河海大學_土力學_課后習題思考題答案

1、河海土力學課后習題與答案思考題11-1什么叫土？ 土是怎樣形成的？粗粒土和細粒土的 組成有何不同？1-2什么叫殘積土？什么叫運積土？他們各有什么特 征？1-3何謂土的級配？ 土的粒徑分布曲線是怎樣繪制的？為什么粒徑分布曲線用半對數(shù)坐標？1-4何謂土的結構？ 土的結構有哪幾種類型？它們各 有什么特征？1-5 土的粒徑分布曲線的特征可以用哪兩個系數(shù)來表 示？它們定義又如何？1-6如何利用土的粒徑分布曲線來判斷土的級配的好壞？1-7什么是吸著水？具有哪些特征？1-8什么叫自由水？自由水可以分為哪兩種？1-9什么叫重力水？它有哪些特征？1-10 土中的氣體以哪幾種形式存在？它們對土的工程性質(zhì)有何影響？

2、1-11什么叫的物理性質(zhì)指標 是怎樣定義的？其中哪三個是基本指標？1-12什么叫砂土的相對密實度？有何用途？1-13何謂粘性土的稠度？粘性土隨著含水率的不同可分為幾種狀態(tài)？各有何特性？1-14何謂塑性指數(shù)和液性指數(shù)？有何用途？1-15何謂土的壓實性？ 土壓實的目的是什么？1-16 土的壓實性與哪些因素有關？何謂土的最大干 密度和最優(yōu)含水率？1-17 土的工程分類的目的是什么？1-18什么是粗粒土？什么叫細粒土？習題11-1有A、B兩個圖樣，通過室實驗測得其粒徑與小于 該粒徑的土粒質(zhì)量如下表所示，試繪出它們的粒 徑分布曲線并求出Cu和Cc值。A 土樣實驗資料（總質(zhì)量500g）粒徑d (mrm52

3、10.50.25 10.10.小于該粒徑 的質(zhì)量（g）5004603101851257530B 土樣實驗資料（總質(zhì)量30g）粒徑 d (mrm0.0.05 ().02 0.01 0.005 0.0C2 0.001小于該粒 徑的質(zhì)量 （g）3028.8 :>6.7 2：3.1 15.95.72.11-2從地下水位以下某粘土層取出一土樣做實驗，測 得其質(zhì)量為15.3g,烘干后質(zhì)量為10.6g, 土粒比 重為2.70 ,求試樣的含水率、孔隙比、孔隙率、 飽和密度、浮密度、干密度及其相應的重度。1-3某土樣的含水率為 6.0%度為1.60 g/cm3, 土粒 比重為2.70,若設孔隙比不變，為使

4、土樣完全飽 和，問100 cm3 土樣中應該加多少水?1-4有土料1000g,它的含水率為6.0%,若使它的含水 率增加到16.0%,問需要加多少水？1-5有一砂土層，測得其天然密度為1.77 g/cm3,天然含水率為9.8%, 土的比重為2.70,烘干后測得最小孔隙比為0.46 ,最大孔隙比為0.94 ,試求天然 孔隙比e、飽和含水率和相對密實度 D,并判別該 砂土層處于何種密實狀態(tài)。1-6今有兩種土，其性質(zhì)指標如下表所示。試通過計土樣AB含水率（為156土粒比重2.752.68飽和度（%50301-7試從定義證明:1.2.3.算判斷下列說法是否正確？土樣A的密度比土樣B的大；土樣A的干密度

5、比土樣B的大；土樣A的孔隙比比土樣B的大;Gs w(1 n)干密度濕密度浮密度1-8在圖中,Gs w d 1 E Gs Sre 1 e (Gs-1) 1 eA 土的液限為16.0%,塑FM為13.0%; B土的液限為24.0%,塑FM為14.0%, C土為無粘性 土。圖中實線為粒徑分布曲線，虛線為 C土的粗 粒頻率曲線。試按土的分類標準對這三種土 進行分類。wc1-9某碾壓土壩的土方量為20萬方，設計填筑干密度為1.65 g/cm3。料的含水率為12.0%,天然密度為1.70 g/cm3,液限為 32.0%,塑FM為 20.0%, 土粒 比重為2.72。問：為滿足填筑土壩需要，料場至少要有多少

6、方土 料？如每日壩體的填筑量為 3000 m3,該土的最優(yōu) 含水率為塑限的95%為達到最佳碾壓效果，每 天共需要加多少水？土壩填筑的飽和度是多少？第二章思考題22-1 土中的應力按照其起因和傳遞方式分哪幾種？怎 么定義？2-2何謂自重應力，何謂靜孔隙水應力？計算自重應 力應注意些什么？2-3何謂附加應力，空間問題和平面問題各有幾個附 加應力分量？計算附加應力時對地基做了怎樣的假定？2-4什么叫柔性基礎？什么叫剛性基礎？這兩種基礎 的基底壓力有何不同？2-5地基中豎向附加應力的分布有什么規(guī)律？相鄰兩 基礎下附加應力是否會彼此影響？2-6附加應力的計算結果與地基中實際的附加應力能 否一致，為什么？

7、2-7什么是有效應力？什么是孔隙應力？其中靜孔隙 應力如何計算？2-8你能熟練掌握角度法和疊加原理的應用嗎？會計 算各種荷載條件下地基中任意點的豎向附加應力 嗎？習題22-1如圖所示為某地基剖面圖，各土層的重度及地下 水位如圖，試求土的自重應力和靜孔隙水應力， 并繪出它們的分布圖。2m/=1S5 kNW黏土層2-3心，偏心矩為e=0.3m,試求基底中心 O,邊點A2m深處的豎向附加應力（圖中尺寸以米計）O底下的基底凈壓力如圖所示，試求甲基礎O點下甲!0習題2-3附圖100 kParTTT200 kPa2-4某擋土墻建于如圖所示的地基上，埋深 2ml尺寸如圖所示（圖中的尺寸以米計）。墻受上部豎向

8、荷 載和墻身自重為Fv = 1000kN/m,其作用位置距墻前 趾A點為3.83m,墻背受有總水平推力Fh=350kN/ m 其作用點距墻底為3.5m。（不計墻后填土的影響） 試求： kN/m3習題2-4附圖2-5某矩形基礎長寬分別為3m和2m,基礎剖面和地 基條件如圖所示，試求基礎中點 O及其以下點M 和N的自重應力、豎向附加應力以及靜孔隙水應 力（圖中尺寸以米計）M N點處的豎向自重應力;M N點處的豎向附加應力%地下水位*I KTQkN/m3708 kN專= 0.2 ' 7=18 kN/m3oL5-=20kN/EMj ! ； : -M2.0%M=19.EkN/m3NJ 習題2-5

9、附圖第三章思考題33-1何謂達西定律，達西定律成立的條件有哪些？3-2實驗室測定滲透系數(shù)的方法有幾種？它們之間又 什么不同？3-3流網(wǎng)有什么特征？3-4滲透變形有幾種形式？各有什么特征？3-5什么是臨界水力梯度？如何對其進行計算？3-6孔隙水應力在靜水條件下和在穩(wěn)定滲流作用下有 什么不同？如何利用流網(wǎng)確定滲流作用的孔隙水 壓力。3-7根據(jù)達西定律計算出的流速和土水中的實際流速 是否相同？為什么？3-8拉普拉斯方程是由哪兩個基本定律推導出的？你 認為土的透水系數(shù)是各向同性的嗎？習題33-1圖為一簡單的常水頭滲透試驗裝置，試樣的截面 積為120cm2,若經(jīng)過10秒。由量筒測得流經(jīng)試樣 的水量為15

10、0cm2 ,求試樣的滲透系數(shù)。50 cm習題（3T）附圖3-2某無粘性土的粒徑分布曲線如1-28曲線所示，若 該土的孔隙率n=30% 土粒比重Gs=2.65,試問當 發(fā)生滲透變形時，該土應屬何種類型的土？其臨 界水力梯度為多少（用細粒含量法判別）？3-3如圖1-29中的曲線C為一無粘性土的粒徑分布圖 和粒組頻率曲線（虛線所示）。試判別該土的發(fā)生 滲透變形時是屬何種類型的土？若土的孔隙率為 36% 土粒的比重為2.65,則該土的臨界水力梯 度多大？3-4資料同3-3 ,試求：圖3-27中b點的孔隙水應力（包括靜止孔隙水 應力和超孔隙水應力）和有效應力；地表面5-6處會不會發(fā)生流土現(xiàn)象？3-5有一

11、粘土層位于兩沙層之間，其中沙層的濕重度= 17.6 kN/m3,飽和重度 sat 19.6kN/m3 ,粘土層的飽 和重度sat 20.6kN/m3, 土層的厚度如圖所示。地下 水位保持在地面以下1.5m處，若下層砂層中有承壓水，其測壓管水位高出地面3ml試計算： 粘土層的孔隙水應力及有效應力隨深度的變化并繪出分布圖(假定承壓水頭全部損失在粘土層 中)； 要使粘土層發(fā)生流土，則下層砂中的承壓水弓I 起的測壓管水位應當高出地面多少米?習題Q-5)附圖第四章思考題44-1引起土體壓縮的主要原因是什么？4-2試述土的各壓縮性指標的意義和確定方法。4-3分層總和法計算基礎的沉降量時，若土層較厚，為什么

12、一般應將地基土分層？如果地基土為均質(zhì)，且地基中自重應力和附加應力均為 (沿高度) 均勻分布，是否還有必要將地基分層？4-4分層總和法中，對一軟土層較厚的地基，用Si (eii e2i)H"(1 %)或 § aviPHJ(1 ,)計算各分層的沉降時，用哪個公式的計算結果更準確？為什么？4-5基礎埋深d0時，沉降計算為什么要用基底凈壓 力？4-6地下水位上升或下降對建筑物沉降有沒有影響？4-7工程上有一種地基處理方法一一堆載預壓法。它 是在要修建建筑物的地基上堆載，經(jīng)過一段時間 之后，移去堆載，再在該地基上修建筑物。試從 沉降控制的角度說明該方法處理地基的作用機 理。4-8 土

13、層固結過程中，孔隙水壓力和有效應力是如何 轉換的？他們問有何關系？4-9固結系數(shù)Cv的大小反映了土體的壓縮性有何不 同？為什么？4-10超固結土與正常固結土的壓縮性有何不同？為 什么？習題44-1某涵閘基礎寬6ml長（沿水流方向）18nl受中 心豎直荷載P=10800kN的作用，地基為均質(zhì)無粘 性土，地下水位在地面以下3m處，地下水位以上 的濕重度=19.1 kN/m3,地下水位以下土的飽和重 度sat 21kN/m3,基礎的埋置深度為1.5m,圖的壓縮 曲線如圖所示，試求基礎中心點的沉降量。4-2某條形基礎寬15ml受2250kN/m的豎直偏心線荷 載的作用，偏心距為1m,地下水位距地面6m

14、l地 基由兩層粘性土組成，上層厚9m,濕重度= 19kN/m3,飽和重度sat 20kN/m3。下層厚度很大， 飽和重度sat 21kN/m3.基礎的埋置深度為3ml上層 和下層土的壓縮曲線如圖A, B線所示，試求基礎 兩側的沉降量和沉降差。月距4 2時函習眄4 1耐圖4-3某建筑物下有6m厚的粘土層，其上下均為不可壓 縮的排水層。粘土的壓縮試驗結果表明，壓縮系 數(shù)av SO005kpa,初始孔隙比為6=0.8。試求在平均 附加應力z = 150kPa作用下，該土的壓縮模量Es, 又設該土的伯松比 =0.4 ,則其變形模量E為多 少？4-4某均質(zhì)土壩及地基的剖面圖如圖所示，其中粘土 層的平均壓

15、縮系數(shù)a, 24 10-4kPa-1 ,初始孔隙比e = 0.97,滲透系數(shù)k=2.0cm/a,壩軸線處粘土層的 附加應力分布如圖中陰影部分所示，設壩體是不 遠水的。試求：粘土層的最終沉降量；當粘土層的沉降雖達到12cm時所需的時間；4-5有一粘土層位于兩沙層之間，厚度為 5ml現(xiàn)從粘 土層中心取出一試樣做固結試驗（試樣厚度為 2cmi上下均放置了透水石），測得當固結度達到 60%寸需要8min,試問當天然粘土層的固結度達 到80%寸需要多少時間（假定粘土層附加應力為 直線分布）？4-6某一粘土試樣取自地表以下8m處，該處受到的有 效應力為100kPa,試樣的初始孔隙比為1. 05 , 經(jīng)壓縮

16、試驗得出的壓力與穩(wěn)定孔隙比關系如下：加 荷P( kPa) e500.951000.9222000.888400&835退p( kPa)200100,荷e0.840.8506再加P( kPa)2004008001600荷e0.8450.8300.7570.675試在半對數(shù)坐標上繪出壓縮、回彈及再壓縮曲線 , 并推求前期固結壓力Pc及現(xiàn)場壓縮曲線的Cc、Cs值, 判斷該土層屬于何種類型的固結土。4-7 地基剖面圖如圖示，A為原地面，在近代的人工 建筑活動中已被挖去2ml即現(xiàn)在白地面為Bo設在開 挖以后地面以下的土體允許發(fā)生充分回彈的情況下， 再在現(xiàn)地面上大面積堆載，其強度為 150kPa。

17、試問粘 土層將產(chǎn)生多少壓縮量（粘土層的初始孔隙比為 1.00, Cc=0.36, Cs=0.06） ?原地面7=20 kN/m3現(xiàn)地面加卜冰位7= 20kN/m3： yr=lOkN/Tn 砂土層./10kN/m3粘土層習題4-7附圖第五章思考題55-1什么叫土的抗剪強度？5-2庫侖的抗剪強度定律是怎樣表示的，砂土和粘性 土的抗剪強度表達式有何不同？5-3為什么說土的抗剪強度不是一個定值？5-4何謂摩爾一庫侖破壞準則？何為極限平衡條件？5-5 土體中發(fā)生剪切破壞的平面是不是剪應力最大的 平面？在什么情況下，破壞面與最大剪應力面是一致的？5-6測定土的抗剪強度指標主要有哪幾種方法？試比 較它們的優(yōu)

18、缺點？5-7何謂靈敏度和觸變性？5-8影響砂土抗剪強度的因素有哪些？5-9何謂砂土液化？5-10試述正常固結粘土在 UU CU CD三種實驗中的 應力一應變、孔隙水應力一應變(或體變一應變) 和強度特性。5-11試述超固結粘土在 UU CU CD三種實驗中的應 變一應變、孔隙水應力一應變(或體變一應變) 和強度特性。5-12試述正常固結粘土和超固結粘土的總應力強度 包線與有效強度包線的關系。習題55-1已知某無粘性土的c=0,=30 ,若對該土取樣做實驗，如果對該樣施加大小主應力分別為200kPa和120kPa,該試樣會破壞嗎？為什么？若使小 主應力保持原質(zhì)不變，而將大主應力不斷加大， 你認為

19、能否將大主應力增加到400kPa ,為什么？5-2設地基某點的大主應力為450kPa,小主應力為200kPa, 土的摩擦角為20 ,粘聚力為50kPa,問該 點處于什么狀態(tài)？5-3設地基某點的大主應力為450kPa,小主應力為150kPa,孔隙應力為50kPa，問該點處于什么狀態(tài)？ 5-4某土的固結不排水剪實驗結果如下表，圖解求總應力強度指標Ccu和cu、有效應力強度指標c和。3 (kPa)( 1- 3)(kPa)Uf (kPa)1002003520032070300460755-5對某一飽和正常固結粘土進行三軸固結排水剪切 實驗,測得其摩擦角d 32 ,現(xiàn)又對該土進行 了固結不排水剪切實驗，

20、其破壞時的3 200kPa O軸 向應力增量q 200kPa,試計算出在固結不排水剪切 時的破壞孔隙水應力Uf值。5-6在某地基土的不同深度進行十字板剪切實驗，測 得的最大扭力矩如下表。求不同深度上的抗剪強 度，設十字板的高度為10cmi寬為5cmi深度（m）扭力矩（kN-m ）512010160151905-7某飽和正常固結試樣，在周圍壓力3=150kPa下固結穩(wěn)定，然后在不排水條件下施加軸向壓力至剪 破,測得其不排水強度Cu=60kPa,剪破面與大主應 力面的實測夾角f=57 ,求摩擦角cu和剪破時的 孔隙水壓力系數(shù)Af o5-8設某飽和正常固結粘土的c 0, 30 ,試計算固結 壓力3

21、100kPa時的不排水強度cu和摩擦角cu （假定Af =15-9設一圓形基礎，承受中心荷載，如圖所示。地基 為深厚的粘土層，濕重重 為180kN/m3,飽和容重1為21.0 kN/m3,地下水位在地面以下 3m處。在 加荷前，基礎中心以下離地面5m處M點的測壓管 中心水位與地下水位齊平；在加荷瞬時，即 t為 零時，測壓管中的水位高出地面7ml設M點的豎向附加應力i =150 kPa ,水平向附加應力3 =70 kPa 。試求:(1)加荷瞬時M點的豎向有效應力和孔隙應力系數(shù) A, B; (2)若加荷前地基土為正常固結土，有效摩 擦角中=30 ,靜止側壓力系數(shù)ko=0.7 5問加荷后 M點是否會

22、發(fā)生剪切破壞？中心荷載幽形基礎/地面 力/*/¥ 二【8.。kN；in:'測壓管地丁水位_2 ni"X« = 2L OkN/in3Aft第六章思考題66-1何謂主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力？試 舉實際工程實例。6-2試述三種典型土壓力發(fā)生的條件。6-3為什么主動土壓力是主動極限平衡時的最大值？ 而被動土壓力是被動極限平衡時的最小值？6-4朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論各采用了什么 假定？分別會帶來什么樣的誤差？6-5朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論是如何建立土 壓力計算公式的？它們在什么樣的條件下具有相 同的計算結果？6-6試比較說明朗肯土壓力理論和庫

23、侖土壓力理論的 優(yōu)缺點和存在的問題？習題56-1下圖所示擋土墻，高5ml墻背豎直，墻后地下水 位距地表2ml已知砂土白濕重度16kN/m3,飽和重度sat 18kN/m3,摩擦角 30 ,試求作用在墻上的 靜止土壓力和水壓力的大小和分布及其合力。填上血習題6T附圖6-2圖示一擋土墻，墻背垂立而且光滑，墻高10nl墻后填土表面水平，其上作用著連續(xù)均布的超載 q = 20kPa,填土由二層無粘性土所組成，土的性 質(zhì)指標和地下水位如圖所示，試求：主動土壓力和水壓力分布；總壓力（土壓力和水壓力之和）的大??；總壓力的作用點。1填上面20kPa%=l8,5kN/n? 巴=30 口Y-kN/m 散= 35。

24、=20kTW習題6-2附圖6-3用朗肯理論計算下圖所示擋土墻的主動土壓力和 被動土壓力，并繪出壓力分布圖。q=iokpa習題6-3附圖6-4計算下圖所示擋土墻的主動土壓力和被動土壓 力，并繪出壓力分布圖，設墻背豎直光滑。習題64附圖6-5用庫侖公式和庫爾曼圖解法，分別求下圖所示擋土墻上的主動吐壓力的大小6-6下圖所示為一重力式擋土墻，填土表面作用有局 部堆載，如何考慮局部堆載對土壓力的影響，當 這些堆載離開墻背多遠時這種影響就可以忽略不 計？習題6-6附圖6-7下圖所示擋土墻，分別采用朗肯理論和庫侖士壓 力理論計算主動土壓力的大小、方向和作用點。 設墻背光滑。習題6-7附圖6-8如圖所示的擋土

25、墻，填土情況及其性質(zhì)指標于 圖中，試用朗肯理論計算 A, B, C各點土壓力（壓強）的大小及土壓力為零點的位置B習題68附圖第七章思考題77-1控制邊坡穩(wěn)定性的因素有哪些？7-2為什么說所有計算安全系數(shù)的極限平衡分析方法 都是近似的方法？由它計算的安全系數(shù)與實際值 相比，假設抗剪強度指標是真值，計算結果是偏 高還是偏低？7-3簡化畢肖普條分法與瑞典條分法的主要差別是什 么？為什么對同一問題畢肖普法計算的安全系數(shù) 比瑞典法大？7-4不平衡推力法與布法有什么區(qū)別？他們可以用于 圓弧滑動分析嗎？7-5為什么不同工程和不同工期容許安全系數(shù)不同？ 習題77-1 一砂礫土坡，其飽和重度sat 19kN/m

26、3,摩擦角 32, 坡比為1: 3試問在干坡或完全浸水時，其穩(wěn)定安 全系數(shù)為多少？又問當有順坡向滲流時土坡還能 保持穩(wěn)定嗎？若坡比改為1:4,其穩(wěn)定性又如何？7-2 均質(zhì)粘土坡，高20mm坡比為1： 3,填土的粘 聚力C=10Pa,摩擦角 20 ,重度=18kN/m3。假定 圓弧通過坡腳，半徑R=55m,.圓心位置可用圖7-5 的方法確定，試用瑞典法（總應力）計算土坡在 該滑弧時的安全系數(shù)。7-3 土坡剖面同題7-2 ,若土料的有效強度指標c=5kPa, 38 ,并設孔隙應力系數(shù)B為0.55,滑弧假定同上題。試用簡化畢肖普法計算土坡施工 期該滑弧的安全系數(shù)。7-4某擋土墻高7ml墻背豎直、光滑

27、，墻后填土面水 平，并作用有均勻荷載 q=10kPao填土分兩層， 土層 i=18kN/m3,1=20 , Ci=12kPa；下層位于水位以下，見下圖，sat = 19.2 kN/m3 5 2=26 C2 =6.0 kPa。 試求墻背總則壓力E及其作用點位置，并繪側壓 力分布圖。習題7-4附圖7-5某均質(zhì)挖方土坡，坡高10m,坡比1: 2,填土的重 度=18kN/m 3 ,摩擦角 25 ,粘聚力C=&Pa ,在坑底以下3m處有一軟土薄層，其粘聚力 C=10kPa,摩 擦角5 ,試用不平衡推力法計算其安全系數(shù)。第八章思考題88-1進行地基基礎設計時，地基必須滿足哪些條件？為什么？8-2地

28、基發(fā)生剪切破壞的類型有哪些？其中整體剪切 破壞的過程和特征有哪些？8-3確定地基承載力的方法有哪幾類？8-4按塑性開展區(qū)方法確定地基承載力的推導是否嚴謹？為什么？8-5確定地基極限承載力時，為什么要假定滑動面？ 各種公式假定中.你認為哪些假定合理？哪些假 定可能與實際有較大的差異？8-6試分別就理論方法和規(guī)方法分析研究影響地基承 載力的因素有哪些？其影響的結果分別怎樣？8-7若存在較弱下臥層，為什么要對其進行承載力驗算？習題88-1有一條形基礎，底寬b=3m基礎埋置與均質(zhì)粉土 地基中，埋深d=1m地下水位在基底下2m處，粉 土地基重度 18kN/m3 ,飽和重度 sat 20kN/m 3 ,

29、C=&Pa , 30 ,試分別求（并分析這些結果的差異）：f 1和f 1 ；p4p3，按太沙基公式求極限承載力（基底光滑）；按太沙基公式求極限承載力（基底完全粗糙）； 若地下水位升至基底面，按太沙基公式，極限承載力變化了多少？8-2地基條件如題8-1 ,改基礎底寬b=4m基礎埋深 d=1.5m。已知粉土地基承載力特征值fak=90kPa。 按規(guī)求地基承載力設計修正后的承載力特征值fa若取安全系數(shù)Fs=2.5,按太沙基公式（基底完全 粗糙）求承載力設計值。8-3利用題8-1 ,題8-2的計算結果，分析計算方法 （或公式）對計算結果的影響，說明出現(xiàn)差異的 原因。8-4如圖所示的地基荷載情況

30、，試設計基礎底面尺寸 并進行柔軟下臥層承載力的驗算。習摩8-4附圖土力學答案第一章思考題11-1 土是松散顆粒的堆積物。地球表層的整體巖石在大氣中經(jīng)受長期風化作用后形成形狀不同，大小不一的顆粒，這些顆粒在 不同的自然環(huán)境條件下堆積（或經(jīng)搬運沉積），即 形成了通常所說的土。粗粒土中粒徑大于0. mm的粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量 50%細粒土中粒徑小于0.順的細粒組質(zhì)量多于或 等于總質(zhì)量50%1-2 殘積土是指巖石經(jīng)風化后仍留在原地未經(jīng)搬運 的堆積物。殘積土的明顯特征是，顆粒多為角粒 且母巖的種類對殘積土的性質(zhì)有顯著影響。母巖 質(zhì)地優(yōu)良，由物理風化生成的殘疾土，通常是堅 固和穩(wěn)定的。母巖質(zhì)地不良或經(jīng)嚴重

31、化學風化的 殘積土，則大多松軟，性質(zhì)易變。運積土是指巖石風化后經(jīng)流水、風和冰川以及人類 活動等動力搬運離開生成地點后的堆積物。由于搬 運的動力不同，分為坡積土、沖積土、風積土、冰 做土和沼澤土等。坡積土一般位于坡腰或坡腳，上 部與殘積土相連，顆粒分選現(xiàn)象明顯，坡頂粗坡下 細；沖積土具有一定程度的顆粒分選和不均勻性； 風積土隨風向有一定的分選性，沒有明顯層里，顆 粒以帶角的細砂粒和粉粒為主，同一地區(qū)顆粒較均 勻，黃土具有濕陷性；冰做土特征是不成層，所含 顆粒粒徑的圍很寬，小至粘粒和粉粒，大至巨大的 漂石，粗顆粒的形狀是次圓或次棱角的有時還有磨 光面；沼澤土分為腐植土和泥炭土，泥炭土通常呈 海綿狀

32、，干密度很小，含水率極高，土質(zhì)十分疏松， 因而其壓縮性高、強度很低而靈敏度很高。1-3 土中各種大小的粒組中土粒的相對含量稱為土 的級配。粒徑分布曲線是以土粒粒徑為橫坐標（對數(shù)比例尺），小于某粒徑土質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)為 縱坐標繪制而成的曲線。由于土的粒徑相差懸殊,因此橫坐標用對數(shù)坐標表 示，以突出顯示細小顆粒粒徑。1-4 土的結構是指土的物質(zhì)組成（主要指土里，也包 括孔隙）在空 間上的相互排列及土粒間聯(lián)結特征 的總和。土的結構通常包括單粒、分散、絮狀三種結構。單粒結構比較穩(wěn)定，孔隙所占的比例較小。對于疏 松情況下的砂土，特別是飽和的粉細砂，當受到 地震等動力荷載作用時，極易產(chǎn)生液化而喪失

33、其 承載能力；分散結構的片狀土粒間相互接近于平 行排列，粒間以面一面接觸為主；絮狀結構的特征 是土粒之間以角、邊與面的接觸或變與邊的搭接 形式為主，這種結構的土粒呈任意排列，具有較 大的孔隙，因此其強度低，壓縮性高，對擾動比 較敏感，但土粒間的聯(lián)結強度會由于壓密和膠結 作用逐漸得到增強。1-5 粒徑分布曲線的特征可用不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc來表示O2定義為：Cu doCc （d30）&0di0d*式中：di。，d30和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑 的土粒含量分別為10% 30%口 60%寸所對應的粒1-6 土的級配的好壞可由土中的土粒均勻程度和粒 徑分布曲線的形狀來決定，而土粒

34、的均勻程度和 曲線的形狀又可用不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)來衡 量，對于純凈的礫、砂，當 G大于或等于5,而 且Cc等于13時，它的級配是良好的；不能同時 滿足上述條件時，它的級配是不良的。1-7 吸著水是由土顆粒表面電分子力作用吸附在土 粒表面的一層水。吸著水比普通水有較大的粘滯性，較小的能動性和 不同的密度。距土顆粒表面愈近電分子引力愈強， 愈遠，引力愈弱。又可分為強吸著水和弱吸著水。1-8 離開土顆粒表面較遠，不受土顆粒電分子引力作 用，且可自由移動的水成為自由水。自由水又可分為毛細管水和重力水兩種。1-9在重力或水位差作用下能在土中流動的自由水稱 為重力水。重力水與普通水一樣，具有溶解能力，能

35、傳遞靜 水和動水壓力，對土顆粒有浮力作用。它能溶蝕 或析出土中的水溶鹽，改變土的工程性質(zhì)。1-10存在于土中的氣體可分為兩種基本類型：一種是 與大氣連通的氣體；另一種是與大氣不通的以氣 泡形式存在的封閉氣體。土的飽和度較低時，土中氣體與大氣相連通，當 士受到外力作用時，氣體很快就會從孔隙中排出， 土的壓縮穩(wěn)定和強度提高都較快，對土的性質(zhì)影 響不大。但若土的飽和度較高，土中出現(xiàn)封閉氣 泡時，封閉氣泡無法溢出，在外力作用下，氣泡 被壓縮或溶解于水中，而一旦外力除去后，氣泡 就又膨脹復原，所以封閉的氣泡對土的性質(zhì)有較 大的影響。土中封閉氣泡的存在將增加土的彈性， 它能阻塞土的滲流通道使土的滲透性減小

36、，并能 延長土體受力后變形達到穩(wěn)定的歷時。1-11 土的一些物理性質(zhì)主要決定于組成土的固體顆粒、孔隙中的水和氣體這三相所占的體積和質(zhì)（重）量的比例關系，反映這種關系的指標稱為 土的物理性質(zhì)指標。土的物理性質(zhì)指標是根據(jù)組成土的固體顆粒、 孔 隙中的水和氣體這三相所占的體積和質(zhì) （重）量 的比例關系來定義的。含水率、密度和土粒比重是基本指標。1-12相對密實度是以無粘性土自身最松和最密兩種極 限狀態(tài)作為判別的基準，定義為： Dr旦 emax emin 相對密實度常用來衡量無粘性土的松緊程度。1-13稠度是指粘性土的干濕程度或在某一含水率下抵 抗外力作用而變形或破壞的能力，是粘性土最主 要的物理狀態(tài)

37、指標。隨含水率的不同可分為流態(tài)、可塑態(tài)、半固態(tài)和 固態(tài)。流態(tài)時含水率很大，不能保持其形狀，極易流動； 可塑態(tài)時土在外力作用下可改變形狀但不顯著改 變其體積，也不開裂，外力卸除后仍能保持已有 的形狀；半固態(tài)時粘性土將喪失其可塑性，在外 力作用下不產(chǎn)生較大的變形且容易破碎。固態(tài)時 含水率進一步減小，體積不再收縮，空氣進入土 體，使土的顏色變淡。1-14液限和塑限之差的百分數(shù)值（去掉百分號）稱為 塑性指數(shù)，用Ip表示，取整數(shù)，即：IP wL wp 粘性土的狀態(tài)可用液性指數(shù)來判別，其定義為：w Wp w Wp I L.Wl WpI p塑性指數(shù)是反映粘性土性質(zhì)的一個綜合性指標。一般地，塑性指數(shù)越高，土的

38、粘粒含量越高，所以常用作粘性土的分類指標。液性指數(shù)表征樂土 的天然含水率與界限含水率之間的相對關系，表 達了天然土所處的狀態(tài)。1-15 土的壓實性是指在一定的含水率下，以人工或機 械的方法，使土能夠壓實到某種密實程度的性質(zhì)。 為了保證填土有足夠的強度，較小的壓縮性和透 水性，在施工中常常需要壓實填料，以提高土的 密實度和均勻性。1-16影響土壓實性的因素很多，主要有含水率、擊實 功能、土的種類和級配以及粗粒含量等。當含水率較小時，土的干密度隨著含水率的增加 而增大，而當干密度隨著含水率的增加達到某一 值后，含水率的繼續(xù)增加反而使干密度減小，干 密度的這一最大值稱為該擊數(shù)下的最大干密度， 此時相

39、應的含水率稱為最優(yōu)含水率。1-17 為了能大致判別土的工程特性和評價土作為地 基或建筑材料的適宜性，有必要對土進行科學 的分類。1-18 試樣中粒徑大于 0. mm的粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì) 量50%勺土稱為粗粒土。試樣中粒徑小于 0. mm的細粒組質(zhì)量多于或等于 總質(zhì)量50%勺土稱為細粒土。習題11-1 解：(1) A試樣d10 0.083mm d30 0.317mmd60d100.9280.08311.18Ccd60 0.928mm匹)20.3172d10d60 0.083 0.9281.61(1) B試樣d10 0.0015mmd30 0.003mmd60 0.0066 mmCu （d30）2

40、 C cd10d601-2 解：已知：Q飽和又知：d600.00664 4d100.0015.0.0032八 一0.91 0.0015 0.0066m =15.3gSrms=10.6g =1Gs=2.70mw m ms 15.3-10.6=4.7g含水量mw=AZ =0.443=44.3%ms孔隙比10.6(6)1-3 解:孔隙率0.443 2.71.201.01.20.5451 1.254.5%飽和密度及其重度GS e 2.7 1.2satw1 esat sat浮密度及其重度1.21.7731.77 g / cm10 17.7kN/m3,177sat w . 1 1_ _31.0 0.77g

41、/cm''g 0.77 10 7.7kN/m3干密度及其重度Gs-Jw2.7 1.0 1.23g / cm31.2一一 一 一一3g 1.23 10 12.3kN/m31.600.06Gs w1.51g / cm3esatGsd0.792.702.70 1.01 1 0.791.5129.3%V 1.60 100mw11ms (29.3%0.066%)150.9g150.9 35.2g1-4解:mwmSmw mmSmwmsmsm 1000940g11 0.060.16gms0.16 940 150g1-5解:1.77e01 0.098Gs w 11.61g/3 cme0satd

42、0.6825.2%2.72.7 1.0 1 0.681.61Dr-emax2 0.94 0.68 0.54emax emin1/3 Dr 2/30.94 0.46該砂土層處于中密狀態(tài)。1-6解:1.Gs1 eGs e Sr0.15 2.75eAdA2.dA0.52.750.825 d(1dA(1dB (10.825eB0.06 2.68 八“0.5361.50g / cm30.32.68dB1 0.5361.74g / cm3A)B)1.50 (10.15)1.74 (1 0.06),31.74g / cm31.84g / cm上述敘述仄2.753 1.50g / cm1 0.825錯誤的。2

43、.68dB一1 0.53631.74g / cmdAdB3. Q上述敘述是錯誤的0.15 2.75 0.8250.50.06 2.68 0.5360.3eA eB上述敘述是正確的1-7證明:(1)msmsms/VsV Vs Vv 1 Vv/VsGs wn e 1 nGs w G1 ew (一1三)1 nGs w(1 n)VwVsME1 VV/Vs1 eGs wwSre1 eGsSre，w1 eGs w w1 eGs1查得粒徑大于0.順的粗mswmsVs wms Vs wVsVVs Vv1VVVs1-8 解：(1) 對A 土進行分類 由粒徑分布曲線圖,粒含量大于50%所以A土屬于粗粒土；粒徑大于

44、2 mm的礫粒含量小于50%所以A 土屬于砂類，但小于0.順的細粒含量為27% 在15%-50叱間，因而A土屬于細粒土質(zhì)砂； 由于A土的液限為16.0%,塑性指數(shù)Ip 16 13 3, 在17mm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B 土進行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.mm的粗粒含量大于50%所以B 土屬于粗粒土；粒徑大于2 mm的礫粒含量小于50%所以B 土 屬于砂類，但小于0.順的細粒含量為28%在 15%- 50叱間，因而B 土屬于細粒土質(zhì)砂；由于B 土的液限為24.0%,塑性指數(shù) Ip 24 14 10,在17mm塑性圖上落在ML區(qū)，故 B 土

45、最后定名為粉土質(zhì)砂(SC)。(3) 對C土進行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于 0.mm的粗 粒含量大于50%所以C土屬于粗粒土；粒徑大于2 mm的礫粒含量大于50%所以C土 屬于礫類土 ；細粒含量為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 皿n和 5.6 mm因此,土的不均勻系數(shù)Ccd10d60由于C土0.4520.2 5.65,Cc的 曲0.18d605.6Cu-6028d100.2率 系13,所以C 土屬于級配不良礫(GP)1-9 解：(1)msi即1V1ms2d1 gV1y1d2 V2 (11d2 gV2d2V2.1.65 20 (

46、1 12%)21.74萬方1.7msdV 1.65 3000 4950tmw ms( op ) 4950 (19% 12%) 346.5t1.65e - 1 Gw 12.72 1.0 1 0.648dGs20.0% 95% 2.72Sr s 79.8%e0.648第二章思考題22-1 土體的應力，按引起的原因分為自重應力和附加 應力兩種；按土體中土骨架和土中孔隙（水、氣） 的應力承擔作用原理或應力傳遞方式可分為有效 應力和孔隙應（壓）力。有效應力是指由土骨架傳遞（或承擔）的應力。 孔隙應力是指由土中孔隙流體水和氣體傳遞（或 承擔）的應力。自重應力是指由土體自身重量所產(chǎn)生的應力。 附加應力是指由

47、外荷（靜的或動的）引起的土中 應力。2-2自重應力是指由土體自身重量所產(chǎn)生的應力。 由靜水位產(chǎn)生的孔隙水應力稱為靜孔隙水應力。 土體自重應力應由該點單位面積上土柱的有效重 量來計算，如果存在地下水，且水位與地表齊平 或高于地表，則自重應力計算時應采用浮重度， 地下水位以下的土體中還存在靜孔隙水應力。2-3附加應力是指由外荷（靜的或動的）引起的土中 應力?？臻g問題有三個附加應力分量，平面問題有兩個 附加應力分量。計算地基附加應力時，假定地基土是各向同性 的、均勻的、線性變形體，而且在深度和水平方向上都是無限的。2-4實際工程中對于柔性較大（剛度較?。┠苓m應地 基變形的基礎可以視為柔性基礎。對于一

48、些剛度很大不能適應地基變形的基礎可視 為剛性基礎。柔性基礎底面壓力的分布和大小完全與其上的荷 載分布于大小相同；剛性基礎下的基底壓力分布 隨上部荷載的大小、基礎的埋深和土的性質(zhì)而異。2-5基地中心下豎向附加應力最大，向邊緣處附加應 力將減小，在基底面積圍之外某點下依然有附加 應力。如果該基礎相鄰處有另外的荷載，也會對本基礎 下的地基產(chǎn)生附加應力。2-6在計算地基附加應力時，假定地基土是各向同性 的、均質(zhì)的、線性變形體，而且在深度的水平方 向上都是無限的，這些條件不一定同時滿足，因 而會產(chǎn)生誤差，所以計算結果會經(jīng)常與地基中實 際的附加應力不一致。2-7有效應力是指由土骨架傳遞（或承擔）的應力。孔

49、隙應力是指由土中孔隙流體水和氣體傳遞（或 承擔）的應力。靜孔隙水應力：uo rwhw習題22-1 解：根據(jù)圖中所給資料，各土層交界面上的自重應力 分別計算如下：CZ0 0cz1ih1 18.5 2 37kPacz21%2卜237 181 55kPacz21、2 h2'2h2 '55 (20 10) 1 65kPacz31、2h22 h2 ''3h3 65 (19 10) 3 92kPacz41,2h22 h2 ''3 h3'4 h492 (19.510) 2111kPa土的最大靜孔隙水應力為:u0rwhw1060kPa2-2 解:Fv P

50、 G P GAd210620 6 3 12466kN基底壓力:pmaxpmina(1爭24660.3178.1kPa95.9kPa基底靜壓力:Pnpmin%d95.917 1.078.9kPaPtpmaxpmin178.195.982.2kPa求。點處豎向附加應力zo14KSPn4 0.25 78.9% 01.578.9kPaKS 0.25001.53 0.501.5Kt1 0Kt20.2500zo2pt2 Kti L 02zo32喈20.25 % 20.55kPa由:31.5zb 01.5KS4 0.2500zo42Ks4”0.25z0z01z02z0382.220.55kPa2z04 12

51、0kPa求A點下4m處豎向附加應力由:zA12Kspn2641.5 40.1036 78.9n % 41.5 2.716.35kPaKs 0.1036由:1.560.25 nzb 46 0.67Kt0.0695zA22Ktpt20.0695 82.211.4258kPazAzA1 zA216.35 11.4258 27.78kPa求B點下4m處豎向附加應力43解3Ks 0.1412SzB1 2KSpn 2 0.1412 78.9 22.28kPaPt82.2zB2 KS 0.1412 5.80kPa 22由：m lb 33 1 n zb 43 1.33 U 09585 Kt2 0.0826zB

52、3 Kt1 艮 0.0585 些 2.39kPa22zB2 Kt2 艮 0.0826 些 3.39kPa22zB zB1 zB2 zB3 zB4 33.86kPa2-3 解：2-4 解：求自重應力zM 1h11'h2 19 4 (20 9.8) 1 86.19kPazNzM3'h3 86.19 (18.5 9.8) 3 112.26kPa第三章思考題33-1水在土中的滲透速度與試樣兩端水平面間的水位 差成正比，而與滲徑長度成反比，即：v kh ki即為達西定律。達西定律只有當滲流為層流的的時候才能適用，其使用界限可以考慮為：Rewvd/ 1.03-2室測定土的滲透系數(shù)的方法可分為常水頭試驗和 變水頭試驗兩種。常水頭法是在整個試驗過程中水頭保持不變，適 用于透水性強的無粘性土；變水頭法在整個試驗 過程中，水頭是隨著時間而變化的，適用于透水 性弱的粘性土。3-3流網(wǎng)具有下列特征：(1)流線與等勢線彼此正