土力學(xué)課后習(xí)題答案(清華大學(xué)出版社)

1、第一章實(shí)用文檔.1-1 :3:V=72cm m= m s= G sm mis那么： w 129.1 121.5 6.3%ms121.5129 1 一 一 3 129-1*10 17.9KN /mg 3wg 2.72 叱1 *10V1.7月B么w 20.1 10 10.1KN /m3當(dāng)Sr 75%時(shí)，mwwVVSr 1.0*0.7*75%0.525g72satms121.52.745cm3Vs 724527cm3nmsatsatgVwVV msr g1.0*27 121.53*10 20.6KN / m372satw 20.610 10.6KN/320.1KN /mmwms0.5252.7219

2、.3%mwmsg0.525 2.72 *101.719.1KN /m312153121*10 16.9KN /m372sat1-2 :G=2.72設(shè) Vs=1cm3 s 2.72g / cmms 2.72gms 2.723d dg sg *10 16KN/m3 d d V 1.71-3 :msmwV挖347dV 1.70*10 *8*1013.6*10 kgmsw 13.6*10 7*20%2.72*10 7kgmsmw13.6*10 72.72*10 71.92*10 385000m31-4 : 甲：1P wL wP 40 25 15設(shè)Vs 1則mss*Vs 2.7gmw 2.7*30%0.

3、81g又因?yàn)镾r 100%VVmw 0.81wms mw 2.7 0.813s w 1.94g / cmVs Vw 1 0.81g 19.4KN/m3ms- -2.7- 1.48g / cm3Vs Vw 1.81”dg 14.8KN /m3Vv 0.81Vs 乙:Ip Wl wp 8設(shè) Vs 1 則 mssVs 2.68gmw msw 2.68*22%0.4796g則 VV 0.4796cm32 2.68 0.4796 2.14g/cm3Vs Vv1 0.4796g 2.14*10 21.4KN /m3ms2.6831.84g / cmVs Vw1.4796dg 1.84*10 18.4KN

4、/m3VV 0.4796Vs那么1、4正確1-5 :Gs w1 e那么Gs wSrdwGse彳 2.7*11 1 0.591.7022%*2.71 85%0.59所以該料場(chǎng)的土料不適合筑壩，建議翻曬,使其含水率降低。1-6 :Dr( d d min ) d max( d maxd min ) d式中Dr=0.73dmax 1.96g / cmd min， 一 .31.46g / cm那么可得:1.78g/cm31-7 :設(shè)S=1 ,那么乂 Sh h那么 Vw mw 2.7h*28%那么壓縮后:ms VsGs 2.7hmw msw 2.7h*28%Vs Vw 2.7h*28% h 1.95 月B

5、么 h 1.11cmhV 2.0 1.11 0.89cmVvhV0.89 0.8Vs h1.111-8 :w wn 45 25甲：Il 也工5 1.33 流塑狀態(tài)wL wp 40 25 w Wc 20 25乙：Il 也工50.33 堅(jiān)硬半周態(tài)wL wp 40 25I p Wl wp 15屬于粉質(zhì)粘土中液限粘質(zhì)土乙士較適合作天然地基1-9 :鼻53 26 0.31 0.75 屬非活性粘土P0.002 甲55_LpE_ 70 35 1.3 1.25 屬活性粘土P270.002乙乙 1乙土活動(dòng)性高，可能為伊利石，及少量的高嶺石，工程性質(zhì)乙土的可能較第二章2-1 解：根據(jù)滲流連續(xù)原理，流經(jīng)三種土樣的滲

6、透速度v應(yīng)相等，即VbvC根據(jù)達(dá)西定律，得：Raa RBb RC LALBLChA: hB : hC 1:2:4又1/ hAhBhC 35cmhA 5cm, hB 10cm,兒 20cmhA3V kAA 1*10 cm/sLAV加 7K V*A*t=0.1cm32-2 解：Gs 1 icr1 e 2-3 解：2.70 11 0.581.0761土樣單位體積所受的滲透力h j 1*w 工1*9.8*20306.53NicrG12030,Ji icr12.72 1- 1.055e1 0.630.667那么土體處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生流土現(xiàn)象h3當(dāng)i 臨時(shí)，會(huì)發(fā)生流土破壞，即icr時(shí)h L*icr 3

7、0*1.055 31.65cm ci水頭差值為32cm時(shí)就可使土樣發(fā)生流土破壞2-4 解：1hA 6m, hC 7.5m, hB hAhC 6.75m 2rw* h3j rw*i 3.675kN/mh2假設(shè)要保持水深1m, i 0.625L而 Q Akv 20*10*1.5*10 8*0.625 1.875*10 6m3/s故單位時(shí)間內(nèi)抽水量為1.875*10 6m3/s2-5 :解:GseGs esat 二w 二 ，川icrGs 11 e1e 1ei crGs e (1 e)1 eGs e1 esat 1又丫sat粘土sat砂層，故只考慮sat粘土就可以3icrsat粘土 1 2.04 1

8、1.04g/cm又，icr那么h 1.38故開挖深度為7.5 (h 3)4.5 h336m時(shí)，基坑中水深至少才能防止發(fā)生流土現(xiàn)象h上上N n 1 h 0.267icrsat2i均0.2672.510.10682-6 :解：1地基中滲透流速最大的不為在等勢(shì)線最密集處，故在第二根流線上(5 1)m 八0.267 m16 10.4L 0.66734v ki 1*10 *0.44*10 cm/s那么i均icr故地基土處于穩(wěn)定狀態(tài)3q M q Mk h 5*1*10 5*0.267 1.335*10 5m2/s2-7 :解：1 H 3.6m,h -H1436 0.257m14q M q Mk h6*1.

9、8*10 4 *0.257 2.776*10 4 m3 / s 1.666*10 2 m3 / min icr 上空 1 185 1 0.888rwrw9.8h 0.257i - L 0.5Licr0.888Fs與i 0.5140.514,故 i1.73icr ,不可能發(fā)生流土破壞第三章土體中的應(yīng)力計(jì)算3-1 :解:41.0m：s11Hl 1.70*10*3 51kpa40.0m：s2s12H25138.0m：s3s23H36035.0m：s4s34H 477水位降低到s1 51kpa(1.90 1.0)*10*160kpa(1.85 1.0)*10*2 77kpa(2.0 1.0)*10*3

10、107kpas2s1 2H2 51 1.90*10*170kpas3s23H3 70 1.85*10*188.5kpas4s34 H4 88.5 1.82*10*3143.1kpa3-2:解：偏心受壓:e 0.2mpmax6e百)700一（1 106*0.21078.4kNpmin61.6kNH cos tan Fc 由于是中點(diǎn)，故Fsc1.097H sin Jz(m)n=z/B均布荷載p=三角形荷載p水平附 加應(yīng)力總附加 應(yīng)力（T kPaK(TK(T01020406080101012014020203-3:解：1可將矩形分為上下兩局部，那么為 2者疊加m ,n ,查表得 K,zo 2K *B

11、 B2可將該題視為求解條形根底中線下附加應(yīng)力分布，上部荷載為50kN/狀的均布荷載與100 kN/m2的三角形荷載疊加而成。3-4:解：只考慮B的影響：用角點(diǎn)法可分為4局部，L1,zm1 1.5,n1 0.5411X1 0.237381 B1m2"3,n2二1,得K20.203482 B2m3 - 2,我1 ,得 K3 0.199983 B384 zm41,n4一1,得K40.175285 B4z (K1 K2 K3 K4)2.76kN/m2只考慮A:為三角形荷載與均布荷載疊加2m 1,n 1, K1 0.1752, z1 K1 1 0.1752*100 17.52kN/m2K2 0

12、.0666, z2 K2 2 0.066*100 6.6kN / m2z1 z2 24.12kN/m2那么 z總 2.76 24.12 26.88kN/m23-6:解:1不考慮毛細(xì)管升高:深度zmi(TkN/m2)ukN/m2)/kN/m2)02048(上72.4+20.4*4=1548下72.4+20.4*4=15410*9.8=9856122毛細(xì)管升高深度zni(TkN/m2)ukN/m2)(T / kN/m2)9.8*-1.5=-14.72048（上8下10*9.8=98123-7:解:點(diǎn)(TkN/m2)ukN/m2)(T / kN/m2)A 101BC3-8:解:試件飽和，那么B=1可

13、得A uA1一 0.5 13sats(1 w)1 ww32g / cm由圖可知，未加載前M點(diǎn)總應(yīng)力為:豎直向:粉粘 砂Hi粉粘H2 1.8*10*22*10*3296kN / m2孔隙水壓力為：u12wH2 1.0*10*330kN/m2有效應(yīng)力：1 u 66kN/mx3 x3 Ux399.6kN / m水平向：x1 K0 1 0.6*66 39.6kN/m222ux1u1 30kN / m , x1 ux1 x1 69.6kN / m(2)加荷后，M點(diǎn)的豎直向附加應(yīng)力為：z Ksp 0.5*100 50kN/m2水平向附加應(yīng)力為：x 0.3 z 0.3*50 15kN/m2在加荷瞬間，上部荷

14、載主要有孔隙水壓力承當(dāng)，那么：豎直向：21 z 96 50 146kN/m22u2 u1z 30 50 80kN / m22 u2 146 80 66kN / m2水平向：ux2 u2 80kN / m2 2 x2 K0 2 0.6*66 39.6kN/m22x2 x2 ux2 119.6kN / m3土層完全固結(jié)后，上部荷載主要由有效應(yīng)力局部承當(dāng)2豎直向：31 z 96 50 146kN/m2u3 u1 30kN / m 231 z 66 50 116kN/m2z水平向：ux3 u3 30kN / m2x3 K0 3 0.6*116 69.6kN/m2 X3 0 34Ko0.6,即 x 0.

15、61 ,、 c cp (z x) 0.82 1 q -( z x) 0.2 2 0.25P第四章4-1 :解:試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，e w-s 0.278*2.70.7506Sr1此過程中，土樣變化 s 2.0 1.980.02cm初始孔隙比ee s/ H01 s/ H00.7506 0.02/2.00.7681 0.02/2.0孔隙比e e0(1e0)s0.768 (1 0.768)* 0.768 0.884s2.0200kPa時(shí)，si 2.0 1.990 0.01cm, e0.768 0.884*0.01 0.7592當(dāng) 2 300kPa 時(shí),2.0 1.970 0.03cm, s0.768 0.8

16、84*0.03 0.7415ea2 34-4 :解：0.7592 0.74151000.18MPa(1) 兩根底中心點(diǎn)沉降量不相同(2) 通過調(diào)整兩根底的H和B,可使兩根底的沉降量相近調(diào)整方案有：方案一：增大 B2使B2 2B1 ,那么附加應(yīng)力 p0乙 p0甲而Ksz乙 Ksz甲，故可能有z乙P0乙Ksz乙z甲方案二：使B2 B1,那么Ksz乙 Ksz甲，即增加H1或減小H2方案三：增大B2,使B1 B2 2B1,同時(shí)，減小H2或增大H1(3) 方案三較好，省原料，方 便施工(4) 5:解：1t=0, t=4個(gè)月，t=無(wú)窮大時(shí)土層中超靜水壓力沿深度分布如下圖2由圖可知4個(gè)月時(shí)ut 45.3%T

17、v U2t *0.453 2 0.161 44Cv TvH- 39.22m2/年當(dāng)Ut 90%時(shí)，Tv0.933lg(1 Ut) 0.085 0.9331g0.1 0.085 0.848 t喈嘿F 1-7-4-6 :解:1Sa-AH0.25MPa1 0.8*240 kN/m2*10m0.33mCvk(1e)0.2靠北NX 14*/年TvCMH2t14.69m2/年2100m*1年0.146928()TvUt 1 e 40.4359那么 St Ut*S 0.142m2當(dāng) St 0.2m時(shí)，Ut 且絲 0.6061S 0.33查表有：Tv 0.293tTvH2Cv0.392*100m214.69m

18、2/年1.99年 2年故加荷歷史2年地面沉降量可達(dá) 20cm第五章 土的抗剪強(qiáng)度5-2=30°解：由剪破面與大主應(yīng)力面交角 60°60 ° =a =45° +/2得由試樣到達(dá)破壞狀態(tài)的應(yīng)力條件：200kpa2 ,i3 tan (45/2) 2ctan(4531 tan2 (45/ 2) 2ctan(451 500KN / m23 100KN/m2則 c 100/ .3 57.7KN /m2法向應(yīng)力：(13)/2 ( 1剪應(yīng)力： (13) *sin2 /2/2)/2)3)*cos 2 /2 300 200*( 0.5)200* . 3 / 2 173kpa

19、5-3解：1求該點(diǎn)主應(yīng)力值1 260kpa3 90kpa2該點(diǎn)破壞可能性判斷, c=0175 852,_2,_1f3m tan2(45/2) 90*tan 2 (45 15 ) 2701m 260kpa90kpa改用式：3f 1m tan2 (45/2) 260*tan 2(45 15 ) 86.673，該點(diǎn)未剪破3當(dāng)。值增加至 60KN/m2時(shí) 2 , _、 1f 3 tan (45/2) 236.7 271kpa2 , _、 2,_，_、_3f 1mtan (45/ 2) 271*tan (4515 ) 90.33 3m3175 96,則 3 79kpa, 1 271kpa)即實(shí)際的小主應(yīng)

20、力低于維持極限平衡狀態(tài)所要求的小主應(yīng)力，故土體破壞5-4Ccu 17.5kpa, cu 16解：1繪總應(yīng)力圓圖如下由圖可量得，總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo):2計(jì)算有效應(yīng)力 11 u 145 31 114kpa360 31 29kpa 122855173kpa,31005545kpa 131092218kpa,31509258kpa 1401 120 281kpa, 3200 120 80kpa繪有效應(yīng)力圓圖如下由圖可量得：c 7.5kpa,323破壞主應(yīng)力線如上圖中的虛線表示：可得 a 7kpa, 27.41,、,1, _/一sin (tan ) sin (tan 27.4 ) 31.2c a 7 8.18

21、kpacos cos31.25-5解：1礫砂粘聚力c=03 x . ( z一x)2 2235021501002 ( 100)2 250 100 21 250 1002 391.4kpa, 3 250 100 2 108.6kpaM點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)，那么sin 1 3 sin 1 0.5656 34.4132求大主應(yīng)力方向:tan2100*2 彳1z x 350 1502245 ,22.5由于破裂面與最大主應(yīng)力面成45° +/2的夾角，故:45/2 22.54534.4/2 84.7滑裂面通過M點(diǎn)的方向如圖:5-6解：U 3 A( 13)Ui 50 0.2*85 67kpaU2 10

22、0 0.2*83 116.5kpaU3 150 0.2*87 167.4kpa試件：33u133kpa, 11 u1 118kpa試件：33u233.4kpa, 11 u2 116.4kpa試件：33u332.6kpa, 11 u3 119.6kpa5-7解：由圖可知Cusin(3c ctg ) sin*13一-c cos C13Cu即 12Cu3Cu (Cu 3 )sin c cossin 3 c cos1 sin5-10解：b 3等于常量，增大b 1直至試件剪切破壞當(dāng)開始固結(jié)P當(dāng)開始剪切時(shí),(T132 3223等于常量3,qq q 2cli1212p-q坐標(biāo)上的三軸試驗(yàn)應(yīng)力路(T1等于常量

23、，減小(T徑為：3直至試件剪切破壞,固結(jié)同剪切過程，b 1為常量6-1 :解:靜止土壓力系數(shù):主動(dòng)土壓力系數(shù):被動(dòng)土壓力系數(shù):靜止土壓力:Eo主動(dòng)土壓力:Ea被動(dòng)土壓力:Ep20時(shí):主動(dòng)土壓力系數(shù)為:主動(dòng)土壓力：Ea6-2:解:1K a atan2 (45第六章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力KoKaKp1212121 sin0.357paqKa2 , _tan (452 , _tan (45H2Ko2H Ka2H Kp/2) 0.217/2) 4.680.33kN /m48.8kN /m1035kN /mKa 0.1992H Ka 44.775kN/m/2)0.455水a(chǎn) 2c Ka20*0.455 1

24、8*0.455 z2*16,0.4558.19z 12.5pa21Ea -Pz(H2作用點(diǎn)在2=處3Z0)0.5*36.64*(61.53) 81.9z0 1.53m6-4:解:查表得：Ka0.236水位以上土壓力:PazKa 水位以下土壓力:Pa(z1.5)KaHR結(jié)果如下:zpa主動(dòng)土壓力分布圖水壓力：Pww(z Hi)結(jié)果如下：水壓力分布圖z23pw 05154525356-5:解：cos2 ()Ka () 0.7552sin( )*sin( ) 2cos *cos( )*1 cos( )*cos( )12Ea H2Ka qHKa 278.142 2方向與水平向呈64度角，指向墻背；作用

25、點(diǎn)為梯形面積重心土坡穩(wěn)定分析=0第七章7-1 :解：滲流出段內(nèi)水流的方向平行于地面故9 i tan 0.364 土坡的穩(wěn)定平安系數(shù)0.755F V coswiVsin()tans/V sinwiV cos( )7-2 :解：從無(wú)限長(zhǎng)坡中截取單寬土柱進(jìn)行穩(wěn)定分析，單寬土柱的平安系數(shù)與全坡相同土柱重量：W H沿基面滑動(dòng)力：T Wsin沿基面抗滑力：R W cos tan粘性土的粘聚力：F c*l cb/coscR Fc W cos tan cb / cos Fs TWsin又 Fs 1.0，則 H 7.224m7-3 :解:satGs(1 w)3*g 19.31kN/m0.342h btan is

26、ins b / cosJ Aj H wi 9.8*4*0.34213.41kN平安系數(shù)：FsH cos tanH sin J1.097第八章8-1 :解：(1)根底寬度、根底埋深和粘聚力同時(shí)增加 1倍時(shí)，地基的承載力也增加1 倍，地基的承載力隨根底寬度、根底埋深和粘聚力成倍增長(zhǎng)，隨著內(nèi)摩擦 角的增加，N, N, N增加很大，承載力也增大很多。(2)對(duì)砂土地基，其c=0,這時(shí)根底的埋深對(duì)極限承載力起重要作用，假設(shè)此時(shí)根底埋深太淺D<0.5B，地基的極限承載力會(huì)顯著下降1(3) 由極限承載力公式 Puv 9Nq cNc - BNr可知，根底寬度的增加會(huì)引起承載 q2力的增加。8-2 :解：均

27、布荷載 q D 19*2 38kN/m2查表可得 Nr 1.51,Na 4.65，N 10.0 Iqc極限承載力1 12Rh BNr qNq cNc *19*3*1.5138*4.65 10*10299.4kN/m22 q28-3 :解：1地基產(chǎn)生整體剪切破壞時(shí)，-1 一 一PU 2 BNr qNq cNc查表得：Nr 5.0,Nq 7.5,Nc 18.0 IqcFu 1(19.2 9.8)*2.4*5.018.4*2*7.58*18.0476.4kN / m22局部剪切破壞時(shí)： B 一 一 2 一FU Nr qNq -cNc2 3查圖 8-18 可得：Nr 0.5,Na4.0,NC 12.0iqcFU 1*(19.2 9.8)*2.4*0.518.4*2*4.08*12.0248.84kN/m28-5 :解:1天然容重：0 1.79*9.817.54kN/m3浮容重：(1.96 1)*9.8 9.41kN/m32求公式8-57中承載力系數(shù)Ncctgctg 23.14*ctg25ctg25 3.14/2 -25*2