土力学河海课后习题答案

⼟⼒学河海课后习题答案
⼟⼒学河海课后习题答
案
Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
⼟⼒学课后习题与答案
第⼀章
思考题1
1-1 什么叫⼟⼟是怎样形成的粗粒⼟和细粒⼟的组成有何不同
1-2 什么叫残积⼟什么叫运积⼟他们各有什么特征
1-3 何谓⼟的级配⼟的粒径分布曲线是怎样绘制的为什么粒径分布曲线⽤半对数坐标
1-4 何谓⼟的结构⼟的结构有哪⼏种类型它们各有什么特征
1-5 ⼟的粒径分布曲线的特征可以⽤哪两个系数来表⽰它们定义⼜如何
1-6 如何利⽤⼟的粒径分布曲线来判断⼟的级配的好坏
1-7 什么是吸着⽔具有哪些特征
1-8 什么叫⾃由⽔⾃由⽔可以分为哪两种
1-9 什么叫重⼒⽔它有哪些特征
1-10 ⼟中的⽓体以哪⼏种形式存在它们对⼟的⼯程性质有何影响
1-11 什么叫的物理性质指标是怎样定义的其中哪三个是基本指标
1-12 什么叫砂⼟的相对密实度有何⽤途
1-13 何谓粘性⼟的稠度粘性⼟随着含⽔率的不同可分为⼏种状态各有何特性
1-14 何谓塑性指数和液性指数有何⽤途
1-15 何谓⼟的压实性⼟压实的⽬的是什么
1-16 ⼟的压实性与哪些因素有关何谓⼟的最⼤⼲密度和最优含⽔率
1-17 ⼟的⼯程分类的⽬的是什么
1-18 什么是粗粒⼟什么叫细粒⼟习题1
1-1有A 、B 两个图样，通过室内实验测得其粒径与⼩于该粒径的⼟粒质量如下表所⽰，试绘出它们的粒径分布曲线并求出u C 和c C 值。

⽐重为，求试样的含⽔率、孔隙⽐、孔隙率、饱和密度、浮密度、⼲密度及其相应
的重度。

1-3 某⼟样的含⽔率为%密度为 3g/cm ，⼟粒⽐重为，若设孔隙⽐不变，为使⼟样完全饱和，问100 3cm ⼟样中应该加多少⽔
1-4 有⼟料1000g,它的含⽔率为%，若使它的含⽔率增加到%，问需要加多少⽔
1-5 有⼀砂⼟层，测得其天然密度为3g/cm ，天然含⽔率为%，⼟的⽐重为，烘⼲后测得
最⼩孔隙⽐为，最⼤孔隙⽐为，试求天然孔隙⽐e 、饱和含⽔率和相对密实度D ，
并判别该砂⼟层处于何种密实状态。

1-6 今有两种⼟，其性质指标如下表所⽰。

试通过计算判断下列说法是否正确
1.⼟样A 的密度⽐⼟样B 的⼤；
2.⼟样A 的⼲密度⽐⼟样B 的⼤；
⑴⼲密度 s w d s w G G (1n)1E
ρρρ==-+ ⑵湿密度s r w G S e 1e
ρρ+=+ ⑶浮密度's w (G -1) 1e
ρρ=+ 1-8 在图中，A ⼟的液限为%，塑限为%；B ⼟的液限为%，塑限为%，C ⼟为⽆粘性⼟。

图
中实线为粒径分布曲线，虚线为C ⼟的粗粒频率曲线。

试按《⼟的分类标准》对这三种⼟进⾏分类。

1-9 某碾压⼟坝的⼟⽅量为20万⽅，设计填筑⼲密度为 3g/cm 。

料的含⽔率为%，天然
密度为 3g/cm ，液限为%，塑限为%，⼟粒⽐重为。

问：
⑴为满⾜填筑⼟坝需要，料场⾄少要有多少⽅⼟料
⑵如每⽇坝体的填筑量为3000 3m ，该⼟的最优含⽔率为塑限的95%，为达到最佳
碾压效果，每天共需要加多少⽔
⑶⼟坝填筑的饱和度是多少
第⼆章
思考题2
2-1 ⼟中的应⼒按照其起因和传递⽅式分哪⼏种怎么定义
2-2 何谓⾃重应⼒，何谓静孔隙⽔应⼒计算⾃重应⼒应注意些什么
2-3 何谓附加应⼒，空间问题和平⾯问题各有⼏个附加应⼒分量计算附加应⼒时对地基
做了怎样的假定
2-4 什么叫柔性基础什么叫刚性基础这两种基础的基底压⼒有何不同
2-5 地基中竖向附加应⼒的分布有什么规律相邻两基础下附加应⼒是否会彼此影响 2-6 附加应⼒的计算结果与地基中实际的附加应⼒能否⼀致，为什么
2-7 什么是有效应⼒什么是孔隙应⼒其中静孔隙应⼒如何计算
2-8 你能熟练掌握⾓度法和叠加原理的应⽤吗会计算各种荷载条件下地基中任意点的竖
向附加应⼒吗
习题2
2-1 如图所⽰为某地基剖⾯图，各⼟层的重度及地下⽔位如图，试求⼟的⾃重应⼒和静
孔隙⽔应⼒，并绘出它们的分布图。

2-2 如图所⽰为⼀矩形基础，埋深1m,上部结构传⾄设计地⾯标⾼处的荷载为
P=2106kN ，荷载为单偏⼼，偏⼼矩为e=,试求基底中⼼O ，边点A 和B 下4m 深处的竖向附加应⼒。

2-3 甲⼄两个基础，它们的尺⼨和相应位置及每个基底下的基底净压⼒如图所⽰，试求
甲基础O 点下2m 深处的竖向附加应⼒（图中尺⼨以⽶计）。

2-4 某挡⼟墙建于如图所⽰的地基上，埋深2m ，尺⼨如图所⽰（图中的尺⼨以⽶计）。

墙受上部竖向荷载和墙⾝⾃重为v F =1000kN/m ，其作⽤位置距墙前趾A 点为，墙背受有总⽔平推⼒h F =350kN/m ，其作⽤点距墙底为。

（不计墙后填⼟的影响）试求：
⑴M ，N 点处的竖向⾃重应⼒；
⑵M ，N 点处的竖向附加应⼒
2-5 某矩形基础长宽分别为3m 和2m ，基础剖⾯和地基条件如图所⽰，试求基础中点O
及其以下点M 和N 的⾃重应⼒、竖向附加应⼒以及静孔隙⽔应⼒（图中尺⼨以⽶
计）
第三章
思考题3
3-1 何谓达西定律，达西定律成⽴的条件有哪些
3-2 实验室内测定渗透系数的⽅法有⼏种它们之间⼜什么不同
3-3 流⽹有什么特征
3-4 渗透变形有⼏种形式各有什么特征
3-5 什么是临界⽔⼒梯度如何对其进⾏计算
3-6 孔隙⽔应⼒在静⽔条件下和在稳定渗流作⽤下有什么不同如何利⽤流⽹确定渗流作
⽤的孔隙⽔压⼒。

3-7 根据达西定律计算出的流速和⼟⽔中的实际流速是否相同为什么
3-8 拉普拉斯⽅程是由哪两个基本定律推导出的你认为⼟的透⽔系数是各向同性的吗习题3
3-1 图为⼀简单的常⽔头渗透试验装置，试样的截⾯积为1202cm ，若经过10秒。

由量
筒测得流经试样的⽔量为1502cm ，求试样的渗透系数。

3-2 某⽆粘性⼟的粒径分布曲线如1-28曲线所⽰，若该⼟的孔隙率n=30%，⼟粒⽐重
s G =，试问当发⽣渗透变形时，该⼟应属何种类型的⼟其临界⽔⼒梯度为多少（⽤细粒含量法判别）]
3-3 如图1-29中的曲线C 为⼀⽆粘性⼟的粒径分布图和粒组频率曲线（虚线所⽰）。

试判别该⼟的发⽣渗透变形时是属何种类型的⼟若⼟的孔隙率为36%，⼟粒的⽐重为，则该⼟的临界⽔⼒梯度多⼤
3-4 资料同3-3，试求：
⑴图3-27中b 点的孔隙⽔应⼒（包括静⽌孔隙⽔应⼒和超孔隙⽔应⼒）和有效应
⼒；
⑵地表⾯5-6处会不会发⽣流⼟现象
3-5 有⼀粘⼟层位于两沙层之间，其中沙层的湿重度γ=3kN /m ，饱和重度
3sat 19.6kN /m γ=，粘⼟层的饱和重度3sat 20.6kN /m γ=，⼟层的厚度如图所⽰。

地下⽔位保持在地⾯以下处，若下层砂层中有承压⽔，其测压管⽔位⾼出地⾯3m ，试计算：
⑴粘⼟层内的孔隙⽔应⼒及有效应⼒随深度的变化并绘出分布图（假定承压⽔头全
部损失在粘⼟层中）；
⑵要使粘⼟层发⽣流⼟，则下层砂中的承压⽔引起的测压管⽔位应当⾼出地⾯多少
⽶
第四章
思考题4
4-1 引起⼟体压缩的主要原因是什么
4-2 试述⼟的各压缩性指标的意义和确定⽅法。

4-3 分层总和法计算基础的沉降量时，若⼟层较厚，为什么⼀般应将地基⼟分层如果地
基⼟为均质，且地基中⾃重应⼒和附加应⼒均为（沿⾼度）均匀分布，是否还有必要将地基分层
4-4 分层总和法中，对⼀软⼟层较厚的地基，⽤i 1i 2i i 1i S (e e )H /(1e )=-+或
i vi i 1i S a pH /(1e )=?+计算各分层的沉降时，⽤哪个公式的计算结果更准确为什么
4-5 基础埋深d 〉0时，沉降计算为什么要⽤基底净压⼒
4-6 地下⽔位上升或下降对建筑物沉降有没有影响
4-7 ⼯程上有⼀种地基处理⽅法——堆载预压法。

它是在要修建建筑物的地基上堆载，
经过⼀段时间之后，移去堆载，再在该地基上修建筑物。

试从沉降控制的⾓度说明该⽅法处理地基的作⽤机理。

4-8 ⼟层固结过程中，孔隙⽔压⼒和有效应⼒是如何转换的他们间有何关系
4-9 固结系数v C 的⼤⼩反映了⼟体的压缩性有何不同为什么
4-10 超固结⼟与正常固结⼟的压缩性有何不同为什么
习题4
4-1 某涵闸基础宽6m ，长（沿⽔流⽅向）18m ，受中⼼竖直荷载P=10800kN 的作⽤，地
基为均质⽆粘性⼟，地下⽔位在地⾯以下3m 处，地下⽔位以上的湿重度
γ=3kN /m ，地下⽔位以下⼟的饱和重度3sat 21kN/m γ=，基础的埋置深度为，图的压缩曲线如图所⽰，试求基础中⼼点的沉降量。

4-2 某条形基础宽15m ，受2250kN/m 的竖直偏⼼线荷载的作⽤，偏⼼距为1m,地下⽔
位距地⾯6m ，地基由两层粘性⼟组成，上层厚9m ，湿重度γ=193kN /m ，饱和重度3sat 20kN/m γ=。

下层厚度很⼤，饱和重度3sat 21kN/m γ=. 基础的埋置深度为3m ，上层和下层⼟的压缩曲线如图A ，B 线所⽰，试求基础两侧的沉降量和沉降差。

4-3 某建筑物下有6m 厚的粘⼟层，其上下均为不可压缩的排⽔层。

粘⼟的压缩试验结
果表明，压缩系数-1v a 0.0005kPa =，初始孔隙⽐为1e =。

试求在平均附加应⼒
z σ=150kPa 作⽤下，该⼟的压缩模量s E ，⼜设该⼟的伯松⽐µ=，则其变形模量E 为多少
4-4 某均质⼟坝及地基的剖⾯图如图所⽰，其中粘⼟层的平均压缩系数
-4-1v a 2410kPa =?，初始孔隙⽐1e ＝，渗透系数k=a ，坝轴线处粘⼟层内的附加应⼒分布如图中阴影部分所⽰，设坝体是不远⽔的。

试求：
⑴粘⼟层的最终沉降量；
⑵当粘⼟层的沉降虽达到12cm 时所需的时间；
4-5 有⼀粘⼟层位于两沙层之间，厚度为5m ，现从粘⼟层中⼼取出⼀试样做固结试验
（试样厚度为2cm ，上下均放置了透⽔⽯），测得当固结度达到60%时需要8min ，试问当天然粘⼟层的固结度达到80%时需要多少时间（假定粘⼟层内附加应⼒为直线分布）
4-6 某⼀粘⼟试样取⾃地表以下8m 处，该处受到的有效应⼒为100kPa ，试样的初始孔
c 缩曲线的c C 、S C 值，判断该⼟层属于何种类型的固结⼟。

4-7⼀地基剖⾯图如图⽰，A 为原地⾯，在近代的⼈⼯建筑活动中已被挖去2m ，即现在的地⾯为B 。

设在开挖以后地⾯以下的⼟体允许发⽣充分回弹的情况下，再在现地⾯上⼤⾯积堆载，其强度为150kPa 。

试问粘⼟层将产⽣多少压缩量(粘⼟层的初始孔隙⽐为，c C =，S C =
第五章
思考题5
5-1 什么叫⼟的抗剪强度
5-2 库仑的抗剪强度定律是怎样表⽰的,砂⼟和粘性⼟的抗剪强度表达式有何不同 5-3 为什么说⼟的抗剪强度不是⼀个定值
5-4 何谓摩尔—库仑破坏准则何为极限平衡条件
5-5 ⼟体中发⽣剪切破坏的平⾯是不是剪应⼒最⼤的平⾯在什么情况下，破坏⾯与最⼤
剪应⼒⾯是⼀致的
5-6 测定⼟的抗剪强度指标主要有哪⼏种⽅法试⽐较它们的优缺点
5-7 何谓灵敏度和触变性
5-8 影响砂⼟抗剪强度的因素有哪些
5-9 何谓砂⼟液化
5-10 试述正常固结粘⼟在UU ，CU ，CD 三种实验中的应⼒—应变、孔隙⽔应⼒—应变
（或体变—应变）和强度特性。

5-11 试述超固结粘⼟在UU ，CU ，CD 三种实验中的应⼒—应变、孔隙⽔应⼒—应变（或
体变—应变）和强度特性。

5-12 试述正常固结粘⼟和超固结粘⼟的总应⼒强度包线与有效强度包线的关系。

习题5
5-1 已知某⽆粘性⼟的c=0, =30??,若对该⼟取样做实验，⑴如果对该样施加⼤⼩主应
⼒分别为200a kP 和120a kP ，该试样会破坏吗为什么⑵若使⼩主应⼒保持原质不
变，⽽将⼤主应⼒不断加⼤，你认为能否将⼤主应⼒增加到400a kP ，为什么
5-2 设地基内某点的⼤主应⼒为450a kP ，⼩主应⼒为200a kP ，⼟的摩擦⾓为20?，粘
聚⼒为50a kP ，问该点处于什么状态
5-3 设地基内某点的⼤主应⼒为450a kP ，⼩主应⼒为150a kP ，孔隙应⼒为50a kP ，问
该点处于什么状态
5-4 某⼟的固结不排⽔剪实验结果如下表，图解求总应⼒强度指标cu c 和cu ?、有效应⼒
强度指标'c 和'?。

'd 32??==?，现⼜对该⼟进⾏了固结不排⽔剪切实验，其破坏时的3a 200kP ?=。

轴向应⼒增量a q 200kP =，试计算出在固结不排⽔剪切时的破坏孔隙⽔应⼒f u 值。

5-6 在某地基⼟的不同深度进⾏⼗字板剪切实验，测得的最⼤扭⼒矩如下表。

求不同深
5-7 3a 加轴向压⼒⾄剪破，测得其不排⽔强度u c =60a kP ，剪破⾯与⼤主应⼒⾯的实测夹⾓f θ=57?，求内摩擦⾓cu ?和剪破时的孔隙⽔压⼒系数f A 。

5-8 设某饱和正常固结粘⼟的''c 0,30?==?，试计算固结压⼒3a 100kP σ=时的不排⽔强
度u c 和内摩擦⾓cu ?（假定f A =1）
5-9 设⼀圆形基础，承受中⼼荷载，如图所⽰。

地基为深厚的粘⼟层，湿重重γ为
1803kN/m ，饱和容重1γ为3kN /m ，地下⽔位在地⾯以下3m 处。

在加荷前，基础中⼼以下离地⾯5m 处M 点的测压管中⼼⽔位与地下⽔位齐平；在加荷瞬时，即t 为零时，测压
管中的⽔位⾼出地⾯7m ，设M 点的竖向附加应⼒1σ? =150kPa ，⽔平向附加应
⼒3σ? =70kPa 。

试求：(1)加荷瞬时M 点的竖向有效应⼒和孔隙应⼒系数A ，
B ；(2)若加荷前地基⼟为正常固结⼟，有效内摩擦⾓中?=30?，静⽌侧压⼒系数
0K =，问加荷后M 点是否会发⽣剪切破坏
第六章
思考题6
6-1 何谓主动⼟压⼒、静⽌⼟压⼒和被动⼟压⼒试举实际⼯程实例。

6-2 试述三种典型⼟压⼒发⽣的条件。

6-3 为什么主动⼟压⼒是主动极限平衡时的最⼤值⽽被动⼟压⼒是被动极限平衡时的最
⼩值
6-4 朗肯⼟压⼒理论和库仑⼟压⼒理论各采⽤了什么假定分别会带来什么样的误差
6-5 朗肯⼟压⼒理论和库仑⼟压⼒理论是如何建⽴⼟压⼒计算公式的它们在什么样的条
件下具有相同的计算结果
6-6 试⽐较说明朗肯⼟压⼒理论和库仑⼟压⼒理论的优缺点和存在的问题
习题5
6-1 下图所⽰挡⼟墙，⾼5m ，墙背竖直，墙后地下⽔位距地表2m 。

已知砂⼟的湿重度
316kN /m γ=，饱和重度3sat 18kN /m γ=，内摩擦⾓30?=?，试求作⽤在墙上的静
⽌⼟压⼒和⽔压⼒的⼤⼩和分布及其合⼒。

6-2 图⽰⼀挡⼟墙，墙背垂⽴⽽且光滑，墙⾼10m ，墙后填⼟表⾯⽔平，其上作⽤着连
续均布的超载q ＝20kPa ，填⼟由⼆层⽆粘性⼟所组成，⼟的性质指标和地下⽔位如图所⽰，试求：
⑴主动⼟压⼒和⽔压⼒分布；
⑵总压⼒(⼟压⼒和⽔压⼒之和)的⼤⼩；
⑶总压⼒的作⽤点。

6-3 ⽤朗肯理论计算下图所⽰挡⼟墙的主动⼟压⼒和被动⼟压⼒，并绘出压⼒分布图。

6-4 计算下图所⽰挡⼟墙的主动⼟压⼒和被动⼟压⼒，并绘出压⼒分布图，设墙背竖直
光滑。

6-5 ⽤库仑公式和库尔曼图解法，分别求下图所⽰挡⼟墙上的主动吐压⼒的⼤⼩。

6-6 下图所⽰为⼀重⼒式挡⼟墙，填⼟表⾯作⽤有局部堆载，如何考虑局部堆载对⼟压
⼒的影响，当这些堆载离开墙背多远时这种影响就可以忽略不计
6-7 下图所⽰挡⼟墙，分别采⽤朗肯理论和库仑⼟压⼒理论计算主动⼟压⼒的⼤⼩、⽅
向和作⽤点。

设墙背光滑。

6-8 如图所⽰的挡⼟墙，填⼟情况及其性质指标于图中，试⽤朗肯理论计算A ，B ，C
各点⼟压⼒（压强）的⼤⼩及⼟压⼒为零点的位置
第七章
思考题7
7-1 控制边坡稳定性的因素有哪些
7-2 为什么说所有计算安全系数的极限平衡分析⽅法都是近似的⽅法由它计算的安全系
数与实际值相⽐，假设抗剪强度指标是真值，计算结果是偏⾼还是偏低
7-3 简化毕肖普条分法与瑞典条分法的主要差别是什么为什么对同⼀问题毕肖普法计
算的安全系数⽐瑞典法⼤
7-4 不平衡推⼒法与杨布法有什么区别他们可以⽤于圆弧滑动分析吗
7-5 为什么不同⼯程和不同⼯期容许安全系数不同
习题7
7-1 ⼀砂砾⼟坡，其饱和重度3sat 19kN/m γ=，内摩擦⾓32?=?，坡⽐为1：3试问在⼲
坡或完全浸⽔时，其稳定安全系数为多少⼜问当有顺坡向渗流时⼟坡还能保持稳定吗若坡⽐改为1：4，其稳定性⼜如何
7-2 ⼀均质粘⼟坡，⾼20m ，坡⽐为1：3，填⼟的粘聚⼒C=10a kP ，内摩擦⾓20?=?，
重度3=18kN/m γ。

假定圆弧通过坡脚，半径R=55m,.圆⼼位置可⽤图7-5的⽅法确定，试⽤瑞典法（总应⼒）计算⼟坡在该滑弧时的安全系数。

7-3 ⼟坡剖⾯同题7-2，若⼟料的有效强度指标'c =5a kP ，'38?=?，并设孔隙应⼒系数
B 为，滑弧假定同上题。

试⽤简化毕肖普法计算⼟坡施⼯期该滑弧的安全系数。

7-4 某挡⼟墙⾼7m ，墙背竖直、光滑，墙后填⼟⾯⽔平，并作⽤有均匀荷载q ＝
10a kP 。

填⼟分两层，⼟层1γ=183kN/m ，1?=20?，1c =12a kP ；下层位于⽔位以
下，见下图，sat γ=3kN/m ，2?=26?2c =a kP 。

试求墙背总则压⼒E 及其作⽤点位
置，并绘侧压⼒分布图。

7-5 某均质挖⽅⼟坡，坡⾼10m,坡⽐1：2，填⼟的重度3=18kN/m γ，内摩擦⾓
25?=?，粘聚⼒C=5a kP ，在坑底以下3m 处有⼀软⼟薄层，其粘聚⼒C=10a kP ，内摩擦⾓5?=?，试⽤不平衡推⼒法计算其安全系数。

第⼋章
思考题8
8-1 进⾏地基基础设计时，地基必须满⾜哪些条件为什么
8-2 地基发⽣剪切破坏的类型有哪些其中整体剪切破坏的过程和特征有哪些
8-3 确定地基承载⼒的⽅法有哪⼏类
8-4 按塑性开展区⽅法确定地基承载⼒的推导是否严谨为什么
8-5 确定地基极限承载⼒时,为什么要假定滑动⾯各种公式假定中.你认为哪些假定合理
哪些假定可能与实际有较⼤的差异
8-6 试分别就理论⽅法和规范⽅法分析研究影响地基承载⼒的因素有哪些其影响的结果
分别怎样
8-7 若存在较弱下卧层,为什么要对其进⾏承载⼒验算
习题８
8-1 有⼀条形基础，底宽b=3m ，基础埋置与均质粉⼟地基中，埋深d=1m,地下⽔位在基
底下2m 处，粉⼟地基重度318kN/m γ=，饱和重度3sat 20kN/m γ=，C=5a kP ，
30?=?，试分别求（并分析这些结果的差异）：⑴1p 4f 和1p 3
f ；⑵按太沙基公式求极限承载⼒（基底光滑）；
⑶按太沙基公式求极限承载⼒（基底完全粗糙）；
⑷若地下⽔位升⾄基底⾯，按太沙基公式，极限承载⼒变化了多少
8-2 地基条件如题8-1，改基础底宽b=4m ，基础埋深d=。

已知粉⼟地基承载⼒特征值
ak f =90a kP 。

⑴按规范求地基承载⼒设计修正后的承载⼒特征值a f
⑵若取安全系数s F =，按太沙基公式（基底完全粗糙）求承载⼒设计值。

8-3 利⽤题8-1，题8-2的计算结果，分析计算⽅法（或公式）对计算结果的影响，说
明出现差异的原因。

8-4 如图所⽰的地基荷载情况，试设计基础底⾯尺⼨并进⾏柔软下卧层承载⼒的验算。

⼟⼒学答案
第⼀章
思考题1
1-1 ⼟是松散颗粒的堆积物。

地球表层的整体岩⽯在⼤⽓中经受长期风化作⽤后形成形状不同，⼤⼩不⼀的颗
粒，这些颗粒在不同的⾃然环境条件下堆积（或经搬运沉积），即形成了通常所
说的⼟。

粗粒⼟中粒径⼤于㎜的粗粒组质量多于总质量50%，细粒⼟中粒径⼩于㎜的细粒
组质量多于或等于总质量50%。

1-2 残积⼟是指岩⽯经风化后仍留在原地未经搬运的堆积物。

残积⼟的明显特征是，
颗粒多为⾓粒且母岩的种类对残积⼟的性质有显着影响。

母岩质地优良，由物理风化⽣成的残疾⼟，通常是坚固和稳定的。

母岩质地不良或经严重化学风化的残积
⼟，则⼤多松软，性质易变。

运积⼟是指岩⽯风化后经流⽔、风和冰川以及⼈类活动等动⼒搬运离开⽣成地点
后的堆积物。

由于搬运的动⼒不同，分为坡积⼟、冲积⼟、风积⼟、冰碛⼟和沼
泽⼟等。

坡积⼟⼀般位于坡腰或坡脚，上部与残积⼟相连，颗粒分选现象明显，
坡顶粗坡下细；冲积⼟具有⼀定程度的颗粒分选和不均匀性；风积⼟随风向有⼀
定的分选性，没有明显层⾥，颗粒以带⾓的细砂粒和粉粒为主，同⼀地区颗粒较
均匀，黄⼟具有湿陷性；冰碛⼟特征是不成层，所含颗粒粒径的范围很宽，⼩⾄
粘粒和粉粒，⼤⾄巨⼤的漂⽯，粗颗粒的形状是次圆或次棱⾓的有时还有磨光
⾯；沼泽⼟分为腐植⼟和泥炭⼟，泥炭⼟通常呈海绵状，⼲密度很⼩，含⽔率极
⾼，⼟质⼗分疏松，因⽽其压缩性⾼、强度很低⽽灵敏度很⾼。

1-3 ⼟中各种⼤⼩的粒组中⼟粒的相对含量称为⼟的级配。

粒径分布曲线是以⼟粒粒径为横坐标（对数⽐例尺），⼩于某粒径⼟质量占试样
总质量的百分数为纵坐标绘制⽽成的曲线。

由于⼟的粒径相差悬殊，因此横坐标⽤对数坐标表⽰，以突出显⽰细⼩颗粒粒
径。

1-4 ⼟的结构是指⼟的物质组成（主要指⼟⾥，也包括孔隙）在空间上的相互排列及
⼟粒间联结特征的总和。

⼟的结构通常包括单粒、分散、絮状三种结构。

单粒结构⽐较稳定，孔隙所占的⽐例较⼩。

对于疏松情况下的砂⼟，特别是饱和的
粉细砂，当受到地震等动⼒荷载作⽤时，极易产⽣液化⽽丧失其承载能⼒；分散结构的⽚状⼟粒间相互接近于平⾏排列，粒间以⾯-⾯接触为主；絮状结构的特征是⼟粒之间以⾓、边与⾯的接触或变与边的搭接形式为主，这种结构的⼟粒呈任意排
列，具有较⼤的孔隙，因此其强度低，压缩性⾼，对扰动⽐较敏感，但⼟粒间的联结强度会由于压密和胶结作⽤逐渐得到增强。

1-5 粒径分布曲线的特征可⽤不均匀系数u C 和曲率系数c C 来表⽰。

定义为： d
d u C 1060= d d d c
C 60102)(30= 式中：d 10，d 30和d 60为粒径分布曲线上⼩于某粒径的⼟粒含量分别为10%，30%
和60%时所对应的粒径。

1-6 ⼟的级配的好坏可由⼟中的⼟粒均匀程度和粒径分布曲线的形状来决定，⽽⼟粒
的均匀程度和曲线的形状⼜可⽤不均匀系数和曲率系数来衡量，对于纯净的砾、
砂，当u C ⼤于或等于5，⽽且c C 等于1~3时，它的级配是良好的；不能同时满⾜上述条件时，它的级配是不良的。

1-7 吸着⽔是由⼟颗粒表⾯电分⼦⼒作⽤吸附在⼟粒表⾯的⼀层⽔。

吸着⽔⽐普通⽔有较⼤的粘滞性，较⼩的能动性和不同的密度。

距⼟颗粒表⾯愈
近电分⼦引⼒愈强，愈远，引⼒愈弱。

⼜可分为强吸着⽔和弱吸着⽔。

1-8 离开⼟颗粒表⾯较远，不受⼟颗粒电分⼦引⼒作⽤，且可⾃由移动的⽔成为⾃由
⽔。

⾃由⽔⼜可分为⽑细管⽔和重⼒⽔两种。

1-9 在重⼒或⽔位差作⽤下能在⼟中流动的⾃由⽔称为重⼒⽔。

重⼒⽔与普通⽔⼀样，具有溶解能⼒，能传递静⽔和动⽔压⼒，对⼟颗粒有浮⼒作
⽤。

它能溶蚀或析出⼟中的⽔溶盐，改变⼟的⼯程性质。

1-10 存在于⼟中的⽓体可分为两种基本类型：⼀种是与⼤⽓连通的⽓体；另⼀种是与
⼤⽓不通的以⽓泡形式存在的封闭⽓体。

⼟的饱和度较低时，⼟中⽓体与⼤⽓相连通，当⼟受到外⼒作⽤时，⽓体很快就
会从孔隙中排出，⼟的压缩稳定和强度提⾼都较快，对⼟的性质影响不⼤。

但若
⼟的饱和度较⾼，⼟中出现封闭⽓泡时，封闭⽓泡⽆法溢出，在外⼒作⽤下，⽓
泡被压缩或溶解于⽔中，⽽⼀旦外⼒除去后，⽓泡就⼜膨胀复原，所以封闭的⽓
泡对⼟的性质有较⼤的影响。

⼟中封闭⽓泡的存在将增加⼟的弹性，它能阻塞⼟
内的渗流通道使⼟的渗透性减⼩，并能延长⼟体受⼒后变形达到稳定的历时。

1-11 ⼟的⼀些物理性质主要决定于组成⼟的固体颗粒、孔隙中的⽔和⽓体这三相所占
的体积和质（重）量的⽐例关系，反映这种关系的指标称为⼟的物理性质指标。

⼟的物理性质指标是根据组成⼟的固体颗粒、孔隙中的⽔和⽓体这三相所占的体
积和质（重）量的⽐例关系来定义的。

含⽔率、密度和⼟粒⽐重是基本指标。

1-12 相对密实度是以⽆粘性⼟⾃⾝最松和最密两种极限状态作为判别的基准，定义为：e e e e D r min
max 0max --= 相对密实度常⽤来衡量⽆粘性⼟的松紧程度。

1-13 稠度是指粘性⼟的⼲湿程度或在某⼀含⽔率下抵抗外⼒作⽤⽽变形或破坏的能
⼒，是粘性⼟最主要的物理状态指标。

随含⽔率的不同可分为流态、可塑态、半固态和固态。

流态时含⽔率很⼤，不能保持其形状，极易流动；可塑态时⼟在外⼒作⽤下可改
变形状但不显着改变其体积，也不开裂，外⼒卸除后仍能保持已有的形状；半固
态时粘性⼟将丧失其可塑性，在外⼒作⽤下不产⽣较⼤的变形且容易破碎。

固态
时含⽔率进⼀步减⼩，体积不再收缩，空⽓进⼊⼟体，使⼟的颜⾊变淡。

1-14 液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为塑性指数，⽤I P 表⽰，取整
数，即：w w I P L P -=
粘性⼟的状态可⽤液性指数来判别，其定义为：
塑性指数是反映粘性⼟性质的⼀个综合性指标。

⼀般地，塑性指数越⾼，⼟的粘
粒含量越⾼，所以常⽤作粘性⼟的分类指标。

液性指数表征乐⼟的天然含⽔率与
界限含⽔率之间的相对关系，表达了天然⼟所处的状态。

1-15 ⼟的压实性是指在⼀定的含⽔率下，以⼈⼯或机械的⽅法，使⼟能够压实到某种
密实程度的性质。

为了保证填⼟有⾜够的强度，较⼩的压缩性和透⽔性，在施⼯中常常需要压实填
料，以提⾼⼟的密实度和均匀性。

1-16 影响⼟压实性的因素很多，主要有含⽔率、击实功能、⼟的种类和级配以及粗粒
含量等。

当含⽔率较⼩时，⼟的⼲密度随着含⽔率的增加⽽增⼤，⽽当⼲密度随着含⽔率
的增加达到某⼀值后，含⽔率的继续增加反⽽使⼲密度减⼩，⼲密度的这⼀最⼤
值称为该击数下的最⼤⼲密度，此时相应的含⽔率称为最优含⽔率。

1-17 为了能⼤致判别⼟的⼯程特性和评价⼟作为地基或建筑材料的适宜性，有必要对
⼟进⾏科学的分类。

1-18 试样中粒径⼤于㎜的粗粒组质量多于总质量50%的⼟称为粗粒⼟。

试样中粒径⼩于㎜的细粒组质量多于或等于总质量50%的⼟称为细粒⼟。

习题1
1-1 解：
(1) A 试样
(1) B 试样
1-2 解：
已知：m = S m = S G = 饱和∴ r S =1
⼜知：w S m m m =-= (1) 含⽔量 w
S m m ω==4.710.6
==% (2) 孔隙⽐
(3) 孔隙率
(4) 饱和密度及其重度
(5) 浮密度及其重度
(6) ⼲密度及其重度
1-3 解：
1-4 解：
1-5 解： (1) 31.77 1.61/110.098
d g cm w ρρ===++ (2) 00.6825.2%2.7
sat s e G ω=== (3) max 0max min 0.940.680.540.940.46
r e e D e e --===-- ∴该砂⼟层处于中密状态。

1-6 解： 1. 1S d G e
ωρρ=+ S r G e S ω= ∴上述叙述是错误的。

2. 32.75 1.50/10.825dA g cm ρ==+ 32.68 1.74/10.536
dB g cm ρ==+ ∴上述叙述是错误的。

3. 0.15 2.750.8250.5A e ?== 0.06 2.680.5360.3
B e ?== ∴上述叙述是正确的。

1-7 证明： (1) /1/11s s s s s s w d s V V s m m m V G V V V V V e e
ρρρ=====++++
(2)
1/111s w w V w s w s w s s V s s w w r s r w s V V s m V V V m m V V V V G S e G S e m V V V V V e e e ρρρρρρρ+++++======+++++(3) 1'1111s w s s w s s w s s w s w w s w V
s V s
m m V m V V G G V V V V e e e V ρρρρρρρρρ------======+++++ 1-8 解：
(1) 对A ⼟进⾏分类
①由粒径分布曲线图，查得粒径⼤于㎜的粗粒含量⼤于50%，所以A ⼟属于粗粒
⼟；
②粒径⼤于2㎜的砾粒含量⼩于50%，所以A ⼟属于砂类，但⼩于㎜的细粒含量
为27%，在15%～50%之间，因⽽A ⼟属于细粒⼟质砂；
③由于A ⼟的液限为%，塑性指数16133p I =-=，在17㎜塑性图上落在ML 区，故
A ⼟最后定名为粉⼟质砂(SM)。

(2) 对B ⼟进⾏分类
①由粒径分布曲线图，查得粒径⼤于㎜的粗粒含量⼤于50%，所以B ⼟属于粗粒
⼟；
②粒径⼤于2㎜的砾粒含量⼩于50%，所以B ⼟属于砂类，但⼩于㎜的细粒含量为
28%，在15%～50%之间，因⽽B ⼟属于细粒⼟质砂；
③由于B ⼟的液限为%，塑性指数241410p I =-=，在17㎜塑性图上落在ML 区，
故B ⼟最后定名为粉⼟质砂(SC)。

(3) 对C ⼟进⾏分类
①由粒径分布曲线图，查得粒径⼤于㎜的粗粒含量⼤于50%，所以C ⼟属于粗粒
⼟；
②粒径⼤于2㎜的砾粒含量⼤于50%，所以C ⼟属于砾类⼟；
③细粒含量为2%，少于5%，该⼟属砾；
④从图中曲线查得10d ，30d 和60d 分别为㎜，㎜和㎜因此，⼟的不均匀系数 6010 5.6280.2 u d C d === ⼟的曲率系数 22
301060()0.450.180.2 5.6
c d C d d ===? ⑤由于5,1~3u c C C >≠，所以C ⼟属于级配不良砾(GP)。

1-9 解：
(1) 12s s m m =
即 1122d d V V ρρ=
(2) 1.6530004950s d m V t ρ==?=
()4950(19%12%)346.5w s op m m ωω?=-=?-=t
(3) 2.72 1.01110.6481.65
s s w d d G e ρρρρ?=-=-=-=
第⼆章
思考题2
2-1 ⼟体的应⼒，按引起的原因分为⾃重应⼒和附加应⼒两种；按⼟体中⼟⾻架和⼟
中孔隙（⽔、⽓）的应⼒承担作⽤原理或应⼒传递⽅式可分为有效应⼒和孔隙应
（压）⼒。

有效应⼒是指由⼟⾻架传递（或承担）的应⼒。

孔隙应⼒是指由⼟中孔隙流体⽔和⽓体传递（或承担）的应⼒。

⾃重应⼒是指由⼟体⾃⾝重量所产⽣的应⼒。

附加应⼒是指由外荷（静的或动的）引起的⼟中应⼒。

2-2 ⾃重应⼒是指由⼟体⾃⾝重量所产⽣的应⼒。

由静⽔位产⽣的孔隙⽔应⼒称为静孔隙⽔应⼒。

⼟体⾃重应⼒应由该点单位⾯积上⼟柱的有效重量来计算，如果存在地下⽔，且。