1、土力学课后习题答案第一章1-1：已知：V=72cm 3 m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70则： 129563%smw33 3.*017.9/12.5471.0*27.5102.6/sVsatwVssattgKNvcmggKNm320.61./5*97stwdsatdKNmV则1-2：已知：G s=2.72 设 Vs=1cm3则3 3332.7/2.7*106/.20.1/2/75%1.0*75.9322.1ssdsVwrwVrswsgcmKNmggmSgg当 时 ， 3*019./7KNm1-3： 34777331.0*81.6*062%859sdwswmVkgm挖1-4：甲
2、： 3333402511*.72.3%80.127.894/019.4/./8./01pLPsswrVwssdwvsIVmgSgcmgKNmVe设 则又 因 为 乙： 3 333812.6.*%04790479.82.1/162.*.4/.79180./.46pLpssswVssdwVsImgcgcmgKNme设 则则乙甲 d乙甲 e乙甲 pI乙甲则（1） 、 （4）正确1-5：则 swdGe2.7*10.59%.8sdsrSe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： minaxax()ddrD式中 Dr=0.7 3ax1.96/dgc3min1.46/dgc则可得： 3
3、.78/1-7：设 S=1， 则 sVSh则压缩后：则2.7ssmG2.7*8%wsmh2.7*8%wmVh则 .*8%1.95swVh1.c201.c.8.Vseh1-8：甲： 流塑状态4521.30pLwI乙： 坚硬（半固态）.pLI属于粉质粘土（中液限粘质土）15pLpIw乙土较适合作天然地基1-9：属非活性粘土0.25360.175pIAP甲甲 甲属活性粘土0.27.2pI乙乙 乙乙土活动性高，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 ABCv根据达西定律，得： CABhhRRLL:1:24ABCh又
4、35hcm5,0,ABCc31*/AVksL3t=0.cm加 水2-2 解： 12.71.658scrGie2-3 解：（1）土样单位体积所受的渗透力 20*19.8*6.53whjrNL（2） 12.71.0563scrie0.3hL则土体处于稳定状态，不会发生流土现象cri（3）当 时，会发生流土破坏，ricrhiL即 时*01.53.6crhLcm水头差值为 32cm 时就可使土样发生流土破坏2-4 解：（1） 6,7.,.752ACACBhh3*5/wrjikNml（2）若要保持水深 1m， 0.6iL而 86320*1.*2175*0/QAkv ms故单位时间内抽水量为 631.87
5、5*0/ms2-5：解：，而1sssatwGee1scrGie()1sscr sati 又 ，故只考虑 就可以satsat砂 层粘 土 st粘 土 32.04./crsti gcm粘 土又 75()53rhhL则 1.8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，故在第二根流线上 (51)0.267HmhNn0.267.4iL31*.*1/vkcs（2） 0267.8.5hi均 均1crsati则 故地基土处于稳定状态cr均（3） 552*10.2671.3*0/qMkhms2-7：解：（1） ，.6Hm3
6、.4H4323*1.80.257.6*10/.6*10/minqkh s（2） .9.satcrwi，故 ，不可能发生流土破坏0.57.14hiLcri83.crsFi第三章 土体中的应力计算3-1：解：41.0m： 1.70*135sHkpa40.0m： 22(.90)*16s kpa38.0m： 336827s35.0m： 447(.)3sHk水位降低到 35.0m41.0m： 15skpa40.0m： 221.90*7s kpa38.0m： 33785.sH35.0m： 44.2314s k3-2：解：偏心受压： maxin0.26706*.2(1)(1)78.4.epekNBkN由于是
7、中点，故 costan1.09icsHFFJ均布荷载p=61.6 三角形荷载p16.8z(m) n=z/BK K 水平附加应力总附加应力（kPa）0.1 0.01 0.999 61.5384 0.5 8.4 0 69.93841 0.1 0.997 61.4152 0.498 8.3664 0 69.78162 0.2 0.978 60.2448 0.498 8.3664 0 68.61124 0.4 0.881 54.2696 0.441 7.4088 0 61.67846 0.6 0.756 46.5696 0.378 6.3504 0 52.928 0.8 0.642 39.5472 0
8、.321 5.3928 0 44.9410 1 0.549 33.8184 0.275 4.62 0 38.438412 1.2 0.478 29.4448 0.239 4.0152 0 33.4614 1.4 0.42 25.872 0.21 3.528 0 29.420 2 0.306 18.8496 0.153 2.5704 0 21.423-3：解：（1）可将矩形分为上下两部分，则为 2 者叠加，查表得 K，,LzmnB*zo（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
9、响：用角点法可分为 4 部分,得11.5,0.5Lzmn1.237K，得223,B2.04，得33,1Lzmn3.19K，得44,B40.752123().6/zKkNm只考虑 A：为三角形荷载与均布荷载叠加, mn 2110.75,0.752*1./zKkNm222.6.6/z k14./zzkNm则 2.7.8z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 16.8*0.5=8.4 0 8.42 16.8*2=33.6 0 33.64 33.6+19.4*2=72.4 2*9.8=19.6 52.88(上） 72.4+20.4*4
10、=154 6*9.8=58.8 95.28（下） 72.4+20.4*4=154 10*9.8=98 5612 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）23.12 8.4+19.4*1.5=37.5 0 37.54 37.5+19.4*2=76.3 2*9.8=19.6 56.78(上） 76.3+20.4*4=157.9 6*9.8=58.8 99.18（下） 76.3+20.4*4=157.9 10*9.8=
11、98 59.912 157.9+19.4*4=235.5 14*9.8=137.2 98.33-7：解：点号 （kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2)A 2*9.8=19.6 2*9.8=19.6 0B 19.6+2*20=59.6 5.5*9.8=53.9 5.7C 59.6+2*20=99.6 7.5*9.8=73.5 26.13-8：解：试件饱和，则 B=1可得 130.5Au321()7/AkNm则水平向总应力 有效应力30 3325/AukNm竖直向总应力 有效应力3125/k173-10：解：（1）粉质粘土饱和， .7,6%sGw32.7/sgcm(1)swsssVssss
12、wV3(1)2/ssat wmgcmV由图可知，未加载前 M 点总应力为：竖直向： 2112.8*102*396/HkNm砂 砂 粉 粘 粉 粘孔隙水压力为： 2.0*3/wukNm有效应力： 216/k水平向： 20.9./xK，213/xukNm116.xxukNm(2)加荷后，M 点的竖直向附加应力为： 20.5*1/szKpkNm水平向附加应力为： 20.3.*5/xzk在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：竖直向： 2219614/zNm2213058/zuk24水平向： 2/xukNm202.6*39.xK21/xk（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
13、： 231965014/zkNm2310/ukNm2/zk水平向： 3xu230.6*19./xKkNm3/x（4） ，即0.6K0.xz1()82zzp.2zxzq0.5p第四章4-1：解：试验结束时， 0.278*.5061srweS此过程中，土样变化 .9.cm初始孔隙比 00/2/.78.0sHe孔隙比 00(1).768(1.)*.60.4ss当 时， ，12kPa12.90.scm1.78.*.17592e当 时， ，307306403.12.75.4.810eaMPa4-4：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
14、：方案一：增大 B2 使 ，则附加应力10p乙 甲而 ，故可能有sszzK乙 甲 sz0zpzK乙 乙 乙 甲方案二：使 ，则 ，即增加 H1 或减小 H221ss乙 甲方案三：增大 B2，使 ,同时，减小 H2 或增大 H121B（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 个月时 45.3%tU22*0.16vtT239./vHCmt年当 时，0%tU0.3lg(1)0.85.93lg0.185.4vtTU22.84*9.753vtC年4-6：解：（1）1210.25*40/10.38aMPaS
15、AHkNme 23()./69/9/vwkcmC年 年2214.6/*10.40vTtH年 年2()48.359vTtUe则 *0.1ttSm（2）当 时，2t.0613ttUS查表有： .29vT20*1.94.6/vHmtC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： 213tan(45/)2tan(45/2)c已知： 213 213130/57./:()()*cos2/302*(.5)20KNmc kpa则法 向 应 力 13/0/17kpa剪 应 力 ： （ ）
16、 *sin5-3解：（1）求该点主应力值 2313()17582609zxzxkpa（2）该点破坏可能性判断 c=0 2213 1tan(45/)90*tan(451)2706fm mkpa改用式： 21 3t/6t(5)8.90f 该点未剪破（3）当 值增加至 60KN/m2时213 2 3tan(45/)3.71*tan(45)90.ffm mkp（ 331796,k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： 17.5,16cucuCkpa（2）计算有效应力 1345316029ukpa 1 387,054
17、kpa 1928kpa 1 3402,1k 绘有效应力圆图如下由图可量得： 7.5,2ckpa（3）破坏主应力线如上图中的虚线表示：可得 ,.4a 11sin(t)sin(ta27.)31.78.co3.kp5-5解：（1）砾砂粘聚力 c=0 2 223 3501() (10)51022zxzx1 35091.4, 8.6kpakpaM 点处于极限平衡状态，则 113sinsin0.56.（2）求大主应力方向： *2ta3501zx245,.由于破裂面与最大主应力面成 45+/2 的夹角，故：/2.53./284.7滑裂面通过 M 点的方向如图：5-6解： 313()uA12350.*867.
18、5.4kpau试件： 31113,8ukpaukpa 试件： 2 2. 6.4试件： 33136,9kk 5-7解：由图可知 1313sin()sin*cos22uCctg 13u即 132u()sincosuC3i1iu5-10解： 3 等于常量，增大 1 直至试件剪切破坏当开始固结 131332,02Pq当开始剪切时， 3 等于常量 11321 1322qp-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： 01sin0.357K主动土压力系数： 2ta(4/).21被动土压力
19、系数： 6p静止土压力： 20018.3/EHKkNm主动土压力： 4aa被动土压力： 215/ppk时：20主动土压力系数为： 0.9aK主动土压力： 21475/aEHkNm6-2：解：（1） 2tn(45/)0.a2*45180.2*160.458.192.5apqKzczzz 0 1 1.53 2 3 4 5 6pa 0 0 0 3.88 12.07 20.26 28.45 36.64（2） 01().5*364(.53)81.9azEpH作用点在 z=4.51m 处（3） 01.5zm6-4：解：查表得： 0.236aK水位以上土压力： 水位以下土压力：apz 1(.5)aaapzK
20、H结果如下：z 0 1 1.5 2 3 4 5pa 0 4.248 6.372 7.67 10.266 12.862 15.45804.2486.3727.6710.26612.86215.458-6-5-4-3-2-100 5 10 15 200 5152535-6-5-4-3-2-100 10 20 30 40主动土压力分布图 水压力分布图水压力： 结果如下：1()wpzHz 1.5 2 3 4 5pw 0 5 15 25 356-5：解： 22 2cos()0.75in*si()cos*()1coaK 21278.4aaaEHqK方向与水平向呈 64 度角，指向墙背；作用点为梯形面积重心
21、第七章 土坡稳定分析7-1：解：渗流出段内水流的方向平行于地面故 =0tan0.364i土坡的稳定安全系数 /cosin()ta0.75icoswsVF7-2：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： WH沿基面滑动力： sinT沿基面抗滑力： cotaR粘性土的粘聚力： */scFlbstnicsFTW1.0,7.24sHm又 则7-3：解： 3()*19./ssatGwgkNetnsi042/cohbi.8.3.1wJAjHk安全系数： stan.097ics FFJ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
22、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，N r，N q，N c 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 可知，基础宽度的增加会引起承载uv192qcrPB力的增加。8-2：解：均布荷载 219*38/qDkNm查表可得 .5,4.6,10.rqcN极限承载力 21*93.58*4.6109.4/22vhrqcPB kNm8-3：解：（1）地基产生整体剪切破坏时， 2urqcN查表得： 5.0,7.,18.
23、0r21(9.8)*2.4.*27.518.0476./uP kNm（2）局部剪切破坏时： 3urqcBN查图 8-18 可得： 0.5,4.,12.0rqcN21*(9.28).*8.*48./uP kNm8-5：解:（1）天然容重： 301.79.54/kNm浮容重： (.6)*8（2）求公式 8-57 中承载力系数3.14*256.7/20ctgctgNct1.q cNtctg1()41.562rNt1()32.07rctg（3）求 143,rP 207.5*14.5*6.708.1/crqcDNkNm21()449.3.2.3./22crrB 21()331*.4.078.17.40/crrP k按普朗德尔理论： 2225(45)().6tgtgqNtee10.7ct 21.54*0.15*2.790.6/uqcqcPDNkNm按太沙基理论： 2urqB查图 8-18 有： 4.5,6.0,3.rc20.5*913*1754*0795./uP kNm（4） 2rqcBNSdNSd.011.8756*qccSL32.49qtgt10.4.085rBS310.4.*1.28cBdL21.52(sin)5(sin)3qDtgtg.r2(45/)10.6tgqNte1.7ct.8()8rqg代入得 290.36/uPkNm
