土力學(xué)課后習(xí)題答案(第三版-東南大學(xué).doc

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土力學(xué) 第二章 2-2、有一飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cm3的環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g，經(jīng)105℃烘干至恒重為61.28g，已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g，土粒比重為2.74，試求該土樣的濕密度、含水量、干密度及孔隙比（要求匯出土的三相比例示意圖，按三相比例指標(biāo)的定義求解）。 解： 2-3、某原狀土樣的密度為1.85g/cm3，含水量為34%，土粒相對密度為2.71，試求該土樣的飽和密度、有效密度和有效重度（先推導(dǎo)公式然后求解）。 解：（1） 設(shè) （2） （3） 或 2-4、某砂土土樣的密度為1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相對密度為2.67，烘干后測定最小孔隙比為0.461，最大孔隙比為0.943，試求孔隙比e和相對密實度Dr，并評定該砂土的密實度。 解：（1）設(shè) 整理上式得 （2）（中密） 2-5、某一完全飽和黏性土試樣的含水量為30%，土粒相對密度為2.73，液限為33%，塑限為17%，試求孔隙比、干密度和飽和密度，并按塑性指數(shù)和液性指數(shù)分別定出該黏性土的分類名稱和軟硬狀態(tài)。 解： 查表，定名為粉質(zhì)粘土 查表，確定為軟塑狀態(tài) 第三章 3-8、某滲透試驗裝置如圖3-23所示。砂Ⅰ的滲透系數(shù)；砂Ⅱ的滲透系數(shù)，砂樣斷面積A=200cm2，試問： （1）若在砂Ⅰ與砂Ⅱ分界面出安裝一測壓管，則測壓管中水面將升至右端水面以上多高？ （2）砂Ⅰ與砂Ⅱ界面處的單位滲水量q多大？ 解：（1） 整理得 所以，測壓管中水面將升至右端水面以上：60-40=20cm （2） 3-9、定水頭滲透試驗中，已知滲透儀直徑D=75mm，在L=200mm滲流途徑上的水頭損失h=83mm，在60s時間內(nèi)的滲水量Q=71.6cm3，求土的滲透系數(shù)。 解： 3-10、設(shè)做變水頭滲透試驗的黏土試樣的截面積為30cm2，厚度為4cm，滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為0.4cm，試驗開始時的水位差145cm，經(jīng)時段7分25秒觀察水位差為100cm，試驗時的水溫為20℃，試求試樣的滲透系數(shù)。 解： 3-11、圖3-24為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深18.0m，滲透系數(shù)，板樁打入土層表面以下9.0m，板樁前后水深如圖中所示。試求： （1）圖中所示a、b、c、d、e各點的孔隙水壓力； （2）地基的單位滲水量。 解：（1） （2） 第四章 4-8、某建筑場地的地層分布均勻，第一層雜填土厚1.5m，；第二層粉質(zhì)黏土厚4m，，，，地下水位在地面下2m深處；第三層淤泥質(zhì)黏土厚8m，，，；第四層粉土厚3m，，，；第五層砂巖未鉆穿。試計算各層交界處的豎向自重應(yīng)力，并繪出沿深度分布圖。 解：（1）求 由上式得：，，， （2）求自重應(yīng)力分布 4-9、某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖4-30所示，在設(shè)計地面標(biāo)高處作用有偏心荷載680kN，偏心距1.31m，基礎(chǔ)埋深為2m，底面尺寸為4m2m。試求基底平均壓力p和邊緣最大壓力pmax，并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。 解：（1）全力的偏心距e （2） 因為 出現(xiàn)拉應(yīng)力 故需改用公式 （3）平均基底壓力 （理論上） 或（實際上） 4-10、某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4m2.4m，設(shè)計地面下埋深為1.2m（高于天然地面0.2m），設(shè)計地面以上的荷載為1200kN，基底標(biāo)高處原有土的加權(quán)平均重度為18kN/m3。試求基底水平面1點及2點下各3.6m深度M1點及M2點處的地基附加應(yīng)力值。 解：（1）基底壓力 （2）基底附加壓力 （3）附加應(yīng)力 M1點 分成大小相等的兩塊 查表得 則 M2點 作延長線后分成2大塊、2小塊 大塊 查表得 小塊 查表得 則 4-11、某條形基礎(chǔ)的寬度為2m，在梯形分布的條形荷載（基底附加壓力）下，邊緣（p0）max=200kPa，（p0）min=100kPa，試求基底寬度中點下和邊緣兩點下各3m及6m深度處的 值。 解： 中點下 3m處 ，查表得 6m處 ，查表得 邊緣，梯形分布的條形荷載看作矩形和三角形的疊加荷載 3m處 ： 矩形分布的條形荷載 ，查表 三角形分布的條形荷載 ，查表 所以，邊緣左右兩側(cè)的為 6m處 ： 矩形分布的條形荷載 ，查表 三角形分布的條形荷載 ，查表 所以，邊緣左右兩側(cè)的為 第六章 6-11、某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4m2m，天然地面下基礎(chǔ)埋深為1m，設(shè)計地面高出天然地面0.4m，計算資料見圖6-33（壓縮曲線用例題6-1的）。試?yán)L出土中豎向應(yīng)力分布圖（計算精度；重度（kN/m3）和應(yīng)力（kPa）均至一位小數(shù)），并分別按分層總和法的單向壓縮基本公式和規(guī)范修正公式計算基礎(chǔ)底面中點沉降量（）。 解：1、分層總和法單向壓縮基本公式 （1） 求 又已知，粉質(zhì)黏土的，，和淤泥質(zhì)黏土的，， 所以 分別為 和 （2） 地基分層 基底面下第一層粉質(zhì)黏土厚4m，第二層淤泥質(zhì)黏土未鉆穿，均處于地下水位以下，分層厚度取1m。 （3）地基豎向自重應(yīng)力的計算 0點： 1點： 2點： 3點： 4點： 5點： 6點： （4）地基豎向附加應(yīng)力的計算 基礎(chǔ)及其上回填土的總重 基底平均壓力 基底處的土中附加應(yīng)力 計算基礎(chǔ)中心點下由基礎(chǔ)荷載引起的附加應(yīng)力，基礎(chǔ)中心點可看作是四個相等小矩形荷載的公共角點，其長寬比，取深度z=0、1、2、3、4、5、6m各計算點的。 點 l/b z/m z/b 0 1.6 0 0 0.250 94.8 1 1.6 1 0.8 0.215 81.5 2 1.6 2 1.6 0.140 53.1 3 1.6 3 2.4 0.088 33.4 4 1.6 4 3.2 0.058 22.0 5 1.6 5 4.0 0.040 15.2 6 1.6 6 4.8 0.029 11.0 （5）地基分層自重應(yīng)力平均值和附加應(yīng)力平均值的計算，見表1。 （6）地基各分層土的孔隙比變化值的確定，見表1。 （7）地基壓縮層深度的確定 按確定深度下限：5m深處，；6m深處，，可以。 表1 分層總和法單向壓縮公式計算的沉降量 （8）基礎(chǔ)的最終沉降量如下： 2、規(guī)范修正公式計算（分層厚度取1m） （1）計算 同分層總和法一樣， （2） 分層壓縮模量的計算 （3） 計算豎向平均附加應(yīng)力系數(shù) 當(dāng)z=0時，z=0 計算z=1m時，基底面積劃分為 四個小矩形，即 ，，查表6-5有 基底下1m范圍內(nèi) 詳見下表。 Z(m) l/b z/b z (z)i-( z)i-1 Esi 1 1.6 0.8 0.958 0.958 0.958 2.68 34 34 2 1.6 1.6 0.8316 1.6632 0.705 2.50 27 61 3 1.6 2.4 0.7028 2.1084 0.445 2.30 18 79 4 1.6 3.2 0.5988 2.3952 0.287 2.77 10 89 5 1.6 4.0 0.5176 2.588 0.193 2.57 7 96 6 1.6 4.8 0.4544 2.7264 0.138 2.35 6 102 （4） 確定計算深度 由于周圍沒有相鄰荷載，基礎(chǔ)中點的變形計算深度可按下列簡化公式計算： （5） 確定 計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值： 查表（當(dāng)時）得： （6） 計算地基最終沉降量 6-12、由于建筑物傳來的荷載，地基中某一飽和黏土層產(chǎn)生梯形分布的豎向附加應(yīng)力，該層頂面和底面的附加應(yīng)力分別為，頂?shù)酌嫱杆ㄒ妶D6-34），土層平均。試求：①該土層的最終沉降量；②當(dāng)達到最終沉降量之半所需的時間；③當(dāng)達到120mm沉降所需的時間；④如果該飽和黏土層下臥不透水層，則達到120mm沉降所需的時間。 解：①求最終沉降 ② （雙面排水，分布1） 查圖6-26得 所以 ③當(dāng)時 查圖6-26得 ④當(dāng)下臥層不透水，時 與③比較，相當(dāng)于由雙面排水改為單面排水，即 ，所以