土力学网上作业题参考答案

1东北农业大学网络教育学院土力学网上作业参考答案绪论一、填空[1]地基。[2]基础。[3]持力层。[4]下卧层。[5]下卧层。第一章土的物理性质及其工程分类一、填空[1]无机矿物颗粒和有机质，土粒。[2]原生矿物和次生矿物。[3]粒度。[4]粒度成分。[5]Cu＜5，Cu越大，Cu＞10。[6]结合水和自由水,吸着水（强结合水）和薄膜水（弱结合水）。[7]单粒结构、蜂窝结构和絮状结构。[8]液限、塑限和缩限。[9]塑性指数。[10]液性指数。[11]：minmaxmaxeeeeDr[12]碎石土。[13]大于2mm,大于0.075mm。[14]细粒土。[15]含水量和击实功能。二、判断题[1]（√）[2]（×）[3]（×）[4]（×）[5]（×）2三、证明题[1]证明：wsded+1=证明：设eVVVVVVeVSVVSVS+1=+=,==1=⇒wsswssssdedVgVdVgVgVm+1====[2]证明：nnSwsr)1(=证明：设nVnVnVVVsvv⇒1=,==,1=∴nngVgVVVVVmmVmVVSwsvwssvwssssvwswvwwvwr)1(======[3]证明eeSswr+1+=（2）证明：设eVVVVVVeVSVVSVS+1=+=,==1=⇒VgVVVgmmVmgVGsswwsw)+(=)+(===eeSVVVSswrsswvr+1+=+=四、计算题[1]某地基土层，用体积为72cm3的环刀取样，测得环刀加湿土重170g，环刀重40g，烘干后土重122g，土粒相对密度为2.70，问该土样的w、e、rs、、d、sat和各为多少？并比较各种重度的大小。解：V=72cm3，m=170－40=130g，mS=122g，mW=130－122=8g%6.6=1228==SWmm⇒6.0=172/130)066.0+1(×1×7.2=1)+1(=WSde%7.29=6.07.2×066.0==edSSr0.18=7210×130===VmgVGkN/m36.20=10×6.16.0+7.2=+1+=WSsateedkN/m36.10=106.20==′WsatkN/m39.16=10×6.17.2=+1=WSdedkN/m3∴′dsat[2]一土样重200g，已知含水率为16%，若要制备含水率为20%的土样，需加多少水？加水后土样重量为多少？解：已知：m1=200g，%161，%202，则：3%20%161111211111将m1=200g带入得：1wm=27.6g，wm=6.9g∴加水后土样重量为：m2=m1+wm=200+6.9=206.9g[3]某土坝施工中，上坝土料的sd＝2.7，1w＝10％，上坝时虚土1d＝12KN/m3，要求碾压后2rS＝95％，2d＝16.8KN/m3，若每日填土5000m3，文每日上坝虚土多少m3？共需加水多少t？解：（1）gVmsd11=，gVmsd22=，由于碾压前后土粒重力不变，∴2211=VVdd317000=125000×8.16=mV⇒（2）tkgmgVmssd8400=8400000=105000×10×8.16==322⇒)(122211wwmmmmwmmwswswsw607.0=18.1610×7.2=1=+1=2222⇒dwswsddeed%4.21=7.2607.0×95.0===222222srsrdeSwedwS⇒∴)(=12wwmmsw＝8400（0.214－0.1）＝958t607.0=18.1610×7.2=1=+1=2222⇒dwswsddeed%4.21=7.2607.0×95.0===222222srsrdeSwedwS⇒∴)(12wwmmsw＝8400（0.214－0.1）＝958t五、简答题[1]简述击实功能对粘性土压实性的影响？1.土料的maxd和op不是常量，maxd随着击数的增加而逐渐增大，而op则随着击数的增加而逐渐减小。然而，这种增大或减小的速率是递减的，因此只靠增加击实功能来提高土的maxd是有一定限度的。2.当较低时，击实功能影响较显著，而当含水量较高时，击实曲线接近于饱和线，这时提高击实功能是无效的。第二章土中水的运动规律一、填空题[1]渗流或渗透。[2]渗流量与过水断面面积以及水头损失，断面间距。4[3]一次方。[4]常水头试验。[5]变水头试验。[6]渗透系数。[7]渗透力。[8]渗透变形。[9]流土和管涌。[10]流土,地基或土坝下游渗流逸出处。[11]管涌。[12]渗透系数，kiAqvkAilhkAq====或二、判断题[1]（√）[2]（√）[3]（×）三、证明题[1]证明ediswc+11=′=证明：edVVdVVVgVdVVgVVVgmisvssswswswswswsswswswc+11=+)1(====′=四、计算题板桩支挡结构如图所示，由于基坑内外土层存在水位差而发生渗流，渗流流网如图中所示。已知土层渗透系数k＝2.6×10－3cm／s，A点、B点分别位于基坑底面以干1.2m和2.6m。试求：（1）整个渗流区的单宽流量q；（2）AB段的平均渗透速度ABv（A点、B点所在流网网格==bl1.5m）；（3）图中A点和B点的孔隙水压力Au与Bu。（4）流网网格abcA的网格长度5.1lm，判断基坑中的a~b段渗流逸出处是否发生流土？（地基土20=satKN/m3）解：（1）m＝4，n＝9，h＝5－1.5－1＝2.5m，∴11.2=3600×24×19)14(×5.2×10×10×6.2=1)1(=23nmkhqm3/d•m（2）Δh＝mnh31.0195.21，∴5.131.0106.23lhkkivAB＝5.4×10－4cm/s（3）HA=（10－1.5）－7×0.31－（5－1.2）＝2.53m，Au＝AwH＝10×2.53＝25.3KPaHB=（10－1.5）－6×0.31－（5－2.6）＝4.24m，Bu＝BwH＝10×4.24＝42.4KPa（4）1101020wCi，流网网格abcA的平均水力梯度为21.05.131.0lhi＜Ci5所以，渠底a~b段渗流溢出处不会发生流土。五、简答题[1]简述流网的四点基本性质?1.流线与等势线相互正交，所构成的流网网格为曲边正方形，即。2.任意两相邻等势线间的水头损失相等；3.任意两相邻流线间的单位渗流量相等；4.在确定流网中等势线数量时，上下游的透水边界各为一条等势线；在确定流网中流线数量时，基础的地下轮廓线及渗流区边界线各为一条流线。[2]简述常用的防渗技术措施？1.减小水力梯度（1）降低水头（2）增加渗径2.在渗流逸出处加设铺盖或铺设反滤层反滤层可以滤土排水，防止细小颗粒流失，同时通畅地排除渗透水流。反滤层一般为1～3层，由砂、卵石、砾石、碎石构成，每层粒径沿着水流方向逐渐增大。3.在建筑物下游设置减压井、减压沟等，使渗透水流有畅通的出路。第三章土中应力分布及计算一、填空[1]自重应力和附加应力[2]基底压力，地基反力。[3]基础的刚度和地基的变形条件。[4]马鞍形分布、抛物线形分布以及钟形分布。[5]基底附加压力。[6]深宽比和长宽比。二、判断[1]（×）[2]（×）[3]（√）三、计算题[1]一矩形基础，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷载N＝F十G＝1200kN。偏心距为多少时，基底不会出现拉应力？试问当minp＝0时，最大压应力为多少？解：（1）要保证基底不出现拉应力，偏心距e应满足：e≤6/l＝4/6＝0.67m（2）当e＝6/l时，minp＝0，∴)66+1(3×41200=)6+1(=maxlllelbNp＝200kPa[2]一矩形基础，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷裁N＝F十G＝1440kN，偏心距为e＝0.7m。试问基底最大地基反力maxp为多少?解：e＝0.7m＞6/l＝4/6＝0.67m，6∴)7.02/4(×3×31440×2=)2/(32=maxelbNp＝246.15kPa四、简答题[1]图示说明集中力作用下土中应力的分布规律）（逐渐减小，见图处达到最大值，此后又逐渐增大，在某一深度加，的增，随着＝土体表面处，的任一竖直剖面上，在在不通过集中力作用点）（的增加而减小，见图随着的荷载轴线上，在）（也逐渐减小，见图逐渐减小，的增加，最大，随着不变时，在荷载轴线上当bzbzrarzzzzzz830)3(830)2(83)1(（a）（b）图3－8集中力作用于地表时附加应力的分布情况第四章土的压缩性与地基沉降计算一、填空[1]土的压缩性。[2]土的固结。100kPa,200kPa。[3]侧限压缩模量。[4]前期固结压力。[5]超固结比，OCR=1,OCR＞1,OCR＜1。[6]e＝0.42e0。[7]大于0.4b，20％,10％。[8]强度变化和变形。[9]孔隙水压力，附加有效应力。[10]瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降。[11])+1(=000eHHee-二、判断题[1]（×）[2]（√）[3]（√）7三、绘图题[1]用经验作图法确定前期固结压力cp，并说明具体步骤。（1）在pelg~曲线拐弯处找出曲率半径最小的点A，过A点作水平线A1和切线A2；（2）作∠LA2的平分线A3，与pelg~曲线直线段的延长线交于B点；（3）B点所对应的有效应力即为前期固结压力。四、计算题[1]今有两粘土层（A、B），土质和土层排水条件相同，两土层都受到100kPa的连续均布荷载，土层厚度HA：HB=2：1，在A土层内孔隙比从1.060减至0.982，B土层内孔隙比从0.910减至0.850，已知当Ut=50%时所需时间tA：tB=5：1，试求kA：kB=？解：A、B均受到连续均布荷载作用→BA=，且Ut相同→VBVATT=，→22=BBvBAAvAHtCHtC→vBvACC/=ABBAtHtH22=22/5=4/5wAAAvAaekC)+1(=，wBBBvBaekC)+1(=→vBvACC/=54=)+1()+1(BBBAAAekaaek→kA：kB=)06.1+1)(85.091.0(5)91.0+1)(982.006.1(4=)+1(5)+1(4ABBAeaea=0.964：1[2]设厚度为12m的粘土层的边界条件如右图所示，固结度与时间因数关系如下图所示。上下层面处均为排水砂层，地面上作用着无限均布荷载p=300kPa，已知粘土层的初始孔隙比e＝0.81，渗透系数k＝2cm/y＝6.3×10－8cm/s，压缩系数a＝0.025×10－2/kPa。试求：（1）粘土层最终沉降量为多少？（2）加荷1年后，地基的沉降量为多少？（3）加荷后历时多久，粘土层的固结度达到90%？解：（1）求粘土层最终沉降量无限大均布荷载作用，粘土层中附加应力呈矩形分布：z=p=300kPa，=17.49=1200×300×81.0+110×025.0=+1=2HeaSzcm（2）求加荷1年后，地基的沉降量竖向固结系数：332210×10×10×10×025.0)81.0+1(×10×2=)+1(=WVaekC=14.48m2/y双面排水：402.0=61×48.14==22HtCTVv，=1，查表得tU＝0.7∴ttSUS=＝49.7×0.7＝34.8cm（3）求双面排水且固结度达到90%时所需要的时间tU=0.9，=1，查表得8VT=0.848=⇒22648.14=tHtCVt=0.848×36/14.48=2.1年附图固结度tU与时间因数vT的关系曲线五、简答题[1]简述太沙基一维渗流固结理论的六点基本假定