土力学-第五至六章习题讨论课
土力学课程学习指南
土力学课程学习指南《土力学》是清华大学土木水利学院的院级平台课，授课对象为水利水电工程系、土木工程系、建设管理系和工程力学系的本科生，开设时间为第五学期，总学时48学时。
《土力学》是水利和土建专业的核心课程，也是交通、港口、环境、核电站和矿山等相关专业的重要专业基础课程。
1．课程总体安排清华大学《土力学》课程共包含80总学时，分秋季和春季两个学期进行。
其中，《土力学1》包括第一至第十二单元，安排在秋季学期；《土力学2》包括第十三至第二十单元，安排在春季学期。
按照课程的特点和定位以及对学生能力培养的需求，将《土力学》课程教学组合为三个模块：1）《土力学》的理论，以土的渗透、变形和强度三大基本特性为核心内容，注重培养学生理性思维和分析能力。
对应的课程是《土力学1》中的课堂授课部分，40学时/学年。
2）《土力学》的应用，主要介绍土力学基本理论在各种工程问题中的应用，注重培养学生的实用计算和工程判断能力。
对应的课程是《土力学2》，32学时/学年。
此外，还配合《城市岩土工程》、《城市水环境工程》和《地球与人类环境》等选修课。
3）《土力学》的实验，以土的物性试验、三轴试验和固结试验等为核心教学内容，注重培养学生土工试验的动手能力。
土力学实验部分与土力学基本理论部分紧密结合，安排在《土力学1》课程中，8学时/学年。
此外，还配合本科学生的SRT、自选试验和综合论文训练等环节。
2．课程基础要求学生的先修课程包括微积分、工程力学和水力学等。
3．课程基本内容第一单元绪论和土的物理性质（秋季学期6学时，第1~2教学周）了解土的三大工程问题，也即渗透问题、变形问题和强度问题；了解土的形成，掌握土的碎散性、多相性和天然性这三大特点；掌握土的物理性质，包括土的三相组成、物理状态和结构；掌握土的压实性；掌握土的工程分类标准，了解土的工程分类方法。
第二单元试验课1：土的基本物性试验（秋季学期3学时，第2~6教学周）要求学生独立完成：1）密度测定试验；2）含水量测定试验；3）液塑限测定试验；4）颗粒分析试验。
河海大学-《土力学》课后习题答案完整版
A B
上述叙述是错误的。 2.75 2.68 dB 1.50 g / cm3 1.74 g / cm3 2. dA 1 0.825 1 0.536 dA dB 上述叙述是错误的。 0.15 2.75 0.06 2.68 eB 0.825 0.536 3. eA 0.5 0.3 eA eB 上述叙述是正确的。 1-7 证明： m ms ms / Vs G s s w (1) d s V Vs VV 1 VV / Vs 1 e 1 e n e 1 n Gs w 1 Gs w ( ) Gs w (1 n) n 1 e 1 1 n (2) ms V V V w w s w w V Vs VV Vs Gs w w Sr e Gs S r e m m mw Vs s w V Vs VV 1 VV / Vs 1 e 1 e 1 e (3) ms w ms Vs w ms Vs w Vs w Gs w w Gs 1 ' s w V V Vs VV 1 e 1 e 1 e V 1 Vs 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 0.075 ㎜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 0.075 ㎜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 16.0%，塑性指数 I p 16 13 3 ， 在 17 ㎜塑性图上落 (2) ① ② ③ 在 ML 区，故 A 土最后定名为粉土质砂(SM)。 对 B 土进行分类 由粒径分布曲线图， 查得粒径大于 0.075 ㎜的粗粒含量大于 50%， 所以 B 土属于粗粒土； 粒径大于 2 ㎜的砾粒含量小于 50%，所以 B 土属于砂类，但小于 0.075 ㎜的细粒含量为 28%，在 15%～50%之间，因而 B 土属于细粒土质砂； 由于 B 土的液限为 24.0%，塑性指数 I p 24 14 10 ，在 17 ㎜塑性图上
土力学课后习题解答 北京大学出版社
土力学习题参考解答土力学 主编 高向阳 北京大学出版社说明：本参考解答没有经过校核，仅仅作为做题方法参考 第一章 土的物理性质及工程分类 1.1【解】已知V=38.4cm3, M=67.21g, Ms=49.35g, ds=2.69%8909.136.0*69.2%5209.1109.1109.115.1736.1*9.261)1(%3635.49/)35.4921.67(//9.124.38/10*35.49//5.17/75.14.38/21.67/333====+=+==-=-+==-=========e d S e e n d e m m m kN v m m kN cm g v m s r w s s w s d ωγωγωγγ1.2【解】已知 γd =15.7, ω=19.3, d s =2.71, ωL =28.3%, ωP =16.7%，该土处于硬塑状态大于液性指数小于粘土，该土定名应该为粉质小于因为塑性指数大于025.01710224.06.117.163.196.117.163.28%7273.00193*71.2%4273.173.0173.017.151.271=-==-======+==-=-=L p s r dws I I e d S e e n d e ωγγ1.3【解】已知ω=9.43%, d s =2.7, ρ=1.66g/cm3 & 干燥后，ρdmax =1.62g/cm3, ρdmin =1.45g/cm344.052.1*)45.162.1(62.1*)45.152.1()()(/52.178.17.2178.0166.10943.1*1*7.21)1(min max max min 3=--=--===+==-=-+=d d d d d d r ws d w s D cm g e d d e ρρρρρρρρρωρ 中等密实 1.4【解】已知V=100cm3，M=187g ，Ms=167g ，ds=2.66%5459.012.0*66.259.017.1812.1*6.261)1(%12167/)167187(//7.18/87.1100/187/33====-=-+==-======e d S d e m m m kN cm g v m s r w s s w ωγωγωγ 1.5【解】已知 土方20万m 3，ω=12.0%,ρ=1.70g/cm3 ωL =32.0%, ωP =20.0%，d s =2.72.目标ρd2=1.65 g/cm3 1) 原来土的干密度为518.112.170.11==+=ωρρd 则所需要土料量V 万方要满足干土颗粒不变的要求 1.518V=20*1.65 V=21.74万m 3 2) ωopt =0.95*20=19%1方土加水量=ρd2ωopt -ρd ωV/20=1.65*0.19-1.518*0.12=0.115 m 3, 或者0.115 t所以每天加水量=3000*0.115=345m 3 3) 土坝：%80648.019.0*72.2648.0165.172.21====-=-=e d S d e s r d ws ωρρ第二章 112-113 2.1【解】已知水上土h1=3m, γ1=18,h2=2 m, γ2=18.4，水下土h3=3 m, γ3sat=19.5深7米处自重应力=∑γh=3*18+2*18.4+2*9.5=109.8kPa 2.2【解】已知b*l=2*3m, 基底M=500kNm ，N=600kN300)6/55.1(*2*3600*2)2/(3)(26/36/6/5600/500/min max ==-=-+==>===p kPae l b G F p l N M e ，属于大偏心2.3【解】已知如图所示，列表计算如下2.4【解】已知p0=100kPa ，其他如图2-37，各点应力列表计算如下：补充：矩形荷载的宽度改为2米第二章 1483.1【解】 已知h=2m ，e1=0.9，e2=0.8mm h e e e S 3.1052000*9.18.09.01121=-=+-=3.2【解】已知如下表 土的压缩系数，中等压缩性土1.05.02.1216.0952.11)(16.01.02.0936.0952.0111221<<==+==--=--=-a MPaa e E MPa p p e e a3.3【解】已知b*l=2*3.6m ，d=1m ，F=900kN ，γ=16，e1=1.0，a=0.4（MPa ）-1kPa d p p kPad G F A G F p G 1291*161451451*206.3*29000=-=-==+=+=+=γγ 计算深度Zn=b(2.5-0.4lnb)=2*(2.5-0.4ln2)=4.45m 取Zn=4.6 验算厚度Δz=0.3Es=(1+e1)/a=(1+1.0)/0.4=5MPa, 查表得到沉降修正系数=1.2 列表计算如下最终沉降S=ψs ∑Δsi=1.2*57.4=68.9mm3.4【解】已知p0=100kPa，d=2，l*b=4*4，h1=6,γ1=18kN/m3 e=0.85-2p/3h2=6,γ’=20-10=10 kN/m3 e=1.0-p a=1>0.5MPa-1高压缩性土1规范法：第一层土：e0=0.85，a=2/3, Es1=1.85/2/3=2.775MPa第一层土：e0=1.00，a=1>0.5 高压缩, Es1=2.0/1=2.00MPa计算深度估计Zn=b(2.5-0.4ln4)=4*(2.5-0.4ln4)=8.57m取Zn=8.80m,验算厚度Δz=0.6列表计算如下最终沉降S=ψs∑Δsi=143.2*1.05=150.42. 分层总和法每层厚度不大于4*0.4=1.6米，水上分别取1.3,1.3,1.4米，水下，按照1.6米为层厚取层，具体列表计算如下:3.5【解】分析：沉降由再压缩50kPa 及压缩50kPa 构成已知Ce=0.05，Cc=0.3，e=0.85 p=100kPa ，pc=σc+50，γ=18kN/m3，h=4m第四章 4.1 【解】已知h=40cm ，L=15cm ，t=6.0s ，Q=400g=400cm3, d=5.5cm A=πd 2/4=23.8cm2s cm Ath QL k /05.140*6*8.2315*4002===4.2 【解】已知H=6m ，Cv=4.5*10-3cm2/s, γ=16.8kN/m3,p=120kPa1) α=1， Days C H T t v v 2.185)24*3600/(0045.0360000*2.02=== 2) α=120/(120+16.8*6)=120/220.8=0.54 U=50%，查表内插得到Tv=0.226，因此Days C H T t vv 3.2092.0/226.0*2.1852==== 第五章5.1【解】已知cu=40kPa ，σ3=100kPa则：σ1=σ3+2cu=180kPa5.2【解】已知c ’=0，φ’=280，σ1=200kPa ，σ3=150kPa ，u=100kPa 则，σ1’=200-100=100kPa ，在σ3=50kPa 土达到极限平衡状态时候的σ1j ’ =50tan 2(45+14)=138.5kPa>σ1’ =100kPa所以，该点没达到极限平衡状态，没破坏！5.3【解】已知砂土：σ=250kPa ，τf=100kPatan φ=100/250=0.4, φ=21.80 则破裂面与大主应力作用面的夹角为45+15.9=60.90（所以1008.21cos 22508.21sin 2-2313131=-=-+σσσσσσ解方程组得到：σ1=396.3kPa ，σ3==180.9kPa ）第六章6.1【解】已知h=10m , c=0 E=Kh 2/26.2【解】已知γ1=19.0kN/m3， h1=2m ，c1=0, φ1=30；γ2=17.6kN/m3，h2=3m ，c2=5kPa, φ2=15从上到下编号点1、2、3点1，e a =0点2，e a 上=19.0*2*tan 2(45-15)=38/3kN/m=12.7 kN/m2e a 下=38.0* tan 2(45-7.5)-2*5tan37.5=14.7kN/m2点3，e a =（38.0+17.6*3）tan 2(45-7.5)-2*5tan37.5=38.1kN/m2E=12.7*2/2+（14.7+38.1）/2*3=12.7+79.2=91.9kN/m6.3【解】已知γ1=18.5kN/m3， h1=3m，c1=0, φ1=30；γ2=20.0kN/m3，h2=3m，, φ2=35γ3sat=20.0kN/m3，h3=4m，φ3=35从上到下编号点1、2、3、4点1，e a=0点2，e a上=18.5*3*tan2(45-15)=18.5kN/m2e a下=18.5*3* tan2(45-17.5) =15.0kN/m2点3，e a上= e a下=（18.5*3+20*3）*tan2(27.5)=31.3kN/me w=0点4，e a =（18.5*3+20*3+10*4）*tan2(27.5)=42.1kN/m2e w=10*4=40E=(0+18.5)*3/2+(15.0+31.3)*3/2+(31.3+42.1)*4/2=244kN/m Ew=40*4/2=80kN/mE=80+244=324 kN/m6.4已知γ1=18.5kN/m3， h1=3m，c1=0, φ1=30；q=20.0kN/m2 γ2=18.5kN/m3，h2=3m，, φ2=35γ3sat=20.0kN/m3，h3=4m，φ3=35从上到下编号点1、2、3、4点1，e a=20 tan2(45-15)=6.7kN/m2点2，e a上=(20+18.5*3)*tan2(45-15)=25.2kN/m2e a下=(20+18.5*3)* tan2(45-17.5) =20.4kN/m2点3，e a上= e a下=（20+18.5*3+18.5*3）*tan2(27.5)=35.5 kN/me w=0点4，e a =（20+18.5*3+18.5*3+10*4）*tan2(27.5)=46.3kN/me w=10*4=40E=(6.7+25.2)*3/2+(20.4+35.5)*3/2+(35.5+46.3)*4/2=295.3kN/mEw=40*4/2=80kN/mE=80+295.3=375.3 kN/m合力作用点省略6.5-6.8省略。
土力学 第五章 习题答案
（b）当压力为 100 kPa 时试样已产生的变形为： H 1
e0 e1 1.310 1.062 H 20 2.15(mm) 1 e0 1 1.310
p 2 p1 p 100 150 250(kPa )
由曲线查得 p2 对应的孔隙比为 0.92
1.4 1.3 1.2 孔隙比 e 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0 100 200 300 压力（kPa） 400 500
1.2
土层1
1.1
土层2
1.0 孔隙比e
0.9
0.8
0.7
0.6 0 50 100 150 200 压力 (kPa) 250 300 350
可查取初始孔隙比 e1 与最终孔隙比 e2 ，见下表： 分层 编号 初始应 分层厚 力平均 度 （cm） 值 (kPa) 500 600 100 200 附加应 力平均 值 (kPa) 140 50 最终应 力平均 值 (kPa) 240 250
5）确定压缩层深度： 根据天然土层性质分为两层，确定压缩深度为基础下 11m。 6）变形计算： ①计算各分层的自重应力和附加应力平均值，取各分层顶面和底面的应力平均值。 ②按各层平均自重应力 sz 和平均实受应力 ( sz z ) ，由表 5-13 和表 5-14，及Ⅰ层土的 e-p 曲线（由表 5-13 作出） ，见下图：
e1i
0.61 0.57 0.52 0.46 0.45 0.43 0.41 0.41
e2i
0.46 0.48 0.43 0.42 0.40 0.39 0.40 0.40
e1i e2i 1e1i
0.093 0.057 0.059 0.027 0.034 0.028 0.007 0.007 Σ
《土力学》课后习题及详细解答
《土力学》课后习题答案第一章1-1：已知：V=72cm3m=129.1g m s=121.5g G s=2.70则：129.1121.56.3%121.5ssm mwm--===3333 129.1*1017.9/72121.5452.77245271.0*27121.5*1020.6/72sssV ssat w V ssat satmg g KN mvmV cmV V V cmm V mg g g KN mV Vγρρργρ========-=-=++=====3320.61010.6/121.5*1016.9/72sat wsdsat dKN mmg KN mVγγγγγγγγ'=-=-===='>>>则1-2：已知：G s=2.72 设V s=1cm3则33332.72/2.722.72*1016/1.72.720.7*1*1020.1/1.720.11010.1/75%1.0*0.7*75%0.5250.52519.3%2.720.525 2.721.sssd ds V wwrw w V rwsw sg cmm gmg g KN mVm Vg g KN mVKN mm V S gmwmm mg gVργρργργγγργρ======++===='=-=-========++===当S时，3*1019.1/7KN m=1-3：3477777331.70*10*8*1013.6*1013.6*10*20%2.72*1013.6*10 2.72*10850001.92*10s d w s s wm V kg m m w kg m m V m ρρ======++==挖1-4： 甲：33334025151* 2.72.7*30%0.81100%0.812.70.811.94/10.8119.4/2.71.48/1.8114.8/0.81p L P s s s s w r wV ws w s w s d s w d d vsI w w V m V g m g S m V m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρρργρργρ=-=-=======∴==++===++=====+====设则又因为乙：3333381 2.682.68*22%0.47960.47962.680.47962.14/10.47962.14*1021.4/2.681.84/1.47961.84*1018.4/0.4796p L p s s s s w s V s w s V s d s w d d VsI w w V m V g m m w g V cm m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρργρργρ=-========++===++======+=====设则则γγ∴<乙甲 d d γγ<乙甲 e e >乙甲 p p I I >乙甲则（1）、（4）正确1-5：1s w d G eρρ=+ 则2.7*1110.591.7022%*2.7185%0.59s wds r G e wG S e ρρ=-=-====>所以该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒，使其含水率降低。
《土力学》课后习题答案解析
土力学1-1 解：(1) A 试样100.083d mm = 300.317d mm = 600.928d mm =60100.92811.180.083u d C d === 22301060()0.317 1.610.0830.928c d C d d ===⨯ (1) B 试样100.0015d mm = 300.003d mm = 600.0066d mm =60100.0066 4.40.0015u d C d === 22301060()0.0030.910.00150.0066c d C d d ===⨯ 1-2 解：已知：m =Sm = SG =Q 饱和 ∴ rS =1又知：w Sm m m =-= (1) 含水量w Sm mω==4.710.6==%(2) 孔隙比 0.443 2.71.201.0Sre G Sω⨯=== (3) 孔隙率 1.20.54554.5%11 1.2e e η====++ (4) 饱和密度及其重度32.7 1.21.77/11 1.2S sat w G e g cm e ρρ++===++ 31.771017.7/sat sat g kN m γρ=⨯=⨯=(5) 浮密度及其重度3' 1.77 1.00.77/sat w g cm ρρρ=-=-= 3''0.77107.7/g kN m γρ=⨯=⨯= (6) 干密度及其重度32.7 1.01.23/11 1.2S w d G g cm e γρ⨯===++ 31.231012.3/d d g kN m γρ=⨯=⨯=1-3 解： Q 31.601.51/110.06d g cm ρρω===++∴ 2.70 1.01110.791.51s s w d d G e ρρρρ⨯=-=-=-= ∴ 0.7929.3%2.70sat s e G ω=== Q 1.60100150.91110.06s m V m g ρωω⨯====+++∴ (29.3%6%)150.935.2w s m m g ω∆=∆=-⨯=1-4 解：Q w Sm mω= w S m m m =-s Sm m mω=-∴ 1000940110.06s m m g ω===++ Q 0.16ω∆=∴ 0.16940150w s m m g ω∆=∆=⨯=g1-5 解：(1) Q 31.771.61/110.098d g cm w ρρ===++∴ 0 2.7 1.01110.681.61s s w d d G e ρρρρ⨯=-=-=-= (2) 00.6825.2%2.7sat s e G ω=== (3) max 0max min 0.940.680.540.940.46r e e D e e --===-- Q 1/32/3r D <<∴ 该砂土层处于中密状态。
河海大学_土力学_课后习题思考题答案
河海⼤学_⼟⼒学_课后习题思考题答案河海⼟⼒学课后习题与答案第⼀章思考题11-1 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11-1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C和c C值。
uA⼟样实验资料（总质量500g）得其质量为15.3g，烘⼲后质量为10.6g，⼟粒⽐重为2.70，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6.0%密度为1.60 3g/cm，⼟粒⽐重为2.70，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6.0%，若使它的含⽔率增加到16.0%，问需要加多少⽔？1-5 有⼀砂⼟层，测得其天然密度为1.773g/cm ，天然含⽔率为9.8%，⼟的⽐重为2.70，烘⼲后测得最⼩孔隙⽐为0.46，最⼤孔隙⽐为0.94，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。
《土力学》1-6章作业参考答案
第一章 土的物理性质及其工程分类P 60[2-2] 解：V=21.7cm 3，m=72.49－32.54＝39.95g ，m S =61.28－32.54＝28.74g ，m W =72.49－61.28=11.21g7.2195.39==V m ρ＝1.84g/ cm 3，74.2821.11==sw m m w ＝39％ 07.1184.1)39.01(174.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρW S d eP 60[2-3] 解：963.0185.1)34.01(171.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρWS d e 963.01963.071.21++=++=e e d s sat ρ＝1.87 g/ cm 3，87.0187.1=-=-='W sat ρρρ g/ cm 3g ργ'='＝0.87×10＝8.7 kN/m 3P 60[2-4] 解：已知77.1=ρg/cm 3, w ＝9.8％，s d ＝2.67，461.0min =e ,943.0max =e∴656.0177.1)098.01(167.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρW S d e ，∈=--=--=6.0461.0943.0656.0943.0min max max e e e e D r （0.33，0.67）∴该砂土处于中密状态。
P 60[2-5] 解：已知s d ＝2.73，w ＝30％，=L w 33％，=P w 17％土样完全饱和→1=r S ，sat ρρ=819.073.23.01=⨯=⇒==e e wd S S r ，819.01819.073.21++=++=e e d s sat ρ＝1.95 g/ cm 3 3.0195.11+=+=w d ρρ＝1.5 g/ cm 3，161733=-=-=P L p w w I 81.0161730=-=-=P P LI w w I 10＜16=p I ≤17→该土为粉质粘土0.75＜81.0=L I ≤1→该土处于软塑状态[附加1-1]证明下列换算公式：（1）w s d e d ρρ+=1；（2）γee S sw r ++=1γγ；（3）n n w S w s r γγ)1(-=（1）证明：设e V V V V V Ve V S V V SV S +=+===⇒=1,1w s s w s s s s d ed V V d V V V m ρρρρ+====1 （2）证明：设e V V V V V Ve V S V V SV S +=+===⇒=1,1V g V V V g m m V mg V G s s w w s w )()(ρργ+=+===ee S V V V S sw r s s w v r ++=+=1γγγγ （3）证明：设n V n V n VVV s v v -==⇒==1,,1∴nn w gV gV w V V w V V m m V m V V S w s v w s s v w s s ss v w s wv w w v w r γγρρρρρρρ)1(-====== [附加1-2]解：V=72cm 3，m=129.5g ，m S =121.5g ，m W =129.5－121.5=8g%6.65.1218===⇒S W m m ω 6.0172/5.129)066.01(17.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρW S d e %7.296.07.2066.0=⨯==e d S S r ω 0.1872105.129=⨯===V mg V G γkN/m 36.20106.16.07.21=⨯+=++=W S sat e e d γγkN/m 36.10106.20=-=-='W sat γγγkN/m 39.16106.17.21=⨯=+=W S d e d γγkN/m 3∴γγγγ'>>>d sat[附加1-3]解：已知s d ＝2.68，w ＝32％，土样完全饱和→1=r S86.068.232.01=⨯=⇒==e ed S Sr ω02.1986.1)32.01(1068.286.01)1(=+⨯⨯=⇒=-+=γγωγW S d e kN/m 3[附加1-4]解：已知66.1=ρg/cm 3,s d ＝2.69，（1）干砂→w ＝0 ∴62.0166.1)01(169.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρρw d e W S（2）置于雨中体积不变→e 不变∴%2.969.262.04.04.0=⨯=⇒==w e wd S S r [附加1-5]解：已知m=180g ，1w ＝18％，2w ＝25％，sss s s w m m m m m m m w -=-==18011＝18％→s m ＝152.54g∴)(12w w m m s w -=∆＝152.54×（0.25－0.18）＝10.68g[附加1-6]实验室内对某土样实测的指标如下表所示，计算表土中空白部分指标。
土力学-第五章-土的抗剪强度 习题课1 张丙印
q
( > , c > a)
ca
O O
f线
B
Kf线
C
A
p
5
一、习题评述
5-6 要 点：极限平衡状态莫尔圆求强度指标，破坏面方向
常见问题：判断主应力方向
通过莫尔圆判断破坏面方向
x
σz=350kPa
z θ
τ
2θ 2
σ
α＝22.5o θ＝39.7o
σx=150kPa τxz=-100kPa
6
一、习题评述
3、粘聚强度c：单位KPa
τ(kPa)
300 250 200 150 100 50
0 0
y = 0.521x + 50.5 y = 0.295x + 5
峰值 终值
100 200 300 400 500 σ(kPa)
3
一、习题评述
5-4 ☺ 要 点：极限平衡条件、破坏判断方法（多种方法）
常见问题：用σ1、σ3、 怎么判断土体发生破坏？
A’ A
100 140 170 p’、p
p=100~140kPa，q=40kPa
➢不排水加载：C’→D’
p=140kPa，q=40~70kPa
7
一、习题评述 5-14 要 点：应力路径的画法 常见问题：---
q
C
3
0
1
B
p
8
一、习题评述 5-16 要 点：三轴试验加载过程中多种强度指标、破坏主应力线 常见问题：破坏状态的求解、破坏时剪应力求解
第四次习题讨论课
—— 第五章作业中的问题 张丙印 于玉贞
1
一、习题评述
作业 5-1、5-4、5-5、5-6 5-12（选做）、5-13、5-14、 5-16
土力学习题及部分解答
第一章习题及部分解答1-2根据图 1 - 5上四根粒径分布曲线，列表写出各土的各级粒组含量，估算②、③、④土的Cu及Cc并评价其级配情况。
解：列表写出各土的各级粒组含量（单位%）计算及并评价其级配情况1-3 （题略）解答提示：含蒙脱石粘性土的工程性质不如含高岭石粘性土好，原因分析：从黏土矿物内部晶体结构分析。
1-4 （题略）解答提示：黏土颗粒表面带电的主要原因有：同晶置换、破键、吸附作用、离解作用1-8有一块体积为60 cm 3的原状土样，重1.05 N,烘干后0.85 N 。
已只土粒比重（相对密度）二=2.67。
求土的天然重度g、天然含水量眉、干重度g d、饱和重度g sat、浮重度g '、孔隙比e及饱和度S r解：已知 V 60cm3,W 1.05N,W s 0.85N,Gs 2.67。
求，，d, sat,、,e,SrW/V 17.5kN/m3Ww/Ws 23.53%d Ws/V 14.1667kN/m3e wGs(1——)1 0.8470Gs e18 6609kN /3sat _ w i o.oou/ 11 io1 e、w 8.8609kN/m3satG s 74.174%Sre1-10某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，使其含水量增至15%，试问每1000 kg质量的土料应加多少水？1-11用某种土筑堤，土的含水量= 15 %，土粒比重G s = 2.67 。
分层夯实，每层先填0.5m，其重度等g = 16kN/ m3，夯实达到饱和度’’=85% 后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。
1-12某饱和土样重0.40N，体积为21.5 cm3，将其烘过一段时间后重为0.33N，体积缩至15.7 cm 3 ，饱和度'■ = 75%，试求土样在烘烤前和烘烤的含水量及孔隙比和干重度。
解：已知烘烤前Sr=1 , W=0.4N, V=21.5cm3,烘过一段时间后W'=0.33N, V'=15.7cm3, Sr'=75%,求w w' e e'烘过一段时间后，失去水分重量0.07N，体积为0.07*1000/9.8=7.1429cm3 烘前Sr=1, Vv=Vw=21.5-Vs (1)烘后Sr=0.75=(Vw-7.1429)/(15.7-Vs) (2)由(1)、(2)求解出：Vs=10.3284cm3 Vw=11.1716cm3因此：烘前Ww=11.1716*9.8/1000=0.1095NWs=0.4-0.1095=0.2905NWw/Ws=37.6936%e=Vv/Vs=1.0816d Ws/V=13.5116kN/m3烘后Ww'=0.1095-0.07=0.0395NWw'/Ws=13.5972% e=Vv'/Vs=0.5201Ws/V'=18.5032kN/m31- 16 （题略） 解： 已知 WL=44%,Wp=28%, W=0.401N, Ws=0.264N 。
《土力学》第五章习题集及详细解答
《土力学》第五章习题集及详细解答第5章土的压缩性一填空题1．压缩系数= ，表示压力范围= ，= 的压缩系数，工程上常用评价土的压缩性的高低。
2．可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有、、和。
3．天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力称为。
4．据前期固结压力，沉积土层分为、、三种。
5．在研究沉积土层的应力历史时，通常将与之比值定义为超固结比。
二选择题1．评价地基土压缩性高低的指标是（）(A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数；(D)参透系数2．若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（）(A)土的压缩性较大(B)土的压缩性较小(C)土的密实度较大(D)土的孔隙比较小3．固结实验的排水条件为（）(A)单面排水；(B)双面排水；(C)不排水；(D)先固结，后不排水4．在饱和土的排水固结过程中，若外载荷不变，则随着土中有效应力（）(A)孔隙水压力u相应的增加；(B)孔隙水压力u相应的减少(C)总应力δ相应增加；(D)总应力δ相应减少5．无黏性土无论是否饱和，其实形达到稳定的所需时间都比透水性小的饱和黏性土（）(A)长得多；(B)短得多；(C)差不多；(D)有时更长，有时更短6．在饱和土的排水固节过程中，通常孔隙水压力u与有效力将发生如下的变化（）(A)u不断减少，不断增加；(B)u不断增加，不断减少(C)u与均不断减少；(D)u与均不断增加7．土体产生压缩的时（）(A) 土中孔隙体积减少,土粒体积不变；(B)孔隙体积和土粒体积均明显减少(C)土粒和水的压缩量均较大；(D)孔隙体积不变8．土的变形模量可通过（）实验来测定。
(A)压缩；(B)载荷；(C)渗透；(D)剪切；9．土的e-p曲线愈平缓，说明（）(A)压缩模量愈小；(B)压缩系数愈大(C)土的压缩性愈低；(D)土的变形愈大10．若土的压缩系数a1-2=0.1MPa-1,则该土属于（）(A)低压缩性土；(B)中压缩性土；(C)高压缩性土；(D)低灵敏土11．已知土中某点的总应力，孔隙水压力，则有应力等于（）(A)20kPa ；(B)80kPa；(C)100kPa；(D)120kPa12．下列说法中，错误的是（）(A)土在压力作用下体积会减小(B)土的压缩主要是土中孔隙体积的减少(C)土的压缩所需时间与土的透水性有关(D)土的固结压缩量与土的透水性有关13．土的压缩性指标包括（）(A)a,Cc,Es,E0；(B)a,Cc,Es,e；(C)a,Cc,E0,e ；（Ｄ）a,Es,Eo,14．土的压缩模量越大，表示（）(A)土的压缩性越高；(B)土的压缩性越低(C)e-p曲线越陡；(D)e-lgp曲线越陡15．下列说法中，错误的是（）(A)压缩试验的排水条件为双面排水(B)压缩试验不允许土样产生侧向变形(C)载荷试验允许土体排水(D)载荷试验不允许土体产生侧向变形16．在压缩曲线中，压力p为（）(A)自重应力；(B)有效应力；(C)总应力；(D)孔隙水应力17．使土体体积减少的主要因素是（）(A)土中孔隙体积的减少；(B)土粒的压缩(C)土中密闭气体的压缩；(D)土中水的压缩18．土的一维固结微分方程表示（）(A)土的压缩性大小与固结快慢(B)固结度与时间和深度的关系(C)孔隙水压力与时间和深度的关系(D)孔隙水压力与时间的关系19．土的压缩变形主要是由于土中哪一部分应力引起的？（）(A)总应力；(B)有效应力；(C)孔隙应力20．所谓土的固结，主要是指（）(A)总应力引起超孔隙水压力增长的过程(B)超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程(C)总应力不断增加的过程(D)总应力和有效应力不断增加的过程21．在时间因数表示式Tv=Cv/H2中，H表示的意思是（）(A)最大排水距离；(B)土层的意思是(C)土层厚度的一半；(D)土层厚度的2倍三、判断改错题１．在室内压缩试验过程中，土样在产生竖向压缩的同时也将产生侧向膨胀。
同济大学土力学第6章课后答案
) 2 300 300 2 0 0 18 3 tg (45 ) 2 10 tg (45 ) 6.45kPa 2 2 2
距离地面 3m 处下部：
pa 2上 1 h1tg 2 (450
1
) 2c1 tg (450
1
pa 2下 1 h1tg 2 (450 18 3 tg 2 (450
p0 2 1 h 1K 0 1 8 4 0 . 5 3 6 k P a
距离地面 6m 处：
p p 3 ( 1h1 2 h2 ) K p 2 2c2 K p 2 220.67kPa
p03 ( 1h1 2 h2 ) K0 (18 4 17.5 2) 0.5 53.50kPa
第 6 章 土压力计算 作业
【6-1】 按朗金土压力理论计算图 6-1 所示挡土墙上的主动土压力 Ea 及其分布图。
图 6-1
解： 距离地面 0m 处：
pa1 2c1tg (45
1
2
) 2 10 tg (45
30 ) 11.55kPa 2
距离地面 3m 处上部：
图 6-2 2
已知桥台台背宽度 B 5m ，桥台高度 H 6m 。填土性质为： 18kN/m ，
3
20 , c 13kPa ；地基土为黏土， 17.5kN/m 3 , 15 , c 15kPa ；土的侧压力
系数 K 0 0.5 。 解：
K p1 tg 2 (45
p p 2上 1h1K p1 2c1 K p1 18 4 2.040 2 13 2.040 146.88 37.14 184.02kPa
《土力学》第六章习题集及详细解答
《土力学》第六章习题集及详细解答第6章土中应力一填空题1．分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据应力和应力的比值确定的。
2．饱和土的有效应力原理为：总应力σ=有效应力σˊ+孔隙水压力u ，土的和只随有效应力而变。
地下水位上升则土中孔隙水压力有效应力。
3．地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为。
二选择题1．对非压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是（ D ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)2．薄压缩层地基指的是基底下可压缩土层的厚度H与基底宽度b的关系满足（ B ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)3．超固结比的土属于（ B ）。
(A) 正常固结土；(B) 超固结土；(C) 欠固结土；(D) 非正常土4．饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（ C ）。
(A) 1倍；(B) 2倍；(C) 4倍；(D) 8倍5．某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100mm，则最终固结沉降量为（ B ）。
(A) 400mm ； (B) 250mm ； (C) .200mm ； (D) 140mm6．对高压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是（ C ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)7．计算时间因数时，若土层为单面排水，则式中的H取土层厚度的（ B ）。
(A)一半； (B) 1倍； (C) 2倍； (D) 4倍8．计算地基最终沉降量的规范公式对地基沉降计算深度的确定标准是（ C ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)9．计算饱和黏性土地基的瞬时沉降常采用（ C ）。
(A) 分层总和法； (B) 规范公式； (C) 弹性力学公式；10．采用弹性力学公式计算地基最终沉降量时，式中的模量应取（ A ）(A) 变形模量； (B) 压缩模量； (C) 弹性模量； (D) 回弹模量11．采用弹性力学公式计算地基瞬时沉降时，式中的模量应取（ C ）。
《土力学》第五章习题集及详细解答
《土力学》第五章习题集及详细解答第5章土的压缩性一填空题1压缩系数口= ________ ，‘ I表示压力范围=的压缩系数，工程上常用•亠评价土的压缩性的高低。
2. ______________________________________________ 可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有______________________________________________________ 、__________ 、和__________ 。
3•天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力称为。
4.____________________________________ 据前期固结压力，沉积土层分为、、三种。
5•在研究沉积土层的应力历史时，通常将_______________ 与__________ 之比值定义为超固结比。
二选择题1. 评价地基土压缩性高低的指标是（）（A）压缩系数；（B）固节系数；（C）沉降影响系数；（D）参透系数2. 若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（）（A）土的压缩性较大（B）土的压缩性较小（C）土的密实度较大（D）土的孔隙比较小3. 固结实验的排水条件为（）（A）单面排水；（B）双面排水；（C）不排水；（D）先固结，后不排水4•在饱和土的排水固结过程中，若外载荷不变，则随着土中有效应力-'（）（A）孔隙水压力u相应的增加；（B）孔隙水压力u相应的减少（C）总应力3相应增加；（D）总应力3相应减少5.无黏性土无论是否饱和，其实形达到稳定的所需时间都比透水性小的饱和黏性土（）（A）长得多；（B）短得多；（C）差不多；（D）有时更长，有时更短6•在饱和土的排水固节过程中，通常孔隙水压力u与有效力二将发生如下的变化（）（A）u不断减少，J不断增加；（B）u不断增加，」不断减少（C）u与二-"均不断减少；（D）u与-均不断增加7•土体产生压缩的时（）（A）土中孔隙体积减少，土粒体积不变；（B）孔隙体积和土粒体积均明显减少（C）土粒和水的压缩量均较大；（D）孔隙体积不变&土的变形模量可通过（）实验来测定。
土力学课后习题详解
(1-7) 试证明：①干密度： d
Gs w G Sr e Gs w 1 n ；②湿密度： s w 1 e 1 e
体积 气 e 水
证明：采用“三相图”法来证明上式。 设土粒的体积为 1，则孔隙的体积为 e， 土粒的质量为 s 则 d
质量
ms s w G s w V (1 e) w 1 e
2012 年 8 月 21 日
目录
第一章 土的物理性质和工程分类 ...................................................................................... - 1 第二章 土的渗透性.............................................................................................................. - 5 第三章 地基中的应力计算.................................................................................................. - 7 第三章 土的压缩性与基础的沉降计算 ............................................................................ - 11 第四章 土的抗剪强度........................................................................................................ - 17 本章重难点提要................................................................................................................ - 17 本章习题............................................................................................................................ - 17 第六章 土压力.................................................................................................................... - 23 本章重难点提要................................................................................................................ - 23 本章习题............................................................................................................................ - 24 专题：土压力理论在基坑工程中的应用 ........................................................................ - 34 第七章 土坡稳定分析........................................................................................................ - 40 本章习题............................................................................................................................ - 40 各类计算方法总结............................................................................................................ - 47 第八章 地基承载力............................................................................................................ - 48 -
《土力学》课后习题答案解析
可按均布荷载考虑，
附加应力计算如下表：
M点
N点
l
1.5
1.5
b11z来自1.53.5l/b
1.5
1.5
z/b
1.5
3.5
Ks(查表2-2)
0.1461
0.0479
(kPa)
70.07
22.97
(3)静孔隙水应力：
[3-1]已知：A＝120cm2，ΔH＝50cm，L=30cm，t＝10S，Q=150cm3，求k。
所以，地表面5-6处不会发生流土。
[3-5]已知： , , ,地下水位以上砂土层厚h1=1.5m，地下水位以下砂土层厚h2=1.5m，粘土层厚h3=3.0m。
解：由图可知，粘土层顶面测压管水位为 （以粘土层底面作为高程计算零点）；
粘土层底面测压管水位为
（1）粘土层应力计算：
粘土层顶面应力：
总应力：
孔隙水应力：
附加应力计算表
O点
B点
A
点
荷载型式
矩形均布
矩形均布
矩形均布
三角形分布
l(m)
3
3
6
1.5
b (m)
1.5
3
1.5
6
z (m)
4
4
4
4
l/b
2
1
4
0.25
z/b
2.6667
1.333
2.6667
0.6667
Ks (查表2-2)
0.0860
0.1377
0.1048
0.0735(查表2-3)
σz计算式
4Kspn
0-1
3.0
85.5
20.31
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本题主要考察Prantdl-Vesic地基极限承载力公式。 习题6－4：
要考虑基础形状的影响，因此用理论公式的修正公式：
1 pk c c N c q0 q N q b N 2 q0 H 18 2 36kPa
由 20
Nq tan2 (45 10 ) exp( tan20 ) 6.4
本题主要考察单轴压缩试验和大小主应力面与破坏面的夹角问题。 水平面为大主应力面 1 90kPa 竖直面为小主应力面 3 0 图中的35°角为小主应力面和剪切破坏面的夹角
35 45
2
20
r ab ob
1
2
三角形obn和abn完全相等
c
1
2
tan35 31.5kPa
习题5－7：
本题主要考察莫尔－库仑强度准则和土中一点是否破坏的判断方法。 （a）
max r ( 1 3 ) 160kPa
1 2
om 1 r 340kPa
3
（c）运用莫尔－库仑强度准则
1 1 （ 1 - 3 ）= （ 1 + 3 sin + c cos ） 2 2
1 0.4 1 0.4 0.733
b a
4 6
pk 36 1.243 6.4 9 1.28814.83 0.518 4 0.733 5.39 600.5kPa
本题主要考察建筑地基规范法计算地基容许承载力公式。 习题6－9：
（1）由 k 12 查表6-13得：
习题评述课
第五章——第六章
习题5－1：
此时土样受 ( 1 , 3 ) 正好达到极限平衡状态： （1）大小主应力同时增加 ，则土样的应力圆将与强度线相离，
而处于弹性应力状态。
（2）大小主应力同时减小 ，则土样的应力圆将与强度线相割， 而发生破坏。
减小
f
注意语言表述要准确
增加
cos r 105.4kPa r cos
1 r sin r 438.8kPa
3 r sin r 228kPa
大主应力作用面与剪破面的夹角为： 45 / 2 54.2
习题5－4：
Nc ( Nq 1) cot 14.83 N r 2( N q 1) tan 5.39
另外，由表6-1，有： 1 b tan 1 4 tan 20 1.243 q a 6 b N 4 6 .4 c 1 ( q ) 1 1.288 a Nc 6 14.83
UU试验得到的是总应力指标 CU试验得到的是总应力指标，也可以求得有效应力指标 CD试验得到的既是总应力指标，也是有效应力指标
本题主要考察地基临塑荷载的公式及计算。 习题6－1：
（1）根据地基临塑压力的公式
pa
(c cot H ) H cot
2
( 20cot 18 1)
cot
6
6
2
6
18 1 259.5kPa
（2）当塑性区最大深度为0.3b时的基底荷载可由塑性区最大深度 的公式求出：
zmax p H
(cot
2
)
c H tan
p0.3b 18 1 20 (cot ) 1 0.9 p0.3b 333.8kPa 18 6 2 6 18tan( / 6)
（2）由经验公式，查表6－12得：
e
s (1 w ) 27(1 0.25) 1 1 0.985 17
IL w wP 25 22 0.375 wL w P 8
b 0
d 1.0
I P wL wP 30 22 8
fa fak b (b 3) d 0 (d 0.5) 160 0 1.0 17 (3 0.5) 202.5kP习题5－11：本题主要考察三种三轴压缩试验类型。
试验方法
不固结不排 水剪或快剪 固结排水剪 或慢剪 固结不排水 剪或固结快 剪
适用条件
地基土的透水性和排水条件不良，建筑物施工 速度较快 地基土的透水性好，排水条件较佳，建筑物加 荷速率较慢 建筑物竣工以后较久，荷载又突然增大，或地 基条件等介于上述两种情况之间
2
习题5－8：
本题主要考察莫尔－库仑强度准则和应力圆的应用。 （a）
1 264 r 396kPa
3 264 r 132kPa
（b、c） arcsin (
132 ) 30 264
f 264 r sin 198kPa
2
f 132cos 114.3kPa
习题5－2：
对于砂性土，c＝0 直接剪切试验中
N A
T A
m
由应力圆可以得出：
T N T N
N 1800 T T 300 600N N 900
600 arctan( ) arctan( ) 18.4 1800
1 1 ( 1 3 ) 160kPa ( 1 3 ) sin 199.8kPa 2 2
根据莫尔－库仑强度准则判别，此时没有达到极限平衡。 （d） 此时，相当于已知大主应力和内摩擦角，运用强度准则求解小主应力
3 1 tan 2 (45 ) 500 tan 2 27 129.8kPa
Mb 0.23 Md 1.94 Mc 4.42
ck 10kPa
m 17kN/m3
b 4m
d 3m
代入公式（6-27），得地基承载力设计值fa
fa Mbb Md md Mcck 0.23 17 4 1.94 17 3 4.42 10 158.8kPa