《土力学与基础工程 教学课件 作者 务新超 魏明5章习题解答》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学与基础工程 教学课件 作者 务新超 魏明5章习题解答（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 土的物理性质与工程分类（习题答案）习题1-1 按规范求出图1-12颗粒级配曲线、曲线所示土中各粒组的百分比含量，并分析其颗粒级配情况。图1-12 习题1-1图解：由图1-12查得曲线和小于个界限粒径的含量分别为表一中（2）、（3）栏所示。（1）界限粒径d20520.50.250.0740.002（2）小于某粒径的%曲线1009992542520（3）曲线0010090774815有表一计算得到各粒组含量的%如表二所示。（1）粒组2055220.50.50.250.250.0740.0740.0020.002（2）各粒组含量%曲线1738292320（3）曲线001013293315习题
2、1-2使用体积60cm3的环刀切取土样，侧的土样质量为120g，烘干后的质量为100g，又经比重试验测得Gs2.70，试求该土的湿密度、湿重度、含水率和干重度d在1立方米土体中，土颗粒、水与空气所占的体积和质量。解：（1）=g=210=20KN/m3（2）当V=1m3时由由由Va=V-Vs-Vw =1-0.617-0.333=0.05m3习题1-31-3 试按三相草图推证下列两个关系式： （1） （2） 解：(1)将Gs、e的定义式代入等式右侧则：右式 故（2）由上式可知：习题1-4某原状土样，测出该土的=17.8kN/m3，=25%，Gs2.65，试计算该土的干重度d、孔隙比e、饱和重度sa
3、t、浮重度、和饱和度Sr。解：习题1-5某饱和土样的含水率40，饱和重度sat18.3kN/m3，试用三相草图求它的孔隙比e和土粒的比重Gs。解：由于是饱和土体，所以Sr=100%，=sat=18.3kN/m3，假定：V=1m3，可由定义式求出：W=V=18.3kN ，Ws=dV=13.07kNWw=Ws=13.070.4=5.23kNVv=Vw=0.523m2Vs=V-Vw1-0.523=0.477 m2习题1-6有A、B两种土样，测得其指标如表1-12，试求：那一个土样的粘粒含量高？那一个土样的孔隙比e大？那一个土样的饱和重度sat大？用（GB500072002）规范确定A、B土样的名称及
4、状态。表1-12 习题16附表土样L（%）P（%）（%）GsSr(%)A3012452.70100B2916262.68100解：由IP=l-p，故由表1-14可以计算出A、B土样的塑性指数IP、孔隙比e、干重度d和饱和重度sat如下表：土样塑性指数IP孔隙比e干重度d饱和度satA181.215012.1917.68B130.696815.7919.90有上表可知：IPAIPB，故A土粘粒含量高；eAeB；satBsatA。按照GB50007-2002可知A土为粘土（IP17），B土为粉质粘土（10IP17）。习题1-7根据试验测得图1-12中颗粒级配曲线所示土的液限含水率L31.5、塑限含
5、水率p18.6，试对该土进行分类定名。解：由曲线知小于0.074mm的土粒占47.5%50%，属粗粒土，小于2.0mm的土粒含量占100%，故属于砂类土；小于0.25 mm的土粒占63%50%，小于0.1 mm的土粒含量占52%75%，故属于中砂。又因IP=31.5-18.6=12.9，L=31.5%，查塑性图知细粒为低液限粘土，故该土定名为低液限粘土质中砂。习题1-8某土料场土料的分类为低液限粘土“CL”，天然含水率21，土粒比重Gs2.70，室内标准击实实验得到最大干重度dmax=18.5kN/m3,设计中取压实度P0.97，并要求压实后土的饱和度Sr90。问碾压时土料应控制多大的含水率？
6、土料的天然含水率是否适于填筑？压实土的测定干密度为多少时符合质量要求？解：由题中可知：当压实度为0.97时，压实后的干重度d=18.50.97=17.945KN/m3，相应的孔隙比和含水率为：因此，应控制土料含水率在16.82%左右，而该土天然含水率为21%，比控制含水率偏大，所以建议翻晒后使用，压实干密度不小于17.945 KN/m3时符合要求。习题1-9已测得图1-12中曲线所示土的细粒部分土的液限L34.3、塑限p19.5，试分别用（SL237-1999）、（JTJ024-85）和（GB50007- 2002）规范对其进行分类定名。解：（1）用JTJ051-1993分类由曲线可知大于2m
7、m的土粒含量占61%，属于含细粒土砾；细粒土的塑性指数IP=34.3-19.5=14.8，查塑性图知属低液限粘土，故该土定名为含低液限粘土砾。（2）用GB50007-2002分类由曲线可知大于2mm的土粒含量占61%，属于含细粒土砾，小于0.074mm的土粒含量占13%10%，故定名为含粘性土的圆砾或角砾。习题1-10根据试验测得图1-12中颗粒级配曲线所示土的液限L31.5、p18.6，试分别用（SL237-1999）、（JTJ051-1993）和（GB50007-2002）规范对该土进行分类定名。解：（1）用JTJ051-1993分类大于2mm的土粒含量占11%，大于0.074mm的土粒含
8、量占48%，故属于细粒土；细粒土的塑性指数IP=31.5-18.6=12.9，查细粒土塑性图属低液限粘土，故该土定名为含砂低液限粘土（CLS）。（2）用GB50007-2002分类塑性指数IP=31.5-18.6=12.9，（10IP17）属粉质粘土。第二章 土中水的运动规律（习题答案）习题2-1如图2-14所示，在5.0m厚的粘土层下有一砂土层厚6.0m，其下为不透水基岩。为测定该砂土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以1.510-2 m3/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粘土层进入砂土层，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。（
9、答案：4.0110-4 m/s） 图2-14 习题2-1图解：由题意可知：r1=15m，r2=30m，h1=0.3m，h2=0.45m，代入式2-9得：习题2-2室内做常水头渗透试验。土样截面积为70cm2，两测压管间的土样长为10cm，两端作用的水头为7cm，在60s时间内测得渗透水量为100cm3，水温为15C。试计算渗透系数k20。解：将所给数据代入公式2-7得15时的渗透系数：由表2-3内插可知、，所以或：查手册可得15和20时水的动力粘滞系数15=1.144、20=1.010所以，20时的渗透系数为：（两种解法的误差来源于查表2-3的内插）习题2-3对一原状土样进行变水头渗透实验，土
10、样截面积为30cm2，长度为4cm，水头管截面积为0.3cm2，观测开始水头为160cm，终了水头为150cm，经历时间为5min，实验水温为12.50C,试计算渗透系数k20 。(3.910-7cm/s)解：将所给数据代入公式2-8得12.5时的渗透系数：由表2-3内插可知、，所以第三章 土体中的应力（习题答案）习题3-13-1某建筑场地的地质剖面如图3-20所示，试计算各土层界面及地下水位面的自重应力，并绘制自重应力曲线。若图3-20中，中砂层以下为坚硬的整体岩石，绘制其自重应力曲线。 图3-20 习题3-1图 cz1=172=34.0kPa；cz2=172+193.8=106.2kPa；
11、对于淤泥质粘土kN/m3cz3=172+193.8+(18.20-10) 4.2=140.64kPacz4=172+193.8+(18.20-10) 4.2+(19.6-10) 2=159.84kPa若图3-20中，中砂层以下为坚硬的整体岩石cz1、cz2、cz3同，但岩层顶面处为159.84+106.2=221.84kPa绘制自重应力曲线略。习题3-2： 图3-21 习题3-2图由对称性：z=2z(abMl)+ z(Mnkl) + 2z(Mhil)- z(Mojl) =2Kc1 + Kc2p0+ 2Kc3 - Kc4 p0 =20.175 + 0.120 200+ 20.2015 - 0.1
12、75 200 =128.6kPa编号荷载分布面积l/bM点（z=2.0m）z/bKc1abMl110.1752Mnkl220.1203Mhil2.510.20154Mojl110.175习题3-3：某基础平面图形呈T形截面（图3-22）,作用在基底的附加应力p0=150kN/m2。试求A点下10m深处的附加压力。图3-22 习题3-3图由对称性：z=4 p0 Kc (dAfg)+2p0Kc (bcAe)- p0Kc (dAeh) =4Kc(dAfg) +2Kc (bcAe)-Kc(dAeh) p0 =4 0.1065+ 2 0.114 - 0.0605 150 =79.95kPa编号荷载分布面
13、积l/bM点（z=10m）z/bKui1dAfg12/4=310/4=2.5(0.111+0.102)/2=0.10652bcAe20/4=510/4=2.5(0.118+0.110)/2=0.1143dAeh4/4=110/4=2.5(0.064+0.057)/2=0.0605习题3-4：某条形基础如图3-23所示，作用在基础上荷载为250kN/m,基础深度范围内土的重度r=17.5kN/m3，试计算03、47及510剖面各点的竖向附加应力，并绘制曲线。图3-23习题3-4图解：z0=(250+20121)/(21)-17.5=127.5kPa;z1=127.5Ku(z/b=1,x/b=0)=127.50.55=70.13kPa;z2=127.5Ku(z/b=2,x/b=0)=127.50.31=39.53kPa;z3=127.5Ku(z/b=3,x/b=0)=127.50.21=26.78kPa;z4=127.5Ku(z/b=0,x/b=1)=127.50=0;z5=z10=127.5Ku(z/b=1,x/b=1)=127.50.19=24.23kPa;z6=127.5Ku(z/b=2,x/b=1)=127.
