四校合编《土力学》课后习题答案

2-8单元

1-1

、砂类土和粘性土各有那些典型的形成作用？ 【答】

土在其形成过程中有各种风化作用共同参与，它们同时进行。砂类土主要是由于温度变化、波浪冲击、地震引起的物理力使岩体崩解、破碎形成。粘性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形成。 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 += S

W m m =

ω 设1=S m ρω

+=∴1V

W S S S V m d ρ=

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 11111=+⨯+-⨯=++-=

+++⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛-=+-++=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-++=

∴ρωρω

ρωρωρρωρρ

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 3-1. 试解释起始水力梯度产生的原因。 【答】起始水力梯度产生的原因是τ0(或者说为了

克服吸着水的粘滞阻力

)

V 非常小

I0是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度τ0的水

力梯度。

3-2. 简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。 【答】1

大小、形状及级配

土颗粒越粗浑圆、越均匀时

2

低土的渗透性。 3

4粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关

的渗透性。

3-4. 拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场

【答】当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时

3-5.为什么流线与等势线总是正交的 【答】在稳定渗流场中

即dqe=dq0。从而得到

和等势线正交。

3-6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系 【答】在向上的渗流力作用下的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中 在水流渗透作用下

3-7. 渗透力都会引起哪些破坏 【答】渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类

主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。

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 =-