土力學(xué)-河海課后習(xí)題答案2

1、土力學(xué)課后習(xí)題與答案第思考題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(jié)構(gòu)？ 土的結(jié)構(gòu)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

2、質(zhì)有何影響？1- 11什么叫的物理性質(zhì)指標 是怎樣定義的？其中哪三個是根本指標？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(guān)？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(xí)題11-1有A、B兩個圖樣，通過室內(nèi)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 m

3、n521小于該粒徑的質(zhì)量 g5004603101851257530B 土樣實驗資料總質(zhì)量30g粒徑d mm小于該粒徑的質(zhì)量g301-2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(yīng)的重度。1-3某土樣的含水率為6.0%密度為1.60 g/cm3，土粒比重為2.70，假設(shè)設(shè)孔隙 比不變，為使土樣完全飽和，問100 cm3 土樣中應(yīng)該加多少水？1-4有土料1000g,它的含水率為6.0%,假設(shè)使它的含水率增加到16.0%，問需 要加多少水？g/cm3，天然含水率為9.

4、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。試通過計算判斷以下說法是否正確？1. 土樣A的密度比土樣B的大；2. 土樣A的干密度比土樣B的大；3. 土樣A的孔隙比比土樣B的大；性質(zhì)指土樣AB含水率156土粒比重飽和度%50301-7試從定義證明:干密度d 異 Gs w(1 n)1 E濕密度Gs Sre1 e w浮密度'(Gs-1)1 e w1-8在圖中，A土的液限為16.0%,塑限為13.0%； B土的液限為24.0%，塑限為

5、 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。1-9某碾壓土壩的土方量為20萬方，設(shè)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%,塑限為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%為到 達最正確碾壓效果，每天共需要加多少水？土壩填筑的飽和度是多少？思考題22- 1 土中的應(yīng)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(yīng)力，何謂靜孔隙水應(yīng)

6、力？計算自重應(yīng)力應(yīng)注意些什么？2- 3何謂附加應(yīng)力，空間問題和平面問題各有幾個附加應(yīng)力分量？計算附加應(yīng)力 時對地基做了怎樣的假定？2- 4什么叫柔性根底？什么叫剛性根底？這兩種根底的基底壓力有何不同？2- 5地基中豎向附加應(yīng)力的分布有什么規(guī)律？相鄰兩根底下附加應(yīng)力是否會彼 此影響？2- 6附加應(yīng)力的計算結(jié)果與地基中實際的附加應(yīng)力能否一致，為什么？2- 7什么是有效應(yīng)力？什么是孔隙應(yīng)力？其中靜孔隙應(yīng)力如何計算？2- 8你能熟練掌握角度法和疊加原理的應(yīng)用嗎？會計算各種荷載條件下地基中 任意點的豎向附加應(yīng)力嗎？習(xí)題22- 1如下列圖為某地基剖面圖，各土層的重度及地下水位如圖，試求土的自重應(yīng)力 和靜孔

7、隙水應(yīng)力，并繪出它們的分布圖。12 m = IS 5鉆土層1 inv堆F水位7= 181 m3 m亠 19 kN/ms粘土層2m£±19?kN/tn1習(xí)題2-1附圖2- 2如下列圖為一矩形根底，埋深1m,上部結(jié)構(gòu)傳至設(shè)計地面標高處的荷載為P=2106kN，荷載為單偏心，偏心矩為e=0.3m,試求基底中心0,邊點A和B 下4m深處的豎向附加應(yīng)力。2-3o試求甲根底0點下2m深處的豎向附加應(yīng)力圖中尺寸以米計乙2QQ kPa rrrn100 kPa200 kPa習(xí)題2-3附圖2- 4某擋土墻建于如下列圖的地基上，埋深2m尺寸如下列圖圖中的尺寸以米計o 墻受上部豎向荷載和墻身自重為

8、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：M N點處的豎向自重應(yīng)力；M N點處的豎向附加應(yīng)力習(xí)題A4附圖2- 5某矩形根底長寬分別為3m和2m,根底剖面和地基條件如下列圖，試求根底中 點0及其以下點M和N的自重應(yīng)力、豎向附加應(yīng)力以及靜孔隙水應(yīng)力圖中 尺寸以米計習(xí);708 kN_ L Se = 0* 2;v H -1| 7=18 kN/m3t三oi1,51 r7i«=20 kN/m3HM2.0AVV*第二早 思考題33- 1何謂達西定律，達西定律成立的條件有哪些？3-

9、 2實驗室內(nèi)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(yīng)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根本定律推導(dǎo)出的？你認為土的透水系數(shù)是各向 同性的嗎？習(xí)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，假設(shè)經(jīng)過10秒。由量筒測得流經(jīng)試樣的水量為150cm2，求試樣的滲透系數(shù)。3- 2某無粘性土的粒徑分布曲

10、線如1-28曲線所示，假設(shè)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(yīng)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？假設(shè)土的孔隙率為 36% 土粒的比重為2.65，貝U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(yīng)力包括靜止孔隙水應(yīng)力和超孔隙水應(yīng)力和 有效應(yīng)力；地外表5-6處會不會發(fā)生流土現(xiàn)象？3- 5有一粘土層位于兩沙層之間，其中沙層的濕重度kN/m3，飽和重度sat 19.6kN/ m3，粘土

11、層的飽和重度 sat 20.6kN/ m3，土層的厚度如下列圖。地下水位保持在地面以下1.5m處，假設(shè)下層砂層中有承壓水，其測壓管水 位高出地面3m試計算：粘土層內(nèi)的孔隙水應(yīng)力及有效應(yīng)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，那么下層砂中的承壓水引起的測壓管水位應(yīng)當高出地 面多少米？3m卡亍1一砂： J J7=17.6kN/ma < 地F水位土 :事 <1 ¥7M1 = 19.6kN/m3:層7«i=2O, 6 kN/mJ地面砂上屋習(xí)題(45)附圖11I* 5 TTI+3m第四章 思考題44- 1引起土體壓縮的主要原因是什么？

12、4- 2試述土的各壓縮性指標的意義和確定方法。4- 3分層總和法計算根底的沉降量時， 假設(shè)土層較厚，為什么一般應(yīng)將地基土分 層？如果地基土為均質(zhì)，且地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)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 (e1i e2i)Hi/(1 e1i)或 Si avi pHi /(1 ej計算各分層的沉降時，用哪個公式的計算結(jié)果更準確？ 為什么？4- 5根底埋深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(yù)壓法。它是在要修建建筑物的地基上 堆載，經(jīng)過一段

13、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 土層固結(jié)過程中，孔隙水壓力和有效應(yīng)力是如何轉(zhuǎn)換的？他們間有何關(guān)系？4- 9固結(jié)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(jié)土與正常固結(jié)土的壓縮性有何不同？為什么？習(xí)題44- 1某涵閘根底寬6m長沿水流方向18m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 kN /m3，地下水位以下土的飽和重度sat 21kN/m3，根底的埋置深度為1.5m,圖的壓縮曲線如下列圖，試求根底中心點的沉降量。4- 2某條形根底寬1

14、5m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,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.根底的埋置深度為3m上層和下層土的壓縮曲線如圖 A, B 線所示，試求根底兩側(cè)的沉降量和沉降差。習(xí)轉(zhuǎn)4- 1附圖習(xí)眄儷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(jié)果說明，壓縮系數(shù)av 0.0005kPa1，初始孔隙比為8=0.8。試求在平 均附加應(yīng)力 z=150kPa作用下，該土的壓縮模量 Es，又設(shè)該土的伯松比 =0.4，那么其變形模

15、量E為多少？4-4某均質(zhì)土壩及地基的剖面圖如下列圖，其中粘土層的平均壓縮系數(shù)4iav 24 10-kPa ,初始孔隙比e, = 0.97，滲透系數(shù)k=2.0cm/a，壩軸線處 粘土層內(nèi)的附加應(yīng)力分布如圖中陰影局部所示，設(shè)壩體是不遠水的。試求： 粘土層的最終沉降量；當粘土層的沉降雖到達12c m時所需的時間；228 kPa地面/1 爭6H6 TT1粘土層=/ * . * -,:砂土層：1200 kPa*«BiU：宀* A習(xí)題4- 4附圖4-5有一粘土層位于兩沙層之間，厚度為 5m現(xiàn)從粘土層中心取出一試樣做固 結(jié)試驗試樣厚度為2cm上下均放置了透水石，測得當固結(jié)度到達 60% 時需要8m

16、in,試問當天然粘土層的固結(jié)度到達 80%寸需要多少時間假定粘 土層內(nèi)附加應(yīng)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(yīng)力為100kPa，試樣的 初始孔隙比為1.05，經(jīng)壓縮試驗得出的壓力與穩(wěn)定孔隙比關(guān)系如下：加荷P(kPa) e50100200400K退荷p( kPa)e200100 'XT再加荷P(kPa)e2004008001600 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(jié)壓力6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(jié)土。4-7 一地基剖面圖如圖示，A為原地面，在近代的人工建筑活動中已被挖去2m即現(xiàn)在的地面為B。設(shè)在開

17、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。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 ？原地面現(xiàn)地面B-r：7=20 kN/m3Li%_ kr*© f八* 2m ：' * ： ： - ： rr=10kN/m32m:;.妙土層r = lOkN/mJ粘土層破上層*T習(xí)題4-7附圖氏代r 第五早思考題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那么？何

18、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(yīng)力最大的平面？在什么情況下， 破壞 面與最大剪應(yīng)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？試比擬它們的優(yōu)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(jié)粘土在UU，CU，CD三種實驗中的應(yīng)力一應(yīng)變、 孔隙水應(yīng)力一 應(yīng)變或體變一應(yīng)變和強度特性。5- 11試述超固結(jié)粘土在UU，CU，CD三種實驗中的應(yīng)力一應(yīng)變、 孔隙水應(yīng)力一應(yīng) 變或體變一應(yīng)變和強度特性。5- 12試述正常固結(jié)粘土和超固結(jié)粘土的總應(yīng)力強度包線與有效強度包線的關(guān)系。習(xí)題55- 1某無粘性土的

19、c=0,=30，假設(shè)對該土取樣做實驗，如果對該樣施加大小主應(yīng)力分別為200kFa和120 kPa，該試樣會破壞嗎？為什么？假設(shè)使 小主應(yīng)力保持原質(zhì)不變，而將大主應(yīng)力不斷加大，你認為能否將大主應(yīng)力增 加到400 kFa，為什么？5-2設(shè)地基內(nèi)某點的大主應(yīng)力為450kFa，小主應(yīng)力為200kFa，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(shè)地基內(nèi)某點的大主應(yīng)力為450kPa，小主應(yīng)力為 150kPa，孔隙應(yīng)力為50kPa，問該點處于什么狀態(tài)？5-4某土的固結(jié)不排水剪實驗結(jié)果如下表，圖解求總應(yīng)力強度指標Ccu和CU、有效應(yīng)力強度指標c和3 kPa1-3 kPauf kPa100

20、2003520032070300460755-5對某一飽和正常固結(jié)粘土進行三軸固結(jié)排水剪切實驗，測得其內(nèi)摩擦角32，現(xiàn)又對該土進行了固結(jié)不排水剪切實驗，其破壞時的3 200kFa。軸向應(yīng)力增量q 200kPa，試計算出在固結(jié)不排水剪切時的破 壞孔隙水應(yīng)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(shè)十字板的高度為 10cm寬為5cm深度m扭力矩kN-m512010160151905-7某飽和正常固結(jié)試樣，在周圍壓力3=150kFa下固結(jié)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(yīng)力面的

21、實測夾角f=57，求內(nèi)摩擦角cu和剪破時的孔隙水壓力系數(shù)Af。5-8設(shè)某飽和正常固結(jié)粘土的c 0, ' 30，試計算固結(jié)壓力3 100kPa時的不 排水強度cu和內(nèi)摩擦角cu假定Af =15-9設(shè)一圓形根底，承受中心荷載，如下列圖。地基為深厚的粘土層，濕重重 為 180kN/m 3，飽和容重1 kN /m3，地下水位在地面以下 3m處。在加荷前， 根底中心以下離地面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7m設(shè)M點的豎向附加應(yīng)力,=150 kPa，水平向附加應(yīng)力3 =70 kPa。試求：(1)加荷瞬時M點的豎向有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力系數(shù)A,

22、B;(2)假設(shè)加荷前地基土為正常固結(jié)土，有效內(nèi)摩擦角中 =30， 靜止側(cè)壓力系數(shù)K°=0.7，問加荷后M點是否會發(fā)生剪切破壞？屮心荷我衛(wèi)賈莖礎(chǔ)7地即地下水位r = l8. 0 kN Z測壓管7=21. 0 kN/m"第八早 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

23、 什么樣的條件下具有相同的計算結(jié)果？6- 6試比擬說明朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的優(yōu)缺點和存在的問題？ 習(xí)題56- 1以下列圖所示擋土墻，高5m墻背豎直，墻后地下水位距地表 2m砂土 的濕重度16kN/m3，飽和重度sat 18kN/ m3，內(nèi)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。填上向習(xí)題6-1附圖6- 2圖示一擋土墻，墻背垂立而且光滑，墻高 10m墻后填土外表水平，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 標和地下水位如下列圖，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小；總壓力的作用點。11H=3

24、m第偲丹茸3m邏地下木位7=18, 5kN/mft=35*7=20kN/m1習(xí)題6-2附圖6- 3用朗肯理論計算以下列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。填土g=10kParrn埴護Y=18 kN/ma=10 kPa 護=5 °習(xí)題6-3附圖填土面墻背豎直光滑8mX72m地下水位7=18 kN/m3 丫環(huán)=19. 6 kN/m3 c=10 kPa = 30°6- 4計算以下列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(shè)習(xí)題6-4附圖6- 5用庫侖公式和庫爾曼圖解法，分別求以下列圖所示擋土墻上的主動吐壓力的大6-6載對土壓力的影響，當這些堆載

25、離開墻背多遠時這種影響就可以忽略不計?局部堆載H習(xí)題6 6附圖6-7以下列圖所示擋土墻，分別采用朗肯理論和庫侖土壓力理論計算主動土壓力的大小、方向和作用點。設(shè)墻背光滑6-8如下列圖的擋土墻，填土情況及其性質(zhì)指標于圖中，試用朗肯理論計算 B, C各點土壓力壓強的大小及土壓力為零點的位置習(xí)題6辺附圖第七章思考題77- 1控制邊坡穩(wěn)定性的因素有哪些？7- 2為什么說所有計算平安系數(shù)的極限平衡分析方法都是近似的方法？由它計 算的平安系數(shù)與實際值相比，假設(shè)抗剪強度指標是真值，計算結(jié)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異是什么？為什么對同一問題畢肖普法計算的平安系數(shù)比瑞典法大？

26、7- 4不平衡推力法與楊布法有什么區(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平安系數(shù)不同？ 習(xí)題77- 1 一砂礫土坡，其飽和重度sat 19kN/m3，內(nèi)摩擦角32，坡比為1:3試 問在干坡或完全浸水時，其穩(wěn)定平安系數(shù)為多少？又問當有順坡向滲流時土 坡還能保持穩(wěn)定嗎？假設(shè)坡比改為 1: 4，其穩(wěn)定性又如何？7- 2 一均質(zhì)粘土坡，高20m坡比為1： 3,填土的粘聚力C=10kPa，內(nèi)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(yīng)力計算土坡在該滑弧時的平安系數(shù)。7- 3 土坡剖面同題7-2，假

27、設(shè)土料的有效強度指標c=5kPa，' 38，并設(shè)孔隙應(yīng)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 該滑弧的平安系數(shù)。7- 4某擋土墻高7m墻背豎直、光滑，墻后填土面水平，并作用有均勻荷載q=10kPa。填土分兩層，土層 !=18kN/m 3， 產(chǎn)20 ， C! =12kFa ;下層位于 水位以下，見以下列圖，satkN/m3， 2=26 c2 kPa。試求墻背總那么壓力E及 其作用點位置，并繪側(cè)壓力分布圖。7- 5某均質(zhì)挖方土坡，坡高10m,坡比1: 2,填土的重度=18kN/m3，內(nèi)摩擦角 25，粘聚力C=5kPa，在坑底以下3m處有一軟土薄層，其粘聚力C=1

28、0kPa， 內(nèi)摩擦角 5 ，試用不平衡推力法計算其平安系數(shù)。第八章 思考題88- 1進行地基根底設(shè)計時，地基必須滿足哪些條件？為什么？8- 2地基發(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(dǎo)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標準方法分析研究影響地基承載力的因素有哪些？其 影響的結(jié)果分別怎樣？8- 7假設(shè)存在較弱下臥層，為什么要對其進行承載力驗算？習(xí)題88- 1有一條形

29、根底，底寬b=3m根底埋置與均質(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/m3,C=5kPa，30，試分別求并分析這些結(jié)果的差異：f ,和f ,;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；假設(shè)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，改根底底寬b=4m根底埋深d=1.5m。粉土地基承 載力特征值fak=90kPa。按標準求地基承載力設(shè)計修正后的承載力特征值fa假設(shè)取平安系數(shù)Fs=2.5，按太沙基公式基底完全粗糙求承載力設(shè)計 值。8- 3利用題8-1，

30、題8-2的計算結(jié)果，分析計算方法或公式對計算結(jié)果的影 響，說明出現(xiàn)差異的原因。8-4如下列圖的地基荷載情況，試設(shè)計根底底面尺寸并進行柔軟下臥層承載力的驗、M-120 kN-mP=590 kN缺填土1T=i7 kN/tn3P1p111m粉質(zhì)粘土 山= 104 kPa1 Mhi3mpr讖據(jù)質(zhì)粘土E亠去 T MPa, Xk = 80 kPa5題8-4附圖土力學(xué)答案第思考題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(fēng)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0.075 mm的粗粒組質(zhì)量多于總

31、質(zhì)量 50%細粒土中粒徑 小于0.075 m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(fēng)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(fēng)化生成的殘疾土，通常是鞏固和穩(wěn)定的。母巖質(zhì)地不良或經(jīng)嚴 重化學(xué)風(fēng)化的殘積土，那么大多松軟，性質(zhì)易變。運積土是指巖石風(fēng)化后經(jīng)流水、風(fēng)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(fēng)積土、 冰磧土和沼澤土等。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

32、性；風(fēng)積土隨風(fēng)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；冰磧土特征是不 成層，所含顆粒粒徑的范圍很寬，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，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。

33、1-4 土的結(jié)構(gòu)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(jié)特征的總和。土的結(jié)構(gòu)通常包括單粒、分散、絮狀三種結(jié)構(gòu)。單粒結(jié)構(gòu)比擬穩(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)生液化而喪失其承載 能力；分散結(jié)構(gòu)的片狀土粒間相互接近于平行排列，粒間以面 -面接觸為主； 絮狀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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， 對擾動比擬敏感，但土粒間的聯(lián)結(jié)強度會由于壓密和膠結(jié)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

34、曲率系數(shù)Cc來表示。2定義為：Cu血Cc (d30)d10dwd60式中：d10，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唏口 60%寸所對應(yīng)的粒徑。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 純潔的礫、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 吸著水是由土顆粒外表電分子力作用吸附在土粒外表的一層水。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 外表愈近電分子引力愈強，愈遠，引力愈

35、弱。又可分為強吸著水和弱吸著 水。1-8 離開土顆粒外表較遠，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根本類型： 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，當土受到外力作用時，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

36、假設(shè)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(fù)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，它能阻塞土內(nèi)的滲流通道使土的滲透性減小，并能延長土體受力后變形到達穩(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(guān)系，反映這種關(guān)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(guān)系來定義的。含水率、密度和土粒比重是根本指標。1-12相對密實度是以

37、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 emax eoem ax 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)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

38、之差的百分數(shù)值去掉百分號稱為塑性指數(shù)，用 I p表示，取整數(shù)，即：I p w w粘性土的狀態(tài)可用液性指數(shù)來判別，其定義為：w Wp w WpIL 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(guān)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

39、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 含水率的增加到達某一值后，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，此時相應(yīng)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(xué)的分類。1- 18 試樣中粒徑大于0.075伽的粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量 50%勺土稱為粗粒土。 試樣中粒徑小于0.075伽的細粒組質(zhì)量多于或等于總質(zhì)量 50%勺土稱為細 粒土。習(xí)題11-1(1) A試樣d100.083mm解:d300.317mmCu

40、如仲 11.18d100.083(1) B試樣d10Ccd600.928mm(dj0.31721.61d10d600.083 0.9280.0015mm d300.003mm如 0.0066 4 4 d100.0015Ccd60 0.0066mm(d3。)2d10d60°.00320.910.0015 0.00661-2 解： 飽和又知：mmw含水量m =15.3gmS=10.6gSr=1Gsmsmwms竺=0.443=44.3%10.6 孔隙比e鳥Sr孔隙率0.443 2.71.201.21 1.2飽和密度及其重度Gs ew1 e0.54554.5%sat2.7 1.21.77g/

41、cm31 1.2 g 1.7710 17.7kN/m3''g 0.77 10 7.7kN/m3干密度及其重度GS w2.71.03d1.23g / cm1 e11.2ddg1.2310 12.3kN/m30.77g / cm31.77 1.0sat wsat sat浮密度及其重度1-3 解:Gs wd1.51g/cm31 0.062.70 1.010.791.51satmseGsm10.792.7029.3%V 1.60 1001 1 0.06150.9gmwms (29.3% 6%) 150.9 35.2g1- 4 解：mwmwm msmsm msmsm1000ms940g1

42、1 0.06 Id0.16mw譏0.16 940 150g1-5 解:1.773(1) *d1.61g / cm1w1 0.098G2.7 1.0e°-1s w11 0.68dd1.61eo0.68emax e0D remaxmin0.94 0.680.94 0.461/3 Dr 2/3該砂土層處于中密狀態(tài)。1-6解：1.Gs1 -deGs1 eSr0.15 2.75eA0.8250.52.753dA1.50g / cm10.825Td(1)AdA(1a) 1.50 (1BdB(1b)1.74(1<1 sAB上述表達是錯誤的。2.7532.a dA1.50g / cm1 0.8

43、2525.2%satGs2.70.540.06 2.680.536eB0.32.681.74g /cm3dB1 0.536'0.15)1.74g/cm30.06)1.84g/cm32.681.74g / cm3dB1 0.5361-7dA dB上述表達是錯誤的0.15 2.750.50.825eB0.06 2.680.30.536eB上述表達是正確的 證明：(1)msmsVVs VVms /Vs1 Vv/VsGs w1 en e1Gs w1 enGs(1 )Gs w(1 n)叫n)1 -1 nmsVwMNmmsmwVswVssw V/ VsVVsVv1Vv/Vs1 eGs w1w Sr

44、e叫 Vs w 叫Vs w VVs VvmswVsVsGg 1s w ws 1w1 e 1 e1-8 解:0.075伽的粗粒含量大于50%所以Gs w 1d2.72 1.01.650.648對A土進行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于A 土屬于粗粒土； 粒徑大于2伽的礫粒含量小于50%所以A土屬于砂類，但小于0.075伽的細粒含量為27%在15%- 50%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B 土進行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075伽的粗粒含量大于5

45、0%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 伽的細粒含量為28%在15%- 50%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17伽塑性圖上落在ML區(qū)，故B 土最后定名為粉土質(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0.075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； 細粒含量為2%少于5%該土屬礫； 從圖中曲線查得d10，dac和d60分別為0.2 mm，0.45伽和5.6伽因此，土的不均勻系數(shù)6蟲56 2

46、8d1002土的曲率系數(shù)Cc (d/ -0竝 0.18d10d600.2 5.6 由于q 5,Cc 13，所以C 土屬于級配不良礫(GP)。1- 9 解：(1)ms2即 d1 *VId2*V2-V1d2V21 1Vd2V2(11)65 20 (1 12%)21.74萬方11.7(2)msdV 1.65 3000 4950tmw ms( op ) 4950 (19% 12%)346.5tSr 02°.°% 95% "79.8%e0.648思考題22- 1 土體的應(yīng)力，按引起的原因分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種； 按土體中土骨 架和土中孔隙水、氣的應(yīng)力承當作用原理或應(yīng)力傳

47、遞方式可分為有效 應(yīng)力和孔隙應(yīng)壓力。有效應(yīng)力是指由土骨架傳遞或承當?shù)膽?yīng)力?？紫稇?yīng)力是指由土中孔隙流體水和氣體傳遞或承當?shù)膽?yīng)力。 自重應(yīng)力是指由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。附加應(yīng)力是指由外荷靜的或動的弓I起的土中應(yīng)力。2- 2自重應(yīng)力是指由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。由靜水位產(chǎn)生的孔隙水應(yīng)力稱為靜孔隙水應(yīng)力。土體自重應(yīng)力應(yīng)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，那么自重應(yīng)力計算時應(yīng)采用浮重度， 地 下水位以下的土體中還存在靜孔隙水應(yīng)力。2- 3 附加應(yīng)力是指由外荷靜的或動的弓I起的土中應(yīng)力?？臻g問題有三個附加應(yīng)力分量，平面問題有兩個附加應(yīng)力分量。 計算地

48、基附加應(yīng)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小能適應(yīng)地基變形的根底可以視為柔 性根底。對于一些剛度很大不能適應(yīng)地基變形的根底可視為剛性根底。柔性根底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；岡I性根底下的基底壓力分布隨上部荷載的大小、根底的埋深和土的性質(zhì)而異。2- 5 基地中心下豎向附加應(yīng)力最大，向邊緣處附加應(yīng)力將減小，在基底面積范 圍之外某點下依然有附加應(yīng)力。如果該根底相鄰處有另外的荷載，也會對本根底下的地基產(chǎn)生附加應(yīng)力。2- 6 在計算地基附加應(yīng)力時，假定地基土是各向同性的、均質(zhì)的、線性變形體

49、， 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(jié)果會經(jīng)常與地基中實際的附加應(yīng)力不一致。2-7有效應(yīng)力是指由土骨架傳遞或承當?shù)膽?yīng)力?？紫稇?yīng)力是指由土中孔隙流體水和氣體傳遞或承當?shù)膽?yīng)力。靜孔隙水應(yīng)力：uo rwhw習(xí)題22-1 解：根據(jù)圖中所給資料，各土層交界面上的自重應(yīng)力分別計算如下:cz002-2cz1山18.5 2 37kPaIcz22h237 18 1 、cz2102 h2'2h2' 55cz3102 h2'2 h2''3 h3cz4102 h2小''3h3uo55kPa土的最大靜孔隙水應(yīng)力

50、為:解：F/ P G P(20 10) 1 65kPa65 (19 10) 3 92kPa'4h492 (19.5 10) 2 111kParwhw 10 6 60kPa基底壓力:基底靜壓力:©AdPmaxpminPn210620PminDdR P求O點處豎向附加應(yīng)力yb %5 24KSpn 4 0.25 lb 13由:由:由:maxzo1zo2zo40.56 3 1 2466kN2466 (1 6-0) 178.1kPa3695.9kPa95.9Pmin17 1.0 78.9kPa178.1 95.9%578.9 78.9kPa01.582.2kPaKS 0.2500Kt1

51、 0 Kt2 0.25002K21.52 0.252K 2zo3 2Kt22n zb 01.582 220.55kPa2z04 120kPa82 20.2520.55kPa2Ks40.2500由:m lb61.54nzb 41.5 27KS 0.1036zA12KsPn2 0.103678.916.35kPa由:m lb1.560.25 nzb 46 臨Kt 0.0695zA22 Kt Pt2 0.069582.211.4258kPazAzA1zA216.3511.4258 27.78kPaz0z03求A點下4m處豎向附加應(yīng)力z01z02求B點下4m處豎向附加應(yīng)力由：zB1m lb2KsPnn

52、 zb 431.332 0.1412 78.9 22.28kPaKS 0.1412zB20.1412由:zB3m lbKt1號0.0585zB2心2號0.082682 25.80kPa2n zb 43 1.33 心82.22.39kPa282.23.39kPa0.0585 Kt2 0.0826zB zB1 zB2 zB3 zB42-3 解：2-4 解：求自重應(yīng)力zM ihhi'h2 19 4 (20 9.8) 1 86.19kPazN zM3'h3 86.19 (18.5 9.8) 3 112.26kPaAVV*第二早 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/ °3-