1、第一章1-1： 已知：V=72cm3m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70 则：129.1 121.56.3%121.5ssm mwm 3333129.1*10 17.9 /72121.5452.772 45 271.0*27 121.5*10 20.6 /72sssV ssat w V ssat satmg g KN mvmV cmV V V cmm V mg g g KN mV V 3320.6 10 10.6 /121.5*10 16.9 /72sat wsdsat dKN mmg KN mV 则1-2： 已知：Gs=2.72 设Vs=1cm3则33332.72 /2.72
2、2.72*10 16 /1.72.72 0.7*1*10 20.1 /1.720.1 10 10.1 /75%1.0*0.7*75% 0.5250.52519.3%2.720.525 2.721.sssd ds V wwrw w V rwsw sg cmm gmg g KN mVm Vg g KN mVKN mm V S gmwmm mg gV 当S 时，3*10 19.1 /7KN m1-3： 3 4 77 77 7331.70*10 *8*10 13.6*1013.6*10 *20% 2.72*1013.6*10 2.72*10850001.92*10s dw ss wm V kgm mw
3、 kgm mV m 挖1-4： 甲：333340 25 151* 2.72.7*30% 0.81100%0.812.7 0.811.94 /1 0.8119.4 /2.71.48 /1.8114.8 /0.81p L Pss s swrwVws ws wsds wd dvsI w wVm V gm gSmVm mg cmV Vg KN mmg cmV Vg KN mVeV 设 则又因为 乙：3333381 2.682.68*22% 0.47960.47962.68 0.47962.14 /1 0.47962.14*10 21.4 /2.681.84 /1.47961.84*10 18.4 /0
4、.4796p L ps s s sw sVs ws Vsds wd dVsI w wV m V gm mw gV cmm mg cmV Vg KN mmg cmV Vg KN mVeV 设 则则 乙甲 dd 乙甲e e乙甲 ppI I乙甲则（1）、（4）正确 1-5： 1s wdGe 则2.7*11 1 0.591.7022%*2.71 85%0.59s wdsrGewGSe 所以该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒，使其含水率降低。1-6： min maxmax min( )( )d d drd d dD 式中Dr=0.7 3max1.96 /dg cm 3min1.46 /dg cm 则可得：
5、31.78 /dg cm 1-7： 设 S=1， 则sV Sh h 则压缩后：2.7s s sm VG h 2.7 *28%w sm mw h 则 2.7 *28%wwwmV h 2.7 *28% 1.95s wV V h h 则 1.11h cm2.0 1.11 0.89Vh cm 0.890.81.11V VsV heV h 1-8： 甲：45 251.3340 25pLL pw wIw w 流塑状态乙：20 250.3340 25pLL pw wIw w 坚硬（半固态）15p L pI w w 属于粉质粘土（中液限粘质土）乙土较适合作天然地基1-9： 0.00253 360.31 0.7
6、555pIAP 甲甲甲属非活性粘土0.00270 351.3 1.2527pIAP 乙乙乙属活性粘土乙土活动性高，可能为伊利石，及少量的高岭石，工程性质乙土的可能较第二章2-1解： 根据渗流连续原理，流经三种土样的渗透速度v应相等，即A B Cv v v 根据达西定律，得：CA BA B CA B Chh hR R RL L L : : 1:2:4A B Ch h h 又 35A B Ch h h cm 5 , 10 , 20A B Ch cm h cm h cm 31*10 /AAAhV k cm sL 3* *t=0.1cmV V A加水2-2解： 1 2.70 11.0761 1 0.5
7、8scrGie 2-3解： （1）土样单位体积所受的渗透力201* 1*9.8* 6.5330whj r NL （2）1 2.72 11.0551 1 0.63scrGie 200.66730hiL cri i 则土体处于稳定状态，不会发生流土现象 （3）当cri i 时，会发生流土破坏，crhiL即 时* 30*1.055 31.65crh L i cm 水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏 2-4解： （1） 6 , 7.5 , 6.752A CA C Bh hh m h m h m 3* 3.675 /wwr hj r i kN ml （2）若要保持水深1m， 0.625hiL 而
8、8 6 320*10*1.5*10 *0.625 1.875*10 /Q Akv m s 故单位时间内抽水量为6 31.875*10 /m s2-5：解： 1 1s ssat wG e G ee e ，而11scrGie(1 )1 11 1s scr satG e e G eie e 又satsat 砂层粘土，故只考虑sat粘土就可以31 2.04 1 1.04 /cr sati g cm 粘土又7.5 ( 3) 4.53 3crh h hiL 则 1.38h 故开挖深度为6m时，基坑中水深至少1.38m才能防止发生流土现象 2-6：解： （1）地基中渗透流速最大的不为在等势线最密集处，故在第
9、二根流线上 (5 1)0.2671 16 1H H mh mN n 0.2670.40.667hiL 3 41*10 *0.4 4*10 /v ki cm s （2）0.2670.10682.5hiL 均均1 2 1 1cr sati 则cri i均故地基土处于稳定状态（3）5 5 25*1*10 *0.267 1.335*10 /q M q Mk h m s 2-7：解： （1） 3.6H m ，3.60.25714 14Hh m 4 4 3 2 36*1.8*10 *0.257 2.776*10 / 1.666*10 / minq M q Mk h m s m （2）18.51 1 0.8
10、889.8satcrw wrrir r 0.2570.5140.5hiL ，故cri i ，不可能发生流土破坏 0.8881.730.514crsiFi 第三章 土体中的应力计算3-1：解： 41.0m：1 1 11.70*10*3 51sH kpa 40.0m：2 1 2 251 (1.90 1.0)*10*1 60s sH kpa 38.0m：3 2 3 360 (1.85 1.0)*10*2 77s sH kpa 35.0m：4 3 4 477 (2.0 1.0)*10*3 107s sH kpa 水位降低到35.0m 41.0m：151skpa 40.0m：2 1 2 251 1.90
11、*10*1 70s sH kpa 38.0m：3 2 3 370 1.85*10*1 88.5s sH kpa 35.0m：4 3 4 488.5 1.82*10*3 143.1s sH kpa 3-2：解： 偏心受压：maxmin0.26 700 6*0.2(1 ) (1 ) 78.410 1061.6e mp ep kNB Bp kN 由于是中点，故cos tan1.097sincsH FFH J z(m) n=z/B 均布荷载p= 61.6 三角形荷载p 16.8 水平附加应力 总附加应力（kPa） K K 0.1 0.01 0.999 61.5384 0.5 8.4 0 69.9384
12、 1 0.1 0.997 61.4152 0.498 8.3664 0 69.7816 2 0.2 0.978 60.2448 0.498 8.3664 0 68.6112 4 0.4 0.881 54.2696 0.441 7.4088 0 61.6784 6 0.6 0.756 46.5696 0.378 6.3504 0 52.92 8 0.8 0.642 39.5472 0.321 5.3928 0 44.94 10 1 0.549 33.8184 0.275 4.62 0 38.4384 12 1.2 0.478 29.4448 0.239 4.0152 0 33.46 14 1.4
13、 0.42 25.872 0.21 3.528 0 29.4 20 2 0.306 18.8496 0.153 2.5704 0 21.42 3-3：解： （1） 可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加 ,L zm nB B ，查表得K， 2 *zoK （2） 可将该题视为求解条形基础中线下附加应力分布，上部荷载为50kN/m2的均布荷载与100 kN/m2的三角形荷载叠加而成。 3-4：解： 只考虑B的影响： 用角点法可分为4部分, 11 11 11.5, 0.5L zm nB B ,得10.2373K 22 22 23, 1L zm nB B ，得20.2034K 33 33 32, 1L
14、zm nB B ，得30.1999K 44 44 41, 1L zm nB B ，得40.1752K 21 2 3 4( ) 2.76 /zK K K K kN m 只考虑A：为三角形荷载与均布荷载叠加 1, 1m n , 21 1 1 10.1752, 0.1752*100 17.52 /zK K kN m 22 2 2 20.0666, 0.066*100 6.6 /zK K kN m 21 224.12 /z z zkN m 则22.76 24.12 26.88 /zkN m 总3-6：解： （1）不考虑毛细管升高： 深度z（m） （kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2) 0.5
15、 16.8*0.5=8.4 0 8.4 2 16.8*2=33.6 0 33.6 4 33.6+19.4*2=72.4 2*9.8=19.6 52.8 8(上） 72.4+20.4*4=154 6*9.8=58.8 95.2 8（下） 72.4+20.4*4=154 10*9.8=98 56 12 154+19.4*4=231.6 14*9.8=137.2 94.4 （2）毛细管升高1.5m 深度z（m） （kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2) 0.5 16.8*0.5=8.4 9.8*（-1.5）=（-14.7） 23.1 2 8.4+19.4*1.5=37.5 0 37.5 4
16、37.5+19.4*2=76.3 2*9.8=19.6 56.7 8(上） 76.3+20.4*4=157.9 6*9.8=58.8 99.1 8（下） 76.3+20.4*4=157.9 10*9.8=98 59.9 12 157.9+19.4*4=235.5 14*9.8=137.2 98.3 3-7：解： 点号 （kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2) A 2*9.8=19.6 2*9.8=19.6 0 B 19.6+2*20=59.6 5.5*9.8=53.9 5.7 C 59.6+2*20=99.6 7.5*9.8=73.5 26.1 3-8：解： 试件饱和，则B=1 可得1
17、1 30.5AuA 32 1 3( ) 75 /Au A kN m 则水平向总应力33100 /kN m 有效应力33 225 /Au kN m 竖直向总应力31 12150 /kN m 有效应力31 275 /Au kN m 3-10：解： （1）粉质粘土饱和， 2.7, 26%sG w 32.7 /sg cm (1 )s w s s s s s sm m m V Vw V w (1 )w ss w s sw wmV V V V V w 3(1 )2 /1ssatswwmg cmVw 由图可知，未加载前M点总应力为： 竖直向：21 1 21.8*10*2 2*10*3 96 /H H kN
18、m 砂 砂粉粘 粉粘孔隙水压力为：21 21.0*10*3 30 /wu H kN m 有效应力：2166 /u kN m 水平向：21 0 10.6*66 39.6 /xK kN m 21 130 /xu u kN m ，21 1 169.6 /x x xu kN m (2)加荷后，M点的竖直向附加应力为：20.5*100 50 /szK p kN m 水平向附加应力为：20.3 0.3*50 15 /x zkN m 在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：竖直向：22 196 50 146 /zkN m 22 130 50 80 /zu u kN m 22 2 2146 80 66
19、/u kN m 水平向：22 280 /xu u kN m 22 0 20.6*66 39.6 /xK kN m 22 2 2119.6 /x x xu kN m （3）土层完全固结后，上部荷载主要由有效应力部分承担 竖直向：23 196 50 146 /zkN m 23 130 /u u kN m 23 166 50 116 /zkN m 水平向：23 330 /xu u kN m 23 0 30.6*116 69.6 /xK kN m 23 3 399.6 /x x xu kN m （4）00.6K ，即 0.6x z 1( ) 0.82z x zp 1( ) 0.22z x zq 0.2
20、5qp 第四章4-1：解： 试验结束时，0.278*2.70.75061srweS 此过程中，土样变化 2.0 1.98 0.02s cm 初始孔隙比000/ 0.7506 0.02 / 2.00.7681 / 1 0.02 / 2.0e s Hes H 孔隙比0 00(1 ) 0.768 (1 0.768)* 0.768 0.8842.0s se e e sH 当1200kPa 时，12.0 1.990 0.01s cm ，10.768 0.884*0.01 0.7592e 当2300kPa 时，12.0 1.970 0.03s cm ，10.768 0.884*0.03 0.7415e 1
21、2 30.7592 0.74150.18100ea MPa 4-4：解： （1） 两基础中心点沉降量不相同 （2） 通过调整两基础的H和B，可使两基础的沉降量相近 调整方案有：方案一：增大B2使2 12B B ，则附加应力0 0p p乙 甲而s sz zK K乙 甲，故可能有sz 0 zpzK 乙 乙 乙 甲方案二：使2 1B B ，则s sz zK K乙 甲，即增加H1或减小H2 方案三：增大B2，使1 2 12B B B ,同时，减小H2或增大H1 （3） 方案三较好，省原料，方便施工 45：解： （1）t=0，t=4个月，t=无穷大时土层中超静水压力沿深度分布如图所示： （2）由图可知4
22、个月时 45.3%tU 2 2*0.453 0.1614 4v tT U 2239.22 /vvTHC mt 年 当 90%tU 时， 0.933lg(1 ) 0.085 0.933lg0.1 0.085 0.848v tT U 2 200.848*91.7539.22vTHtC 年 4-6：解： （1）1210.25*240 / *10 0.331 1 0.8a MPaS AH kN m m me 213(1 ) 2.0 / *1.814.69 /0.25 *9.8 /vwk e cmC ma MPa kN m 年年22 214.69 /*1 0.1469100vvC mT tH m 年年2
23、( )4281 0.4359vTtU e 则 * 0.142t tS U S m （2）当 0.2tS m 时， 0.20.60610.33ttSUS 查表有： 0.293vT 2 220.392*1001.99 214.69 /vvTH mtC m 年 年年故加荷历史2年地面沉降量可达20cm 第五章 土的抗剪强度5-2 解：由剪破面与大主应力面交角60 60=45+/2得：=30由试样达到破坏状态的应力条件： 21 323 1tan (45 / 2) 2 tan(45 / 2)tan (45 / 2) 2 tan(45 / 2)cc 已知：212321 3 1 3500 /100 /100
24、 / 3 57.7 /: ( ) / 2 ( )*cos2 / 2 300 200*( 0.5) 200KN mKN mc KN mkpa 则法向应力1 3/ 2 200* 3 / 2 173kpa 剪应力： （ ）*sin25-3 解：（1）求该点主应力值 2 2313( ) 175 852 226090z x z xkpakpa （2）该点破坏可能性判断 c=0 2 21 3 1tan (45 / 2) 90*tan (45 15 ) 270 260f m mkpa 改用式：2 23 1 3tan (45 / 2) 260*tan (45 15 ) 86.67 90f mkpa 该点未剪破
25、（3）当值增加至60KN/m2时21 32 23 1 3tan (45 / 2) 236.7 271tan (45 / 2) 271*tan (45 15 ) 90.33ff m mkpa （3 3 1175 96, 79 , 271 )kpa kpa 则即实际的小主应力低于维持极限平衡状态所要求的小主应力，故土体破坏5-4 解：（1）绘总应力圆图如下 由图可量得，总应力强度指标： 17.5 , 16cu cuC kpa （2）计算有效应力 1 13145 31 11460 31 29u kpakpa 1 3228 55 173 , 100 55 45kpa kpa 1 3310 92 218
26、 , 150 92 58kpa kpa 1 3401 120 281 , 200 120 80kpa kpa 绘有效应力圆图如下由图可量得： 7.5 , 32c kpa （3）破坏主应力线如上图中的虚线表示： 可得 7 , 27.4a kpa 1 1sin (tan ) sin (tan27.4 ) 31.2 78.18cos cos31.2ac kpa 5-5 解：（1）砾砂粘聚力c=0 2 2 2 23350 150( ) 2 100 ( 100) 250 100 22 2 2z x z x 1 3250 100 2 391.4 , 250 100 2 108.6kpa kpa M点处于极
27、限平衡状态，则 1 11 31 3sin sin 0.5656 34.4 （2）求大主应力方向： 100*2tan 2 1350 1502z x 2 45 , 22.5 由于破裂面与最大主应力面成45+/2的夹角，故：45 / 2 22.5 45 34.4 / 2 84.7 滑裂面通过M点的方向如图： 5-6 解：3 1 3( )u A 12350 0.2*85 67100 0.2*83 116.5150 0.2*87 167.4u kpau kpau kpa 试件：3 3 1 1 1 133 , 118u kpa u kpa 试件：3 3 2 1 1 233.4 , 116.4u kpa u
28、 kpa 试件：3 3 3 1 1 332.6 , 119.6u kpa u kpa 5-7 解：由图可知1 3 1 3sin ( ) sin * cos2 2uC cctg c 1 32uC 即1 32uC 3( )sin cosu uC C c 3sin cos1 sinucC 5-10 解：3等于常量，增大1直至试件剪切破坏 当开始固结1 3 3 1 332, 02 2 2P q 当开始剪切时，3等于常量 3 1 1 1 32 1 11 3 1 1 32 1 112 2 212 2 2P P Pq q q p-q坐标上的三轴试验应力路径为： 1等于常量，减小3直至试件剪切破坏 ，固结同剪
29、切过程，1为常量第六章 挡土结构物上的土压力6-1：解： 静止土压力系数：01 sin 0.357K 主动土压力系数：2tan (45 / 2) 0.217aK 被动土压力系数：2tan (45 / 2) 4.6pK 静止土压力：20 0180.33 /2E H K kN m 主动土压力：2148.8 /2a aE H K kN m 被动土压力：211035 /2p pE H K kN m 20 时： 主动土压力系数为： 0.199aK 主动土压力：2144.775 /2a aE H K kN m 6-2：解： （1）2tan (45 / 2) 0.455aK 2 20*0.455 18*0.
30、455 2*16 0.455 8.19 12.5a a a ap qK zK c K z z z 0 1 1.53 2 3 4 5 6 pa 0 0 0 3.88 12.07 20.26 28.45 36.64 （2） 01( ) 0.5*36.64*(6 1.53) 81.92a zE p H z 作用点在z=4.51m处 （3） 01.53z m 6-4：解： 查表得： 0.236aK 水位以上土压力：a ap zK 水位以下土压力：1( 1.5)a a ap z K HK 结果如下：z 0 1 1.5 2 3 4 5 pa 0 4.248 6.372 7.67 10.266 12.862
31、 15.458 04.2486.3727.6710.26612.86215.458-6-5-4-3-2-100 5 10 15 2005152535-6-5-4-3-2-100 10 20 30 40主动土压力分布图 水压力分布图水压力：1( )w wp z H 结果如下： z 1.5 2 3 4 5 pw 0 5 15 25 35 6-5：解： 22 2cos ( )0.755sin( )*sin( )cos *cos( )*1 cos( )*cos( )aK 21278.1422a a aE H K qHK 方向与水平向呈64度角，指向墙背；作用点为梯形面积重心 第七章 土坡稳定分析7-1
32、：解： 渗流出段内水流的方向平行于地面故=0 tan 0.364i 土坡的稳定安全系数/ cos sin( )tan0.755sin cos( )wswV iVFV iV 7-2：解： 从无限长坡中截取单宽土柱进行稳定分析，单宽土柱的安全系数与全坡相同土柱重量：W H沿基面滑动力： sinT W 沿基面抗滑力： cos tanR W 粘性土的粘聚力： * /coscF c l cb cos tan /cossincsR F W cbFT W 1.0, 7.224sF H m 又 则7-3：解： 3(1 )* 19.31 /1ssatG wg kN me tansin 0.342/cosh bi
33、s b 9.8*4*0.342 13.41wJ Aj H i kN 安全系数：cos tan1.097sincsH FFH J 第八章8-1：解： （1） 基础宽度、基础埋深和粘聚力同时增加1倍时，地基的承载力也增加1倍，地基的承载力随基础宽度、基础埋深和粘聚力成倍增长，随着内摩擦角的增加，Nr，Nq，Nc增加很大，承载力也增大很多。 （2） 对砂土地基，其c=0，这时基础的埋深对极限承载力起重要作用，若此时基础埋深太浅（D0.5B），地基的极限承载力会显著下降 （3） 由极限承载力公式uv192q c rP N cN BN 可知，基础宽度的增加会引起承载力的增加。8-2：解： 均布荷载219
34、*2 38 /q D kN m 查表可得 1.51, 4.65, 10.0r q cN N N 极限承载力21 1*19*3*1.51 38*4.65 10*10 299.4 /2 2vh r q cP BN qN cN kN m 8-3：解： （1）地基产生整体剪切破坏时， 12u r q cP BN qN cN 查表得： 5.0, 7.5, 18.0r q cN N N 21(19.2 9.8)*2.4*5.0 18.4*2*7.5 8*18.0 476.4 /2uP kN m （2）局部剪切破坏时： 22 3u r q cBP N qN cN 查图8-18可得： 0.5, 4.0, 12
35、.0r q cN N N 21*(19.2 9.8)*2.4*0.5 18.4*2*4.0 8*12.0 248.84 /2uP kN m 8-5：解: （1）天然容重：301.79*9.8 17.54 /kN m 浮容重：3(1.96 1)*9.8 9.41 /kN m （2）求公式8-57中承载力系数 3.14* 256.672525 3.14/ 2 *22 360cctg ctgNctg ctg 1 1 4.112q cN Ntgctg 1( )411.5622rNctg 1( )322.0732rNctg （3）求1 14 3, ,crP P P2017.5*1.5*4.11 15*6
36、.67 208.18 /cr q cP DN cN kN m 211 1( )4 41*9.41*3*1.56 208.18 230.20 /2 2crrBP N P kN m 211 1( )3 31*9.41*3*2.07 208.18 237.40 /2 2crrBP N P kN m 按普朗德尔理论：2 2 2525(45 ) (45 ) 10.662 2tg tgqN tg e tg e ( 1) 25 20.7c qN N tg 2017.54*1.5*10.66 15*20.7 590.96 /u q c q cP qN cN DN cN kN m 按太沙基理论：2u r c q
37、BP N cN qN 查图8-18有： 4.5, 26.0, 13.0r c qN N N 20.5*9.41*3*4.5 15*26.0 17.54*1.5*13.0 795.55 /uP kN m （4）12u r r r q q q c c cP BN Sd qN S d cN Sd 13.0*31 1 1.187526.0*8qccN BSN L 31 1 25 1.17498qBS tg tgL 31 0.4 1 0.4* 0.858rBSL 31 0.4 1 0.4* 1.28cBdL 2 21.51 2 (1 sin ) 1 2* 25 (1 sin 25 ) 1.1553qDd tg tgB 1.0rd 2(45 /2) 10.66tgqN tg e ( 1) 20.7c qN N ctg 1.8( 1) 8.11r qN N tg 代入得2920.36 /uP kN m
