河海大学土力学课后习题与答案

第二章思考题2 2-1 土体的应力按引起的原因分为自重应力和附加应力两种按土体中土骨架和土中孔隙水、气的应力承担作用原理或应力传递方式可分为有效应力和孔隙应压力。有效应力是指由土骨架传递或承担的应力。孔隙应力是指由土中孔隙流体水和气体传递或承担的应力。自重应力是指由土体自身重量所产生的应力。附加应力是指由外荷静的或动的引起的土中应力。2-2 自重应力是指由土体自身重量所产生的应力。由静水位产生的孔隙水应力称为静孔隙水应力。土体自重应力应由该点单位面积上土柱的有效重量来计算如果存在地下水且水位地表齐平或高于地表则自重应力计算时应采用浮重度地下水位以下的土体中还存在静孔隙水应力。2-3 附加应力是指由外荷静的或动的引起的土中应力。空间问题有三个附加应力分量平面问题有两个附加应力分量。计算地基附加应力时假定地基土是各向同性的、均匀的、线性变形体而且在深度和水平方向上都是无限的。2-4 实际工程中对于柔性较大刚度较小能适应地基变形的基础可以视为柔性基础。对于一些刚度很大不能适应地基变形的基础可视为刚性基础。柔性基础底面压力的分布和大小完全其上的荷载分布于大小相同刚性基础下的基底压力分布随上部荷载的大小、基础的埋深和土的性质而异。2-5 基地中心下竖向附加应力最大向边缘处附加应力将减小在基底面积范围之外某点下依然有附加应力。

如果该基础相邻处有另外的荷载也会对本基础下的地基产

生附加应力。2-6 在计算地基附加应力时假定地基土是各向同性的、均质的、线性变形体而且在深度的水平方向上都是无限的这些条件不一定同时满足因而会产生误差所以计算

结果会经常地基中实际的附加应力不一致。2-7 有效应力是指由土骨架传递或承担的应力。孔隙应力是指由土中孔隙流体水和气体传递或承担的应力。静孔隙水应力0wwuhr 习题2 2-1 解根据图中所给资料各土层交界面上的自重应力分别计算如下00cz 11118.5237czhkPa

211223718155czhhkPa 2112222552010165czhhhkPa 311222233651910392czhhhhkPa

411222233449219.5102111czhhhhhkPa 土的最大静孔隙水应力为010660wwurhkPa 2-2 解2106206312466VGFPGPAdkN 基底压力maxmin178.16246660.31195.9636vpkPaFepkPalbl 基底静压力min095.9171.078.9npprdkPa

maxmin178.195.982.2tpppkPa ①求O点处竖向附加应力由321.5lmb 001.5znb 0.2500SK 1440.2578.978.9zoSnKpkPa 由1.50.53lmb 001.5znb 10tK 20.2500tK 21202tzotpK

3282.2220.2520.5522tzotpKkPa 由321.5lmb 001.5znb

40.2500SK 4482.2220.2520.5522tzoSpKkPa 001020304120zzzzzkPa ②求A点下4m处竖向附加应力由641.5lmb 42.71.5znb 0.1036SK

1220.103678.916.35zASnKpkPa 由1.50.256lmb 40.676znb 0.0695tK 2220.069582.211.4258zAttKpkPa

1216.3511.425827.78zAzAzAkPa ③求B点下4m处竖向附加应力由313lmb 41.333znb 0.1412SK

1220.141278.922.28zBSnKpkPa 282.20.14125.8022tzBSpKkPa 由313lmb 41.333znb 10.0585tK 20.0826tK

3182.20.05852.3922tzBtpKkPa 2282.20.08263.3922tzBtpKkPa 123433.86zBzBzBzBzBkPa 2-3 解2-4 解①求自重应力1112194209.8186.19zMhhkPa

3386.1918.59.83112.26zNzMhkPa 第三章思考题3 3-1 水在土中的渗透速度试样两端水平面间的水位差成正比而

渗径长度成反比即kiLhkv 即为达西定律。达西定律只有当渗流为层流的的时候才能适用其使用界限可以考虑为

0.1/vdweR 3-2 室内测定土的渗透系数的方法可分为常水头试验和变水头试验两种。常水头法是在整个试验过程中水头保持不变适用于透水性强的无粘性土变水头法在整个试验过程中水头是随着时间而变化的适用于透水性弱的粘性土。3-3 流网具有下列特征1 流线等势线彼此正交2 每个网格的长度比为常数为了方便常取1这时的网格就为正方形或曲边正方形 3 相邻等势线间的水头损失相等 4 各溜槽的渗流量相等。3-4 按照渗透水流所引起的局部破坏的特征渗透变形可分为流土和管涌两种基本形式。流土是指在

渗流作用下局部土体表面隆起或土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出处。管涌是指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象主要发生在砂砾土中。3-5 土体抵抗渗透破坏的能力称为抗渗强度通常已濒临渗透破坏时的水力梯度表示一般称为临界水力梯度或抗渗梯度。流土的临界水力梯度11nGiscr 该式是根据竖向渗流且不考虑周围土体的约束作用情况下推得的求得的临界水力梯度偏小建议按下式估算1179.0112420CDnnniLcr 管涌土的临界水力梯度ddGinscr2052112.2 3-6 在静水条件下孔隙水应力等于研究平面上单位面积的水柱重量水深成正比呈三角形分布在稳定渗流作用下当有向下渗流作用时孔隙水应力减少了hw 当有向上渗流作用时孔隙水应力增加了hw。一旦流网绘出以后渗流场中任一点的孔隙水应力即可由该点的测压管中的水柱高度乘以水的重度得到。当计算点位于下游静水位以下时孔隙水应力由静孔隙水应力和超静孔隙水应力组成。

3-7 不相同。由达西定律求出的渗透速度是一种假想平均流速因为它假定水在土中的渗透是通过整个土体截面来进行的。而实际上渗透水不仅仅通过土体中的孔隙流动因此水在土体中的实际平均流速要比由达西定律求得的数值大得多。3-8 一、假定在渗流作用下单元体的体积保持不变水又是不可压缩的则单位时间内流入单元体的总水量必等于流出的