土力學(xué)河海大學(xué)第二版所有章節(jié)完整課后習(xí)題答案

1、土力學(xué)（河海大學(xué)第二版）所有章節(jié)完整答案第一章土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類解：(1) A試樣d60 = 0.928mmd10 = 0.083mmd30 = 0.317mmCude。0.928 =11.18 d100.083Cc(d30)0.31721.61 d10d600.083 0.928B試樣d10 = 0.0015mmd30 = 0.003mmd60 二 0.0066mm1-2Cud60d100.00660.0015 一 4.4Cc(d30)20.003= 0.91 d10d600.0015 0.0066解：已知:=15.3gms =10.6gGs =2.70/飽和又知：mr = m含水量

2、一 二 153106=47g二皿=竺=0.443=44.3%ms 10.6孔隙比=0. 4432/ 2 0Sr 1.0孔隙率e 1 20.54 5二 5 4.5%1 e 11.2飽和密度及其重度P t=Gs*esag2.71.231.70 cm1 1 . 2=1. 77 1=01I7N7 m /浮密度及其重度八sat- T1. 7 7- 1. 0w g = 0. 7 7 =1 0 干密度及其重度、Gs w 2.71.0d 1 . 21 e 11.2©. c m / k7l 7m /cm3d 二訂 g =1. 23 1乂 *n. m3 /1-3 解:1 亠一11.6031.51g /

3、cm1 0.06=2 一仁 2.70 1.0 _仁 0.791.51'satGs必=29.3%2.70ms 一 1 空叫50.9g1 0.06叫=(29.3%-6%) 150.9 =35.2g1-4解:msmm ms= mjm.ms10001 0.06二 940g1-5解:(1)- de01 ws -1?d-0. 1 61.771 0.098Gs1940 gl 5 0= 1.61g / cm32.7 1.011.61= 0.68 sate00.68Gs2.7-25.2%emax 一 倉0.94-0.680.54 emax _emin0.94 - 0.46/ 1/3：Dr：2/3該砂土層

4、處于中密狀態(tài)。1-6解:1. T 'd GS ；?.Sr-eA0.15Sa0.52.75Z.7082542.8.5361.50g / cm310.825?dB0 . 32.681 0.536二 1.74g /cm3'd(1')='dA(1a) =1.50 (1 0.15) =1.74g/cm3訂=1B1= 1. 7 4 (10. 0 6g c1m8 4 /"A ： : B二上述敘述是錯(cuò)誤的。2 7532. /©a1.50g/cm1+0.825"d A ： " d B. 上述敘述是錯(cuò)誤的。c0.15X2.753. v eA0

5、.825'dB彈1.74 g/cm310.5360.50.06 2.68 =0.5360.3eA - d二上述敘述是正確的。1-7 證明：(1)?dms 二 二V _Vs Vv _ 1 Vv /Vsmisms/Vs，sGs'w1nG -1尸二 Gs 譏)=Gsw(1-n)1 e1丄1 - nms1 Vv/VsGs，wwBe GsSre-w宀=ms_Vs：w一Vmsms-Vs 幾VsVs VvGs -11Vv1-8 解：(1) 對(duì)A 土進(jìn)行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于 0.075伽的粗粒含量大于50%，所以 A 土屬于粗粒土； 粒徑大于2伽的礫粒含量小于50%,所以A土屬

6、于砂類，但小于0.075 伽的細(xì)粒含量為27%,在15%50%之間，因而A土屬于細(xì)粒土質(zhì)砂； 由于A土的液限為16.0%,塑性指數(shù)Ip =16-13=3，在17伽塑性圖上落 在ML區(qū)，故A 土最后定名為粉土質(zhì)砂(SM)。(2) 對(duì)B 土進(jìn)行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075伽的粗粒含量大于50%，所以B 土屬于粗粒土； 粒徑大于2伽的礫粒含量小于50%，所以B 土屬于砂類，但小于 0.075 伽的細(xì)粒含量為28%，在15%50%之間，因而B 土屬于細(xì)粒土質(zhì)砂； 由于B 土的液限為24.0%,塑性指數(shù)Ip =24-14=10，在17伽塑性圖上 落在ML區(qū)，故B 土最后定名為粉土質(zhì)砂(

7、SC)。(3) 對(duì)C 土進(jìn)行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075伽的粗粒含量大于50%,所以C 土屬于粗粒土； 粒徑大于2伽的礫粒含量大于50%，所以C土屬于礫類土； 細(xì)粒含量為2%少于5%該土屬礫； 從圖中曲線查得d10 , d30和d60分別為0.2 mm, 0.45 mm和5.6 mm因此，土的不均勻系數(shù)c廠魚=56 =28di0022 2 土的曲率系數(shù)Cc二如 四 0.18d10d600.2沢5.6 由于Cu5,Cc =13，所以C 土屬于級(jí)配不良礫(GP)。1-9 解：(1)- 口引二叫2即：d1 也=d2 V2pV1 =仇 V 21 1. 7V _ PdzVQP 1)_1

8、. 65 20+(1 1 22%)萬方(2)ms = 6V 二 1.65 3000 二 4950t-mw= mo可;)=4 9 5 0(1-9 %12%)te亠十亙十2十0.648?d?d1.652 0.0%95 %0.6483第2章土體壓力計(jì)算2-1如圖所示為某地基剖面圖，各土層的重度及地下水位如圖，求土的自重應(yīng)力 和靜孔隙水應(yīng)力。OABCDE2m3行18.5kN/m 3.1mb地下水位1m3Y18kN/m3Yat=20kN/m3mYat=19kN/m 32mYat=19.5kN/m解：各層面點(diǎn)自重應(yīng)力計(jì)算如下:O 點(diǎn)：二cz =0kPaA 點(diǎn)：二 cz =也=18.5 2 = 37.0kP

9、aB 點(diǎn)：二cz=®hi2h2 =18.5 2 18 1 = 55.0kPaC 點(diǎn)：二cz =302h23h3=18.5 2 18 1 10 1 =65.0kPaD 點(diǎn)：二2m3h34h4 -18.5 2 18 1 10 1 9 3=92.0kPaE 占：rcz =%h1 +2h2 +丫3花 +y；h4 +丫冷5 =18.5X2+18X1+10X1+9X3+ 9.5X2 丿點(diǎn)、：= 111.0kPa各層面點(diǎn)的靜孔隙水應(yīng)力如下：0、A、B 點(diǎn)為 0;E 點(diǎn)：二二 wh =10 (1 3 2) =60kPa繪圖如下：自重應(yīng)力（kPa）靜孔隙水應(yīng)力（kPa）2-2某矩形基礎(chǔ)，埋深1m,上部

10、結(jié)構(gòu)傳至設(shè)計(jì)地面標(biāo)高處的荷載為 P=2106kN, 荷載為單偏心，偏心距e=0.3。求基底中心點(diǎn)、邊點(diǎn)A和B下4m深處的豎向附加應(yīng)力解：Fv=P+G=2106+360=2466 kN2106 0.32466=0.26m ：丄6Fv=1.0mPmaxFlbPminFvlb6e 24666 0.261(1)=172.6kPal 6 366e 24666 0.26、1(1 -)=101.4kPal 6 36(2) 基底附加應(yīng)力:Pmax = Pmax ；'od =172.6 171 =155.6kPaPmin =Pmin - od =101.4-17 1=84.4kPa22引起，附加應(yīng)力系數(shù)

11、及附加應(yīng)力值見下表。A點(diǎn)豎向附加應(yīng)力：可認(rèn)為有矩形均布荷載pn和三角形荷載Pt兩部分引起,即：FPnPmin =84.4kPaFFPt = pmax - pmin - 155.6 - 84.4 71 .2kPa附加應(yīng)力系數(shù)及附加應(yīng)力值見下表。附加應(yīng)力計(jì)算表O點(diǎn)B點(diǎn)A點(diǎn)何載型式矩形均布矩形均布矩形均布三角形分布l (m)3361.5b (m)1.531.56z (m)4444l/b2140.25z/b2.66671.3332.66670.6667Ks (查表 2-2)0.08600.13770.10480.0735(查表 2-3)色計(jì)算式4KsPn2KsPn2KsPn2Kt2pt17.6910.

12、47az (kPa)41.2833.0528. 162-3甲乙兩個(gè)基礎(chǔ)，它們的尺寸和相對(duì)位置及每個(gè)基底下的基底凈壓力如圖所 示，求甲基礎(chǔ)0點(diǎn)下2m處的豎向附加應(yīng)力。解：甲基礎(chǔ)O點(diǎn)下2m處的豎向附加應(yīng)力由基礎(chǔ)甲、乙共同引起，計(jì)算中先分別 計(jì)算甲、乙基礎(chǔ)在該點(diǎn)引起的豎向附加應(yīng)力，然后疊加。（1）甲基礎(chǔ)在0點(diǎn)下2m處引起的豎向附加應(yīng)力：由于O點(diǎn)位于基礎(chǔ)中心，荷載為梯形荷載，在 O點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力和梯形荷載平均得的均布荷載相等，即可取pn=（100+200）/2=150kPa由圖可知：l=1m，b=1m, z=2m故：l/b=1.0, z/b=2.0查表2-2的附加應(yīng)力系數(shù)為：Ks=0.0840所以，

13、基礎(chǔ)甲在O點(diǎn)以下2m處引起的豎向附加應(yīng)力為：二cz1 =4Kspn =4 0.0840 150=50.4kPa（2）乙基礎(chǔ)在O點(diǎn)下2m處引起的豎向附加應(yīng)力：Oobdf44210.50.231546.3obcgP 4P 22210.1999P 39.98oaef422210.199939.98oahg222110.175235.04° z2 = ° zobdf D zobcg ° zoaef * ° zoahg1.380點(diǎn)下2m處引起的豎向附加應(yīng)力：；z - ； zi 亠 z2 = 50.4 1.38 =51.78kPa2-4n解：(1)%zM 八 ihi

14、 =19 4 10 1 =86kPai 4n二CZN = = ；'ihi =19 4 10 1 8.5 3=111.5kPai經(jīng)(2)求偏心距：Fv x = Fv 3.83 - Fh 3.5x3.83-Fh 3.5 *83 一巴 3.5 =3.83 一50 3.5=2.605mFvFv1000所以，偏心距1±6eL100J1±69395LJ blb丿6'、-6 丿 iPmin232.5 kPa100.8=6 -2.605 = 0.395m ：b =1.0m2 6Pmaxb e 二2求基底壓力：求基底凈壓力:Pmax 二 Pmax - 0d = 232.5 -

15、19 2 =194.5kPaFPmin 二 Pmin - °d =100.8 -19 2 =62.8kPa附加應(yīng)力系數(shù)及附加應(yīng)力計(jì)算表:M點(diǎn)N點(diǎn)條形均布荷 載三角形荷載條形均布荷 載三角形荷載x0606b6666z3366x/b0101z/b0.50.511Ksz (查表 2-6)0.479-0.409-Ktz (查表 2-7)-0.353-0.25061 =KsSn (kPa)30.08-25.69-j-Ktk (kPa)-46.49-32.936 =生1 +bz2 (kPa)76. 5758. 622-5題略n解：（1）自重應(yīng)力：二冊(cè)=為齊h =18 1 10 1.5=33kPa

16、n二CZN 八ihi =18 1 10 1.5 9.6 2 =52.2kPai呂（2）豎向附加應(yīng)力：偏心距： -Pe°707 0.20.17m ：丄=0.5mP+G 707 +3沃2減1漢206基底壓力：PmaxP Glb707 3 2 1 20Pmin基底凈壓力:爲(wèi)士皿 L；184.7丿 91.0kPaPmax = Pmax - 0d =184.7 -18 1 = 166.7kPaPmin =Pmin 一 od=91.°-18 1=73.0kPa附加應(yīng)力： 可按均布荷載考慮,O2m3mM點(diǎn)1 *'點(diǎn)''ll1.5"""

17、v1.5b11z1.53.5l/b1.51.5竝 吐 二 166.7 730 二n9.9kPa2 2附加應(yīng)力計(jì)算如下表：z/b1.53.5Ks (查表 2-2)0.14610.0479bcz=4KsPn (kPa)70.0722.97(3)靜孔隙水應(yīng)力：二 wm = wh=10 1.5=15kPa；wN 二 wh =10 (1.5 2.0) =35kPa第3章土的滲透性3-1已知：A = 120cm2, AH = 50cm, L=30cm , t = 10S, Q=150cm3，求 k。 Q150解: k =匕二理二 120 10 = 0.075cm/si巴50L303-2已知：n = 38%

18、, Gs= 2.65。土枇t獨(dú)d伽m圖28例題1-7附圖解：(1)由圖1-28查得：d10 =0.32mm; d60 = 3.55mm; d70 = 4.90mm可得：G，6° =3.55 =11.1 5d100.32d = ,：d70d10 =4.90 0.32 = 1.25mm查圖1-28得小于粒徑1.25mm的土粒百分含量為：P= 26%2 0.3 - n 3n1 + n0.3 0.38 3 0.3821-0.38= 0.570 =57.0%則 P<0.9Pop=51.3%所以，該土為管涌型(2)查圖1-28得：icr= 2.2Gs -1 1 - n2生d20d5 = 0

19、.15mm ； d?。=0.80mm= 2.2 2.65-11 -0.38 2= 0.260.803-3已知：n = 36%, Gs= 2.65。解：(1)查圖1-29可得，d10 = 0.22mm; d60 = 5.62mmJ則：Cu =如二562 =25.55 5 d100.22由圖1-29可知，土樣C為級(jí)配不連續(xù)土。從圖中查得小于粒組頻率曲線谷 點(diǎn)對(duì)應(yīng)粒徑的土粒百分含量為：P=43%>35%所以，土樣C為流土型。(2) icr=Gs11 ni； =：2.65-11 0.361=1.0563-4已知：Gs=2.68，n=38.0%，相鄰等勢(shì)線間的水頭損失為 Ah=0.8m，h2=2m

20、，sat =20kN/m，發(fā)生流土的臨界水力梯度icr=1.04解：（1） b點(diǎn)在倒數(shù)第三根等勢(shì)線上，故該點(diǎn)的測(cè)壓管水位應(yīng)比下游靜水位高rr hb =2、'、-h = 1.6m。從圖中量測(cè)得b點(diǎn)到下游靜水位的高差為hb3.53m則，b點(diǎn)測(cè)壓管中的水位高度為Ffthw =hb hb =13.53 1.6 =15.13m所以，b點(diǎn)的孔隙水應(yīng)力為：u ”whw 胡0 15.13 =151.3kPa其中，由下游靜水位引起的靜孔隙水應(yīng)力為：Fu 二 whb =10 13.53 =135.3kPa而由滲流引起的超靜孔隙水應(yīng)力為：Vhb =10 1.6=16kPab點(diǎn)的總應(yīng)力為：廠-wh2 sat

21、hb -h2 匸 10 22013.53 -21=250.6kPa所以，b點(diǎn)的有效應(yīng)力為：u = 250.6 T51.3 = 99.3kPa(2)從圖中查得網(wǎng)格5,6,7,8的平均滲流路徑長度為 X = 3.0m，而任一網(wǎng)格的 水頭損失為Ah=0.8m,則該網(wǎng)格的平均水力梯度為i h = 08 =0.27 :：: icr -1.04 L 3.0所以，地表面5-6處不會(huì)發(fā)生流土。3-5已知：Y砂=17.6kN /m要使粘土層發(fā)生流土，則粘土層底面的有效應(yīng)力應(yīng)為零，即F 匚2= ；丁2_ u2 = 0k P au2 =；：2=117.6kPa所以，粘土層底面的測(cè)壓管水頭高度應(yīng)為，u2h2- = 1

22、1.76mw貝U,粘土層底面的承壓水頭應(yīng)高出地面為11.76-6.0=5.76mo第4章土的壓縮與固結(jié) 4-1解：(1)由l/b=18/6=3.0<10可知，屬于空間問題，且為中心荷載，所以基底 昇sat砂=19.6kN /m3, -at粘=20.6kN /m3,地下水位以上砂土層厚h1=1.5m，地下水位以下砂土層厚 h2=1.5m，粘土層厚h3=3.0m。解：由圖可知，粘土層頂面測(cè)壓管水位為0 =1.53 = 4.5m (以粘土層底面作為高程計(jì)算零點(diǎn))；粘土層底面測(cè)壓管水位為h2 =3 1.5 1.59.0m(1) 粘土層應(yīng)力計(jì)算： 粘土層頂面應(yīng)力：總應(yīng)力：二 1 =砂 hsat砂

23、h2 =17.6 1.5 19.6 1.5 = 55.8kPa孔隙水應(yīng)力：q 二他 -h3)=10 (4.5-3) =15.0kPaF有效應(yīng)力： - q = 55.8 -15.0 = 40.8kPa粘土層底面應(yīng)力：總應(yīng)力：二2 二砂hsat砂h2sat粘h3 =17.6 1.5 19.6 1.5 20.6 3 = 117.6kPaF孔隙水應(yīng)力：U2 二 wh2 =10 9.0 = 90.0kPar有效應(yīng)力：匚2 _2 - u2 =117.6 - 90.0 = 27.6kPa壓力為P 10800=100kPa基底凈壓力為Pn 二 p - 0d =100 -19.1 1.5 =71.35kPa(2

24、) 因?yàn)槭蔷|(zhì)粘土，且地下水位在基底下1.5m處，取第1分層厚度為H1=1.5m,其他分層厚度 Hi=3.0m(i>1 )。(3) 求各分層點(diǎn)的自重應(yīng)力(詳見表1)(4) 求各分層點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力(詳見表1)表1各分層點(diǎn)的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力計(jì)算表(l=9m,b=3m)占八、號(hào)自重應(yīng)力附加應(yīng)力Hi%(kPa)zzi/bl/bKs(查 表 2-2)j = 4KsPn(kPa)01.528.650:03 :0.250071.3513.045.151.50.5030.239168.2426.078.154.51.5030.164046.8139.0111.157.5:2.503 :0.10643

25、0.36412.0144.1510.53.5030.072120.58(5)確定壓縮層厚度由表1可知，在第4計(jì)算點(diǎn)處匚z/= =0.14”： 0.2，所以，取壓縮層厚度為 10.5m。(6) 計(jì)算各分層的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力(詳見表2)。(7) 由圖4-29根據(jù)p.=和P2i =%ziJ分別查取初始孔隙比e1i和壓縮 穩(wěn)定后的孔隙比e2i (結(jié)果見表2)。表2各分層的平均應(yīng)力及其孔隙比層 號(hào)層 厚(m)平均自重 應(yīng)力P1i =°zci(kPa)平均附 加應(yīng)力azi(kPa)加荷后的總應(yīng)力Pz =%i +J(kPa)初始孔 隙比e1i壓縮穩(wěn)定后 的孔隙比e2i0-11.536.9

26、069.80106.700.9280.8001-23.061.6557.53119.180.8710.7852-33.094.65 :38.59133.240.8140.7613-43.0127.6525.47153.120.7710.729(8)計(jì)算地基的沉降量。c 4 e1i -e2m0.928 0.800廠c丄'0.8710.785 丄 0.814 0.761 丄S =乙 H j =乂 150 十 十十匚 1+內(nèi)1 +0.928'、 1 + 0.8711 + 0.8140 771 _0 729、'1 +0.771 P300=9.96 + (0.0460+0.029

27、2 + 0.023» 300 = 3963-4-2解：屬于平面問題，且為偏心荷載作用，偏心距e=1.0<b/6=2.5,所以基底壓力為：e1rP2 1Pma/2250 厶丄 6"、 210 = 1 ±i =漢 1土 | =丿 kPaPmin ： b I b 丿 15 I 15 丿.90 基底凈壓力為Pn = Pmin - 0d = 90 -19 3 = 33kPaPt = Pmax - Pmin =210 -90 =120kPa(2) 因?yàn)榈鼗蓛蓪诱惩两M成，上層厚9m,基礎(chǔ)埋深3m,地下水位埋深6m， 因此上層粘土分為兩層，層厚均為 3m,下層粘土各分層后

28、也取為3m。(3) 求各分層點(diǎn)的自重應(yīng)力(基礎(chǔ)側(cè)邊 1下的計(jì)算詳見表1,基礎(chǔ)側(cè)邊2下 的計(jì)算詳見表2)。(4) 求各分層點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力(基礎(chǔ)側(cè)邊 1下的計(jì)算詳見表1,基礎(chǔ)側(cè)邊 2下的計(jì)算詳見表2)。表1基礎(chǔ)側(cè)邊1下各分層點(diǎn)的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力計(jì)算表占八、自重應(yīng)力附加應(yīng)力均布荷載二角形何載附加 應(yīng)力 合力(kPa)號(hào)Hi%z(kPa)zz/bKzs(查 表 2-6)° z = Ks Pn(kPa)Kzt(查 表 2-7) z = Kt p(kPa)0357.0000.50016.500.0030.3616.8616114.030.20.49816.430.0617.3223.7529

29、144.060.40.48916.140.11013.2029.34312177.090.60.46815.440.14016.8032.24表2基礎(chǔ)側(cè)邊2下各分層點(diǎn)的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力計(jì)算表占八、自重應(yīng)力附加應(yīng)力均布荷載二角形何載附加 應(yīng)力 合力(kPa)號(hào)Hi%z(kPa)zz/bKzs(查 表 2-6)。z = Ks Pn(kPa)Kzt(查 表 2-7)(kPa)0357.0000.50016.500.49757.4873.9816 :114.03：0.20.49816.430.43752.4468.8729 I144.06(0.40.48916.140.37945.4861.6231

30、2 :177.090.60.46815.440.32839.3654.80415210.0120.80.44014.520.28534.2048.72518243.0151.00.40913.500.25030.0043.50(5)確定壓縮層厚度對(duì)于基礎(chǔ)側(cè)邊1,由表1可知，在第3計(jì)算點(diǎn)處 電二32仝=0.182 ： 0.2 , 0Cz177所以，取壓縮層厚度為9.0m。對(duì)于基礎(chǔ)側(cè)邊2,由表2可知，在第5計(jì)算點(diǎn)處二=4350 =0.179 ： 0.2， %243.0所以，取壓縮層厚度為15.0m。計(jì)算各分層的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力(基礎(chǔ)側(cè)邊1下的計(jì)算詳見 表3,基礎(chǔ)側(cè)邊2下的計(jì)算詳見表4)。

31、(7)由圖4-29根據(jù)p -；czi和p2i -二zi分別查取初始孔隙比en和壓縮穩(wěn)定后的孔隙比e2i (基礎(chǔ)側(cè)邊1下的計(jì)算詳見表3,基礎(chǔ)側(cè)邊2下的計(jì)算詳見表 4)0表3基礎(chǔ)側(cè)邊1下各分層的平均應(yīng)力及其孔隙比層 號(hào)層 厚(m)平均自重 應(yīng)力(kPa)平均附 加應(yīng)力azi(kPa)加荷后的總應(yīng)力P2i =bczi +bzi (kPa)初始孔 隙比e1i壓縮穩(wěn)定后 的孔隙比e2i0-13.085.520.31105.810.8360.8121-23.0129.0 :26.55155.550.7760.7532-33.0160.530.79191.290.7490.618表4基礎(chǔ)側(cè)邊2下各分層的平均

32、應(yīng)力及其孔隙比層 號(hào)層 厚(m)平均自重 應(yīng)力p1i =°zci(kPa)平均附 加應(yīng)力azi(kPa)加荷后的總應(yīng)力P2i =%i(kPa)初始孔 隙比e1i壓縮穩(wěn)定后 的孔隙比e2i0-13.085.571.43156.930.8360.7521-23.0129.0 65.25194.250.7760.7112-33.0160.558.21218.710.6270.5863-43.0193.551.76245.260.6030.5734-53.0226.546.11272.610.5840.559(8)計(jì)算基礎(chǔ)兩側(cè)的沉降量對(duì)于基礎(chǔ)側(cè)邊1:£eH0.836一0.812 +

33、0.776-0.7541300-1+環(huán) i < 1 +0.8361 +0.776 丿= (0.0131 0.0124) 300 = 7.65cm對(duì)于基礎(chǔ)側(cè)邊2:5Sp Gi -為 HS2 H i 1 +內(nèi)卩836-0.752/.776-0.71-。.627“586*、 1 +0.8361 +0.7761 + 0.6270.603-0.573 0.584-0.5593001 0.6031 0.584= (0.0458 0.0366 0.0252 0.0187 0.0158) 300 = 42.63cm(9)計(jì)算基礎(chǔ)兩側(cè)的沉降差。由(8)可知?；A(chǔ)側(cè)邊1的沉降量小于基礎(chǔ)側(cè)邊2的沉降量，因此基

34、礎(chǔ)兩 側(cè)的沉降差為=S = S2 - S = 42.63 - 7.65 = 34.98cm4-3解:占pH = 0.0005。50 x 600 = 25cm1 e11 0.8Es: v10.8 =3 6 0k(P a 3.6M P a0.0 0 0 54-4解:E 二 Es(1)=36乂 1 -2 、2漢0.421-0.4 /-1.68M P av ApH0220600 = 16.37cm10.97已知 St = 12cm，最終沉降量S= 16.37cm，則固結(jié)度為S 16.37 一 0.73粘土層的附加應(yīng)力系數(shù)為梯形分布，其參數(shù)220.0.96228由U及值，從圖4-26查得時(shí)間因數(shù)Tv=0

35、.48, 粘土層的固結(jié)系數(shù)為Cvvk 1 y 2.010.97/=1.64"05cm2/a則沉降達(dá)12cm所需要的時(shí)間為Cv°48 6002 = 1.05a51.64 102.4 100.104-5解：(1)求粘土層的固結(jié)系數(shù)已知試樣厚度2cm,固結(jié)度達(dá)60%所需時(shí)間8min，附加應(yīng)力分布參數(shù) :=1,從圖4-26查得時(shí)間因數(shù)Tv=0.31,貝個(gè)結(jié)系數(shù)為Cv42=2.04 10 cm / a0.31 1.028 - 60 " 24 “ 365(2)求粘土層的固結(jié)度達(dá)80%時(shí)所需的時(shí)間 附加應(yīng)力分布參數(shù):-=1，從圖4-26查得固結(jié)度達(dá) 80%時(shí)的時(shí)間因數(shù)Tv=0.

36、59,則所需時(shí)間為TvH2Cv0.59 25022.04 104-1.81a第5章土的抗剪強(qiáng)度5-1已知 c =0kPa，叩-30，匚 1 =200kPa ,二 3 =120kPa解：(1)2 ° 們(°J - ； 3 tan 1452c tani452 2二 120 tan2 4530 二 360kPa 200kPaI 2丿所以，試樣不會(huì)破壞。(2)由(1)可知，在小主應(yīng)力保持不變的條件下，大主應(yīng)力最大只能達(dá)到 360kPa,所以不能增大到400kPa。5-2已知 c=50kPa，即-20，二 1 =450kPa，匕=200kPa解:Wf =氏tan八45+丫 卜2c &

37、#39;tan 45°+-2 50 tan3l 2丿i 2丿二 200 tan2 =550.7kPa 450kPa所以，計(jì)算點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)5-3已知 c =0kPa,存=30，二 1 =450kPa，二3 =150kPa , u = 50kPa解：計(jì)算點(diǎn)的有效應(yīng)力狀態(tài)為- u = 450 - 50 = 400kPa；3 = ；3 - u =150 - 50 =100kPa=300kPa ： 400kPa所以，計(jì)算點(diǎn)已破壞。5-4解：（1）總應(yīng)力摩爾圓及強(qiáng)度線如習(xí)題圖5-4-1所示，由圖中可知總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo) cCu =21kPa, cu =23。標(biāo) c =31kPa, =27。Mohr

38、's Circle 1Mohr's Circle 2c'=31kPaMohr's Circle 3Shear Strength Line力應(yīng)剪效有Fi'=27 oo5-oo100200300400500600700800900有效正應(yīng)力/kPa習(xí)題圖5-4-2有效應(yīng)力摩爾圓及強(qiáng)度線5-5解：已知 ；二=32，二 3 = 200kPa，二 1 二飛 q = 200 180 = 380kPa ,固結(jié)不排水剪破壞時(shí)的孔隙水應(yīng)力為 比，則對(duì)應(yīng)的有效主應(yīng)力為、-1= -“ 1 _ u fFL- Uf所以Uf=G- 6 = 380 20022si n®23

39、80 - 2002 sin 32=120kPa摩爾圓及強(qiáng)度線如習(xí)題圖5-5所示ftrK/力應(yīng)剪400正應(yīng)力/kPao o2o o5 oo o5380習(xí)題圖5-5應(yīng)力摩爾圓及強(qiáng)度線<p5-7解：(1)由于剪切破壞面與大主應(yīng)力的夾角為 巧=45 ，所以土樣的內(nèi)2摩擦角為3=2片-45 =257 -45 =24(2)依題意得，剪切破壞時(shí)的總主應(yīng)力狀態(tài)為：匕=cr3 +2G =150 + 260 = 270kPa化=150kPa由于是飽和正常固結(jié)試樣，強(qiáng)度線方程為.二二ta，依題意得，剪切破壞 時(shí)有效應(yīng)力摩爾圓的半徑為 6,圓心為 亠匕，0，則I 2 丿sin I 二 一一2所以，剪切破壞時(shí)的有

40、效主應(yīng)力狀態(tài)為：L6 = 工 +Cu =6060=147.5 + 60 = 207.5kPasin ®cu sin 24'cu60-3 -cu60 =147.5-60 = 87.5kPa3sin cusin24剪切破壞時(shí)的應(yīng)力摩爾圓及強(qiáng)度線如習(xí)題圖5-7所示正應(yīng)力/kPa習(xí)題圖5-7應(yīng)力摩爾圓及強(qiáng)度線所以，孔隙水應(yīng)力為.u - ；3 - ；362.5kPa，則孔隙水應(yīng)力系數(shù)Af為：u62.5小 cAf0.52.1 一 . ： 3二 1 -3270 -150ftrK/力應(yīng)剪5-8解：已知 c =OkPa，存=30，二3 =100kPa(1)求與有效應(yīng)力強(qiáng)度線相切摩爾圓的 二i

41、依據(jù)摩爾圓與強(qiáng)度線相切的位置關(guān)系，可得:二1 -二3sin 二一F sin =100 1 sin30 =300kPa1 -sin '：1 si n30(2)求不排水強(qiáng)度cu依據(jù)cu的定義，Cu的大小應(yīng)等于摩爾圓的半徑，即22300-1002-100kPa(3)求固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)S由于孔隙水應(yīng)力系數(shù)Af=1.0,貝U孔隙水應(yīng)力為.：u = Af、“ - . ：；3 二 Afj - ；3 ；-0 二 Af -；3 = 1.0 (300-100) = 200kPa所以，CU試驗(yàn)剪切破壞時(shí)的主應(yīng)力狀態(tài)為.r - ；： ： _u = 300 200 =500kPa；3 - ； 一3 ： -u

42、=100 200 = 300kPa依據(jù)摩爾圓與強(qiáng)度線相切的位置關(guān)系，可得:500 - 300sin ;:cu 二=0 25500 300 -所以cu =14.5各剪切破壞時(shí)的應(yīng)力摩爾圓及強(qiáng)度線如習(xí)題圖5-8所示Bk力應(yīng)剪Mohr's Circle for effective stressMohr's Circle for total stressShear Strength Line for effective stressShear Strength Line for UU testShear Strength Line for CU test5010015020025030

43、0350400450500550600正應(yīng)力/kPao o5 o2 2o5o o oo 5習(xí)題圖5-8應(yīng)力摩爾圓及強(qiáng)度線5-9解： 加荷前M點(diǎn)的豎向總應(yīng)力、孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力J 二 hsath2 =18.0 3.0 21.0 2.0 = 96.0kPa5 二 wh2 =10 2.0 =20.0kPa二仆一：詁-比=96.0 - 20.0 = 76.0kPa加荷瞬間M點(diǎn)的的豎向總應(yīng)力、孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力二12 一 ： J =96.0 150.0 二 246.0kPa出二 Q h. =10 (2.0 3.0 7.0) =120.0kPa112 二12 - 氏二 246.0 -120.0 二 1

44、26.0kPa加荷前后孔隙應(yīng)力增量為二 u 二比-Ui 二 120 - 20 二 100kPa依據(jù)孔隙應(yīng)力系數(shù)的定義，有 u = ui ： _u2 = B 3 BA .：； - ：；3由于M點(diǎn)位于地下水位以下，故加荷瞬時(shí)的孔隙應(yīng)力系數(shù)B=1.0，則100-70150-70= 0.375Lu - : c3A-.： ；- 1- .- 3 已知均質(zhì)側(cè)壓力系數(shù)K0=0.7,加荷前M點(diǎn)的有效應(yīng)力狀態(tài)為r/76.0kPa”-'31 = Kox = 0.7 76.0 = 53.2kPa加荷后M點(diǎn)的有效應(yīng)力狀態(tài)為二12 =126.0kPa二32 - ；一316 -，u =53.2 70 100=23.

45、2kPa依據(jù)摩爾強(qiáng)度理論，當(dāng) 匕=23.2kPa時(shí)，與強(qiáng)度線相切的摩爾圓的大主應(yīng)力為''Q g2(- 30'a12 a32 tan 45 + i = 23. tan . 45 + |=69.6Pa £<2 =126.0kPaI 2丿I 2丿所以，M點(diǎn)加荷后發(fā)生剪切破壞。M點(diǎn)加荷前后的應(yīng)力摩爾圓及其與強(qiáng)度線的關(guān)系如習(xí)題圖5-9Mohr's Circle for before loading23.276Mohr's Circle for after loadingShear Strength Line for effective stress

46、12620406080100120140正應(yīng)力/kPao o o5 4 3o o o2 1Bk力應(yīng)剪土壓力、水壓力分布圖分別見習(xí)題圖6-1-1、6-1-2。A它填土面地下水位2mBT3mC1f(5-2)l-28.0kPa習(xí)題圖5-9 M點(diǎn)加荷前后的應(yīng)力摩爾圓及其與強(qiáng)度線的關(guān)系 第6章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力6-1解：靜止側(cè)壓力系數(shù)K0 =1si n =1 s in30 =0.5(1) A點(diǎn)的靜止土壓力60a 二 K。Za =0kPaB點(diǎn)的靜止土壓力和水壓力q)b = K0 zB = 0.5 16 2 = 16.0kPaPwb = wh = 0kPa(3) C點(diǎn)的靜止土壓力和水壓力60c 二 K。Z

47、b(Zc -Zb) 1 = 0.516Pwc 二 wh =10 3 = 30kPa習(xí)題圖6-1-2水壓力分布圖 Qb Zc - ZbZc182.05-2128一165一215一2=1.23m-Jr -(4) 土壓力合力大小及作用點(diǎn)1 1E0 = 2 e)BZB ' 2 eB ' e0C ZC _ ZB1 116.0 2.016.0 28.03.02 2= 82kN/m靜止土壓力E0的作用點(diǎn)離墻底的距離y0為y0 洛 £bZb皋b 論Zb)E0 L2L31 12e0C- QbZC_ZB'-3Z_ZB(5) 水壓力合力大小及作用點(diǎn)1 J1HPwPwc Zc -Zb

48、30 5 -2 =45kN/m2 2水壓力合力作用點(diǎn)距離墻底的距離為11yoZc -Zb5-3 =1.0m3 3q=20kPa6-2解：主動(dòng)土壓力系數(shù)：2 叮Ka1 =tan 45 | = 0.333< 2丿H1=3m'十八 H2=3mXT地下水位 1 rH3=4m2(.半2 )Ka2 二 tan i45 二 =0.2712(1)各層面點(diǎn)的主動(dòng)土壓力A 點(diǎn)：eaA =qKai =20 0.333 = 6.66kPaB 點(diǎn)上：eaB上二1H1qKa1 = 18.5 3200.333 = 25.14kPaB 點(diǎn)下：e.B下-i'1H1qKa:：18.5 3200.271 =

49、20.46kPaC 點(diǎn)上： 電上二戸出 2H2 qKa2 = 18.5 3 18.5 3 200.271 = 35.50kPaC 點(diǎn)下：Qc下=eac上=35.50kPaD點(diǎn)：eaD =；3比2H22 H3 q Ka2 "18.5 3 18.5 3 8.5 4 20 0.271 =44.72kPa土壓力分布如習(xí)題圖6-2-1。主動(dòng)土壓力/kPa習(xí)題圖6-2-1主動(dòng)土壓力分布圖 (2)水壓力分布A、B、C點(diǎn)的水壓力均為零；D 的水壓力：Pwd 二 wHa =10 4 = 40kPa土壓力分布如習(xí)題圖6-2-2。(3)總壓力的大小 總主動(dòng)土壓力：1 1 1Ea= 2eAeaB上H1eaB下eaC上H2_eaC下