土力学作业和参考解答

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1、第1章作业参考答案P401-5:含水量44.34%；孔隙比1.20；孔隙度（率）54.54%；饱与密度1.77g/cm3；浮密度0.77g/cm3；干密度1.22g/cm3；饱与重度17.7kN/cm3；浮重度7.7kN/cm3；干重度12.2kN/cm31-8：天然孔隙比e=0.64；相对密实度Dr=0.57，中密。1-10：夯实地基干重度15.37kN/cm3，D=0.97>0.95，夯实合格。1-13：解：基坑体积土粒质量现有土料质量，则需要现有土料质量为：现有土料体积每立方米土料需要加水1-15：131.30cm3，粉质黏土，流塑。第二章作业15补充2-3通过变水头试验测

2、定某粘土的渗透系数k，土样横断面面积，长度，渗透仪水头管（细玻璃管）断面积，水头差从降低到所需时间。试推导变水头试验法确定渗透系数的计算公式，并计算该粘土在试验温度是的渗透系数k。解：变水头试验试验过程中水头差一直在随时间而变化，试验时，测记起始水头差，经过时间t后，再测记终了水头差，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数k的表达式。设试验过程中任意时刻作用于试样两端的水头差为，经过dt时段后，水头管中水位下降dh，则dt时间内流入试样的水量为式中，右端的负号表示水量随的减少而增加。根据达西定律，dt时间内渗流出试样的水量为根据水流连续原理，应有，于是得等式两边各自积分将此式中自

3、然对数改用常用对数表示，得变水头试验法确定渗透系数的计算公式将试验有关参数代入，得该粘土在试验温度是的渗透系数k第三章作业教材3-1计算题3-1：计算并比较图3-1所示甲、乙土层中的自重应力区别，并绘制自重应力分布曲线。解：地面以下2m处竖向有效自重应力（地下水位处）土层甲：15土层乙：地面以下4m处竖向有效自重应力土层甲：因为4m以下为不透水岩石土层乙：地面以下6m处竖向有效自重应力土层甲：土层乙：地面以下8m处竖向有效自重应力土层甲：土层乙：补充3-1．某矩形基础的埋深d=2m，基础面积为，地面处由上部结构传来施加于基础中心的荷载，地表下为均质粘土，土的重度，地下水水位距地表

4、1m，土的饱与重度，求基底附加压力。解：在埋深范围内，水位以上土层厚度，水位以下土层厚度。该基础为中心受压基础，基底压力为基础底面处的自重应力则基底附加压力为补充3-2.已知某工程为条形基础，长度为l，宽度为b。在偏心荷载作用下，基础底面边缘处附加应力pmax=150kPa，pmin=50kPa。计算此条形基础中心点下深度为：0，0.25b，0.50b，l.0b，2.0b，3.0b处地基中的附加应力。参考答案100kPa，96kPa，82kPa，55.2kPa，30.6kPa，20.8kPa15第4章作业及参考答案1.有一矩形基础，，如图所示。基础长度L为4m，宽度B为2.5m，

5、埋置深度d为1m，埋置深度范围内的土体容重18kN/m3，作用在基础顶面中心荷载F等于920kN。地基土分层如图所示，土的压缩性如图表所示。若地下水位距离基础底面1m处试求基础中心点的沉降量。参考答案：s=90mm，详解略。152.设某粘土层的厚度为8m，表面作用有大面积均布荷载，设荷载瞬时加上。若土层的初始孔隙比e0为0.9，压缩系数a为0.25MPa－1，渗透系数k为17mm/year。试问:(1)加荷一年后，基础中心点的沉降量为多少？(2)当基础的沉降量达到最终沉降量的一半时需要多少时间？解：（1）无限均布荷载，粘土中附加应力沿深度均匀分布，即：粘土层最终沉降量：固结系数：

6、查表，双面排水，，得到相应的固结度为则t=1年时的沉降量：15（2）由固结度定义，得St=6.3cm由，，查表得Tv=0.2所以：3.矩形基础，基础长度L为2m，宽度B为2m，埋置深度d为2m，地基承载力标准值fak=185kPa，基底附加应力P0=185kPa，按照《建筑地基基础设计规范》，求地基变形计算深度zn=4.5m内地基最终变形量为多少。解（步骤略）：15查表得ψs为1.3S=1.3×(50.5+29.7+1.1)=106mm第5章作业及参考答案1.摩尔强度包络线：土体发生剪切破坏时，剪切破坏面上的剪应力是该面上的法向应力的函数，这个函数在坐标中是一条曲线，该曲线称为莫

7、尔包线。2.应变硬化：土体开始屈服以后，屈服点的位置不断提高，土体能够承受更大的应力，这种现象称为应变硬化。3.砂土液化：在饱与砂土中，由于振动引起颗粒的悬浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其孔隙水压力等于总应力时，有效应力为零，砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。4.简述土抗剪强度的来源及影响因素。答：根据莫尔一库伦强度理论，土的抗剪强度来源于两部分：摩擦强度（或）与粘结强度（或c‘）。摩擦强度包括两部分：一是颗粒之间因剪切滑动时产生的滑动摩擦，另一是因剪切使颗粒之