《土力学》离线作业及参考答案

东北农业大学网络教育学院土力学网上作业题绪论一、填空[1]承受这些建筑物荷载的地层称为 地基 。

[2]与地基接触并传递荷载给地基的结构物称为 基础 。

[3]位于基础底面以下的第一层土称为 持力层 。

[4]在持力层以下的土层统称为 下卧层 。

[5]强度低于持力层的下卧层称为软弱 下卧层 。

第一章 土的物理性质及其工程分类一、填空[1] 土的固相物质包括 无机矿物颗粒 和 有机质 ，是构成土的骨架最基本的物质，称为 土粒 。

[2] 土粒中的矿物成分分为 原生矿物 和 次生矿物 。

[3] 天然土是由大小不同的颗粒组成的，土粒的大小称为 粒度 。

[4] 工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称为 粒度成分 。

[5] 不均匀系数C u 反映大小不同粒组的分布情况， C u ＜5 的土称为匀粒土，级配不良，C u 越大 ，表示粒组分布范围比较广， C u ＞10 的土级配良好。

[6] 按照水与土相互作用的强弱程度，可将土中水分为 结合水 和 自由水 两大类。

结合水根据水与土颗粒表面结合的紧密程度又可分为： 吸着水（强结合水）和薄膜水（弱结合水 。

[7] 根据土颗粒的排列和联结，土的结构一般可以分为三种基本类型：单粒结构、蜂窝结构和絮状结构。

[8] 粘性土的界限含水量包含 液限、塑限和缩限。

[9] 可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。

可塑性的大小用土体处在塑性状态的含水量变化范围来衡量，该范围称为 塑性指数 。

[10] 天然含水量与塑限之差除以塑性指数，称为粘性土的 。

[11] 砂土相对密实度的表达式为：min max max e e ee D r --= [12] 碎石土 是指粒径大于2mm 的颗粒含量超过总质量的50％的土。

[13] 砂土是指粒径 大于2mm 的颗粒含量不超过总质量的50％而粒径 大于0.075mm 的颗粒含量超过总质量的50％的土。

[14] 细粒土 是指粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过总质量的50％的土。

[15] 影响土压实性的因素有：含水量和击实功能。

二、判断题[1]在残积土地基上进行工程建设时，应注意其不均匀性，防止建筑物的不均匀沉降。

（√ ） [2]在沉积土地基上进行工程建设时，应尽量选择细颗粒土层作为基础的持力层。

（× ） [3]吸着水和薄膜水相同，均不能够移动，也不能够传递静水压力。

（× ） [4]砂土的密实程度仅取决于孔隙比。

（ ×） [5] 3.同一土体各种重度之间的大小关系为sat γ＞d γ＞γ＞γ'。

（ ×）三、证明题[1]证明：ws d e d γγ+1=证明：设e V V V V V V e V S V V S V S +1=+=,==1=⇒ ws s w s s s s d e d V g V d V g V g V m γρργ+1====[2] 证明：n n S w s r γωγ)1(=证明：设n V n V n V V V s v v ⇒1=,==,1= ∴nn gV gV V V 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 γωγρωρρωρρρρ)1(======[3]证明γee S s w r +1+=γγ 证明:e V V V V V V e V S V V S V S +1=+=,==1=⇒ Vg V V V g m m V mg V G s s w w s w )+(=)+(===ρργe e S V V V S s w r s s w v r +1+=+=γγγγ四、计算题[1]某地基土层，用体积为72cm 3的环刀取样，测得环刀加湿土重170g ，环刀重40g ，烘干后土重122g ，土粒相对密度为2.70，问该土样的w 、e 、r s 、γ、d γ、sat γ和γ'各为多少？并比较各种重度的大小。

解：V=72cm 3，m=170－40=130g ，m S =122g ，m W =130－122=8g%6.6=1228==S W m m ω⇒ 6.0=172/130)066.0+1(×1×7.2=1)+1(=ρωρW S d e %7.29=6.07.2×066.0==e d S Sr ω0.18=7210×130===V mg V G γkN/m 3 6.20=10×6.16.0+7.2=+1+=W S sat e e d γγkN/m 3 6.10=106.20==′W satγγγ kN/m 3 9.16=10×6.17.2=+1=W S d e d γγkN/m 3∴γγγγ′>>>d sat[2]一土样重200g ，已知含水率为16%，若要制备含水率为20%的土样，需加多少水？加水后土样重量为多少？解：已知：m 1=200g ，%161=ω，%202=ω，则：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-∆+=∆+==-==%20%161111211111w w w s w w w w s w m m m m m m m m m m m m ωω将m 1=200g 带入得：1w m =27.6g ，w m ∆=6.9g ∴加水后土样重量为：m 2=m 1+w m ∆=200+6.9=206.9g[3]某土坝施工中，上坝土料的s d ＝2.7，1w ＝10％，上坝时虚土1d γ＝12KN/m 3，要求碾压后2r S ＝95％，2d γ＝16.8KN/m 3，若每日填土5000m 3，文每日上坝虚土多少m 3？共需加水多少t ？解：（1）g V m s d 11=γ，g V m s d 22=γ，由于碾压前后土粒重力不变， ∴2211=V V d d γγ317000=125000×8.16=m V ⇒ （2）t kg m g V m s s d 8400=8400000=105000×10×8.16==322⇒γ )(122211w w m m m m w m m w s w s w s w -=∆⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫==607.0=18.1610×7.2=1=+1=2222⇒d ws w s d d e e d γγγγ%4.21=7.2607.0×95.0===222222s r s r d e S w e d w S ⇒ ∴)(=12w w m m s w ∆＝8400（0.214－0.1）＝958t 607.0=18.1610×7.2=1=+1=2222⇒d w s w s d d e e d γγγγ %4.21=7.2607.0×95.0===222222s r s r d e S w e d w S ⇒ ∴)(12w w m m s w -=∆＝8400（0.214－0.1）＝958t五、简答题[1]简述击实功能对粘性土压实性的影响？答： 1.土料的max d ρ和op ω不是常量，max d ρ随着击数的增加而逐渐增大，而op ω则随着击数的增加而逐渐减小。

然而，这种增大或减小的速率是递减的，因此只靠增加击实功能来提高土的max d ρ是有一定限度的。

2.当ω较低时，击实功能影响较显著，而当含水量较高时，击实曲线接近于饱和线，这时提高击实功能是无效的。

第二章 土中水的运动规律一、填空题[1] 存在于地基中的地下水，在一定的压力差作用下，将透过土中的这些孔隙发生流动，这种现象称为 渗流或渗透 。

[2] 达西分析了大量的试验资料，发现土中渗透的渗流量与过水断面面积以及水头损失，与 断面间距 成反比。

[3] 大量试验表明，当渗透速度较小时，渗透的沿程水头损失与流速的 一次方 成正比。

[4] 常水头试验 适用于透水性较大（k ＞10－3cm ／s ）的土，应用粒组范围大致为细砂到中等卵石。

[5] 变水头试验 适用于透水性较小（10－7cm ／s ＜k ＜10－3cm ／s ）的粘性土等。

[6] 渗透系数 是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。

[7] 人们将渗透水流作用对土骨架产生的拖拽力称为 渗透力 。

[8] 当水力梯度超过一定的界限值后，土中的渗流水流会把部分土体或土颗粒冲出、带走，导致局部土体发生位移，位移达到一定程度，土体将发生失稳破坏，这种现象称为 渗透变形 。

[9] 渗透变形主要有以下两种形式： 流土和管涌 。

[10] 流土 是指在向上渗流的作用下，局部土体表面隆起或者颗粒群同时起动而流失的现象。

它主要发生在 ,地基或土坝下游渗流逸出处 。

[11] 管涌 是在渗流过程中，土体中的化合物不断溶解，细小颗粒在大颗粒间的孔隙中移动，形成一条管状通道，最后土粒在渗流逸出处冲出的一种现象。

[12] 土的透水性定量评价指标是 渗透系数 ，达西定律数学表达式为 ki A q v kAi l h kA q ====或∆ 二、判断题[1] 在一般情况下，砂土、粘土中的渗透速度很小，渗流运动规律符合达西定律；当水力梯度较大时，流速增大，渗流将过渡为紊流，渗流运动规律将不符合达西定律。

（√ ）[2] 流土的发生条件为：j ＞γ′或i w γ＞γ′。

（√ ）[3] 土中的细粒土含量越少越容易发生管涌。

（× ）三、证明题[1]证明e d i s w c +11=′=γγ四、计算题板桩支挡结构如图所示，由于基坑内外土层存在水位差而发生渗流，渗流流网如图中所示。

已知土层渗透系数k ＝2.6×10－3cm ／s ，A 点、B 点分别位于基坑底面以干1.2m 和2.6m 。

试求：（1）整个渗流区的单宽流量q ；（2）AB 段的平均渗透速度AB v （A 点、B 点所在流网网格==b l 1.5m ）；（3）图中A 点和B 点的孔隙水压力A u 与B u 。

（4）流网网格abcA 的网格长度5.1=l m ，判断基坑中的a~b 段渗流逸出处是否发生流土？（地基土20=sat γKN/m 3）解：（1）m ＝4，n ＝9，h ＝5－1.5－1＝2.5m ， ∴11.2=3600×24×19)14(×5.2×10×10×6.2=1)1(=23n m kh q m 3/d•m（2）Δh ＝m n h 31.0195.21=-=-，∴5.131.0106.23⨯⨯=∆==-l h k ki v AB ＝5.4×10－4cm/s （3）H A =（10－1.5）－7×0.31－（5－1.2）＝2.53m ，A u ＝A w H γ＝10×2.53＝25.3KPa H B =（10－1.5）－6×0.31－（5－2.6）＝4.24m ，B u ＝B w H γ＝10×4.24＝42.4KPa（4）1101020=-='=w C i γγ，流网网格abcA 的平均水力梯度为21.05.131.0==∆=l h i ＜C i 所以，渠底a~b 段渗流溢出处不会发生流土。