土力学习题答案(完整版)

《土力学》作业答案第一章1—1根据下列颗粒分析试验结果，作出级配曲线，算出Cu及Cv值，并判断其级配情况是否良好。粒径/mm粒组含量/%粒径/mm粒组含量/%20~1010.25~0.101910~530.10~0.0585~250.05~0.0142~170.01~0.00531~0.5200.005~0.00220.5~0.2528解：粒径(mm)20105210.50.250.10.050.010.005小于该粒径的含量百分数(%)10099969184643617952级配曲线见附图。1001010.10.011E-30102030405060708090100小于某直径之土重百分数%土粒直径以毫米计习题1-1颗粒大小级配曲线由级配曲线查得：d60=0.45，d10=0.055，d30=0.2；18.8055.045.01060ddCu62.1055.045.02.026010230dddCcCu5，1Cc3；故，为级配良好的土。1—2有A、B、C三种土，各取500g，颗粒大小分析结果如表：粒径/mm质量/g粒径/mm质量/gABCABC10~5001450.1~0.05112.517.5105~2025750.05~0.0297.51002~117.56000.02~0.0135001~0.542.5210300.01~0.00520000.5~0.2557.51401000.005~0.00220000.25~0.197.537.5140要求：（1）绘出级配曲线；（2）确定不均匀系数Cu及曲率系数Cv，并由Cu、Cv判断级配情况。解：粒径(mm)105210.50.250.10.050.020.010.0050.002小于该粒径的含量百分数(%)10096.58876.55734.515840A100958341135.520B1007156565.3.20C级配曲线见附图。1001010.10.011E-30102030405060708090100土粒直径以毫米计小于某直径之土重百分数%习题1-2颗粒大小级配曲线由级配曲线查得d10、d30、d60，并计算Cu、Cc：d10d30d60CuCc级配情况A0.01250.0450.129.61.35良好B0.190.410.693.631.28不良C0.1350.252.9021.480.16不良1—3某土样孔隙体积等于颗粒体积，求孔隙比e为若干？若Gs=2.66，求d=?若孔隙为水所充满求其密度和含水量W。解：111svVVe；3/33.1266.2cmgVMsd；3/83.12166.2cmgVMMws；%6.3766.21swMM。1—4在某一层土中，用容积为72cm3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g，烘干后质量121.5g，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？解：3457.25.121cmGMVsss；3274572cmVVVsV；%26.60626.05.1215.1211.129swMM；3/79.1721.129cmgVM；3/06.2722715.121cmgVVMvwssat；3/06.1724515.121'cmgVVMsws；[或3/06.1106.2'cmgwsat]；3/69.1725.121cmgVMsd。1—5某饱和土样，含水量w=40%，密度g/cm3，求它的孔隙比e和土粒比重Gs。解：365.04.083.14.1sV；74.2365.01wsssVMG；10.1365.04.0svVVe。1—6某科研试验，需配制含水量等于62%的饱和软土1m3，现有含水量为15%、比重为2.70的湿土，问需湿土多少公斤？加水多少公斤？解：1m3饱和软土中含土粒：tMs01.17.2162.01；折合%15的湿土：kgtMMMMsws116016.1)15.01(01.1)1(；需要加水：kgtMMsw475475.0)15.062.0(01.1)(12。1—7已知土粒比重为2.72，饱和度为37%，孔隙比为0.95，问孔隙比不变的条件下，饱和度提高到90%时，每立方米的土应加多少水？解：1m3土原有水：tMw18.095.1137.095.01；Sr提高到90%后：tMw438.095.119.095.02；1m3土需加水：tMw258.018.0438.0。1—8某港回淤的淤泥sat=1.50t/m3，w=84%，Gs=2.70。现拟用挖泥船清淤，挖除时需用水将淤泥混成10%浓度的泥浆（土粒占泥浆质量的10%）才可以输送。问欲清除1*106m3淤泥共需输送泥浆多少立方米？解：31100000mV；7.2197.2174.021VV；解得：32844000mV。1—9饱和土体孔隙比为0.7，比重为2.72，用三相图计算干重度、饱和重度sat和浮重度，并求饱和度Sr为75%时的重度和含水量w。（分别设Vs=1、V=1和M=1进行计算，比较哪种方法更简单些？）解：3/6.17.0172.2cmgVMsd；3/0.27.0117.072.2cmgVVMwvssat；3/91.17.01175.07.072.2cmgVM；%3.1972.2175.07.0swMM。1—10证明下列等式：（1）dGs-1Gs；（2）rGses。解：（1）)(1)1(11'aegGeggGVVWswswss；)(1begGVWssd；（a）/（b）：ssdGG1'；故，dssGG1'。（2）)1(wwsvwreGVVS；故，eGSsr。1—11经勘探某土料场埋藏土料250000m3，其天然孔隙比e1=1.20，问这些土料可填筑成孔隙比e2=0.70的土堤多少立方米？解：212111eeVV；故311221931812500002.1170.0111mVeeV。1—12从甲、乙两地粘性土层中各取出土样进行界限含水量试验，两土样液、塑限相同：L=40%，P=25%。但甲地天然含水量w=45%，而乙地天然含水量w=20%，问两地的液性指数I1各为多少？各处何种状态？作为地基哪一处较好？解：甲地：33.125402545PLPLI流动；乙地：33.025402520PLPLI坚硬；故，乙地好！1—13已知饱和软粘土的塑性指数Ip=25，液限L=55%，液性指数IL=1.5，土粒比重Gs=2.72，求孔隙比。解：由PLPI，P5525；得到：%30P；由PLPLI，3055305.1；得到：%5.67；由三相图：836.172.21675.0svVVe。1—14测得某饱和土样质量为40g，体积为21.5cm3，放在烘箱内干燥一段时间后，测得质量为33g，体积为15.7cm3，饱和度Sr=75%，试求土样天然状态下的含水量、孔隙比、干密度。解：水量损失：gMw73340；相应体积：37cmVw；总体积减小量：38.57.155.21cmV；烘干后空气体积：32.18.57cmVa；由vavvwrVVVVVS，即vvVV2.175.0；得到：38.4cmVv；烘干后含水：gMw6.31)2.18.4(2；土粒质量：gMs4.296.333；天然状态含水：gMw6.104.29401；天然状态含水量：%364.296.10；天然状态孔隙比：972.06.105.216.10e；天然状态干密度：3/37.15.214.29cmgd。1—15某饱和砂层天然密度=2.01cm3，比重Gs=2.67，试验测得该砂最松状态时装满1000cm3容器需干砂1550g，最紧状态需干砂1700g，求其相对密实度Dr，并判断其松密状态。解：VVMwvssat，即ee167.201.2；得到：653.0e；由试验：3min/55.110001550cmgd；3max/70.110001700cmgd；由三相图：eVMsd167.2；得到：dde67.2；故，723.055.155.167.267.2minminmaxdde；571.070.170.167.267.2maxmaxmindde；相对密度：461.0571.0723.0653.0723.0minmaxmaxeeeeDr。1-16某粘性土土样的击实试验结果如表：含水量/%14.716.518.421.823.7干密度/g.cm-31.591.631.661.651.62该土土粒比重Gs=2.70，试绘出该土的击实曲线及饱和曲线，确定其最优含水量op与最大干密度dmax，并求出相应于击实曲线峰点的饱和度与孔隙比e各为多少？解：由试验结果绘出击实曲线如下图：饱和曲线干密度g/cm31.81.71.61.512152025ωopρdmaxω(%)又sdG1求出各所对应的ρd。绘出饱和曲线ρd（g/cm2）1.821.751.691.64(%)18202224由图知：%5.19op3max/665.1cmgdgMMsw5265.07.2195.062.1665.17.2maxdsMV%9.84162.15265.01vwVVS62.01162.1svVVe1-17某粘土在含水量为20%时被击实至密度为1.84g/cm3，土粒比重为2.74，试确定此时土中空气含量百分数（Va/V）及干密度。解：gws288.374.2548.0gMMsw5265.07.2195.05265.0wV1sVggGWs7.2548.074.22.0swMM0548wV1sV74.2GMs3787.184.1288.3cmV3787.01787.1cmVVVsv3239.0548.0787.0cmVVVwva%4.13787.1239.0VVa3/533.1787.174.2cmgVMsd1-18推证饱和曲线的方程为wd1Gs证：GGVGVMvsd111—19有A、B、C、D四种土，颗粒大小分析试验及液限、塑限试验结果如表1-7，试按《建筑地基基础设计规范》予以分类。表1-7习题1-19表ABCD颗粒大小分析试验粒径d/mm〈d的含量百分数/%20901082562.51002.02797.51.013/0.58841000.25470960.1047831000.053367.597.50.022247880.011533780.005102368.50.00241358GGVGVMvsd11ddGGGd1证毕液限L/%无塑性333578塑限P272631注