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,Sr

W/V 17.5kN/m3

Ww/Ws 23.53%

d Ws/V 14.1667kN/m3

e wGs(1——)1 0.8470

Gs e

18 6609kN /3

sat _ w i o.oou/ 11 io

1 e

、

w 8.8609kN/m3

sat

G s 74.174%

Sr

e

1-10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0.33

N，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=0.1095N

Ws=0.4-0.1095=0.2905N

Ww/Ws=37.6936%

e=Vv/Vs=1.0816

d Ws/V=13.5116kN/m3

烘后Ww'=0.1095-0.07=0.0395N

Ww'/Ws=13.5972% e=Vv'/Vs=0.5201

Ws/V'=18.5032kN/m3

1- 16 （题略） 解： 已知 WL=44%,

Wp=28%, W=0.401N, Ws=0.264N 。

确定土的名称，讨论土的物理状态和结构特点

Ip=44-28=16

为亚黏土（铁路桥规）

或粉质黏土（岩土工程勘察规范）

w=（0.401-0.264）/0.264=51.8939%

I L =（51.8939-28）/（44-28）=1.49

为流塑状态。结构特点：土孔隙中含有一定数量自由水，土颗粒 间联结很弱，在自重作用下会发生相对移动。

1- 17 （题略）

解答提示：粘性土特殊的物理性质有：结构性（触变性）、可塑性、胀缩性、 冻胀性

1-18 解: 已知1） 土 W L =39%,Wp=21%。 确定图1-5中四个土样的土名？ 根据粒径组成 2）、4）为中砂，3）为粗砂

1） 土 ：根据Ip=39-2仁18，为黏土。根据塑性图1-33 （铁路路基设计 规范），为5区粉黏土（ CM

第二章习题及部分解答

2- 1 （题略）

解答：两种粘性土孔隙比相同，具有分散结构的粘性土渗透性比絮凝结构的小， 因为絮凝结构的粘性土中有相当数量的大孔隙。 2-2 （题略）

解答：两种中砂，d10有显著差别，具有不同的渗透性，因为 d10越小，不均匀 系

数越大，级配越好，级配越好的土，粗颗粒间的孔隙被细颗粒充填，孔隙 通道变小，则渗透性越弱。

2-3如图所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样， 从土样1顶面

溢出。

（1 ）已土样2底面c - c 为基准面，求该面的总水头和静水头；

（2 ）已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%，求b - b 面的总 水头和静水头；

1-14某砂土的重度 =17 kN/ m 3，含水量

3。其最大孔隙比和最小孔隙比分别为 0.842和 Dr ，并按规范定其密实度。

w = 8.6%，土粒重度 =26.5 kN/ m

0.562求该沙土的孔隙比 e 及相对密实度

(3 )已知土样2的渗透系数为0.05cm /s，求单位时间内土样横截面单位面积的流量；

(4 )求土样1的渗透系数。

解：

1)c-c:

h w30 30 30 90cm

h z h w0 90 90cm

2) b-b:

90-h=30*30% h=81cm

h w h z 81 30 49cm

3)q=kiA=0.05*(30*30% / 30)*1*1=0.015 cm3/cm2/s

4)k=q / (iA)=0.015/[(81-60)/30]=0.02143cm/s

2-5如图2 - 17所示，在5.0m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0 m ，其下为基岩(不透水)。为测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以10 -2 m 3 /s的速率从孔中抽水。在距抽水孔15m和30m处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m和2.5m ,试求该砂土的渗透系数。