土力学课后习题答案(第三版--东南大学

土力学课后习题答案(第三版--东南大学

土力学 第二章

2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内，称得总质量为72.49g ，经105℃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）。

解：3/84.17

.2154

.3249.72cm g V m =-==ρ

%3954

.3228.6128

.6149.72=--==

S W m m ω 3/32.17

.2154

.3228.61cm g V m S d =-==

ρ 069.149

.1021.11===

S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。 解：（1）V

V m W

V s sat ρρ⋅+=

W S m m m +=Θ S

W m m =

ω 设1=S m ρω

+=∴1V

W

S S S V m d ρ=

Θ W S W S S S d d m V ρρ⋅=⋅=∴1

()()()()()()3

W S S W S S W W

sat

cm /87g .1171

.20.341171.285.1d 11d 11d 111d 111

11=+⨯+-⨯=++-=

+++⎪⎪⎭⎫

⎝

⎛

-

=

+-++=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-++=

∴ρωρω

ρωρω

ρρωρρ

ω

ρρρωρW S d 有

（2）()3

'/87.0187.1cm g V

V V V V V V m V V m W sat W V S

sat W

V W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-=

ρρρρρρρρρ （3）3''/7.81087.0cm kN g =⨯=⋅=ργ

或

3

'

3/7.8107.18/7.181087.1cm

kN cm kN g W sat sat sat =-=-==⨯=⋅=γγγργ

2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm 3，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：（1）设1=S V

()e

d e m m e m m V m W

S S S W S +⋅+=

++⋅=++==

1111ρωωρ 整理上式得 ()()656.0177

.1167.2098.0111=-⨯+=

-⋅+=

ρ

ρωW

S d e

（2）595.0461

.0943.0656

.0943.0min max max =--=--=

e e e e D r （中密）

2-5、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。 解：819.073.230.0=⨯=⋅=⋅==

S W

S W

S S W S W V d V V d V V e ωρρωρρ 3/50.1819

.011

73.21cm g e d V m W S S d =+⨯=+==

ρρ ()()3

/95.1819

.011

73.23.01111cm g e d e d d V V m W S W S W S W V s sat =+⨯+=+⋅+=+⋅⋅+=+=

ρωρωρρρ 161733=-=-=P L p I ωω 查表，定名为粉质粘土

81.016

17

30=-=

-=

p

p

L I I ωω 查表，确定为软塑状态 第三章

3-8、某渗透试验装置如图3-23所示。砂Ⅰ的渗透系数s cm k /10211-⨯=；砂Ⅱ的渗透系数s cm k /10112-⨯=，砂样断面积A=200cm 2，试问：

（1）若在砂Ⅰ与砂Ⅱ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高？

（2）砂Ⅰ与砂Ⅱ界面处的单位渗水量q 多大？

解：（1）A L h

k A L h k 2

22121

60=- 整理得 2221)60(h k h k =-

cm k k k h 4010110210260601

11

2112=⨯+⨯⨯⨯=+=---

所以，测压管中水面将升至右端水面以上：60-40=20cm （2）s cm A L h k A i k q /2020040

40

10131222222=⨯⨯⨯=⨯∆⨯

==- 3-9、定水头渗透试验中，已知渗透仪直径D=75mm ，在L=200mm 渗流途径上

的水头损失h=83mm ，在60s 时间内的渗水量Q=71.6cm 3，求土的渗透系数。

解：s cm t h A QL k /105.660

3.85.74

20

6.7122-⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅∆⋅=π

3-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为30cm 2，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20℃，试求试样的渗透系数。

解：s cm h h t t A aL k /104.1100

145ln 445304

4.04ln )(522112-⨯=⨯⨯⨯=-=

π

3-11、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s mm k /1034-⨯=，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； （2）地基的单位渗水量。 解：（1）kPa U W a 00=⨯=γ

kPa U W b 2.880.9=⨯=γ

kPa

U W c 2.137819418=⨯⎪⎭⎫ ⎝

⎛

-⨯-=γ

kPa U W d 8.90.1=⨯=γ kPa U W e 00=⨯=γ

（2）()s m A i k q /10129182

98

103377--⨯=-⨯⨯⨯

⨯=⋅⋅=