《土力学与基础工程》作业参考答案作业一一、填空题：1.承担 传递2.碎散性 多相性（或三相体系） 复杂性 易变性3.大 大4.毛细 重力5.小 大6.密度计 筛分7.颗粒级配 大于2mm 50％8.粘土 粉质粘 9.相对 锤击数二、单选题：1.C2.B3.C4.D5.A6.C7.B8.B9.A 10.C 11.B 12.C 13.C 14.B15.A三、判断题：1.√2.³3.³4.³5.√四、简答题：1.答：塑限、液限、塑性指数、液性指数对粘性土有意义。
粒径级配、孔隙比e 、相对密度和标准贯入试验击数对无粘土有意义。
2.答：当水由下向上渗流时，若向上的动水力与土的有效重度相等时，此时土颗粒间的压力等于零，土颗粒处于悬浮状态而失去稳定，这种现象就称为流砂现象。
水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力的作用下，可能通过粗颗粒的孔隙被水带走，这种现象称为管涌。
流砂现象是发生在土体表面渗流逸出处，不发生与土体内部；而管涌现象可以发生在渗流逸出处，也可以发生于土体内部。
3.答：在一定的压实功能作用下，土在某一含水量下可以击实达到最大的密度，这个含水量称为最优含水量。
对应着击实曲线上峰值时的含水量。
粘性土料过干或过湿都不能获得好的压实效果；当含水量过低时，粘性土颗粒周围的结合水膜薄，粒间引力强，颗粒相对移动的阻力大，不易挤紧；当含水量过大时，自由水较多，击实时，水和气体不易从土中排出，并吸收了大部分的击实功能，阻碍了土粒的靠近。
故在压实粘性土时要控制土的含水量。
五、计算题：1. 解：土的饱和重度3s sat /5.18101117.21m kN e e G w =⨯++=⋅++=γγ 临界水力梯度 85.010105.18i cr =-=-='=w w sat w γγγγγ2.解：已知ρ＝1.84g/cm 3 ρw ＝1g/cm 3 Gs ＝2.75 Sr ＝1(依题意)设Ｖ＝1 cm 3∵ ρ＝ｍ/Ｖ ∴ ｍ＝ρ²Ｖ＝1.84³1＝1.84g∵ Gs ＝m s ／(V s ²ρw ) ∴ m s ＝Gs ²V s ²ρw ＝2.75 V sm w ＝ｍ－m s ＝1.84－2.75 V sV w ＝m w ／ρw ＝1.84－2.75 V s∵ Sr＝V w／V V＝1 ∴V V＝V w＝1.84－2.75 V s又∵Ｖ＝V V＋V s＝1.84－2.75 V s＋V s＝1.84－1.75 V s＝1∴ V s＝(1.84－1)/1.75＝0.48 cm3 V V＝Ｖ－V s＝1－0.48＝0.52 cm3＝V wm w＝V w²ρw＝0.52 g m s＝ｍ－m w＝1.84－0.52＝1.32 g代入相应公式可得：ω＝(m w／m s)³100%＝(0.52/1.32)³100%＝39.4%ρd＝m s／V＝1.32/1＝1.32 g/cm3 ｅ＝V V／V s＝0.52/0.48＝1.08ｎ＝(V V／V)³100%＝(0.52/1)³100%＝52%注：本题设V s＝1 cm3可得出同样的结果。
3.解：设砂样体积为Ｖ∵ρd＝m s／V ∴m s＝ρd²V＝1.66Ｖ∵ Gs＝m s／(V s²ρw) ∴ V s＝m s／(Gs²ρw) ＝1.66Ｖ／(2.70³1)＝0.615ＶV V1＝Ｖ－V s＝0.385Ｖ∵Ｖ、V s不变∴V V2＝V V1＝0.385Ｖ∵ Sr2＝V w2／V V2 ∴V w2＝Sr2²V V2＝0.6³0.385Ｖ＝0.231Ｖm w2＝ρw²V w2＝0.231Ｖ∴ω２＝m w2／m s＝0.231Ｖ／1.66Ｖ＝13.92%ρ２＝m／Ｖ＝(m s＋m w２)／Ｖ＝（1.66Ｖ＋0.231Ｖ）/Ｖ＝1.891(g/cm3)作业二一、填空题：1.梯相同2.地下水位沉降3.浅深4.扩散集中5.正常固结土欠固结土超固结土6.小大7.减小（或消散）增大（或增加） 8.固结度任意 9.快剪固结快剪慢剪二、单选题：1.A2.B3.D4.B5.D6.D7.C8.A9.D 10.C 11.B 12.A 13.B14.C 15.A三、判断题：1.³2.³3.√4.³5.³四、简答题：1.答：地基沉降是内、外因共同作用的结果。
通常认为地基土层在自重作用下压缩已稳定。
地基沉降的外因主要是建筑物荷载在地基中产生的附加应力，其内因是土由三相组成，具有碎散性，在附加应力作用下土层的孔隙发生压缩变形，引起地基沉降。
2.答：（1）计算土中应力时，假定地基土是均匀、各向同性的半无限空间弹性体；（2）假定地基土在压缩变形时不产生侧向膨胀，只产生竖向压缩变形，计算时采用完全侧限条件下的压缩性指标；（3）采用基底中心点下的附加应力计算地基的变形量；（4）计算的是一定深度范围内的地基土的变形量。
3.答：与常规三轴试验相比，直剪试验有如下优缺点：优点是试验仪器简单，易于操作。
缺点有：（1）剪切面被固定，剪切破坏不是沿着试样最薄弱的面产生；（2）剪切过程中剪切面是逐渐减小的，但计算时仍按整个试样的面积计算剪应力；（3）实际过程中，剪应力沿剪切面分布是不均匀的，但计算时仍按均匀分布考虑；（4）不易控制排水条件，只能测出总应力强度指标，不能测出有效应力强度指标。
五、计算题：1.解：当第四层为坚硬整体岩石时（不透水），地下水位以下地基土的重度取饱和重度，则基岩顶面处的自重应力为：σcz＝γ1h1＋γ2h 2＋γ3h 3 ＝1.5³18.0＋3.6³19.4＋1.8³19.8＝132.5kPa若第四层为强风化岩石(透水),地下水位以下地基土的重度应取浮重度,则基岩顶面处的自重应力为: σcz＝γ1h1＋γ2ˊh 2＋γ3ˊh 3＝1.5³18.0＋3.6³(19.4－10)＋1.8³(19.8－10)＝78.5kPa 故此处土的自重应力有变化。
2.解：根据题意,计算条形基础中心点下的附加应力可用p＝（σmax＋σmin）/2＝100kPa作为均布荷载来代替梯形分布荷载计算，则条形基础中心点下各深度处的地基中的附加应力为：深度0处：z/b=0 x/b=0 ，查表得α=1.0000,则σz=αp=1.0000³100=100kPa深度0.25b处：z/b=0.25 x/b=0 ，查表得α=0.960,则σz=αp=0.960³100=96kPa深度0.50b处： z/b=0.50 x/b=0 ，查表得α=0.820,则σz=αp=0.820³100=82kPa深度1.0b处：z/b=1.0 x/b=0 ，查表得α=0.552,则σz=αp=0.552³100=55.2kPa深度2.0b处：z/b=2.0 x/b=0 ，查表得α=0.306,则σz=αp=0.306³100=30.6kPa深度3.0b处：z/b=3.0 x/b=0 ，查表得α=0.208,则σz=αp=0.208³100=20.8kPa3.解：基础底面接触应力p=(N+G)/F=(N+γmFd)/F=(4720+20³4.0³4.0³2.0)/(4.0³4.0)=335kPa基底附加应力p0=p－γ1d=335－17.5³2.0=300kPa将粉质粘土层分为两分层，各分层厚度分别为h1′=1.6m和h2′=1.4m。
第一分层顶、底面处的附加应力为:顶面处：z/b=4.0/2.0=2 l/b=2.0/2.0=1查表可得: α1＝0.084则: σz1＝4α1p0＝4³0.084³300＝100.8kPa底面处: z/b=5.6/2.0=2.8 l/b=2.0/2.0=1查表可得: α1＝0.0502则: σz2＝4α1p0＝4³0.0502³300＝60.24kPa第一分层的沉降量S1＝σzh1′/Es2＝[(100.8＋60.24)/2]³1.6/3.33³103＝38.69mm第二分层底面处的附加应力为:z/b=7.0/2.0=3.5 l/b=2.0/2.0=1查表可得: α1＝0.03435则: σz3＝4α1p0＝4³0.03435³300＝41.22kPa第二分层的沉降量S2＝σzh2′/Es2＝[(60.24＋41.22)/2]³1.4/3.33³103＝21.33mm因此粉质粘土层的沉降量S＝S1＋S２＝38.69＋21.33＝60 mm4.解：（1）τf＝σtgυ∴υ＝arctg（τf/σ）＝arctg（2/3）＝33.7°（2）剪切面上的σ＝300 kPa，τf＝200 kPa，剪切面与大主应力作用面成α＝45°＋υ/2σ＝（σ1＋σ3）/2＋[(σ1－σ3)/2]cos2α＝300τ＝[(σ1－σ3)/2]sin2α＝200解方程可得: σ1＝673.79 kPa σ3＝192.99 kPa（3）最大主应力与剪切面成45°－υ/2＝28.15°作业三一、填空题：1.临塑极限2.整体剪切破坏极限荷载3.整体剪切破坏条形4.不变减小5.增大增大6.静止土压力主动土压力被动土压力7.直立俯斜仰斜8.大于3m 大于0.5m9.预制灌注二、单选题：1.C2.C3.B4.A5.C6.B7.A8.A9.B 10.D 11.B 12.B 13.C14.A 15.D三、判断题：1.³2.³3.√4.√5.³四、简答题：1.答：朗金理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土和无粘性土。
库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。
适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性土的情况。
2.答：桩身在水平荷载作用下的变位通常有下列三种形式：（1）桩身如同刚体一样围绕桩轴线上的某点转动，这种形式发生在桩身较短，入土深度较浅以及地基刚度相对较弱时；（2）桩身仅在上部发生弯曲变形，而下部完全嵌固于地基之中，这种形式发生在桩的入土深度较大，地基的刚度也较大，而桩的刚度相对较弱时；（3）桩身上部在较大范围内变形如同直立的弹性地基梁那样呈S形，这种形式发生在桩的入土深度更大，地基与桩身的相对刚度比较小时。