土力学第二版习题解答(第一、二章)(试用版)

专用内部资料·注意保存专用1内部资料·注意保存习题答案（土力学，第二版，李广信等，清华大学出版社）计算中取重力加速度g=10m/s2第一章土的物理性质和工程分类1-1（更正：地下水位以下→地下水位以上）已知，372cmVgm1.129gms5.12170.2sGg...mmmsw6751211129%.%..%mms2661005121671003791721129cm/g..vm3/9.17mKNg345cmGmmVsssss3121.5271020.6/72satKNm391610725121m/KN..gVmsd3/6.10mKNsatdsat1-2已知，e=0.7072.2sG设1sV7.0vV72.2sm316m/KNgVVmgVmvsssd32.7210.71020.1/1.7swvsatmVgKNmV3/1.10mKNsat当0.75rS时525.0vVSVm%3.19%100smm0.7(0.525)2.72Vs=10.525swmV0.77.67.619.44527720swa121.5129.1mV专用内部资料·注意保存专用2内部资料·注意保存1311910715250722m/KN....gVm（其他情况两种，依次类推）1-3所需土重ms=80000×1.7＝136000（t）1m3天然土含土粒重量0111.921.6()110.2smtw。故需要土V＝ms/ms0=85000(m3)1-4（设1sV）（1）√（2）×（3）×（4）√1(%)15PLpI甲2乙甲(%)8PLpI乙　19.420.63乙甲dd4ee乙甲14.916.80.810.591-5%2270.2sG31.70/dgcm85.0rS对于天然土，设1SV知70.2sm0.594wm即(2.7×0.22)若压实后达到要求干密度，则59.170.170.2dSmV0.5940.594孔隙比为e=0.59可见，其饱和度0.594100%85%0.59rS不适于筑坝，应翻晒处理。1-67.0rD3max/96.1cmgd3/46.1cmgdmix65.2sGmax)()0.7(ddmixdmaxrddmixdD3/78.1mgd1-7饱和土只有固相和水相。设固相体积Vs=1cm3时，由Gs=2.70得ssswm=GV=2.70g。已知wsm100%=28%m，得wm=0.756g，则压缩后土体孔隙比为vwssVVe===0.756VV压缩后。1.592.7Vs=1swmvwGswGsGs专用内部资料·注意保存专用3内部资料·注意保存已知压缩后土体体积V=1.95cm3，则3VeV=Vn=V100%=0.84cm1+e压缩后压缩后压缩后压缩的0.05cm的体积0.05cm3应算在Vv中，则vsV0.89e===0.802V20.89压缩前压缩前1-8%40L25%p%45甲%20乙I15p＝33.11520ppLII－甲甲流塑；33.0155ppLII－乙乙坚硬命名：查图1-26（按新规范已经改动）低液限粘土。按建筑规范，为粉质粘土。选乙地1-9A＝0.3（甲），A＝1.3（乙）。乙土粘土矿物的活性高，估计是伊利石、少量的高岭石。工程性质上来看，甲土细粒含量少，亲水能力差，渗透性强，粘聚力弱；乙土含伊利石多，容易吸水膨胀，失水收缩，亲水能力较强，渗透性弱，粘聚力强。1-10按建筑规范分类法：（甲）细砂；（乙）粉土。解：甲为细砂『0.075mm以上过85％但0.25mm以上不过50％』由图知600.3d，500.25d，300.18d，100.1d60100.330.1udCd223060100.181.080.30.1cdCdd为级配不良的土乙为粉土『0.075mm以上不过50％且Ip10』600.015d，300.0035d，100.0015d60100.015100.0015udCd223060100.00350.540.0150.0015cdCdd专用内部资料·注意保存专用4内部资料·注意保存为级配不良的土1-11由曲线A得知砂粒占99%；粉粒占0%。60u10d0.165C===1.5d0.110，2230c6010d0.15C===1.24dd0.1650.11（）（）虽然Cc在1~3之间，但Cu5，曲线坡度陡，故级配不良。又细粒含量为0，综上A为SP（级配不良的砂）。同理可分析曲线B为SF（含细粒土砂）和曲线C为SP（级配不良的砂）。1-12在标准击实功情况下，压实度98%时土的干密度为31.7700.98=1.735g/cm。从表1-12看出，若击实功能达不到标准击实功，则需要适当洒水，使含水量提高。若击实功能可以超过标准及时功，则不需洒水，甚至需要翻晒以降低土的含水量。增加含水量的土的可塑性会提高，反之，降低含水量的土的可塑性会降低。1-13（1）e=0.9，则1m3的土体中3v0.9V=1=0.4737m1+0.9e=0.65，则1m3的土体中3v0.65V=1=0.394m1+0.65在截面为1平米的柱形空间上，孔隙所占高度由0.4737m降到0.394m，沉降0.08m。已知3wVdSssatV+V0.473710+1-0.473710===18.7kN/mV1（），得s=2.653g/cm则地震后3wVdSssatV+V0.39410+1-0.39410===20.02kN/mV1（）补充题：简述细粒土击实曲线的特点及不同含水量范围内击实土的力学特性。特点。存在最优含水量；峰值以右接近于饱和曲线；以左差别逐渐加大。力学特性：最优含水量对应击实土干密度最大；其左，对应之土具凝聚结构，强度高，力学上呈各向同性，但浸水后易产生附件沉降或变形；以右，对应之土具分散结构，塑性大，强度低，且力学上各向异性。专用内部资料·注意保存专用5内部资料·注意保存第二章土的渗透性和渗流问题2-1(a)正确。稳定渗流条件下，各个断面的渗流量是相等的，而渗流断面越来越小，QkiA，所以水头损失i越来越大，因此渗流的自由水面是上凸的。2-2①cmhKLKLKLKLhCCBBAAAA52001005035501②scmALhKVAQAA/1.010050510322-31'2.711.076110.58scrwGie2-4①h=20cmL=30cmLhi32106.67/3jiKNm②72.2SGe=0.631'2.7211.055110.63scrwGie0.67crhiil，故不会发生流土现象。③055.1crii31.65IcrhLicm2-5①mmmhA642mh5.1以C所在平面为基准面1.566.752Bhm7.5chm3/75.345.110mKNii专用内部资料·注意保存专用6内部资料·注意保存②mh5.2625.0LhiscmkiAQ/875.1101020625.0105.13462-6围绕井中心轴线取一过水圆柱断面，该断面距井中心轴线的距离为r，测管水头为h，根据渗流的连续性条件，单位时间抽出的水量等于渗过该过水圆柱断面的渗流量。因此有：2adhQAkirHkdr2adrQkHdhr将上式两边进行积分，有：22112rharhdrQkHdhr推出：2211ln2()arQkHhhr所以砂土层渗透系数的计算公式为：222112112.3lnlg2()2()aarrQQkHhhrHhhr2-704.11104.2crimlihcr12.304.13h=7.5-3-3.12=1.38m2-8①scmLhKiV/1033.55.011541010433②坝趾处：mmh267.0154267.000.1lhiml2111cricrii，故稳定。专用内部资料·注意保存专用7内部资料·注意保存③单宽流量：553411051.3310//15hqkAMKhMmsml2-9①4433.661.810142.7810//hqkAMkhMlmsm②85.0cri3.610.514140.5crii，故不会发生流土破坏。1.65criKi2-10方法一：可能发生流土的位置为粘土层的底部。取砂土层、粘土层及孔隙水整体为隔离体。则作用在土样上的力包括：①土-水总重量=')2wsatsatWLLL砂粘（②两端的水压力121和③滤网的支承反力R由平衡条件有：12PWPR因此有：1(')2'2wRLh发生流土时R=0，此时的水头差2'2100.40.810wLhm方法二：有效应力''2wLh𝑃1=𝛾𝑤ℎ𝑤𝑃2=𝛾𝑤ℎ1𝑅=?𝑊=（𝛾′+𝛾𝑤)⋅2𝐿W