土力学26章课后习题答案.docx

土力学26章课后习题答案.docx

《土力学26章课后习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学26章课后习题答案.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

土力学26章课后习题答案

土力学第二章

2-2x有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g,经105C烘干至恒重为61.28g,已知环刀质量为32.54g,土粒比重为2.74,试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。

72.4932.54,3

1.84g/cm

39%

解:

mW

ms

ms

V

21.7

724961.28

61.2832.54

61.2832.54

21.7

1.32g/cm兰1.06910.49

2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm3,含水量为34%土粒相对密度为2.71,土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）

试求该

ds1

ds

1.852.711..Q7z3

11.87g/cmJ

10.342.71

VV

satW

1.871mw

msmw

■g0.87

mio

V

3

0.87g/cm设ms1V8.7kN/cm

sat

dsatms^g1.87Jl—18.7kM/cm3

一VsWq

satW1O.

d^w

8%N/cm3

1

w

ds

；w

d

sat〔

⑶

丄1

I・

ds

2-4x某砂土土样的密度为1.77g/cm3,含水量9.8%,土粒相对密度为2.67,烘干后测定最小孔隙比为0.461,最大孔隙比为0.943,试求孔隙比e和相对密实度Dr,并评定该砂土的密实度。

解：

⑴

msms

⑵Dr—0.9430.6560595（中密）

八maxemin0.9430.461

2-5x某一完全饱和黏性土试样的含水量为30%土粒相对密度为2.73,液限为33%塑限为17%试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。

IDsVvw

sat

0.32.7314曲/3

1.95g/cmd

10.819

Ip3317

16

查表，定名为粉质粘土

3017

Il-“

Ip16

0.81

查表，确定为软塑状态

/rAr—

弟二早

3-8s某渗透试验装置如图

3-23所示。

砂I的渗透系数b

1

210cm/s；砂口

的渗透系数kzl101cm/s,砂样断面积A=200cm,试问:

（1）若在砂I与砂U分界面出安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面

以上多咼？

（2）砂I与砂U界面处的单位渗水量q多大?

解:

（1）人亜邑A也皿A整理得

LiLa

k（（60h?

）k?

h2

60ki

h2

kik2

602101n

tt40cm

21011101

所以，测压管中水面将升至右端水面以上：

60-40=20cm

4。

20020cm3/s

40

⑵q2k2i2A©上A11012

L2

3-9、定水头渗透试验中，已知渗透仪直

径D=75mm在L=200mr渗流途径上的水

头损失h=83mm在60s时间内的渗水量Q=71.6cni,求土的渗透系数。

3・10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为30cm,厚度为4cm,渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm,试验开始时的水位差145cm经时段7分25秒观察水位差为100cm试验时的水温为20C,试求试样的渗透系数。

3-1K图3-24为一板桩打入透水土层后形成的流网。

已知透水土层深18.0m,

渗透系数k3104mm/s,板桩打入土层表面以下9.0m,板桩前后水深如图中

所示。

试求：

（1）图中所示a、b、c、d、e各点的孔隙水压力;

解:

（1）UaO

wOkPa

Ub

9.0

88.2kPa

Uc

18

Ud

1.0

9.8kPa

（2）地基的单位渗水

UeOkPa

137.2kPa

kiA3107

189

12107m3/s

k（（60h?

）k?

h2

第四章

牛

匀，第一层杂填土厚

8、某建筑场地的地层分布均

1.5m,17kN/m；第

189

12107m3/s

深处；第三层淤泥质黏土厚8m

粉土厚3m19.5kN/m3,Gs2.72,

18.2kN/m3,Gs2.74,41%;第四层

27%;第五层砂岩未钻穿。

试计算

各层交界处的竖向自重应力

并绘出c沿深度分布图

解:

（1）求

（2）求自重应力分布

c1

1hi

1.51725.5kPa

c水

ihi

2h

25.5190.5

35.0kPa

c2

C水

24

h-35.09.19

3.567.17kPa

c3

c2

3h3

67.178.208

132.77kPa

c4

c3

4h4

132.779.713

161.90kPa

•Ws

VSW

wsvsw

GSWWwGS1

GS1

V

w

WsWwGswGsw

Gs1

由上式

1

3

1•3

妲

JL

・?

9.19kN/m，

38.20kN/m3,49.71kN/m,

4-

9、某构

筑物基础如图4-30所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载

680kN,

偏心距1.31m,基础埋深为2m底面尺寸为4mx2mo试求基底平均压力p和边缘最大压力Pmax,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。

上）

4・10、某矩形基础的底面尺寸为4mx2.4m,设计地面下埋深为1・2m（高于天然地®0.2m），设计地面以上的荷载为1200kN,基底标高处原有土的加权平均重度为

1SkN/m1。

试求基底水平面1点及2点下各3.6m深度M点及M点处的地基附加应力Z值。

」1300

1.8

301

解：

（1）基底压p

42.41.220149kPa

（2）

基底附加压力

PoPmd14918

1131kPa

（3）

M

附加应力

1点分成大小相等的两块

2.4m,b2m,—1.2

b

3.6

2

1.8

查表得

c0.108

zM120.10813128.31kPa

作延氏线后分成2人块、2小块

6m,b

人块

2m'b

查表得

c0.143

小块

3.6

2

1.8

3.6m,b

2m,-b

1.8

查表得c0.129

贝UzM22CM2Po2（c大

小）Po20.1430.1291313.7kPa

4-1U某条形基础的宽度为2m在梯形分布的条形荷载（基底附加压力）下，边缘（p。

）max=200kPa,（p。

）min=100kPa,试求基底宽度中点下和边缘两点下各3m及6m深度处的

z值。

:

p°均

20L卫0150kPa

中点下3m

0m,z3吩

。

乍J,查表得

c0.396

z0.396150

59.4kPa

6m

0m,z叫

o,b3,查表得

0.208

0.208150

31.2kPa

边缘，梯形分布的条形荷载看作矩形和三角形的叠加荷载

3m处:

矩形分布的条形荷载-0・5,Zr.5,查表c矩形0.334

bb2

z矩形

0.33410033.4kPa

三角形分布的条形荷载

-10,z31.5,查表ti0.734,t20.938

bb2

Z三角形10.0734*1007.34kPa

所以，边缘左右两侧的z为

6m处:

所以，边缘左右两侧的z为

Z119.84.7624.56kPa

z219.85.1124.91kPa

第六章

6-11、某矩形基础的底面尺寸为4mK2m,天然地面下基础埋深为In,设计地面高出天然地面0.4m,计算资料见图6-33（压缩曲线用例题的）。

试绘出土中竖向应力分布图（计算精度；重度（kN/卅）和应力（kPa）均至一位小数）,并分别按分层总和法的单向压缩基本公式和规范修正公式计算基础底面中点沉降量（Po0.75fak）o

Z7TW

tft±Y=IKkN旳J；—■

酚质粘土G2.72

tr1-31%

y=18.2kN/m3

6/2,71

最钻穿

u-4U%

解：

1、分层总和法单向压缩基本公式

WsVswWsVswGswwwGs1Gs1

VWWsWwgswGswGs1

又已知，粉质黏土的

⑴求

所以分别为9.2kN/m3和8.2kN/m3

（2）地基分层

0点：

C

181

0.4

25.2kPa

1占・

C

25.2

9.21

34.4kPa

2占•

C

34.4

9.21

43.6kPa

3占•

C

43.6

9.21

52.8kPa

4占•

C

52.8

8.21

61.0kPa

5点：

C

61.0

8.21

69.2kPa

6占・

C

69.2

8.21

77.4kPa

（4）地基竖向附加应力z的计算

基底平均压力

9?

4i2okPa

2.54

GGAd2042.5

1.4280kN

基底处的土中附加应力p0Pco12025.294.8kPa

基底面下第一层粉质黏土厚4m第二层淤泥质黏土未钻穿，均处于地下水位以下，分层厚度取1m

计算基础中心点下由基础何载引起的附加应力z,基础中心点可看作是四个相

等小矩形荷载的公共角点，其长宽比l/b2/1.251.6,取深度z=0、1、2、3、

4、5、6m各计算点的z。

占

八、、

l/b

z/m

z/b

c

z

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

ro.140

53.1

3

1.6

3

2.4

0.088

33.4

4

1.6

4

3.2

0.058

22.0

5

P1.6

5

4.0

「0.040

15.2

6

1.6

6

4.8

0.029

11.0

（5）地基分层自重应

基础及其上回填土的总重

地基各分层土的孔隙比变化值的

1o

力平均值和附加应力平均值的计算，见表⑹

确定，见表

（7）地基压缩层深度的确定

15.213.84kPa,不够

6m深处0.2c0.277.415.48kPa

11<15.48kPa,可

以

°表1分层总和法单向压缩公式计算的沉降量

n

sSi3327191076102mm

i1

2、规范修正公式计算（分层厚度取1m）

（1）计算po

2）分层压缩模量的计算

分层深度自重平均

C

附加平均

自重+附加

曲线

压前

压后e2i

压缩模量

1.0

29.8

88.2

118.0

土样

0.821

0.761

2.68

2.0

39.0

67.3

106.3

4-1

0.818

0.769

2.50

3.0

48.2

43.3

91.5

0.808

0.774

2.30

4.0

56.9

27.7

84.6

土样

4-2

0.800

0.782

2.77

5.0

65.1

18.6

83.7

0.796

0.783

2.57

6.0

73.3

13.1

86.4

0.791

0.781

2.35

3）

计算竖向平均附加应力系数

当z=0时，z=0

I/b2/1.251.6,z/b1/1.250.8,查表6-5有0.2395

基底下1m范围内4023950.958

详见下表。

Z（m）

l/b

z/b

z

（Z严

Esi

1

Si

1

Si

1

1.6

0.8

0.95

8

0.95

8

0.958

2.68

34

34

2

1.6

1.6

0.83

16

1.66

32

0.705

2.50

27

61

3

1.6

2.4

0.70

28

2.10

84

0.445

2.30

18

79

4

1.6

3.2

0.59

88

2.39

52

0.287

2.77

10

89

5

1.6

4.0

0.51

76

2.58

8

0.193

2.57

7

96

6

1.6

4.8

0.45

44

2.72

64

0.138

2.35

6

102

（4）确定计算深度

由于周围没有相邻荷载，基础中点的变形计算深度可按下列简化公式计算:

Znb2.50.4lnb2.52.50.4ln2.55.3m

（5）确定s

计算為深度范围内压缩模量的当量值:

PoZnnOU

nn

EsA/Ai/Esi

11

poznnzn1

PoZ110°Poz22Z1

Esi

0.13842-55MPa

P。

2.7264

0.9580.7O520.44520.28680.1928

2.682.52.32.772.572.35

查表（当Po0.75fak时）得:

s1.1

（6）计算地基最终沉降量

n

sSss$1.1102112mm

6-12x由于建筑物传来的荷载，地基中某一饱和黏土层产生梯形分布的竖向附加

应九该层顶面和底面的附加应力分别为z240kPa和，l60kPa,顶底面透

水（见图6-34）,土层平均k0.2cm/^,.e0.88,a0.39MPa1,Es4・82MPa。

试求：

①该土层的最终沉降量；②当达到最终沉降量之半所需的时间；③当达到120mn沉降所需的时间；④如果该饱和黏土层下卧不透水层，则达到120mm沉降所需的时间。

解：

①求最终沉降

口0.3910M240160zH

10.882

③当st120mm时

Ut生72%查图6-26Tv0.42

s

2

TH

tV

Cv

2

4

0.42-

—1.74（年）

0.964

④当下卧层不透水，st120mm时

与③比较，相当于由双面排水改为单面排水，即

・1.74年，所以・t1.7446.96年4

•t1.7446.96年