绪论答案:略第1章 土的物理性质及工程一、填空题1、固体颗粒,水;2、结合水,自由水;3、最松散,最密实;4、塑限,液限;5、单粒,蜂窝,絮状;6、土中水的质量,土粒质量;7、含水率,黏粒含量。
二、选择题1、A,2、D ,3、A ,4、C,5、D,6、D ,7、D 三、证明题1、11s s s s s w d v v s s s G V V V V e V V V γγγγγ====+++2、(1)(1)w v w ss ss s s wr v v v m V m V G G G n m V m V V S V V n V V Vω--==== 四、计算题1、w =%6.353.823.82456.156=--r =3/60.180.1060456.156m kN =⨯-3/72.130.10603.82m kN d =⨯=γ73.2=s G()1 2.73(10.356)110.991.86s wG e ωγγ+⨯+=-=-=0.990.497110.99e n e ===++ 0.356*2.730.9820.99s r G S e ω===32.730.991018.69/10.199s sat w kN G e m e γγ+=+=+⨯=+318.6910.08.69/sat w kN m γγγ'=--== 2、 土样号 γ(kN/m 3) G s ω(%) d γ(kN/m 3) e n S r (%) 体积(cm 3) 土的重力(N ) 湿 干 1 18.96 2.72 34.0 14.17 0.92 0.48 100.0 — — — 2 17.3 2.74 9.1 15.84 0.73 0.42 34.2 — — — 3 19.02.7431.014.50.890.47 95.7 10.0 0.19 0.1453、 土样号 L ωP ωI P I L 土的名称 土的状态 1 3117141.29低液限黏土流塑2 38 19 19 0.84 低液限黏土 软塑3 39 20 19 0.79 低液限黏土 可塑4 3318151.13低液限黏土流塑4、()1 2.68(10.105)110.6921.75s wG e ωγγ+⨯+=-=-=0.9410.6920.2490.5180.9410.4600.481max r max min e e D e e --====--5、土样号 L ω(%)P ω(%)土的定名 1 35 20 低液限黏土 2 12 5 低液限粉土 3 65 42 高液限粉土 47530高液限黏土五、简答题(略)第2章 黏性土的物理化学性质一、填空题1、蒙脱石,高岭土,伊利石;2、硅氧四面体,氢氧化铝八面体。
二、选择题 1、A, 2、A三、简答题(略)第3章 土中水的运动规律一、填空题1、正常毛细水带,毛细网状水带,毛细悬挂水带;2、毛细压力;3、层流;4、常水头实验,变水头试验。
二、选择题1、C,2、ABCDE,3、B,4、ABC,5、C 三、简答题(略) 四、计算题1、(1)412042 1.2100.04 3.6ln ln3.2103600 2.85h al k Ft h --⨯⨯==⨯⨯ 6 3.64.1710ln2.85-=⨯ 79.710(/)m s -=⨯(2)7710109.7100.7737.510(/)ttk k m s ηη--==⨯⨯=⨯ 粉质粘土 2、(1)30.2105(/)0.4D w G I kN m γ==⨯= 方向向上(2)设1, 2.6,0.8s s v V m g V ===32.60.81018.9(/)1.8sat kN m γ+=⨯= 318.9108.9(/)kN m γ'=-= 10.89satcr cr w I I γγ=-=0.890.360.4hh m ∆=∆=3、30.5( 3.00)1010(/)30.5D w G I kN m γ---==⨯=-317.9107.9(/)sat w kN m γγγ'=-=-=D G γ'>将会产生流沙现象。
4、(1)由1122k I k I =和123k k =可得:1213I I =.则按比例,土样一的水头损失为1时,土样二的水头损失为3.总计水头损失40cm ,则土样一水头损失为10cm ,土样二的水头损失为30cm 。
则a 、b 两点的测管水位应分别高于a 点与b 点分别为35cm 和90cm 。
(2)31110104(/)25D w G I kN m γ==⨯= 3201010(/)sat w kN m γγγ'=-=-=1D G γ'<。
不会产生流沙现象。
(3)减少 5、 6.8128.0 1.2 6.80.5712d N H m h m =∆=-=∆== 30.570.320.3210 3.2(/)1.8D i G kN m ===⨯= 32.650.921018.6(/)1.92sat kN m γ+=⨯=318.6108.6(/)sat w kN m γγγ'=-=-=D G γ'<渗流是稳定的。
第4章 土中应力计算一、选择题 1、C, 2、A ,3、C. 二、问答题(略) 三 计算题1、由第一层土的三个试验指标可得:319.0109.0(/)s a t w kN m γγγ'=-=-=。
第二层黏土的108.1>=-=-PL PL I ωωωω,故认为黏土层受到水的浮力作用318.0108.0(/)sat w kN m γγγ'=-=-=。
第一层为细砂,地下水位以下的细砂受到水的浮力作用。
A 点:Kpa h cz 01==γσB 点:Kpa h cz 5.1715.1711=⨯==γσC 点:111217.59.0235.5cz h h kPa σγγ'=+=+⨯= D 点:11122335.58359.5cz h h h kPa σγγγ''=++=+⨯= 应力分布图略。
2、解:2.165.050002500=<===b N M e 呈梯形分布 kpa lb M F N p )61.3043.71(671025001075000622maxmin ±=⨯±⨯=±= 基础底面的压力为(71.43±30.61)kpa3、解:方法一:应力系数si α计算结果编号荷载分布面积bz m = bx n =si α1agc 1 0 0.159 2 abdc1.520.060故得G 点下深度3m 处的竖向应力z σ12()150(0.1560.060)32.4z s s p kPaσαα=+=⨯+=方法二: 应力系数si α计算结果编号 荷载分布面积bz m =bx n =si α1 agc 1 0 0.1592 acd 1.5 2.5 0.0413 abd1.5-1.50.020故得G 点下深度3m 处的竖向应力z σkpa p s s s z 33)020.0041.0159.0(150)(321=++⨯=++=ααασ4解:本题求解时要求通过两次叠加法计算。
第一次是荷载作用面积的叠加,第二次是荷载分布图形的叠加。
分别计算如下:(1)荷载作用面积叠加计算因为O 点在矩形面积(abcd )内,故可用角点法计算划分。
通过O 点将矩形面积划分为4块,假定其上作用着均布荷载q ,则M 点产生的竖向应力1z σ可用角点法计算,即11()1()1()1()1234()z z aeoh z ebfo z ofcg z hogd a a a a q σσσσσαααα=+++=+++各块面积应力系数,列于表中。
应力系数ai α计算结果编号 荷载作用面积 bl n = bz m =ai α1 )(aeOh1 3 0.045 2)(ebfO 4 30.093 3 )(Ofcg 2 1.5 0.156 4 )(hOgd 2 3 0.073∑=+++⨯==kpa q ai z 2.12)073.0156.0093.0045.0(31001ασ(2)荷载分布图形叠加计算上述角点法求得的应力1z σ是均布荷载q 引起的,但实际作用的荷载是三角形分布,因此可以将习题图4.37所示的三角形分布荷载(ABC )分割成3块:均布荷载(DABE )三角形荷载(AFD )及(CFE )。
三角形荷载(ABC )等于均布荷载(DABE )减去三角形荷载(AFD ),加上三角形荷载(CFE )。
故可将此三块分布荷载产生的应力叠加计算。
1)三角形分布荷载(AFD ),其最大值为kpaq 3.333100==,作用在矩形面积(aeOh )及(ebfO )上,并且O 点在荷载零处。
因此它对M 点引起的竖向应力2z σ是两块矩形面积三角形分布荷载引起的应力之和。
即kpa z 2.2)045.0021.0(31002=+⨯=σ 应力系数ti α计算结果编号 荷载作用面积bl n =bz m = ti α1)(aeOh1 3 0.021 2)(ebfO 4 30.045 3 )(Ofcg 2 1.5 0.069 4)(hOgd0.51.50.0322)三角形分布荷载(CFE ),其最大值为(q p -),作用在矩形面积(hOgd )和(ofcg )上,同样O 点也在荷载零点处。
因此,它们对M 点产生的竖向应力3z σ是这两块矩形面积三角形面积分布荷载引起的应力之和。
即kpaq p t t hOgd z Ofcg z z 7.6)032.0069.0()3100100())((43)(3)(33=+⨯-=+-=+=αασσσ最后叠加求得三角形分布荷载(ABC )对M 点产生的竖向应力z σ为 kpa z z z z 7.167.62.22.12321=+-=+-=σσσσ5、解:在基础底面中心轴线上取几个计算点0、1、2、3,它们都为于土层分界面上,如图4.38所示(1)自重应力计算 ∑=ii cz h γσ,将各点的自重应力计算结果列于表中。
自重应力计算结果 计算点 土层厚度/i h m重度)//(3m KN i γ/i i h γkPakPa0 1.0 18.7 18.7 18.7 1 0.2 18.7 3.74 22.4 2 1.8 8.9 16.02 38.5 38.08.467.2105.7(2) 附加应力计算基地压力 kpa F N p 70821120=⨯==基地处的附加应力3.5117.18700=⨯-=-=D p p γkpa由式00p z ασ=计算土中各点附加应力,其结果列于表中,并在图中绘出地基自重应力及附加应力分布图。