第一章1-1:已知:V=72cm 3 m=129.1g m s =121.5g G s = 则: 129.1121.56.3%121.5s s m m w m --===1-2:已知:G s = 设V s =1cm 3则33332.72/2.72 2.72*1016/1.7 2.720.7*1*1020.1/1.720.11010.1/75% 1.0*0.7*75%0.5250.52519.3%2.720.525 2.721.s s s d d s V w w r w w V r w s w s g cm m gm g g KN m V m V g g KN m V KN m m V S g m w m m m g g V ργρργργγγργρ======++===='=-=-========++===当S 时,3*1019.1/7KN m =1-3:1-4: 甲: 乙:则(1)、(4)正确 1-5:1s w d G eρρ=+ 则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:式中D r = 3max 1.96/d g cm ρ= 3min 1.46/d g cm ρ= 则可得:31.78/d g cm ρ= 1-7:设 S=1, 则s V Sh h == 则压缩后:2.7s s s m V G h == 2.7*28%w s m m w h == 则 2.7*28%ww wm V h ρ==2.7*28% 1.95s w V V h h +=+= 则 1.11h cm =1-8: 甲:45251.334025p L L p w w I w w --===-- 流塑状态乙:20250.334025p L L pw w I w w --===--- 坚硬(半固态)15p L p I w w =-= 属于粉质粘土(中液限粘质土)乙土较适合作天然地基 1-9:0.00253360.310.7555p I A P -===<甲甲甲属非活性粘土 0.00270351.3 1.2527p I A P -===>乙乙乙属活性粘土 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A B C v v v == 根据达西定律,得:C A B AB C A B Ch h hR R R L L L ∆∆∆== 又35A B C h h h cm ∆+∆+∆=2-2解: 2-3解:(1)土样单位体积所受的渗透力201*1*9.8* 6.5330wh j r N L ∆=== (2)1 2.7211.055110.63s crG i e --===++ cr i i < 则土体处于稳定状态,不会发生流土现象(3)当cr i i >时,会发生流土破坏,cr hi L>即时 水头差值为32cm 时就可使土样发生流土破坏 2-4解: (1)6,7.5, 6.752A CAC B h h h m h m h m +==== (2)若要保持水深1m ,0.625hi L∆== 而86320*10*1.5*10*0.625 1.875*10/Q Akv m s --=== 故单位时间内抽水量为631.875*10/m s - 2-5:解:11s ssat w G e G e e e ρρ++==++,而11s cr G i e-=+ 又sat sat ρρ<砂层粘土,故只考虑sat ρ粘土就可以 又7.5(3) 4.533cr h h hi L ∆-+-≥==则 1.38h ≥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 (2)0.2670.10682.5h i L ∆===均均 则cr i i <均 故地基土处于稳定状态(3)5525*1*10*0.267 1.335*10/q M q Mk h m s --=∑=∆== 2-7:解: (1) 3.6Hm ∆=, 3.60.2571414H h m ∆∆=== (2)18.5110.8889.8sat cr w w r r i r r '==-=-= 0.2570.5140.5h i L ∆===,故cr i i <,不可能发生流土破坏 第三章 土体中的应力计算3-1:解:41.0m :111 1.70*10*351s H kpa σγ===40.0m :212251(1.90 1.0)*10*160s s H kpa σσγ=+=+-= 38.0m :323360(1.85 1.0)*10*277s s H kpa σσγ=+=+-= 35.0m :434477(2.0 1.0)*10*3107s s H kpa σσγ=+=+-= 水位降低到35.0m 41.0m :151s kpa σ=40.0m :212251 1.90*10*170s s H kpa σσγ=+=+= 38.0m :323370 1.85*10*188.5s s H kpa σσγ=+=+= 35.0m :434488.5 1.82*10*3143.1s s H kpa σσγ=+=+= 3-2:解: 偏心受压: 由于是中点,故cos tan 1.097sin cs H F F H Jγαφγα'+=='+(1)可将矩形分为上下两部分,则为2者叠加,L zm n B B ==,查表得K ,2*zo K σσ=(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/m 2的均布荷载与100 kN/m 2的三角形荷载叠加而成。
3-4:解:只考虑B 的影响:用角点法可分为4部分,111111.5,0.5L z m n B B ====,得10.2373K = 222223,1L z m n B B ====,得20.2034K = 333332,1L z m n B B ====,得30.1999K = 444441,1L z m n B B ====,得40.1752K = 只考虑A :为三角形荷载与均布荷载叠加1,1m n ==, 211110.1752,0.1752*10017.52/z K K kN m σσ====则22.7624.1226.88/z kN m σ=+=总 3-6:解:试件饱和,则B=1 可得1130.5A u A σσ∆==∆-∆则水平向总应力33100/kN m σ= 有效应力33225/A u kN m σσ'=-∆= 竖直向总应力3112150/kN m σσ=∆= 有效应力31275/A u kN m σσ'=-∆= 3-10:解:(1)粉质粘土饱和, 2.7,26%s G w ==由图可知,未加载前M 点总应力为:竖直向:2112 1.8*10*22*10*396/H H kN m σσσγγ=+=+=+=砂砂粉粘粉粘孔隙水压力为:212 1.0*10*330/w u H kN m γ===有效应力:2166/u kN m σσ'=-= 水平向:21010.6*6639.6/xK kN m σσ''=== 21130/x u u kN m ==,211169.6/x x xu kN m σσ'=+= (2)加荷后,M 点的竖直向附加应力为:20.5*10050/sz K p kN m σ=== 水平向附加应力为:20.30.3*5015/x z kN m σσ=== 在加荷瞬间,上部荷载主要有孔隙水压力承担,则: 竖直向:2219650146/z kN m σσσ=+=+= 水平向:22280/x u u kN m ==(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:2319650146/z kN m σσσ=+=+= 水平向:23330/x u u kN m ==(4)00.6K =,即0.6xz σσ''=第四章4-1:解: 试验结束时,0.278*2.70.75061s r w e S ρ=== 此过程中,土样变化 2.0 1.980.02s cm =-= 初始孔隙比000/0.75060.02/2.00.7681/10.02/2.0e s H e s H ++===--孔隙比000(1)0.768(10.768)*0.7680.8842.0s se e e s H =-+=-+=- 当1200kPa σ=时,1 2.0 1.9900.01s cm =-=,10.7680.884*0.010.7592e =-= 当2300kPa σ=时,1 2.0 1.9700.03s cm =-=,10.7680.884*0.030.7415e =-= 4-4: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:方案一:增大B 2使212B B >,则附加应力00p p <乙甲 而s s z z KK >乙甲,故可能有s z 0z p z K σσ==乙乙乙甲方案二:使21B B =,则s s z z KK =乙甲,即增加H1或减小H2方案三:增大B2,使1212B B B <<,同时,减小H2或增大H1(3) 方案三较好,省原料,方便施工 4—5: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%t U ≈当90%t U =时,0.933lg(1)0.0850.933lg 0.10.0850.848v t T U =---=-= 4-6:解:(1)1210.25*240/*100.33110.8a MPa S AH kN m m m e -∞===++则*0.142t t S U S m ∞== (2)当0.2t S m =时, 查表有:0.293v T =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°=α=45°+Ф/2得:Ф=30° 由试样达到破坏状态的应力条件:已知: 5-3解:(1)求该点主应力值 (2)该点破坏可能性判断 ∵ c=0 改用式:22313tan (45/2)260*tan (4515)86.6790fm kpa σσφσ=︒-=︒-︒=<=∴该点未剪破(3)当τ值增加至60KN/m 2时 (33117596,79,271)kpa kpa σσσ'=±==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:17.5,16cu cu C kpa φ==︒ (2)计算有效应力 ①11314531114603129u kpa kpaσσσ'=-=-='=-=②1322855173,1005545kpa kpa σσ''=-==-= ③1331092218,1509258kpa kpa σσ''=-==-= ④134********,20012080kpa kpa σσ''=-==-=绘有效应力圆图如下由图可量得:7.5,32c kpa φ''==︒ (3)破坏主应力线如上图中的虚线表示: 可得7,27.4a kpa α==︒∴11sin (tan )sin (tan 27.4)31.2φα--==︒=︒ 5-5解:(1)砾砂粘聚力c=0 ∵M 点处于极限平衡状态,则 (2)求大主应力方向:由于破裂面与最大主应力面成45°+Φ/2的夹角,故:滑裂面通过M 点的方向如图:5-6解:313()u A σσσ=∆+-试件①:33111133,118u kpa u kpa σσσσ''=-==-= 试件②:33211233.4,116.4u kpa u kpa σσσσ''=-==-= 试件③:33311332.6,119.6u kpa u kpa σσσσ''=-==-= 5-7解:由图可知 ∵132uC σσ''-= 即132u C σσ''=+ 5-10解:①σ3等于常量,增大σ1直至试件剪切破坏 当开始固结1331332,0222P q σσσσσσ+-===== 当开始剪切时,σ3等于常量p-q 坐标上的三轴试验应力路径为:②σ1等于常量,减小σ3直至试件剪切破坏 ,固结同①剪切过程,σ1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:01sin 0.357K φ'=-=主动土压力系数:2tan (45/2)0.217a K φ=︒-=被动土压力系数:2tan (45/2) 4.6p K φ=︒+= 静止土压力:200180.33/2E H K kN m γ== 主动土压力:2148.8/2a a E H K kN m γ== 被动土压力:211035/2p p E H K kN m γ== 20δ=︒时:主动土压力系数为:0.199a K = 主动土压力:2144.775/2a a E H K kN m γ==6-2:解:(1)2tan (45/2)0.455a K φ=︒-=z 0 1 2 3 45 6 pa 0 0 0(2)作用点在z=4.51m 处(3)6-4:解:查表得:0.236a K =水位以上土压力:a a p zK γ= 水位以下土压力:1( 1.5)a a a p z K H K γγ'=-+ 结果如下:z 0 1 2 3 45 pa 0主动土压力分布图 水压力分布图水压力:1()w w p z H γ=- 结果如下:z 2 3 4 5pw 0 5 15 25 356-5:解:方向与水平向呈64度角,指向墙背;作用点为梯形面积重心第七章 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θ=0土坡的稳定安全系数7-2: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:W H γ=沿基面滑动力:sin T W α=沿基面抗滑力:cos tan R W αφ=粘性土的粘聚力:*/cos c F c l cb α==7-3:解: 安全系数:cos tan 1.097sin c s H F F H Jγαφγα'+=='+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Φ的增加,N r ,N q ,N c 增加很大,承载力也增大很多。