《土力学地基基础》第四版习题集解答

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1、《土力学地基基础》第四版习题集解答，陈希哲1.5解：水池长度、宽度、高度分别为50、20、4m壁厚0.3m。水池与地面齐平。1）底板浮力计算：底板~水面之间的水位深度h=4-2.5=1.5m底板静水压力强度：Pw=γwh=10×1.5=15KPa=15KN/m2底板面积S底板=50×20=1000m2底板上的浮力P浮=Pw×S底板=15000KN2）不考虑钢筋混凝土水池自重的侧壁摩擦阻力F1和抗浮安全系数计算：钢筋混凝土水池的侧壁面积S侧壁=2×[（50×4）+（20×4）]=560m2已知侧壁与土体之间的摩擦强度为μ=10KPa；侧壁总摩擦力F1=μ×S侧壁=10×560＝5600K

2、N∵F1＜P浮，抗浮安全系数K=F1/P浮=5600/15000=0.37＜1，∴在不考虑钢筋混凝土水池自重时，水池刚竣工，未充水，也不考虑池中水重量，此时不安全。3）考虑钢筋混凝土水池自重的抗浮安全系数计算：钢筋混凝土的重度一般为γ砼=24KN/m3；钢筋混凝土水池四个侧壁体积V1=2×[（50×4×0.3）+（20-2×0.3）×4×0.3]=166.56m3扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积V2：V2=[（50-0.6）×（20-0.6）]×0.3=287.5m3所以，水池本身钢筋混凝土的体积V=V1+V2=454m3钢筋混凝土水池重量W=γ砼×V=24×454＝10896

3、KN∵F1+W=16496＞P浮，抗浮安全系数K=16496/15000=1.1＞1，∴在考虑钢筋混凝土水池自重时，此时安全。1.6解：1）承压水水头3.2m，故承压水层顶部，即6m处的承压力强度Pw=γwh=10×1.5=15KPa=15KN/m22）基坑底部~承压水含水层顶部之间土层厚度2m，土体自重压力P=γh1+γsath2=20×1+21×1=413）P＞Pw，安全。1.7解：注意单位1.8解：注意单位本题如果把时间从10秒换成10分钟，其他条件不变，10分钟=600秒，则：正好与教材答案一致，所以教材中答案错误。1.9解：动水压力计算公式：GD=iγw，本题中要求用另外的方

4、法。采用有效应力法。图1地下水向上渗流图2地下水向下渗流地下水渗流时，土体中有效应力与静水条件下不同。1）地下水向上渗流：取图1中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向：（公式1）与自重应力作用下相比，孔隙水压力μ多了一个γwΔh，有效应力少了一个γwΔh。2）地下水向下渗流：取图2中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向：（公式2）与自重应力作用下相比，孔隙水压力μ少了一个γwΔh，有效应力多了一个γwΔh。3）从公式1中，可以得到：（公式1）公式3中，γwi就是渗流力及其表达式，渗流力是一种体积力。1.10解：1）实际水力坡度i=h/L=70/60=1.172）砂土临界水力坡度icr=

5、γ’/γw=10.2/10=1.023）i＞icr，不安全，发生流土。第二章土的物理性质和工程分类2.1解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已知：M=95.15gMs=75.05gMw=95.15-75.05=20.1gV=50cm3，Gs=Ms/Vs=2.67有：ρ=M/V=1.9g/cm3；ρd=Ms/V=1.5g/cm3；ω=Mw/Ms=0.268=26.8%因为Mw=95.15-75.05=20.1g，ρw=1g/cm3；所以Vw=20.1cm3；由Gs=Ms/Vs=2.67，推出：Vs=Ms/2.67=75.05/2.67=28.1cm

6、3；Vv=V-Vs=50-28.1=21.9cm3；Va=Vv-Vw=21.9-20.1=1.8cm3；天然密度ρ=M/V=1.9g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.5g/cm3；饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(20.1+75.05+1.8×1)/50=1.94g/cm3；天然含水率ω=Mw/Ms=0.268=26.8%孔隙比e=Vv/Vs=21.9/28.1=0.78孔隙度n=Vv/V=21.9/500=0.438=43.8%饱和度Sr=Vw/Vv=20.1/21.9=0.9182.2解：运用已知条件，按照土的三相关系，求出三相值，再按照各个参数的定义求得参数已

7、知：天然密度ρ=M/V=1.84g/cm3；土粒比重Gs=Ms/Vs=2.75；水位以下饱和度Sr=Vw/Vv=1假设V=1cm3；则：M=1.84g；Ms=2.75Vs；Ms+Mw=1.84；ρw=1g/cm3；数值上Mw=Vw有2.75Vs+Vw=1.84Vs+Vw=1解上述方程组得：Vs=0.48；Vw=0.52=Vv；故：Mw=0.52g；Ms=2.75Vs=1.32g；天然密度ρ=M/V=1.84g/cm3；干密度ρd=Ms/V=1.