土质学与土力学课后习题答案

绪论答案：略第1章土的物理性质及工程一、填空题1、固体颗粒，水；2、结合水，自由水；3、最松散，最密实；4、塑限，液限；5、单粒，蜂窝，絮状；6、土中水的质量，土粒质量；7、含水率，黏粒含量。二、选择题1、A,2、D，3、A，4、C,5、D,6、D，7、D三、证明题1、11ssssswdvvsssGVVVVeVVV2、(1)(1)wvwsssssswrvvvmVmVGGGnmVmVVSVVnVVV四、计算题1、w=%6.353.823.82456.156r=3/60.180.1060456.156mkN3/72.130.10603.82mkNd73.2sG12.73(10.356)110.991.86swGe0.990.497110.99ene0.356*2.730.9820.99srGSe32.730.991018.69/10.199ssatwkNGeme318.6910.08.69/satwkNm2、土样号（kN/m3）Gs（%）d（kN/m3）enSr（%）体积（cm3）土的重力（N）湿干118.962.7234.014.170.920.48100.0———217.32.749.115.840.730.4234.2———319.02.7431.014.50.890.4795.710.00.190.1453、土样号LPIPIL土的名称土的状态13117141.29低液限黏土流塑23819190.84低液限黏土软塑33920190.79低液限黏土可塑43318151.13低液限黏土流塑4、12.68(10.105)110.6921.75swGe0.9410.6920.2490.5180.9410.4600.481maxrmaxmineeDee5、土样号L（%）P（%）土的定名13520低液限黏土2125低液限粉土36542高液限粉土47530高液限黏土五、简答题（略）第2章黏性土的物理化学性质一、填空题1、蒙脱石，高岭土，伊利石；2、硅氧四面体，氢氧化铝八面体。二、选择题1、A,2、A三、简答题（略）第3章土中水的运动规律一、填空题1、正常毛细水带，毛细网状水带，毛细悬挂水带；2、毛细压力；3、层流；4、常水头实验，变水头试验。二、选择题1、C,2、ABCDE,3、B,4、ABC,5、C三、简答题（略）四、计算题1、（1）4120421.2100.043.6lnln3.21036002.85halkFth63.64.1710ln2.8579.710(/)ms（2）7710109.7100.7737.510(/)ttkkms粉质粘土2、（1）30.2105(/)0.4DwGIkNm方向向上（2）设1,2.6,0.8ssvVmgV32.60.81018.9(/)1.8satkNm318.9108.9(/)kNm10.89satcrcrwII0.890.360.4hhm3、30.5(3.00)1010(/)30.5DwGIkNm317.9107.9(/)satwkNmDG将会产生流沙现象。4、（1）由1122kIkI和123kk可得：1213II.则按比例，土样一的水头损失为1时，土样二的水头损失为3.总计水头损失40cm，则土样一水头损失为10cm，土样二的水头损失为30cm。则a、b两点的测管水位应分别高于a点与b点分别为35cm和90cm。（2）31110104(/)25DwGIkNm3201010(/)satwkNm1DG。不会产生流沙现象。（3）减少5、6.8128.01.26.80.5712dNHmhm30.570.320.32103.2(/)1.8DiGkNm32.650.921018.6(/)1.92satkNm318.6108.6(/)satwkNmDG渗流是稳定的。第4章土中应力计算一、选择题1、C,2、A，3、C.二、问答题（略）三计算题1、由第一层土的三个试验指标可得：319.0109.0(/)satwkNm。第二层黏土的108.1PLPLI,故认为黏土层受到水的浮力作用318.0108.0(/)satwkNm。第一层为细砂，地下水位以下的细砂受到水的浮力作用。A点：Kpahcz01B点：Kpahcz5.1715.1711C点：111217.59.0235.5czhhkPaD点：11122335.58359.5czhhhkPa应力分布图略。2、解：2.165.050002500bNMe呈梯形分布kpalbMFNp)61.3043.71(671025001075000622maxmin基础底面的压力为（71.4330.61）kpa3、解：方法一：应力系数si计算结果编号荷载分布面积bzmbxnsi1agc100.1592abdc1.520.060故得G点下深度3m处的竖向应力z12()150(0.1560.060)32.4zsspkPa方法二：应力系数si计算结果编号荷载分布面积bzmbxnsi1agc100.1592acd1.52.50.0413abd1.5-1.50.020故得G点下深度3m处的竖向应力zkpapsssz33)020.0041.0159.0(150)(3214解：本题求解时要求通过两次叠加法计算。第一次是荷载作用面积的叠加，第二次是荷载分布图形的叠加。分别计算如下：（1）荷载作用面积叠加计算因为O点在矩形面积（abcd）内，故可用角点法计算划分。通过O点将矩形面积划分为4块，假定其上作用着均布荷载q，则M点产生的竖向应力1z可用角点法计算，即11()1()1()1()1234()zzaeohzebfozofcgzhogdaaaaq各块面积应力系数，列于表中。应力系数ai计算结果编号荷载作用面积blnbzmai1)(aeOh130.0452)(ebfO430.0933)(Ofcg21.50.1564)(hOgd230.073kpaqaiz2.12)073.0156.0093.0045.0(31001（2）荷载分布图形叠加计算上述角点法求得的应力1z是均布荷载q引起的，但实际作用的荷载是三角形分布，因此可以将习题图4.37所示的三角形分布荷载（ABC）分割成3块：均布荷载（DABE）三角形荷载（AFD）及（CFE）。三角形荷载（ABC）等于均布荷载（DABE）减去三角形荷载（AFD），加上三角形荷载（CFE）。故可将此三块分布荷载产生的应力叠加计算。1）三角形分布荷载（AFD），其最大值为kpaq3.333100，作用在矩形面积（aeOh）及（ebfO）上，并且O点在荷载零处。因此它对M点引起的竖向应力2z是两块矩形面积三角形分布荷载引起的应力之和。即kpaz2.2)045.0021.0(31002应力系数ti计算结果编号荷载作用面积blnbzmti1)(aeOh130.0212)(ebfO430.0453)(Ofcg21.50.0694)(hOgd0.51.50.0322）三角形分布荷载（CFE），其最大值为（qp），作用在矩形面积（hOgd）和（ofcg）上，同样O点也在荷载零点处。因此，它们对M点产生的竖向应力3z是这两块矩形面积三角形面积分布荷载引起的应力之和。即kpaqptthOgdzOfcgzz7.6)032.0069.0()3100100())((43)(3)(33最后叠加求得三角形分布荷载（ABC）对M点产生的竖向应力z为kpazzzz7.167.62.22.123215、解：在基础底面中心轴线上取几个计算点0、1、2、3，它们都为于土层分界面上，如图4.38所示（1）自重应力计算iiczh，将各点的自重应力计算结果列于表中。自重应力计算结果计算点土层厚度/ihm重度)//(3mKNi/iihkPakPa01.018.718.718.710.218.73.7422.421.88.916.0238.538.08.467.2105.7（2）附加应力计算基地压力kpaFNp70821120基地处的附加应力3.5117.18700Dppkpa由式00pz计算土中各点附加应力，其结果列于表中，并在图中绘出地基自重应力及附加应力分布图。附加应力计算结果计算点mzbzmbln0kpapz/0000041.00051.310.20.140.98950.722.01.040.54027.7310.05.040.0673.4第五章土的压缩性与地基沉降计算一、选择题1、A2、A3、B4、A5、B二、简答题（略）三、计算题1解：（1）孔隙比395.13026.586.175cmg含水率%6.28%1000.910.916.586.175初始孔隙比781.01)1(0wsGe2.70sG1p对应的孔隙比1000(1)0.720HeeeH2p对应的孔隙比2000(1)0.671HeeeH（2）压缩系数和压缩模量11312212149.01049.0100200671.0720.0Mpakpappee压缩模量MpaeEs51.349.0720.011211)21(因土所以该土属于中压缩性,5.049.01121MpaMpa。2解：（1）土样1压缩系数11312212134.01034.0100200736.0770.0Mpakpappee压缩模量MpaeEs21.534.077.011211)21(因土所以该土属于中压缩性,5.034.01121MpaMpa（2）土样2压缩系数11312212187.01087.0100200803.089.0Mpakpappee压缩模量MpaeEs17.287.089.011211)21(因为土所以该土属于高压缩性,5.087.01121MpaMpa土样的压缩曲线如图所示：3解：基础底面积：21644mA基底总应力：47204422033544pGkPaA基底自重应力：kpah3525.17基底附加压力：033535300phkPa第二层上自重应力：kpahcz10565.17111第二层下自重应力：kpahcz7.15839.17105105222第二层上附加应力：根据122bl224bz所以0840.01440.084300100.8zpkPa第二层下附加应力：根据122bl5.327bz所以0344.02440.034430041.3zpkPa自重应力平均值kpa85.13127.158105附加应力平均值100.841.371.12kPa该层的最终沉降量：71.130.0656.53300ziisshmcmE4（略）5解：（1）前期固结压力将表中pe值换算成pelg后，以plg为横坐标，e为纵坐标，作图得前期固结压力所对应的点为，还原压力