土力学(河海大学第二版)所有章节完整答案第一章 土的物理性质指标与工程分类1-1 解：(1) A 试样100.083d mm = 300.317d mm = 600.928d mm =60100.92811.180.083u d C d === 22301060()0.317 1.610.0830.928c d C d d ===⨯(1) B 试样100.0015d mm = 300.003d mm = 600.0066d mm =60100.0066 4.40.0015u d C d === 22301060()0.0030.910.00150.0066c d C d d ===⨯1-3 解：31.601.51/110.06d g cm ρρω===++ ∴ 2.70 1.01110.791.51s s w d d G e ρρρρ⨯=-=-=-=∴ 0.7929.3%2.70sat s e G ω===1.60100150.91110.06s m V m g ρωω⨯====+++ ∴ (29.3%6%)150.935.2w s m m g ω∆=∆=-⨯=1-5 解：(1) 31.771.61/110.098d g cm w ρρ===++ ∴ 0 2.7 1.01110.681.61s s w d d G e ρρρρ⨯=-=-=-=(2) 00.6825.2%2.7sat s e G ω===(3) max 0max min 0.940.680.540.940.46r e e D e e --===--1/32/3r D <<∴ 该砂土层处于中密状态。
1-8 解：(1) 对A 土进行分类① 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075㎜的粗粒含量大于50%，所以A 土属于粗粒土；② 粒径大于2㎜的砾粒含量小于50%，所以A 土属于砂类，但小于0.075㎜的细粒含量为27%，在15%～50%之间，因而A 土属于细粒土质砂；③ 由于A 土的液限为16.0%，塑性指数16133p I =-=，在17㎜塑性图上落在ML 区，故A 土最后定名为粉土质砂(SM)。
(2) 对B 土进行分类 ① 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075㎜的粗粒含量大于50%，所以B土属于粗粒土；② 粒径大于2㎜的砾粒含量小于50%，所以B 土属于砂类，但小于0.075㎜的细粒含量为28%，在15%～50%之间，因而B 土属于细粒土质砂；③ 由于B 土的液限为24.0%，塑性指数241410p I =-=，在17㎜塑性图上落在ML 区，故B 土最后定名为粉土质砂(SC)。
(3) 对C 土进行分类 ① 由粒径分布曲线图，查得粒径大于0.075㎜的粗粒含量大于50%，所以C土属于粗粒土；② 粒径大于2㎜的砾粒含量大于50%，所以C 土属于砾类土； ③ 细粒含量为2%，少于5%，该土属砾；④ 从图中曲线查得10d ，30d 和60d 分别为0.2㎜，0.45㎜和5.6㎜因此，土的不均匀系数 6010 5.6280.2u d C d ===土的曲率系数 22301060()0.450.180.2 5.6c d C d d ===⨯⑤ 由于5,1~3u c C C >≠，所以C 土属于级配不良砾(GP)。
第2章 土体压力计算[2-1]如图所示为某地基剖面图，各土层的重度及地下水位如图，求土的自重应力和静孔隙水应力。
3 3 3 33解：各层面点自重应力计算如下： O 点：kPa cz 0=σA 点：kPa h cz 0.3725.1811=⨯==γσB 点：kPa h h cz 0.5511825.182211=⨯+⨯=+=γγσC 点：kPa h h h cz 0.6511011825.18332211=⨯+⨯+⨯='++=γγγσ D 点：kPa h h h h cz 0.923911011825.1844332211=⨯+⨯+⨯+⨯='+'++=γγγγσ E 点：kPah h h h h cz 0.111 25.93911011825.185544332211=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯='+'+'++=γγγγγσ各层面点的静孔隙水应力如下：O 、A 、B 点为0；E 点：kPa h w w 60)231(10=++⨯==γσ绘图如下：[2-3] 甲乙两个基础，它们的尺寸和相对位置及每个基底下的基底净压力如图所示，求甲基础O 点下2m 处的竖向附加应力。
解：甲基础O 点下2m 处的竖向附加应力由基础甲、乙共同引起，计算中先分别计算甲、乙基础在该点引起的竖向附加应力，然后叠加。
（1）甲基础在O 点下2m 处引起的竖向附加应力：由于O 点位于基础中心，荷载为梯形荷载，在O 点的竖向附加应力和梯形荷载平均得的均布荷载相等，即可取 p n =(100+200)/2=150kPa 由图可知：l =1m ，b=1m, z=2m 故：l /b=1.0, z/b=2.0查表2-2的附加应力系数为：Ks=0.0840所以，基础甲在O 点以下2m 处引起的竖向附加应力为：kPa p K n s cz 4.501500840.0441=⨯⨯==σ（2）乙基础在O 点下2m 处引起的竖向附加应力：(3) O 点下2m 处引起的竖向附加应力：kPa z z z 78.5138.14.5021=+=+=σσσ[2-4]解：（1）kPa h ni i i czM 861104191=⨯+⨯==∑=γσkPa h ni i i czN 5.11135.81104191=⨯+⨯+⨯==∑=γσ（2）求偏心距：5.383.3⨯-⨯=⋅h v v F F x Fm F F F F F x v h v h v 605.25.3100035083.35.383.35.383.3=⨯-=⨯-=⨯-⨯=所以，偏心距m bm x b e 0.16395.0605.2262=<=-=-=求基底压力：kPa b e b F p p v ⎩⎨⎧=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯±⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛±=⎭⎬⎫8.1005.2326395.0616100061min max 求基底净压力：kPa d p p 5.1942195.2320max max =⨯-=-='γ kPa d p p 8.622198.1000min min =⨯-=-='γ求附加应力：kPa p p n 8.62min ==； kPa p p p t 7.1318.625.194min max =-='-=第3章 土的渗透性[3-1] 已知：A ＝120cm 2，ΔH ＝50cm ，L=30cm ，t ＝10S ，Q=150cm 3，求k 。
解：s cm L HAt Q i vk /075.0305010120150=⨯=∆==[3-5] 已知：3/6.17m kN ＝砂γ,3/6.19m kN sat ＝砂γ,3/6.20m kN sat ＝粘γ,地下水位以上砂土层厚h 1=1.5m ，地下水位以下砂土层厚h 2=1.5m ，粘土层厚h 3=3.0m 。
解：由图可知，粘土层顶面测压管水位为m h 5.435.11=+='（以粘土层底面作为高程计算零点）；粘土层底面测压管水位为m h 0.935.15.132=+++='（1） 粘土层应力计算： 粘土层顶面应力：总应力：kPa h h sat 8.555.16.195.16.17211=⨯+⨯=+=砂砂γγσ孔隙水应力：kPa h h u w 0.15)35.4(10)(311=-⨯=-'=γ 有效应力：kPa u 8.400.158.55111=-=-='σσ粘土层底面应力：总应力：kPa h h h sat sat 6.11736.205.16.195.16.173212=⨯+⨯+⨯=++=粘砂砂γγγσ孔隙水应力：kPa h u w 0.900.91022=⨯='=γ 有效应力：kPa u 6.270.906.117222=-=-='σσ（2） 要使粘土层发生流土，则粘土层底面的有效应力应为零，即k P a u 0222=-='σσkPa u 117.622＝σ=所以，粘土层底面的测压管水头高度应为，m uh w76.1122=="γ则，粘土层底面的承压水头应高出地面为 11.76-6.0=5.76m 。
第4章 土的压缩与固结[4-1]解：(1)由l/b=18/6=3.0<10可知，属于空间问题，且为中心荷载，所以基底压力为kPa b l P p 10061810800=⨯=⨯=基底净压力为kPa d p p n 35.715.11.191000=⨯-=-=γ(2) 因为是均质粘土，且地下水位在基底下1.5m 处，取第1分层厚度为H 1=1.5m ，其他分层厚度H i =3.0m （i>1）。
(3) 求各分层点的自重应力（详见表1） (4) 求各分层点的竖向附加应力（详见表1）由表1可知，在第4计算点处2.014.0/<=cz z σσ，所以，取压缩层厚度为10.5m 。
(6) 计算各分层的平均自重应力和平均附加应力（详见表2）。
(7) 由图4-29根据czi i p σ=1和zi czi i p σσ+=2分别查取初始孔隙比e 1i 和压缩稳定后的孔隙比e 2i （结果见表2）。
cmH e e e S i i i i i 63.39300)0237.00292.00460.0(96.9300771.01729.0771.0 814.01761.0814.0871.01785.0871.0150928.01800.0928.0141121=⨯+++=⨯⎪⎭⎫+-+ ⎝⎛+-++-+⨯+-=+-=∑=[4-4] 解：(1) cm pH e S v37.16600222022897.0124000.011=⨯+⨯+=∆+=α(2) 已知cm S t 12=，最终沉降量cm S 37.16=，则固结度为73.037.1612===S S U t 粘土层的附加应力系数为梯形分布，其参数96.0228220=="'=zz σσα由U 及α值，从图4-26查得时间因数T v =0.48， 粘土层的固结系数为 ()()a cm e k C wv v /1064.110.0104.297.010.212541⨯=⨯⨯+⨯=+=-γα 则沉降达12cm 所需要的时间为a C H T t v v 05.11064.160048.0522=⨯⨯==[4-5] 解：(1) 求粘土层的固结系数已知试样厚度2cm ，固结度达60%所需时间8min ，附加应力分布参数α=1，从图4-26查得时间因数T v =0.31，则固结系数为a cm t H T C v v /1004.2365246080.131.02422⨯=÷÷÷⨯== (2) 求粘土层的固结度达80%时所需的时间附加应力分布参数α=1，从图4-26查得固结度达80%时的时间因数T v =0.59，则所需时间为a C H T t v v 81.11004.225059.0422=⨯⨯==第5章 土的抗剪强度[5-3] 已知kPa c 0='， 03='ϕ，kPa 4501=σ，kPa 0153=σ，kPa u 50=解：计算点的有效应力状态为kPa u 4005045011=-=-='σσkPa u 1005015033=-=-='σσkPakPa c f 400300 020345tan 100 245tan 2245tan 2231<=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛'+⋅'+⎪⎭⎫ ⎝⎛'+⋅'=' ϕϕσσ 所以，计算点已破坏。