土力学地基基础课后答案(陈希哲)

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1、土力学地基基础第四版习题集解答，陈希哲土力学地基基础第四版习题集解答，陈希哲 第一章第一章工程地质工程地质 1.1如何鉴定矿物？准备一些常见的矿物，如石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、方解 石、云母、滑石和高岭土等，进行比较与鉴定。 1.2岩浆岩有何特征？准备若干常见的岩浆岩标本，如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、 玄武岩、安山岩、玢岩和辉岩进行鉴定。 1.3沉积岩最显著的特征是什么？准备多种常见的沉积岩标本，如砾岩、角砾岩、砂岩、凝 灰岩、泥岩、页岩、石灰岩和泥灰岩等，进行对比鉴定。 1.4变质岩有什么特征？准备几种常见的变质岩，如大理岩、石英岩、板岩、云母片岩和片 麻岩进行比较与鉴定。

2、1.51.5 解解：水池长度、宽度、高度分别为 50、20、4m壁厚0.3m。水池与地面齐平。 1）底板浮力计算： 底板水面之间的水位深度h=4-2.5=1.5m 底板静水压力强度：Pw=wh=101.5=15KPa=15KN/m 2 底板面积 S底板=5020=1000m 2 底板上的浮力 P浮= PwS底板=15000KN 2）不考虑钢筋混凝土水池自重的侧壁摩擦阻力 F1和抗浮安全系数计算： 钢筋混凝土水池的侧壁面积 S侧壁=2（504）+（204）= 560m 2 已知侧壁与土体之间的摩擦强度为=10KPa； 侧壁总摩擦力 F1=S侧壁=105605600KN F1P浮，抗浮安全系数 K

3、= F1/P浮=5600/15000=0.371， 在不考虑钢筋混凝土水池自重时，水池刚竣工，未充水，也不考虑池中水重量，此时 不安全。 3）考虑钢筋混凝土水池自重的抗浮安全系数计算： 钢筋混凝土的重度一般为砼=24KN/m 3； 钢筋混凝土水池四个侧壁体积 V1=2 （5040.3） + （20-20.3）40.3=166.56m 3 扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积 V2： V2=（50-0.6）（20-0.6）0.3=287.5m 3 所以，水池本身钢筋混凝土的体积 V=V1+V2=454 m 3 钢筋混凝土水池重量 W=砼V=2445410896KN F1+W=16496P浮，

4、抗浮安全系数 K=16496/15000=1.11， 在考虑钢筋混凝土水池自重时，此时安全。 1.61.6 解解： 1）承压水水头 3.2m，故承压水层顶部，即 6m处的承压力强度 Pw=wh=101.5=15KPa=15KN/m 2 2）基坑底部承压水含水层顶部之间土层厚度 2m，土体自重压力 P=h1+sath2=201+211=41 3）PPw，安全。 1.71.7 解解：注意单位注意单位 scm tFh QL k/04 . 0 50510 205 = = 1.81.8 解解：注意单位注意单位 scm tFh QL k/045 . 0 20510 153 = = 本题如果把时间从本题如果

5、把时间从1010 秒秒换成换成1010分钟，其他条件不变分钟，其他条件不变，10分钟=600秒，则： scm tFh QL k/105 . 7 205600 153 4 = =正好与教材答案一致，所以教材中答案错误所以教材中答案错误。 1.91.9 解解：动水压力计算公式：GD=iw， 本题中要求用另外的另外的方法。采用有效应力法。 图图1 1地下水向上渗流地下水向上渗流图图2 2地下水向下渗流地下水向下渗流 地下水渗流时，土体中有效应力与静水条件下不同。 1 1）地下水向上渗流）地下水向上渗流： 取图1 中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向： hh hh h w w sat = += =

6、)(（公式1） 与自重应力作用下相比，孔隙水压力多了一个 wh，有效应力少了一个wh。 2 2）地下水向下渗流）地下水向下渗流： 取图2 中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向： hh hh h w w sat += = = )(（公式2） 与自重应力作用下相比，孔隙水压力少了一个 wh，有效应力多了一个wh。 3）从公式 1中，可以得到： h) i(h) h ( www h hh= =（公式1） 公式3中，w wi i就是渗流力及其表达式就是渗流力及其表达式，渗流力是一种体积力渗流力是一种体积力。 1.101.10 解解： 1）实际水力坡度i=h/L=70/60=1.17 2）砂土临界水力坡

7、度 icr=/w=10.2/10=1.02 3）iicr，不安全，发生流土。 复习思考题复习思考题 1.11.1工程地质包括哪些主要内容？工程地质作为一门独立的学科与土木建筑工程有何关系？工程地质包括哪些主要内容？工程地质作为一门独立的学科与土木建筑工程有何关系？ 1）内容参照孔思丽主编工程地质学教材目录和绪论P1 第1、2 段：工程岩土学、工程 地质分析和工程地质勘察三个主要部分，自己看书细化内容。 2）与土木建筑关系： 主要指工程地质与岩土工程的关系。 在土木工程中，岩土工程的地位非常重要，在总造价和总工期中均占三分之一左右。岩 土、地基基础问题往往是影响投资和制约工期的主要因素，如果处理

8、不当，有时会带来灾难 件的后果。与岩土有关的工程问题主要有强度破坏问题（包括地基、边坡、挡土墙、基坑的 稳定性的后果；变形破坏问题（包括地基的沉降和不均匀沉降问题)；渗透破坏问题（包括流 砂、管涌、冻胀、溶蚀的问题）；变形破坏问题（包括地基的沉降和不均匀沉降 岩土工程是一门综合性很强的学科，在理论和方法上，需要工程地质学、岩土力学、工 程力学、建筑结构、建筑施工等多学科的相互渗透；工程实践中，需要勘察、设计、施工、 监测、监理、科研等各方面的密切配合。 岩土工程是以解决岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作 为自己的研究对象。它涉及到岩土体的利用、整治和改造，包括岩土工程

9、的勘察、设计、治 理、监测和监理五个方面。 关于岩土工程与工程地质之间关系的论述，国内各家已有诸多见解，大致归纳起来有以 下四种。 第一种见解认为：岩土工程是工程地质学的分支； 第二种见解认为：岩土工程是岩土力学在岩体工程和土体工程上的应用； 第三种见解认为：岩土工程是把岩土体既作为建筑材料，也作为地基、介质或环境的结 构工程，更确切地说是基础工程（下部结构）和地下结构工程。 不难看出，这三种见解分别出自工程地质专业人员、岩土力学专业人员和结构工程专业 人员。这些见解虽然各有一定的道理，但都不能全面客观地反映迄今为止国内外众多岩土工 程实例的特点和本质。 第四种见解则是我国国家标准岩土工程勘察

10、规范对岩土工程的定义：岩土工程是以 土力学、岩石力学、工程地质学和地基基础工程学为理论基础，以解决和处理在工程建设中 出现的所有与岩土体有关的工程技术问题的一门地质和工程紧密结合的新专业学科。 与前三种见解明显不同的是：它强调了工程地质、岩土力学、结构工程之间的关系是 既有区别又相互紧密结合的关系，而不是从属的关系；明确指出，岩土工程的学科范畴是 包括多种学科、技术和方法的土木建筑工程。也就是说，岩土工程是多种技术和方法相结合 的综合技术方法，岩土工程学科是多学科相互渗透、结合的边缘学科，它不从属于某单一学 科。 岩土工程相关学科的学科组合或学科群称为岩土工程学，它主要由工程地质学科、岩土 力

11、学学科和结构学科组成。由此可见，工程地质是岩土工程分析的条件，与岩土力学和结构 工程学（钢筋混凝土结构、砌体结构及钢结构等）既相互区别又紧密结合，岩土工程学是上 述三门学科的边缘学科，不能笼统地称其为工程地质学的分支。 岩土体是地质体的一部分，其工程性质的形成和演化以及对建筑的适应性与它的物质组 成、结构和赋存环境息息相关。因此，岩土工程师在着手解决任何一项岩土工程问题时首先 要查明岩土体的地质特征和场地工程地质条件，尤其是地质条件比较复杂的重大工程，场地 工程地质条件的研究更显得重要，甚至会成为影响工程效益、投资成败的关键。可见，岩土 工程师必须具备地质和工程地质的基本理论知识，要有较好的地

12、质素养。可以认为，工程地 质学是岩土工程的重要基础和支柱。 1.21.2常见的矿物有哪些？原生矿物与次生矿物有何不同？常见的矿物有哪些？原生矿物与次生矿物有何不同？ 提示：教材 P1920。参照工程地质学教材更全面。 1.31.3矿物的主要物理性质有哪些？鉴定矿物常用什么方法？怎样区分石英与方解石？矿物的主要物理性质有哪些？鉴定矿物常用什么方法？怎样区分石英与方解石？ A 提示：教材P20。 B 鉴定矿物方法：1）肉眼鉴定；2）岩矿鉴定（如显微镜鉴定、差热分析、X 射线衍射 分析、电镜扫描等等）；3）野外简易试验（如盐酸、硝酸滴定等等） C石英和方解石区别：野外主要靠硬度、解理和断口、盐酸滴定

13、确定。 成分形状颜色条痕光泽硬度解理和断口相对密度其他 石英SiO2粒状、六方棱柱状 或晶簇状 乳白、无色 其他颜色 无玻璃 或油脂 7贝壳状断口2.6晶体柱面上 有横条纹 方解石CaCO3粒状、棱面体无色无玻璃3三组完全解理2.7滴盐酸起泡 1.41.4岩石按成因分哪几类？各类岩石的矿物成分、结构与构造有何区别？试举出各类岩石的岩石按成因分哪几类？各类岩石的矿物成分、结构与构造有何区别？试举出各类岩石的 三种常见岩石。花岗岩、闪长岩、砂岩、石灰岩、石英岩和板岩属于哪类岩石？ 提示：教材 P2021。参照工程地质学教材更全面。 花岗岩、闪长岩为岩浆岩；砂岩为沉积岩；石英岩和板岩为变质岩。 1.

14、51.5何谓第四纪沉积层？它是如何生成的？根据搬运与沉积条件不同，第四纪沉积层分哪几何谓第四纪沉积层？它是如何生成的？根据搬运与沉积条件不同，第四纪沉积层分哪几 种类型？种类型？ 提示：教材 P2226。 1.61.6何谓坡积层？坡积层有何特点？若建筑物造在坡积层上应注意什么问题？何谓坡积层？坡积层有何特点？若建筑物造在坡积层上应注意什么问题？ 提示：教材 P23。 1.71.7冲积层有哪些主要类型和特点？平原河谷冲积层中，哪一种沉积层土质较好？哪一种沉冲积层有哪些主要类型和特点？平原河谷冲积层中，哪一种沉积层土质较好？哪一种沉 积层土质最差？何故？积层土质最差？何故？ 提示：教材 P2425

15、。 1.81.8洪积层是怎样生成的？有何特性？以洪积层作为建筑物地基需注意什么问题？洪积层是怎样生成的？有何特性？以洪积层作为建筑物地基需注意什么问题？ 提示：教材 P2324。 1.91.9沼泽沉积层有何演变过程？它由什么土组成？这种土的含水率、透水性和压缩性如何？沼泽沉积层有何演变过程？它由什么土组成？这种土的含水率、透水性和压缩性如何？ 如必须在沼泽沉积层上造永久性建筑物怎么办？如必须在沼泽沉积层上造永久性建筑物怎么办？ 提示：教材P26。 必须在沼泽上修建建筑物，必须通过首先岩土工程勘察详细了解场地和地基的工程地质、 水文地质、环境条件，对其进行分析评价，确定沼泽相沉积物的物理力学、渗

16、透、成分、腐 蚀性等全方位特征。其次根据具体情况和拟建建筑物特征和要求以及环境要求、业主工期、 经济性要求等综合考虑，选择合适的地基处理方法或桩基础类型。预防出现地基稳定事故和 变形过大事故。在施工过程中和建筑物使用期，除了保证施工质量外，还必须通过监测手段， 确保建筑物安全。 1.101.10何谓不良地质条件？为什么不良地质条件会导致建筑工程事故？何谓不良地质条件？为什么不良地质条件会导致建筑工程事故？ 工程地质条件即工程活动的地质环境，它包括岩土类型及性质、地质构造、地形地 貌、水文地质、不良地质现象和天然建筑材料等方面，是一个综合概念。 不良地质条件这是指对工程程建设有影响的地质条件，根据工程地质条件的定义， 不良地质条件包括：岩土体复杂，具有特殊性；结构面发育；地形地