粘土。因为0.75<Il<1,粘51.8无粘性土的颗粒分析见下表，试定出土的名称。粒径mm10-22-0.50.5-0.250.25-0.075<0.075相对含量(%)4.512.435.533.514.1碎石土、砂土、粉土、粘性土。碎石土:粒径d>2mm的颗粒含量超过全重50%的土。砂土：粒径d>2mm的颗粒含量不超过全重的50%，且粒径d>0.075mm的颗粒超过全重50%的土。名称粒组含量

砾砂粒径大于2mm的颗粒超过全重25%~50％

粗砂粒径大于0.5mm的颗粒超过全重50％

中砂粒径大于0.25mm的颗粒超过全重50％

细砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85％

粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50％

1.8无粘性土的颗粒分析见下表，试定出土的名称。粒径mm16第3章土的渗透性及水的渗流

3.8渗透试验装置如图所示，砂1的渗透系数k1=2e-1cm/s,砂2的渗透系数k2=1e-1cm/s，砂样截面积A=200cm2,求：(1)砂1与砂2界面处测压管水头高于右端水面多少？(2)砂1与砂2界面处的渗流量q多大？？3040402060第3章土的渗透性及水的渗流3.8渗透试验装置如图所示7解：(1)通过砂1与砂2界面处渗流量q相等q1=q2

水通过砂1的水头损失为20cm,所以砂1与砂2界面处测压管水头高于右端水面20cm。(2)q1=q2=vA=20cm3/s解：水通过砂1的水头损失为20cm,所以砂1与砂2界面处83.11为一板桩打入透土层后形成的流网。知透水层深18m,渗透系数k=3e-4mm/s,板桩打入土层表面以下9.0m。求(1)图中a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；(2)地层的单位渗流量。

图2－16习题2-113.11为一板桩打入透土层后形成的流网。知透水层深18m9H=H1-H20H1H2不透水层lbabcdefghH=H1-H20H1H2不透水层lbabcdefgh10解：总水头损失：h=9-1=8m;(2)地层的单位渗流量解：总水头损失：h=9-1=8m;(2)地层的单位渗流量114.10条形基础宽为2m,梯形分布荷载p01=200kPa,p02=100kPa,求基础中点下及边缘两点下3m、6m深度处的σz1532644.10条形基础宽为2m,梯形分布荷载p01=200kP12(b)=+=+(a)O=1/2O=2O=O能把它当做条形荷载来计算吗？(b)=+=+(a)O=1/2O=2O=O能把它当做条形荷载13中点下3m条形：z/b=1.5,x/b=0,sz=0.4,σz1=100X0.4=40kPa.荷载2，3z/b=3,t=2X(0.0476+0.0511)=0.197σz23=50X0.197=9.85kPa荷载4条形基础，z/b’=3,,x/b‘=0.5,sz=0.2,σz4=50X0.2=10kPaσ3=40＋9.85＋10=59.85kPa4231中点下3m423114100kPa点下3m条形1：z/b=1.5,x/b=0.5,sz=0.33,σz1=100X0.33=33kPa.三角形荷载z/b=1.5,t=(0.0753+0.0715)=0.1468σz2=100X0.1468=14.68kPaσz=33＋14.68=47.68kPa4231100kPa点下3m423115100kPa点下3m条形1：z/b=1.5,x/b=0.5,sz=0.33,σz1=100X0.33=33kPa.三角形荷载z/b=1.5,t2=(0.0987+0.0889)=0.1876σz2=100X0.1876=18.76kPaσz=33＋18.76=51.76kPa4231100kPa点下3m423116两个矩形基础的形状相似，垂直分布荷载强度相同，判断下面结论的正误1、甲基础面积比乙基础大一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍2、甲基础的宽度比乙基础宽一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍3、甲基础的宽度比乙基础大一倍，则甲基础中点下2Z深度处的附加应力与乙基础中点下Z深度处的附加应力相同测试题：两个矩形基础的形状相似，垂直分布荷载强度相同，判断下面结论的17比较三种情况下哪种情况A点的应力最大？AE1E21、E1=E22、E1>E23、E1<E2比较三种情况下哪种情况A点的应力最大？AE1E21、E1=E18对如图所示的条形基础，作用有均布荷载p。已知A（基础中心点）和B两点以下4m处的垂直附加应力分别为zA=54.9kPa和zB=40.9kPa。求C点以下4m和8m处的垂直附加应力是多少？测试题：1、附加应力计算法ABC50m4mpM20.45，13.725

要求：不许查表对如图所示的条形基础，作用有均布荷载p。已知A（基础中心点）19第5章作业第5章作业20在如图所示的厚10m的饱和粘土层表面瞬时大面积均匀堆载p0，若干年后用测压管分别测得土层中的孔隙水压力uA=51.6kPa、uB=94.2kPa、uC=133.8kPa、uD=170.4kPa，uE=198.0kPa题1：10m不透水岩层p0=1500kPaABCDE2m2m2m2m2mEs=5.5MPak=5.1410-8cm/s地下水位1）试估算此时粘土层的固结度，并计算此粘土层已固结了几年？2)再经过5年，则该粘土层的固结度将达到多少？粘土层在该5年内产生了多大的压缩量？沉降量、固结度计算法在如图所示的厚10m的饱和粘土层表面瞬时大面积均匀堆载p0，211）固结度计算：150.0S超静孔压=2(31.6+54.2+73.8+90.4+98)

/2=598S初始超静孔压=150031.654.273.890.498.0超静孔压初始超静孔压20406080100静水压ABCDE测管压力=静水压+超静孔压51.694.2133.8170.4198.0Ut=1-598/1500=0.601沉降量、固结度计算法1）固结度计算：150.0S超静孔压S初始超静孔压=1500222）固结年限计算：Ut=0.601思路：Ut

Tv

t查表Tv=0.29t=3.25年沉降量、固结度计算法2）固结年限计算：Ut=0.601思路：UtTvt232）后续沉降量计算：思路：t

Tv

Ut

S

St查表Ut=0.861t=3.25年+5年=8.25年后5年产生的沉降量St=(0.861-0.601)27.3=7.1cm沉降量、固结度计算法2）后续沉降量计算：思路：tTvUt查表Ut=24沉降量、固结度计算法论题2：地表下有一厚10m的饱和粘土层，饱和容重sat=18kN/m3，底面承受15m水头的承压水。若地面瞬时施加一大面积均匀堆载p0=50kPa，1）讨论粘土层中渗流的方向？2）计算100天内单位土层表面（1m2）排出的水量？3）求100天时A点的孔隙水压力和有效应力？15m10m砂层p0=50kPaAcv=2.8310-3cm2/sk=5.1410-8cm/s地下水位5m沉降量、固结度计算法论题2：地表下有一厚10m的饱和粘土层，251）粘土层中的渗流方向？地下水位15m静水头10m151555超静水头渗流方向总水头10152015t=0三、方法讨论沉降量、固结度计算法1）粘土层中的渗流方向？地下15m静水头10m151555超26地下水位15m

>t>01）粘土层中的渗流方向？静水头10m1515渗流方向00

超静水头

总水头分界点三、方法讨论沉降量、固结度计算法地下15m>t>01）粘土层中的渗流方向？静水头10m1271）粘土层中的渗流方向？地下水位15m静水头10m151500

超静水头渗流方向

总水头101515总渗流=稳定渗流+固结渗流t=三、方法讨论沉降量、固结度计算法1）粘土层中的渗流方向？地下15m静水头10m151500282）计算100天单位面积（1m2）的渗流量？总渗流量Q=稳定渗流量Q稳定+固结渗流量Q固结Q稳定=vAt=kiAt=2220.5cm3Q固结=0.5StA=SUtA=0.59.10.3510000=15925cm3总渗流量Q=2220.5+15925=18145.5cm3Q固结=粘土层孔隙压缩的一半三、方法讨论沉降量、固结度计算法2）计算100天单位面积（1m2）的渗流量？总渗流量Q=293）计算100天时A点的孔隙水压力和有效应力？u总=u静+u超静=75+47.7=122.7kPau静=7.5∙10=75kPa有效应力=-u总=50+185-122.7=17.3kPau总=u静+u超静三、方法讨论沉降量、固结度计算法3）计算100天时A点的孔隙水压力和有效应力？u总=u静+30第7章作业O13有效应力f6.8正常固结粘土不固结不排水试验，Cu=20kPa,同一土样进行固结不排水试验，有效应力强度指标c＝0,＝300，求土样不排水条件下破坏时的有效大主应力和有效小主应力。第7章作业O13有效应力f6.8正常固结316.10粘土试样固结不排水试验有效应力强度指标c＝24kPa,＝220，求试样在围压σ3=200kPa下进行固结排水试验，破坏时的大主应力。

6.10粘土试样固结不排水试验有效应力强度指标c＝24k32对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得c=0，=30，问：课堂讨论题1：强度指标计算1）若试样先在周围固结压力3=100kPa下固结，然后关闭排水阀，将3增大至200kPa进行不固结不排水试验，测得破坏时的孔隙压力系数A=0.5，求土的不排水抗剪强度指标；对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得c=0，33uf2001f

=200+1fa）固结(排水)：3=1=100kPau=0b）不固结

(不排水)：3=1=200kPau1=100kPac）剪切破坏时

(不排水)：3=200kPa1f=200+1fuf=u1+u=100+0.51f31f3=100-0.51f1f=100+0.51f1f=100kPau=0cu=50kPa30uf2001f

=200+1fa）固结(排34对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得c=0，=30，问：2）若试样在周围压力3=200kPa下进行固结不排水试验，试样破坏时的主应力差1-3=165kPa，求固结不排水总应力强度指标、破坏时试样内的孔隙水压力及相应的孔隙水压力系数、剪切破坏面上的法向总应力和剪应力。对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得c=0，35uf2001f

=200+16531f30a）总应力强度指标：b）破坏时的孔隙水压力：uf=A(1-3)f=165A3=200-165A1f=365-165Ac）剪切破坏面上的法向总应力和剪应力：真正破裂面A=0.712uf=117.5kPa3=82.5kPa1f=247.5kPan=n+uf=241.3kPauf2001f

=200+16531f36课堂讨论题2下左图为某种土固结不排水试验的结果，试验的固结围压力为3，请在下右图中定性绘出该试验的总应力和有效应力路径，并标出A、B和C点的位置ppqq峰值Kf线残余强度Kf线3uoAB+-C课堂讨论题2下左图为某种土固结不排水试验的结果，试验的固结围37uAqAqBuBuoABC总应力路径分析1）起点为O，倾角为45º的直线2）A点和B点的位置可由峰值和残余强度qA和qB确定;

也可由Kf线和孔压uA和uB确定3）总应力路径为O-A-BppqqO(3,0)qAAuAuBqBBuAqAqBuBuoABC总应力路径分析1）起38ppqqO(3,0)1）起点为O，总应力路径平移孔压u2）A点和B点的位置可由峰值和残余强度qA和qB和Kf线确定；也可由总应力路径和uA和uB确定3）有效应力路径为O-A-B有效应力路径分析uoABCAqABqBpqqO(3,0)1）起点为O，总应力路径平移391）总应力路径O-A-B2)有效应力路径为O-A-B

两者水平距离为孔压u3）两线交点为C=CppqqO(3,0)AB总应力和有效应力路径分析uoABCBAC=C1）总应力路径O-A-BpqqO(3,0)AB40作业2.3原状土样的密度为1.85g/cm3,含水量为34%,土粒比重为2.71,试求土样的饱和密度、有效密度、饱和重度和有效重度。(先导公式后求解)。作业2.3原状土样的密度为1.85g/cm3,含水41解：解：42土力学老师的答案课件432.5完全饱和粘土试样的含水量为30%，土粒比重为2.73，液限为33%，塑限为17%，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义该粘性土的分类名称和软硬状态。2.5完全饱和粘土试样的含水量为30%，土粒比重为2.7344解：因为Ip<17为粉质粘土。因为0.75<Il<1,粘土处于软塑状态。解：因为Ip<17为粉质粘土。因为0.75<Il<1,粘451.8无粘性土的颗粒分析见下表，试定出土的名称。粒径mm10-22-0.50.5-0.250.25-0.075<0.075相对含量(%)4.512.435.533.514.1碎石土、砂土、粉土、粘性土。碎石土:粒径d>2mm的颗粒含量超过全重50%的土。砂土：粒径d>2mm的颗粒含量不超过全重的50%，且粒径d>0.075mm的颗粒超过全重50%的土。名称粒组含量

砾砂粒径大于2mm的颗粒超过全重25%~50％

粗砂粒径大于0.5mm的颗粒超过全重50％

中砂粒径大于0.25mm的颗粒超过全重50％

细砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85％

粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50％

1.8无粘性土的颗粒分析见下表，试定出土的名称。粒径mm146第3章土的渗透性及水的渗流

3.8渗透试验装置如图所示，砂1的渗透系数k1=2e-1cm/s,砂2的渗透系数k2=1e-1cm/s，砂样截面积A=200cm2,求：(1)砂1与砂2界面处测压管水头高于右端水面多少？(2)砂1与砂2界面处的渗流量q多大？？3040402060第3章土的渗透性及水的渗流3.8渗透试验装置如图所示47解：(1)通过砂1与砂2界面处渗流量q相等q1=q2

水通过砂1的水头损失为20cm,所以砂1与砂2界面处测压管水头高于右端水面20cm。(2)q1=q2=vA=20cm3/s解：水通过砂1的水头损失为20cm,所以砂1与砂2界面处483.11为一板桩打入透土层后形成的流网。知透水层深18m,渗透系数k=3e-4mm/s,板桩打入土层表面以下9.0m。求(1)图中a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；(2)地层的单位渗流量。

图2－16习题2-113.11为一板桩打入透土层后形成的流网。知透水层深18m49H=H1-H20H1H2不透水层lbabcdefghH=H1-H20H1H2不透水层lbabcdefgh50解：总水头损失：h=9-1=8m;(2)地层的单位渗流量解：总水头损失：h=9-1=8m;(2)地层的单位渗流量514.10条形基础宽为2m,梯形分布荷载p01=200kPa,p02=100kPa,求基础中点下及边缘两点下3m、6m深度处的σz1532644.10条形基础宽为2m,梯形分布荷载p01=200kP52(b)=+=+(a)O=1/2O=2O=O能把它当做条形荷载来计算吗？(b)=+=+(a)O=1/2O=2O=O能把它当做条形荷载53中点下3m条形：z/b=1.5,x/b=0,sz=0.4,σz1=100X0.4=40kPa.荷载2，3z/b=3,t=2X(0.0476+0.0511)=0.197σz23=50X0.197=9.85kPa荷载4条形基础，z/b’=3,,x/b‘=0.5,sz=0.2,σz4=50X0.2=10kPaσ3=40＋9.85＋10=59.85kPa4231中点下3m423154100kPa点下3m条形1：z/b=1.5,x/b=0.5,sz=0.33,σz1=100X0.33=33kPa.三角形荷载z/b=1.5,t=(0.0753+0.0715)=0.1468σz2=100X0.1468=14.68kPaσz=33＋14.68=47.68kPa4231100kPa点下3m423155100kPa点下3m条形1：z/b=1.5,x/b=0.5,sz=0.33,σz1=100X0.33=33kPa.三角形荷载z/b=1.5,t2=(0.0987+0.0889)=0.1876σz2=100X0.1876=18.76kPaσz=33＋18.76=51.76kPa4231100kPa点下3m423156两个矩形基础的形状相似，垂直分布荷载强度相同，判断下面结论的正误1、甲基础面积比乙基础大一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍2、甲基础的宽度比乙基础宽一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍3、甲基础的宽度比乙基础大一倍，则甲基础中点下2Z深度处的附加应力与乙基础中点下Z深度处的附加应力相同测试题：两个矩形基础的形状相似，垂直分布荷载强度相同，判断下面结论的57比较三种情况下哪种情况A点的应力最大？AE1E21、E1=E22、E1>E23、E1<E2比较三种情况下哪种情况A点的应力最大？AE1E21、E1=E58对如图所示的条形基础，作用有均布荷载p。已知A（基础中心点）和B两点以下4m处的垂直附加应力分别为zA=54.9kPa和zB=40.9kPa。求C点以下4m和8m处的垂直附加应力是多少？测试题：1、附加应力计算法ABC50m4mpM20.45，13.725

要求：不许查表对如图所示的条形基础，作用有均布荷载p。已知A（基础中心点）59第5章作业第5章作业60在如图所示的厚10m的饱和粘土层表面瞬时大面积均匀堆载p0，若干年后用测压管分别测得土层中的孔隙水压力uA=51.6kPa、uB=94.2kPa、uC=133.8kPa、uD=170.4kPa，uE=198.0kPa题1：10m不透水岩层p0=1500kPaABCDE2m2m2m2m2mEs=5.5MPak=5.1410-8cm/s地下水位1）试估算此时粘土层的固结度，并计算此粘土层已固结了几年？2)再经过5年，则该粘土层的固结度将达到多少？粘土层在该5年内产生了多大的压缩量？沉降量、固结度计算法在如图所示的厚10m的饱和粘土层表面瞬时大面积均匀堆载p0，611）固结度计算：150.0S超静孔压=2(31.6+54.2+73.8+90.4+98)

/2=598S初始超静孔压=150031.654.273.890.498.0超静孔压初始超静孔压20406080100静水压ABCDE测管压力=静水压+超静孔压51.694.2133.8170.4198.0Ut=1-598/1500=0.601沉降量、固结度计算法1）固结度计算：150.0S超静孔压S初始超静孔压=1500622）固结年限计算：Ut=0.601思路：Ut

Tv

t查表Tv=0.29t=3.25年沉降量、固结度计算法2）固结年限计算：Ut=0.601思路：UtTvt632）后续沉降量计算：思路：t

Tv

Ut

S

St查表Ut=0.861t=3.25年+5年=8.25年后5年产生的沉降量St=(0.861-0.601)27.3=7.1cm沉降量、固结度计算法2）后续沉降量计算：思路：tTvUt查表Ut=64沉降量、固结度计算法论题2：地表下有一厚10m的饱和粘土层，饱和容重sat=18kN/m3，底面承受15m水头的承压水。若地面瞬时施加一大面积均匀堆载p0=50kPa，1）讨论粘土层中渗流的方向？2）计算100天内单位土层表面（1m2）排出的水量？3）求100天时A点的孔隙水压力和有效应力？15m10m砂层p0=50kPaAcv=2.8310-3cm2/sk=5.1410-8cm/s地下水位5m沉降量、固结度计算法论题2：地表下有一厚10m的饱和粘土层，651）粘土层中的渗流方向？地下水位15m静水头10m151555超静水头渗流方向总水头10152015t=0三、方法讨论沉降量、固结度计算法1）粘土层中的渗流方向？地下15m静水头10m151555超66地下水位15m

>t>01）粘土层中的渗流方向？静水头10m1515渗流方向00

超静水头

总水头分界点三、方法讨论沉降量、固结度计算法地下15m>t>01）粘土层中的渗流方向？静水头10m1671）粘土层中的渗流方向？地下水位15m静水头10m151500

超静水头渗流方向

总水头101515总渗流=稳定渗流+固结渗流t=三、方法讨论沉降量、固结度计算法1）粘土层中的渗流方向？地下15m静水头10m151500682）计算100天单位面积（1m2）的渗流量？总渗流量Q=稳定渗流量Q稳定+固结渗流量Q固结Q稳定=vAt=kiAt=2220.5cm3Q固结=0.5StA=SUtA=0.59.10.3510000=15925cm3总渗流量Q=2220.5+15925=18145.5cm3Q固结=粘土层孔隙压缩的一半三、方法讨论沉降量、固结度计算法2）计算100天单位面积（1m2）的渗流量？总渗流量Q=693）计算100天时A点的孔隙水压力和有效应力？u总=u静+u超静=75+47.7=122.7kPau静=7.5∙10=75kPa有效应力=-u总=50+185-122.7=17.3kPau总=u静+u超静三、方法讨论沉降量、固结度计算法3）计算100天时A点的孔隙水压力和有效应力？u总=u静+70第7章作业O13有效应力f6.8正常固结粘土不固结不排水试验，Cu=20kPa,同一土样进行固结不排水试验，有效应力强度指标c＝0,＝300，求土样不排水条件下破坏时的有效大主应力和有效小主应力。第7章作业O13有效应力f6.8正常固结716.10粘土试样固结不排水试验有效应力强度指标c＝24kPa,＝220，求试样在围压σ3=200kPa下进行固结排水试验，破坏时的大主应力。

6.10粘土试样固结不排水试验有效应力强度指标c＝24k72对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得c=0，=30，问：课堂讨论题1：强度指标计算1）若试样先在周围固结压力3=100kPa下固结，然后关闭排水阀，将3增大至200kPa进行不固结不排水试验，测得破坏时的孔隙压力系数A=0.5，求土的不排水抗剪强度指标；对某正常固结粘性土试样进行三轴固结不排水试验，得c=0，73uf2001f

=200+1fa）固结(排水)：3=1=100kPau=0b）不固结

(不排水)：3=1=200kPau1=100kPac）剪切破坏时

(不排水)：3=200kPa1f=200+1fuf=u1+u=100+0.51f31f