土力學(xué)課后習(xí)題答案(清華大學(xué)出版社)

第一章 1 1 已知 V 72cm 3 m 129 1g ms 121 5g Gs 2 70 則 129 563 smw 33 3 017 9 12 5471 0 27 5102 6 sVsatwVssattgKNvcmggKNm 320 61 5 97stwdsatdKNmV 則 1 2 已知 G s 2 72 設(shè) Vs 1cm3 則 3 3332 7 2 7 106 20 1 2 75 1 0 75 932 2 1ssdsVwrwVrs wsgcmKNmggmSgg 當(dāng) 時 3 019 7KNm 1 3 34777331 0 81 6 062 859sdwswmVkgm 挖 1 4 甲 33 33402511 72 3 80 127 894 019 4 8 01pLPsswrVwssdwvsIVmgSgcmgKNmVe 設(shè) 則又 因 為 乙 3 333812 6 04790479 82 1 162 4 79180 46pLpssswVssdw VsImgcgcmgKNme 設(shè) 則則 乙甲 d 乙甲 e 乙甲 pI乙甲 則 1 4 正確 1 5 則 swdGe 2 7 10 59 8sdsrSe 所以該料場的土料不適合筑壩 建議翻曬 使其含水率降低 1 6 minaxax ddrD 式中 Dr 0 7 3ax1 96 dgc 3min1 46 dgc 則可得 3 78 1 7 設(shè) S 1 則 sVSh 則壓縮后 則2 7ssmG 2 7 8 wsmh2 7 8 wmVh 則 8 1 95swVh 1 c201 c 8 Vseh 1 8 甲 流塑狀態(tài)4521 30pLwI 乙 堅硬 半固態(tài) pLI 屬于粉質(zhì)粘土 中液限粘質(zhì)土 15ppw 乙土較適合作天然地基 1 9 屬非活性粘土0 25360 175pIAP 甲甲 甲 屬活性粘土0 27 2pI 乙乙 乙 乙土活動性高 可能為伊利石 及少量的高嶺石 工程性質(zhì)乙土的可能較 第二章 2 1 解 根據(jù)滲流連續(xù)原理 流經(jīng)三種土樣的滲透速度 v 應(yīng)相等 即 ABCv 根據(jù)達西定律 得 CABhhRRLL 1 24ABCh 又 35hcm 5 0 ABCc 31 AVksL 3t 0 cm加 水 2 2 解 12 71 658scrGie 2 3 解 1 土樣單位體積所受的滲透力 20 19 8 6 53whjrNL 2 12 71 0563scrie 0 3hL 則土體處于穩(wěn)定狀態(tài) 不會發(fā)生流土現(xiàn)象cri 3 當(dāng) 時 會發(fā)生流土破壞 ri crhiL 即 時 01 53 6crhLcm 水頭差值為 32cm 時就可使土樣發(fā)生流土破壞 2 4 解 1 6 7 752ACACBhh 3 5 wrjikNml 2 若要保持水深 1m 0 6iL 而 86320 1 2175 0 QAkv ms 故單位時間內(nèi)抽水量為 631 875 0 ms 2 5 解 而1sssatwGee 1scrGie 1sscr sati 又 故只考慮 就可以satsat 砂 層粘 土 st粘 土 32 04 crsti gcm 粘 土 又 75 53rhhL 則 1 8 故開挖深度為 6m 時 基坑中水深至少 1 38m 才能防止發(fā)生流土現(xiàn)象 2 6 解 1 地基中滲透流速最大的不為在等勢線最密集處 故在第二根流線上 51 0 267HmhNn 0 267 4iL31 1 vkcs 2 0267 8 5hi 均 均1crsati 則 故地基土處于穩(wěn)定狀態(tài)r 均 3 552 10 2671 3 0 qMkhms 2 7 解 1 6Hm3 4H4323 1 80 257 6 10 6 10 minqkh s 2 9 satcrwi 故 不可能發(fā)生流土破壞0 57 14hiL cri 83 crsFi 第三章 土體中的應(yīng)力計算 3 1 解 41 0m 1 70 135sHkpa 40 0m 22 90 16s kpa 38 0m 336827s 35 0m 447 3sHk 水位降低到 35 0m 41 0m 15skpa 40 0m 221 90 7s kpa 38 0m 33785 sH 35 0m 44 2314s k 3 2 解 偏心受壓 maxin0 26706 2 1 1 78 4 epekNBkN 由于是中點 故 costan1 09icsHFFJ 均布荷 載 p 61 6 三角形荷 載 p 16 8z m n z B K K 水平附 加應(yīng)力 總附加 應(yīng)力 kPa 0 1 0 01 0 999 61 5384 0 5 8 4 0 69 9384 1 0 1 0 997 61 4152 0 498 8 3664 0 69 7816 2 0 2 0 978 60 2448 0 498 8 3664 0 68 6112 4 0 4 0 881 54 2696 0 441 7 4088 0 61 6784 6 0 6 0 756 46 5696 0 378 6 3504 0 52 92 8 0 8 0 642 39 5472 0 321 5 3928 0 44 94 10 1 0 549 33 8184 0 275 4 62 0 38 4384 12 1 2 0 478 29 4448 0 239 4 0152 0 33 46 14 1 4 0 42 25 872 0 21 3 528 0 29 4 20 2 0 306 18 8496 0 153 2 5704 0 21 42 3 3 解 1 可將矩形分為上下兩部分 則為 2 者疊加 查表得 K LzmnB zo 2 可將該題視為求解條形基礎(chǔ)中線下附加應(yīng)力分布 上部荷載為 50kN m2 的均布 荷載與 100 kN m2 的三角形荷載疊加而成 3 4 解 只考慮 B 的影響 用角點法可分為 4 部分 得11 5 0 5Lzmn 1 237K 得223 B2 04 得33 1Lzmn 3 19K 得44 B40 752123 6 zKkNm 只考慮 A 為三角形荷載與均布荷載疊加 mn 2110 75 0 752 1 zKkNm 222 6 6 z k 14 zzkNm 則 2 7 8z總 3 6 解 1 不考慮毛細管升高 深度 z m kN m2 u kN m2 kN m2 0 5 16 8 0 5 8 4 0 8 4 2 16 8 2 33 6 0 33 6 4 33 6 19 4 2 72 4 2 9 8 19 6 52 8 8 上 72 4 20 4 4 154 6 9 8 58 8 95 2 8 下 72 4 20 4 4 154 10 9 8 98 56 12 154 19 4 4 231 6 14 9 8 137 2 94 4 2 毛細管升高 1 5m 深度 z m kN m2 u kN m2 kN m2 0 5 16 8 0 5 8 4 9 8 1 5 14 7 23 1 2 8 4 19 4 1 5 37 5 0 37 5 4 37 5 19 4 2 76 3 2 9 8 19 6 56 7 8 上 76 3 20 4 4 157 9 6 9 8 58 8 99 1 8 下 76 3 20 4 4 157 9 10 9 8 98 59 9 12 157 9 19 4 4 235 5 14 9 8 137 2 98 3 3 7 解 點號 kN m2 u kN m2 kN m2 A 2 9 8 19 6 2 9 8 19 6 0 B 19 6 2 20 59 6 5 5 9 8 53 9 5 7 C 59 6 2 20 99 6 7 5 9 8 73 5 26 1 3 8 解 試件飽和 則 B 1 可得 130 5Au 321 7 AkNm 則水平向總應(yīng)力 有效應(yīng)力30 3325 AukNm 豎直向總應(yīng)力 有效應(yīng)力3125 k 17 3 10 解 1 粉質(zhì)粘土飽和 7 6 sGw 32 7 sgcm 1 swsssV sssswV 3 1 2 ssat wmgcmV 由圖可知 未加載前 M 點總應(yīng)力為 豎直向 2112 8 102 396 HkNm 砂 砂 粉 粘 粉 粘 孔隙水壓力為 2 0 3 wukNm 有效應(yīng)力 216 k 水平向 20 9 xK 213 xukNm116 xxukNm 2 加荷后 M 點的豎直向附加應(yīng)力為 20 5 1 szKpkNm 水平向附加應(yīng)力為 20 3 5 xzk 在加荷瞬間 上部荷載主要有孔隙水壓力承擔(dān) 則 豎直向 2219614 zNm 2213058 zuk 24 水平向 2 xukNm202 6 39 xK 21 xk 3 土層完全固結(jié)后 上部荷載主要由有效應(yīng)力部分承擔(dān) 豎直向 231965014 zkNm 2310 ukNm2 zk 水平向 3xu 230 6 19 xKkNm 3 x 4 即0 6K 0 xz 1 82zzp 2zxzq 0 5p 第四章 4 1 解 試驗結(jié)束時 0 278 5061srweS 此過程中 土樣變化 9 cm 初始孔隙比 00 2 78 0sHe 孔隙比 00 1 768 1 60 4ss 當(dāng) 時 12kPa 12 90 scm1 78 17592e 當(dāng) 時 30 73 06403 12 75 4 810eaMPa 4 4 解 1 兩基礎(chǔ)中心點沉降量不相同 2 通過調(diào)整兩基礎(chǔ)的 H 和 B 可使兩基礎(chǔ)的沉降量相近 調(diào)整方案有 方案一 增大 B2 使 則附加應(yīng)力1 0p 乙 甲 而 故可能有sszzK 乙 甲 sz0zpzK 乙 乙 乙 甲 方案二 使 則 即增加 H1 或減小 H221 ss乙 甲 方案三 增大 B2 使 同時 減小 H2 或增大 H121B 3 方案三較好 省原料 方便施工 4 5 解 1 t 0 t 4 個月 t 無窮大時土層中超靜水壓力沿深度分布如圖所示 2 由圖可知 4 個月時 45 3 tU 22 0 16vtT 239 vHCmt年 當(dāng) 時 0 tU 0 3lg 1 0 85 93lg0 185 4vtTU 22 84 9 753vtC 年 4 6 解 1 1210 25 40 10 38aMPaSAHkNme 23 69 9 vwkcmC 年 年2214 6 10 40vTtH 年 年2 48 359 vTtUe 則 0 1ttSm 2 當(dāng) 時 2t 0613ttUS 查表有 29vT20 1 94 6 vHmtC 年 年年 故加荷歷史 2 年地面沉降量可達 20cm 第五章 土的抗剪強度 5 2 解 由剪破面與大主應(yīng)力面交角 60 60 45 2 得 30 由試樣達到破壞狀態(tài)的應(yīng)力條件 213tan 45 2tan 45 2 c 已知 213 213130 57 cos2 302 5 20KNmc kpa 則法 向 應(yīng) 力 13 0 17kpa 剪 應(yīng) 力 sin 5 3 解 1 求該點主應(yīng)力值 2313 17582609zxzxkpa 2 該點破壞可能性判斷 c 0 2213 1tan 45 90 tan 451 2706fm mkpa 改用式 21 3t 6t 5 8 90f 該點未剪破 3 當(dāng) 值增加至 60KN m2時213 2 3tan 45 3 71 tan 45 90 ffm mkp 331796 k 則 即實際的小主應(yīng)力低于維持極限平衡狀態(tài)所要求的小主應(yīng)力 故土體破壞 5 4 解 1 繪總應(yīng)力圓圖如下 由圖可量得 總應(yīng)力強度指標 17 5 16cucuCkpa 2 計算有效應(yīng)力 1345316029ukpa 1 387 054kpa 1928kpa 1 3402 1k 繪有效應(yīng)力圓圖如下 由圖可量得 7 5 2ckpa 3 破壞主應(yīng)力線如上圖中的虛線表示 可得 4a 11sin t sin ta27 31 78 co3 kp 5 5 解 1 礫砂粘聚力 c 0 2 223 3501 10 51022zxzx 1 35091 4 8 6kpakpa M 點處于極限平衡狀態(tài) 則 113sinsin0 56 2 求大主應(yīng)力方向 2ta3501zx 245 由于破裂面與最大主應(yīng)力面成 45 2 的夾角 故 2 53 284 7 滑裂面通過 M 點的方向如圖 5 6 解 313 uA 12350 867 5 4kpau 試件 31113 8ukpaukpa 試件 2 2 6 4 試件 33136 9kk 5 7 解 由圖可知 1313sin sin cos22uCctg 13u 即 132u sincosuC 3i1iu 5 10 解 3 等于常量 增大 1 直至試件剪切破壞 當(dāng)開始固結(jié) 131332 02Pq 當(dāng)開始剪切時 3 等于常量 11321 1322q p q 坐標上的三軸試驗應(yīng)力路徑為 1 等于常量 減小 3 直至試件剪切破壞 固結(jié)同 剪切過程 1 為常量 第六章 擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力 6 1 解 靜止土壓力系數(shù) 01sin0 357K 主動土壓力系數(shù) 2ta 4 21 被動土壓力系數(shù) 6p 靜止土壓力 20018 3 EHKkNm 主動土壓力 4aa 被動土壓力 215 ppk 時 20 主動土壓力系數(shù)為 0 9aK 主動土壓力 21475 aEHkNm 6 2 解 1 2tn 45 0 a 2 45180 2 160 458 192 5apqKzczz z 0 1 1 53 2 3 4 5 6 pa 0 0 0 3 88 12 07 20 26 28 45 36 64 2 01 5 364 53 81 9azEpH 作用點在 z 4 51m 處 3 01 5zm 6 4 解 查表得 0 236aK 水位以上土壓力 水位以下土壓力 apz 1 5 aaapzKH 結(jié)果如下 z 0 1 1 5 2 3 4 5 pa 0 4 248 6 372 7 67 10 266 12 862 15 458 0 4 2486 372 7 67 10 266 12 862 15 458 6 5 4 3 2 1 00 5 10 15 20 0 5 15 25 35 6 5 4 3 2 1 00 10 20 30 40 主動土壓力分布圖 水壓力分布圖 水壓力 結(jié)果如下 1 wpzH z 1 5 2 3 4 5 pw 0 5 15 25 35 6 5 解 22 2cos 0 75in si cos 1 coaK 21278 4aaaEHqK 方向與水平向呈 64 度角 指向墻背 作用點為梯形面積重心 第七章 土坡穩(wěn)定分析 7 1 解 滲流出段內(nèi)水流的方向平行于地面故 0tan0 364i 土坡的穩(wěn)定安全系數(shù) cosin ta0 75icoswsVF 7 2 解 從無限長坡中截取單寬土柱進行穩(wěn)定分析 單寬土柱的安全系數(shù)與全坡相同 土柱重量 WH 沿基面滑動力 sinT 沿基面抗滑力 cotaR 粘性土的粘聚力 scFlb stnicsFTW 1 0 7 24sHm又 則 7 3 解 3 19 ssatGwgkNe tnsi042 cohbi 8 3 1wJAjHk 安全系數(shù) stan 097ics FFJ 第八章 8 1 解 1 基礎(chǔ)寬度 基礎(chǔ)埋深和粘聚力同時增加 1 倍時 地基的承載力也增加 1 倍 地基的承載力隨基礎(chǔ)寬度 基礎(chǔ)埋深和粘聚力成倍增長 隨著內(nèi)摩 擦角 的增加 N r N q N c 增加很大 承載力也增大很多 2 對砂土地基 其 c 0 這時基礎(chǔ)的埋深對極限承載力起重要作用 若此 時基礎(chǔ)埋深太淺 D 0 5B 地基的極限承載力會顯著下降 3 由極限承載力公式 可知 基礎(chǔ)寬度的增加會引起承載uv192qcrPB 力的增加 8 2 解 均布荷載 219 38 qDkNm 查表可得 5 4 6 10 rqcN 極限承載力 21 93 58 4 6109 4 22vhrqcPB kNm 8 3 解 1 地基產(chǎn)生整體剪切破壞時 2urqcN 查表得 5 0 7 18 0r 21 9 8 2 4 27 518 0476 uP kNm 2 局部剪切破壞時 3urqcBN 查圖 8 18 可得 0 5 4 12 0rqcN 21 9 28 8 248 uP kNm 8 5 解 1 天然容重 301 79 54 kNm 浮容重 6 8 2 求公式 8 57 中承載力系數(shù) 3 14 256 7 20ctgctgNct 1 q cNtctg 1 41 562rNt 1 32 07rctg 3 求 143 rP 207 5 14 5 6 708 1 crqcDNkNm 21 449 3 2 3 22crrB 21 331 4 078 17 40 crrP k 按普朗德爾理論 2225 45 6tgtgqNtee 10 7ct 21 54 0 15 2 790 6 uqcqcPDNkNm 按太沙基理論 2urqB 查圖 8 18 有 4 5 6 0 3 rc 20 5 913 1754 0795 uP kNm 4 2rqcBNSdNSd 011 8756 qccSL 32 49qtgt 10 4 085rBS 310 4 1 28cBdL 21 52 sin 5 sin 3qDtgtg r2 45 10 6tgqNte 17ct 8 8 rqg 代入得 290 36 uPkNm