土力学课后习题答案(中国铁道出版社)

土力学课后习题答案(中国铁道出版社)

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1、第一章土的物理性质1-8有一块体积为60cm3的原状土样,重1.05N,烘干后0.85N。已只土粒比重(相对密度)=2.67。求土的天然重度g、天然含水量、干重度gd、饱和重度gsat、浮重度g’、孔隙比e及饱和度Sr1-8解:分析:由W和V可算得g,由Ws和V可算得gd,加上Gs,共已知3个指标,故题目可解。(1-12)(1-14)注意:1.使用国际单位制;2.gw为已知条件,gw=10kN/m3;3.注意求解顺序,条件具备这先做;4.注意各g的取值范围。1-9根据式(1—12)的推导方法用土的单元三相简图证明式(1-14)、(1-15)、(1-17)。1-10某工地在填土施工中所用土料

2、的含水量为5%,为便于夯实需在土料中加水,使其含水量增至15%,试问每1000kg质量的土料应加多少水1-10解:分析:加水前后Ms不变。于是:加水前:(1)加水后:(2)由(1)得:,代入(2)得:注意:土料中包含了水和土颗粒,共为1000kg,另外,。1-11用某种土筑堤,土的含水量=15%,土粒比重Gs=2.67。分层夯实,每层先填0.5m,其重度等g=16kN/m3,夯实达到饱和度=85%后再填下一层,如夯实时水没有流失,求每层夯实后的厚度。1-11解:分析:压实前后Ws、Vs、w不变,如设每层填土的土颗粒所占的高度为hs,则压实前后hs不变,于是有:(1)由题给关系,求出:代入(

3、1)式,得:1-12某饱和土样重0.40N,体积为21.5cm3,将其烘过一段时间后重为0.33N,体积缩至15.7cm3,饱和度=75%,试求土样在烘烤前和烘烤的含水量及孔隙比和干重度。1-13设有悬液1000cm3,其中含土样0.5cm3,测得土粒重度=27kN/m3。当悬液搅拌均匀,停放2min后,在液面下20处测得悬液比重GL=1.003,并测得水的黏滞系数η=1.14×10-3,试求相应于级配曲线上该点的数据。1-14某砂土的重度=17kN/m3,含水量w=8.6%,土粒重度=26.5kN/m3。其最大孔隙比和最小孔隙比分别为0.842和0.562求该沙土的孔隙比e及相对密实度D

4、r,并按规范定其密实度。11-14已知:=17kN/m3,w=8.6%,gs=26.5kN/m3,故有:又由给出的最大最小孔隙比求得Dr=0.532,所以由桥规确定该砂土为中密。1-15试证明。试中、、分别相应于emax、e、emin的干容重证:关键是e和gd之间的对应关系:由,需要注意的是公式中的emax和gdmin是对应的,而emin和gdmax是对应的。第二章土的渗透性及水的渗流2-3如图2-16所示,在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样,从土样1顶面溢出。(1)已土样2底面c-c为基准面,求该面的总水头和静水头;(2)已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%,求b-b面的

5、总水头和静水头;(3)已知土样2的渗透系数为0.05cm/s,求单位时间内土样横截面单位面积的流量;(4 )求土样1的渗透系数。图2-16习题2-3图(单位:cm)2-3如图2-16,本题为定水头实验,水自下而上流过两个土样,相关几何参数列于图中。解:(1)以c-c为基准面,则有:zc=0,hwc=90cm,hc=90cm(2)已知Dhbc=30%´Dhac,而Dhac由图2-16知,为30cm,所以:Dhbc=30%´Dhac=0.3´30=9cm∴hb=hc-Dhbc=90-9=81cm又∵zb=30cm,故hwb=hb-zb=81-30=51cm(3)已知k2=0.05cm/s,q/

6、A=k2i2=k2´Dhbc/L2=0.05´9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s(4)∵i1=Dhab/L1=(Dhac-Dhbc)/L1=(30-9)/30=0.7,而且由连续性条件,q/A=k1i1=k2i2∴k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s2-4在习题2-3中,已知土样1和2的孔隙比分别为0.7和0.55,求水在土样中的平均渗流速度和在两个土样孔隙中的渗流速度。2-5如图2-17所示,在5.0m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0m,其下为基岩(不透水)。为测定该沙土的渗透系数,打一钻孔到基岩顶面并以10-2m3/s的速率从孔中抽水。在距

7、抽水孔15m和30m处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层,测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m和2.5m,试求该砂土的渗透系数。图2-17习题2-5图(单位:m)2-5分析:如图2-17,砂土为透水土层,厚6m,上覆粘土为不透水土层,厚5m,因为粘土层不透水,所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度,即6m。题目又给出了r1=15m,r2=30m,h1=8m,h2=8.5m。解:由达西定律(2-6),,可改写为:带

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