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1、土力学_河海课后习题答案 土力学课后习题与答案 第一章 思考题 1 1-1 什么叫土？土就是怎样形成的？粗粒土与细粒土的组成有何不同？1-2 什么叫残积土？什么叫运积土？她们各有什么特征？1-3 何谓土的级配？土的粒径分布曲线就是怎样绘制的？为什么粒径分布曲线用半对数坐标？1-4 何谓土的结构？土的结构有哪几种类型？它们各有什么特征？1-5 土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个系数来表示？它们定义又如何？1-6 如何利用土的粒径分布曲线来判断土的级配的好坏？1-7 什么就是吸着水？具有哪些特征？1-8 什么叫自由水？自由水可以分为哪两种？1-9 什么叫重力水？它有哪些特征？1-10 土中的气体以
2、哪几种形式存在？它们对土的工程性质有何影响？1-11 什么叫的物理性质指标 就是怎样定义的？其中哪三个就是基本指标？1-12 什么叫砂土的相对密实度？有何用途？1-13 何谓粘性土的稠度？粘性土随着含水率的不同可分为几种状态？各有何特性？1-14 何谓塑性指数与液性指数？有何用途？1-15 何谓土的压实性？土压实的目的就是什么？1-16 土的压实性与哪些因素有关？何谓土的最大干密度与最优含水率？1-17 土的工程分类的目的就是什么？1-18 什么就是粗粒土？什么叫细粒土？习题 1 1-1有 A、B 两个图样,通过室内实验测得其粒径与小于该粒径的土粒质量如下表所示,试绘出它们的粒径分布曲线并求出
3、uC与cC值。A 土样实验资料(总质量 500g)粒径 d(mm)5 2 1 0、5 0、25 0、1 0、075 小于该粒径的质量(g)500 460 310 185 125 75 30 B 土样实验资料(总质量 30g)粒径 d(mm)0、075 0、05 0、02 0、01 0、005 0、002 0、001 小于该粒径的质量(g)30 28、8 26、7 23、1 15、9 5、7 2、1 1-2 从地下水位以下某粘土层取出一土样做实验,测得其质量为 15、3g,烘干后质量为 10、6g,土粒比重为 2、70,求试样的含水率、孔隙比、孔隙率、饱与密度、浮密度、干密度及其相应的重度。1-
4、3 某土样的含水率为 6、0%密度为 1、60 3g/cm,土粒比重为 2、70,若设孔隙比不变,为使土样完全饱与,问 100 3cm土样中应该加多少水？1-4 有土料 1000g,它的含水率为 6、0%,若使它的含水率增加到 16、0%,问需要加多少水？1-5 有一砂土层,测得其天然密度为 1、773g/cm,天然含水率为 9、8%,土的比重为 2、70,烘干后测得最小孔隙比为 0、46,最大孔隙比为 0、94,试求天然孔隙比 e、饱与含水率与相对密实度 D,并判别该砂土层处于何种密实状态。1-6 今有两种土,其性质指标如下表所示。试通过计算判断下列说法就是否正确？1、土样 A 的密度比土样
5、 B 的大;2、土样 A 的干密度比土样B 的大;3、土样 A 的孔隙比比土样B 的大;性质指标 土样 A B 含水率(%)15 6 土粒比重 2、75 2、68 饱与度(%)50 30 1-7 试从定义证明:干密度 swdswGG(1n)1E 湿密度srwGS e1 e 浮密度sw(G-1)1e 1-8 在图中,A 土的液限为 16、0%,塑限为 13、0%;B 土的液限为 24、0%,塑限为 14、0%,C 土为无粘性土。图中实线为粒径分布曲线,虚线为 C 土的粗粒频率曲线。试按土的分类标准对这三种土进行分类。土力学_河海课后习题答案 1-9 某碾压土坝的土方量为 20 万方,设计填筑干密
6、度为 1、65 3g/cm。料的含水率为 12、0%,天然密度为 1、70 3g/cm,液限为 32、0%,塑限为 20、0%,土粒比重为 2、72。问:为满足填筑土坝需要,料场至少要有多少方土料？如每日坝体的填筑量为 3000 3m,该土的最优含水率为塑限的 95%,为达到最佳碾压效果,每天共需要加多少水？土坝填筑的饱与度就是多少？第二章 思考题 2 2-1 土中的应力按照其起因与传递方式分哪几种？怎么定义？2-2 何谓自重应力,何谓静孔隙水应力？计算自重应力应注意些什么？2-3 何谓附加应力,空间问题与平面问题各有几个附加应力分量？计算附加应力时对地基做了怎样的假定？2-4 什么叫柔性基础
7、？什么叫刚性基础？这两种基础的基底压力有何不同？2-5 地基中竖向附加应力的分布有什么规律？相邻两基础下附加应力就是否会彼此影响？2-6 附加应力的计算结果与地基中实际的附加应力能否一致,为什么？2-7 什么就是有效应力？什么就是孔隙应力？其中静孔隙应力如何计算？2-8 您能熟练掌握角度法与叠加原理的应用不？会计算各种荷载条件下地基中任意点的竖向附加应力不？习题 2 2-1 如图所示为某地基剖面图,各土层的重度及地下水位如图,试求土的自重应力与静孔隙水应力,并绘出它们的分布图。2-2 如图所示为一矩形基础,埋深 1m,上部结构传至设计地面标高处的荷载为 P=2106kN,荷载为单偏心,偏心矩为
8、 e=0、3m,试求基底中心 O,边点 A与 B 下 4m 深处的竖向附加应力。分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 2-3 甲乙两个基础,它们的尺寸与相应位置及每个基底下的基底净压力如图所示,试求甲基础 O 点下 2m 深处的竖向附加应力(图中尺寸以米计)。2-4 某挡土墙建于如图所示的地基上,埋深 2
9、m,尺寸如图所示(图中的尺寸以米计)。墙受上部竖向荷载与墙身自重为vF=1000kN/m,其作用位置距墙前趾A 点为 3、83m,墙背受有总水平推力hF=350kN/m,其作用点距墙底为3、5m。(不计墙后填土的影响)试求:M,N 点处的竖向自重应力;M,N 点处的竖向附加应力 分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课
10、后习题答案 2-5 某矩形基础长宽分别为 3m 与 2m,基础剖面与地基条件如图所示,试求基础中点 O 及其以下点 M 与 N 的自重应力、竖向附加应力以及静孔隙水应力(图中尺寸以米计)第三章 思考题 3 3-1 何谓达西定律,达西定律成立的条件有哪些？3-2 实验室内测定渗透系数的方法有几种？它们之间又什么不同？3-3 流网有什么特征？3-4 渗透变形有几种形式？各有什么特征？3-5 什么就是临界水力梯度？如何对其进行计算？3-6 孔隙水应力在静水条件下与在稳定渗流作用下有什么不同？如何利用流网确定渗流作用的孔隙水压力。3-7 根据达西定律计算出的流速与土水中的实际流速就是否相同？为什么？3
11、-8 拉普拉斯方程就是由哪两个基本定律推导出的？您认为土的透水系数就是各向同性的不？习题 3 3-1 图为一简单的常水头渗透试验装置,试样的截面积为 1202cm,若经过 10 秒。由量筒测得流经试样的水量为 1502cm,求试样的渗透系数。分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 3-2 某无粘性土的粒径分
12、布曲线如 1-28曲线所示,若该土的孔隙率 n=30%,土粒比重sG=2、65,试问当发生渗透变形时,该土应属何种类型的土？其临界水力梯度为多少(用细粒含量法判别)？3-3 如图 1-29中的曲线 C 为一无粘性土的粒径分布图与粒组频率曲线(虚线所示)。试判别该土的发生渗透变形时就是属何种类型的土？若土的孔隙率为 36%,土粒的比重为 2、65,则该土的临界水力梯度多大？3-4 资料同 3-3,试求:图 3-27 中 b 点的孔隙水应力(包括静止孔隙水应力与超孔隙水应力)与有效应力;地表面 5-6 处会不会发生流土现象？3-5 有一粘土层位于两沙层之间,其中沙层的湿重度=17、63kN/m,饱
13、与重度3sat19.6kN/m,粘土层的饱与重度3sat20.6kN/m,土层的厚度如图所示。地下水位保持在地面以下 1、5m 处,若下层砂层中有承压水,其测压管水位高出地面 3m,试计算:粘土层内的孔隙水应力及有效应力随深度的变化并绘出分布图(假定承压水头全部损失在粘土层中);要使粘土层发生流土,则下层砂中的承压水引起的测压管水位应当高出地面多少米？第四章 思考题 4 4-1 引起土体压缩的主要原因就是什么？4-2 试述土的各压缩性指标的意义与确定方法。4-3 分层总与法计算基础的沉降量时,若土层较厚,为什么一般应将地基土分层？如果地基土为均质,且地基中自重应力与附加应力均为(沿高度)均匀分
14、布,就是否还有必要将地基分层？分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 4-4 分层总与法中,对一软土层较厚的地基,用i1i2ii1iS(ee)H/(1e)或ivii1iSapH/(1e)计算各分层的沉降时,用哪个公式的计算结果更准确？为什么？4-5 基础埋深 d0 时,沉降计算为什么要用基底净压力？4-6
15、地下水位上升或下降对建筑物沉降有没有影响？4-7 工程上有一种地基处理方法堆载预压法。它就是在要修建建筑物的地基上堆载,经过一段时间之后,移去堆载,再在该地基上修建筑物。试从沉降控制的角度说明该方法处理地基的作用机理。4-8 土层固结过程中,孔隙水压力与有效应力就是如何转换的？她们间有何关系？4-9 固结系数vC的大小反映了土体的压缩性有何不同？为什么？4-10 超固结土与正常固结土的压缩性有何不同？为什么？习题 4 4-1 某涵闸基础宽 6m,长(沿水流方向)18m,受中心竖直荷载P=10800kN 的作用,地基为均质无粘性土,地下水位在地面以下3m 处,地下水位以上的湿重度=19、13kN
16、/m,地下水位以下土的饱与重度3sat21kN/m,基础的埋置深度为1、5m,图的压缩曲线如图所示,试求基础中心点的沉降量。4-2 某条形基础宽 15m,受 2250kN/m的竖直偏心线荷载的作用,偏心距为 1m,地下水位距地面 6m,地基由两层粘性土组成,上层厚 9m,湿重度=193kN/m,饱与重度3sat20kN/m。下层厚度很大,饱与重度3sat21kN/m、基础的埋置深度为 3m,上层与下层土的压缩曲线如图 A,B 线所示,试求基础两侧的沉降量与沉降差。4-3 某建筑物下有 6m 厚的粘土层,其上下均为不可压缩的排水层。粘土的压缩试验结果表明,压缩系数-1va0.0005kPa,初始
17、孔隙比为1e=0、8。试求在平均附加应力z=150kPa作用下,该土的压缩模量sE,又设该土的伯松比=0、4,则其变形模量 E 为多少？4-4 某均质土坝及地基的剖面图如图所示,其中粘土层的平均压缩系数-4-1va24 10 kPa,初始孔隙比1e0、97,渗透系数 k=2、0cm/a,坝轴线处粘土层内的附加应力分布如图中阴影部分所示,设坝体就是不远水的。试求:粘土层的最终沉降量;当粘土层的沉降虽达到12cm 时所需的时间;分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种
18、形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 4-5 有一粘土层位于两沙层之间,厚度为 5m,现从粘土层中心取出一试样做固结试验(试样厚度为 2cm,上下均放置了透水石),测得当固结度达到 60%时需要 8min,试问当天然粘土层的固结度达到 80%时需要多少时间(假定粘土层内附加应力为直线分布)？4-6 某一粘土试样取自地表以下 8m 处,该处受到的有效应力为 100kPa,试样的初始孔隙比为 1、05,经压缩试验得出的压力与稳定孔隙比关系如下:加荷 P(kPa)e 50 0、9
19、5 100 0、922 200 0、888 400 0、835 退荷 p(kPa)e 200 0、840 100 0、856 再加荷 P(kPa)e 200 0、845 400 0、830 800 0、757 1600 0、675 试在半对数坐标上绘出压缩、回弹及再压缩曲线,并推求前期固结压力cp及现场压缩曲线的cC、SC值,判断该土层属于何种类型的固结土。4-7一地基剖面图如图示,A 为原地面,在近代的人工建筑活动中已被挖去 2m,即现在的地面为 B。设在开挖以后地面以下的土体允许发生充分回弹的情况下,再在现地面上大面积堆载,其强度为 150kPa。试问粘土层将产生多少压缩量(粘土层的初始孔
20、隙比为 1、00,cC=0、36,SC=0、06)？分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 第五章 思考题 5 5-1 什么叫土的抗剪强度？5-2 库仑的抗剪强度定律就是怎样表示的,砂土与粘性土的抗剪强度表达式有何不同？5-3 为什么说土的抗剪强度不就是一个定值？5-4 何谓摩尔库仑破坏准则？何为极限平衡条
21、件？5-5 土体中发生剪切破坏的平面就是不就是剪应力最大的平面？在什么情况下,破坏面与最大剪应力面就是一致的？5-6 测定土的抗剪强度指标主要有哪几种方法？试比较它们的优缺点？5-7 何谓灵敏度与触变性？5-8 影响砂土抗剪强度的因素有哪些？5-9 何谓砂土液化？5-10 试述正常固结粘土在 UU,CU,CD 三种实验中的应力应变、孔隙水应力应变(或体变应变)与强度特性。5-11 试述超固结粘土在 UU,CU,CD 三种实验中的应力应变、孔隙水应力应变(或体变应变)与强度特性。5-12 试述正常固结粘土与超固结粘土的总应力强度包线与有效强度包线的关系。习题 5 5-1 已知某无粘性土的 c=0
22、,=30,若对该土取样做实验,如果对该样施加大小主应力分别为 200akP与 120akP,该试样会破坏不？为什么？若使小主应力保持原质不变,而将大主应力不断加大,您认为能否将大主应力增加到 400akP,为什么？5-2 设地基内某点的大主应力为 450akP,小主应力为 200akP,土的摩擦角为 20,粘聚力为 50akP,问该点处于什么状态？5-3 设地基内某点的大主应力为 450akP,小主应力为 150akP,孔隙应力为 50akP,问该点处于什么状态？5-4 某土的固结不排水剪实验结果如下表,图解求总应力强度指标cuc与cu、有效应力强度指标c与。3(akP)(1-3)(akP)f
23、u(akP)100 200 35 200 320 70 300 460 75 5-5 对某一饱与正常固结粘土进行三轴固结排水剪切实验,测得其内摩擦角d32 ,现又对该土进行了固结不排水剪切实验,其破坏时的3a200kP。轴向应力增量aq200kP,试计算出在固结不排水剪切时的破坏孔隙水应力fu值。5-6 在某地基土的不同深度进行十字板剪切实验,测得的最大扭力矩如下表。求不同深度上的抗剪强度,设十字板的高度为 10cm,宽为 5cm。深度(m)扭力矩(kN-m)5 120 10 160 15 190 5-7 某饱与正常固结试样,在周围压力3=150akP下固结稳定,然后在不排水条件下施加轴向压力
24、至剪破,测得其不排水强度uc=60akP,剪破面与大主应力面的实测夹角f=57,求内摩擦角cu与剪破时的孔隙水压力系数fA。5-8 设某饱与正常固结粘土的c0,30,试计算固结压力3a100kP时的不排水强度uc与内摩擦角cu(假定fA=1)5-9 设一圆形基础,承受中心荷载,如图所示。地基为深厚的粘土层,湿重重为 1803kN/m,饱与容重1为 21、03kN/m,地下水位在地面以下 3m 处。在加荷前,基础中心以下离地面 5m 处 M 点的测压管中心水位与地下水位齐平;在加荷瞬时,即 t 为零时,测压 分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特
25、征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 管中的水位高出地面 7m,设 M 点的竖向附加应力1=150kPa,水平向附加应力3=70kPa。试求:(1)加荷瞬时 M 点的竖向有效应力与孔隙应力系数 A,B;(2)若加荷前地基土为正常固结土,有效内摩擦角中=30,静止侧压力系数0K=0、7,问加荷后 M点就是否会发生剪切破坏?第六章 思考题 6 6-1 何谓主动土压力、静止土压力与被动土压力？试举
26、实际工程实例。6-2 试述三种典型土压力发生的条件。6-3 为什么主动土压力就是主动极限平衡时的最大值？而被动土压力就是被动极限平衡时的最小值？6-4 朗肯土压力理论与库仑土压力理论各采用了什么假定？分别会带来什么样的误差？6-5 朗肯土压力理论与库仑土压力理论就是如何建立土压力计算公式的？它们在什么样的条件下具有相同的计算结果？6-6 试比较说明朗肯土压力理论与库仑土压力理论的优缺点与存在的问题？习题 5 6-1 下图所示挡土墙,高 5m,墙背竖直,墙后地下水位距地表 2m。已知砂土的湿重度316kN/m,饱与重度3sat18kN/m,内摩擦角30,试求作用在墙上的静止土压力与水压力的大小与
27、分布及其合力。6-2 图示一挡土墙,墙背垂立而且光滑,墙高 10m,墙后填土表面水平,其上作用着连续均布的超载 q20kPa,填土由二层无粘性土所组成,土的性质指标与地下水位如图所示,试求:主动土压力与水压力分布;分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 总压力(土压力与水压力之与)的大小;总压力的作用点。6
28、-3 用朗肯理论计算下图所示挡土墙的主动土压力与被动土压力,并绘出压力分布图。6-4 计算下图所示挡土墙的主动土压力与被动土压力,并绘出压力分布图,设墙背竖直光滑。分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 6-5 用库仑公式与库尔曼图解法,分别求下图所示挡土墙上的主动吐压力的大小。6-6 下图所示为一重力式挡
29、土墙,填土表面作用有局部堆载,如何考虑局部堆载对土压力的影响,当这些堆载离开墙背多远时这种影响就可以忽略不计？分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 6-7 下图所示挡土墙,分别采用朗肯理论与库仑土压力理论计算主动土压力的大小、方向与作用点。设墙背光滑。6-8 如图所示的挡土墙,填土情况及其性质指标于图中,
30、试用朗肯理论计算 A,B,C 各点土压力(压强)的大小及土压力为零点的位置 分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 第七章 思考题 7 7-1 控制边坡稳定性的因素有哪些？7-2 为什么说所有计算安全系数的极限平衡分析方法都就是近似的方法？由它计算的安全系数与实际值相比,假设抗剪强度指标就是真值,计算结果就
31、是偏高还就是偏低？7-3 简化毕肖普条分法与瑞典条分法的主要差别就是什么?为什么对同一问题毕肖普法计算的安全系数比瑞典法大?7-4 不平衡推力法与杨布法有什么区别？她们可以用于圆弧滑动分析不？7-5 为什么不同工程与不同工期容许安全系数不同？习题 7 7-1 一砂砾土坡,其饱与重度3sat19kN/m,内摩擦角32,坡比为 1:3 试问在干坡或完全浸水时,其稳定安全系数为多少？又问当有顺坡向渗流时土坡还能保持稳定不？若坡比改为 1:4,其稳定性又如何？7-2 一均质粘土坡,高20m,坡比为1:3,填土的粘聚力C=10akP,内摩擦角20,重度3=18kN/m。假定圆弧通过坡脚,半径R=55m,
32、、圆心位置可用图 7-5的方法确定,试用瑞典法(总应力)计算土坡在该滑弧时的安全系数。7-3 土坡剖面同题 7-2,若土料的有效强度指标c=5akP,38,并设孔隙应力系数B为 0、55,滑弧假定同上题。试用简化毕肖普法计算土坡施工期该滑弧的安全系数。7-4 某 挡 土 墙 高7m,墙 背 竖 直、光 滑,墙 后 填 土 面 水 平,并 作 用 有 均 匀 荷 载q 10akP。填 土 分 两 层,土 层1=183kN/m,1=20,1c=12akP;下层位于水位以下,见下图,sat=19、23kN/m,2=262c=6、0akP。试求墙背总则压力 E 及其作用点位置,并绘侧压力分布图。7-5
33、 某均质挖方土坡,坡高 10m,坡比 1:2,填土的重度3=18kN/m,内摩擦角25,粘聚力 C=5akP,在坑底以下 3m 处有一软土薄层,其粘聚力 C=10akP,内摩擦角5,试用不平衡推力法计算其安全系数。第八章 思考题 8 8-1 进行地基基础设计时,地基必须满足哪些条件？为什么？8-2 地基发生剪切破坏的类型有哪些？其中整体剪切破坏的过程与特征有哪些？8-3 确定地基承载力的方法有哪几类？8-4 按塑性开展区方法确定地基承载力的推导就是否严谨？为什么？8-5 确定地基极限承载力时,为什么要假定滑动面？各种公式假定中、您认为哪些假定合理？哪些假定可能与实际有较大的差异？8-6 试分别
34、就理论方法与规范方法分析研究影响地基承载力的因素有哪些？其影响的结果分别怎样？8-7 若存在较弱下卧层,为什么要对其进行承载力验算？习题 8-1 有一条形基础,底宽 b=3m,基础埋置与均质粉土地基中,埋深 d=1m,地下水位在基底下 2m 处,粉土地基重度318kN/m,饱与重度3sat20kN/m,C=5akP,30,试分别求(并分析这些结果的差异):分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种
35、状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 1p4f与1p3f;按太沙基公式求极限承载力(基底光滑);按太沙基公式求极限承载力(基底完全粗糙);若地下水位升至基底面,按太沙基公式,极限承载力变化了多少？8-2 地基条件如题 8-1,改基础底宽 b=4m,基础埋深 d=1、5m。已知粉土地基承载力特征值akf=90akP。按规范求地基承载力设计修正后的承载力特征值af 若取安全系数sF=2、5,按太沙基公式(基底完全粗糙)求承载力设计值。8-3 利用题 8-1,题 8-2的计算结果,分析计算方法(或公式)对计算结果的影响,说明出现差异的原因。8-4
36、如图所示的地基荷载情况,试设计基础底面尺寸并进行柔软下卧层承载力的验算。土力学答案 第一章 思考题 1 1-1 土就是松散颗粒的堆积物。地球表层的整体岩石在大气中经受长期风化作用后形成形状不同,大小不一的颗粒,这些颗粒在不同的自然环境条件下堆积(或经搬运沉积),即形成了通常所说的土。粗粒土中粒径大于 0、075 的粗粒组质量多于总质量 50%,细粒土中粒径小于 0、075 的细粒组质量多于或等于总质量 50%。1-2 残积土就是指岩石经风化后仍留在原地未经搬运的堆积物。残积土的明显特征就是,颗粒多为角粒且母岩的种类对残积土的性质有显著影响。母岩质地优良,由物理风化生成的残疾土,通常就是坚固与稳
37、定的。母岩质地不良或经严重化学风化的残积土,则大多松软,性质易变。运积土就是指岩石风化后经流水、风与冰川以及人类活动等动力搬运离开生成地点后的堆积物。由于搬运的动力不同,分为坡积土、冲积土、风积土、冰碛土与沼泽土等。坡积土一般位于坡腰或坡脚,上部与残积土相连,颗粒分选现象明显,坡顶粗坡下细;冲积土具有一定程度的颗粒分选与不均匀性;风积土随风向有一定的分选性,没有明显层里,颗粒以带角的细砂粒与粉粒为主,同一地区颗粒较均匀,黄土具有湿陷性;冰碛土特征就是不成层,所含颗粒粒径的范围很宽,小至粘粒与粉粒,大至巨大的漂石,粗颗粒的形状就是次圆或次棱角的有时还有磨光面;沼泽土分为腐植土与泥炭土,泥炭土通常
38、呈海绵状,干密度很小,含水率极高,土质十分疏松,因而其压缩性高、强度很低而灵敏度很高。1-3 土中各种大小的粒组中土粒的相对含量称为土的级配。粒径分布曲线就是以土粒粒径为横坐标(对数比例尺),小于某粒径土质量占试样总质量的百分数为纵坐标绘制而成的曲线。由于土的粒径相差悬殊,因此横坐标用对数坐标表示,以突出显示细小颗粒粒径。1-4 土的结构就是指土的物质组成(主要指土里,也包括孔隙)在空间上的相互排列及土粒间联结特征的总与。土的结构通常包括单粒、分散、絮状三种结构。单粒结构比较稳定,孔隙所占的比例较小。对于疏松情况下的砂土,特别就是饱与的粉细砂,当受到地震等动力荷载作用时,极易产生液化而丧失其承
39、载能力;分散结构的片状土粒间相互接近于平行排列,粒间以面-面接触为主;絮状结构的特征就是土粒之间以角、边与面的接触或变与边的搭接形式为主,这种结构的土粒呈任意排列,具有较大的孔隙,因此其强度低,压缩性高,对扰动比较敏感,但土粒间的联结强度会由于压密与胶结作用逐渐得到增强。1-5 粒径分布曲线的特征可用不均匀系数uC与曲率系数cC来表示。分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑
40、性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 定义为:dduC1060 dddcC60102)(30 式中:d10,d30与d60为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为 10%,30%与 60%时所对应的粒径。1-6 土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度与粒径分布曲线的形状来决定,而土粒的均匀程度与曲线的形状又可用不均匀系数与曲率系数来衡量,对于纯净的砾、砂,当uC大于或等于 5,而且cC等于 13 时,它的级配就是良好的;不能同时满足上述条件时,它的级配就是不良的。1-7 吸着水就是由土颗粒表面电分子力作用吸附在土粒表面的一层水。吸着水比普通水有较大的粘滞性,较小
41、的能动性与不同的密度。距土颗粒表面愈近电分子引力愈强,愈远,引力愈弱。又可分为强吸着水与弱吸着水。1-8 离开土颗粒表面较远,不受土颗粒电分子引力作用,且可自由移动的水成为自由水。自由水又可分为毛细管水与重力水两种。1-9 在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称为重力水。重力水与普通水一样,具有溶解能力,能传递静水与动水压力,对土颗粒有浮力作用。它能溶蚀或析出土中的水溶盐,改变土的工程性质。1-10 存在于土中的气体可分为两种基本类型:一种就是与大气连通的气体;另一种就是与大气不通的以气泡形式存在的封闭气体。土的饱与度较低时,土中气体与大气相连通,当土受到外力作用时,气体很快就会从孔隙中排
42、出,土的压缩稳定与强度提高都较快,对土的性质影响不大。但若土的饱与度较高,土中出现封闭气泡时,封闭气泡无法溢出,在外力作用下,气泡被压缩或溶解于水中,而一旦外力除去后,气泡就又膨胀复原,所以封闭的气泡对土的性质有较大的影响。土中封闭气泡的存在将增加土的弹性,它能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小,并能延长土体受力后变形达到稳定的历时。1-11 土的一些物理性质主要决定于组成土的固体颗粒、孔隙中的水与气体这三相所占的体积与质(重)量的比例关系,反映这种关系的指标称为土的物理性质指标。土的物理性质指标就是根据组成土的固体颗粒、孔隙中的水与气体这三相所占的体积与质(重)量的比例关系来定义的。含水率、
43、密度与土粒比重就是基本指标。1-12 相对密实度就是以无粘性土自身最松与最密两种极限状态作为判别的基准,定义为:eeeeDrminmax0max 相对密实度常用来衡量无粘性土的松紧程度。1-13 稠度就是指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力,就是粘性土最主要的物理状态指标。随含水率的不同可分为流态、可塑态、半固态与固态。流态时含水率很大,不能保持其形状,极易流动;可塑态时土在外力作用下可改变形状但不显著改变其体积,也不开裂,外力卸除后仍能保持已有的形状;半固态时粘性土将丧失其可塑性,在外力作用下不产生较大的变形且容易破碎。固态时含水率进一步减小,体积不再收缩,空气进
44、入土体,使土的颜色变淡。1-14 液限与塑限之差的百分数值(去掉百分号)称为塑性指数,用IP表示,取整数,即:wwIPLP 粘性土的状态可用液性指数来判别,其定义为:IwwwwwwIPPPLPL 塑性指数就是反映粘性土性质的一个综合性指标。一般地,塑性指数越高,土的粘粒含量越高,所以常用作粘性土的分类指标。液性指数表征乐土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系,表达了天然土所处的状态。1-15 土的压实性就是指在一定的含水率下,以人工或机械的方法,使土能够压实到某种密实程度的性质。为了保证填土有足够的强度,较小的压缩性与透水性,在施工中常常需要压实填料,以提高土的密实度与均匀性。1-16 影响
45、土压实性的因素很多,主要有含水率、击实功能、土的种类与级配以及粗粒含量等。当含水率较小时,土的干密度随着含水率的增加而增大,而当干密度随着含水率的增加达到某一值后,含水率的继续增加反而使干密度减小,干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度,此时相应的含水率称为最优含水率。1-17 为了能大致判别土的工程特性与评价土作为地基或建筑材料的适宜性,有必要对土进行科学的分类。1-18 试样中粒径大于 0、075 的粗粒组质量多于总质量 50%的土称为粗粒土。试样中粒径小于 0、075 的细粒组质量多于或等于总质量 50%的土称为细粒土。习题 1 1-1 解:(1)A 试样 100.083dmm 30
46、0.317dmm 600.928dmm 60100.92811.180.083udCd 22301060()0.3171.610.083 0.928cdCd d (1)B 试样 100.0015dmm 300.003dmm 600.0066dmm 60100.00664.40.0015udCd 22301060()0.0030.910.00150.0066cdCd d 1-2 解:已知:m=15、3g Sm=10、6g SG=2、70 Q 饱与 rS=1 分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力
47、水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 又知:wSmm m 15、3-10、6=4、7g (1)含水量 wSmm=4.710.6=0、443=44、3%(2)孔隙比 0.443 2.71.201.0SreGS (3)孔隙率 1.20.54554.5%11 1.2ee (4)饱与密度及其重度 32.71.21.77/11 1.2SsatwGeg cme 31.77 1017.7/satsatgkN m (5)浮密度及其重度 31.771.00.7
48、7/satwg cm 30.77 107.7/gkN m (6)干密度及其重度 32.7 1.01.23/11 1.2SwdGg cme 31.23 1012.3/ddgkN m 1-3 解:Q 31.601.51/11 0.06dg cm 2.70 1.01110.791.51sswddGe 0.7929.3%2.70satseG Q 1.60 100150.91110.06smVmg (29.3%6%)150.935.2wsmmg 1-4 解:Q wSmm wSmm m sSm mm 1000940110.06smmg Q 0.16 0.16940150wsmmg g 1-5 解:(1)Q
49、 31.771.61/110.098dg cmw 02.7 1.01110.681.61sswddGe 分布曲线用半对数坐标何谓土的结构土的结构有哪几种类型它们各有什么特征土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个叫自由水自由水可以分为哪两种什么叫重力水它有哪些特征土中的气体以哪几种形式存在它们对土的工程性质有何影的稠度粘性土随着含水率的不同可分为几种状态各有何特性何谓塑性指数与性指数有何用途何谓土的压实性土压实的土力学_河海课后习题答案 (2)00.6825.2%2.7satseG (3)max0maxmin0.940.680.540.940.46reeDee Q 1/32/3rD 该砂土层处于中密
50、状态。1-6 解:1、Q1SdGe SrGeS 0.152.750.8250.5Ae 0.062.680.5360.3Be 32.751.50/10.825dAg cm 32.681.74/10.536dBg cm Q(1)d 3(1)1.50(10.15)1.74/AdAAg cm 3(1)1.74(10.06)1.84/BdBBg cm Q AB 上述叙述就是错误的。2、Q 32.751.50/10.825dAg cm 32.681.74/10.536dBg cm dAdB 上述叙述就是错误的。3、Q 0.152.750.8250.5Ae 0.062.680.5360.3Be ABee 上