土质学与土力学课后习题答案.doc

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、
2、
四、计算题
1、w=
r=

2、
土样号

（kN/m3）
Gs
（%）

（kN/m3）
e
n
Sr（%）
体积（cm3）
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
19.0
2.74
31.0
14.5
0.89
0.47
95.7
10.0
0.19
0.145
3、
土样号

IP
IL
土的名称
土的状态
1
31
17
14
1.29
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
33
18
15
1.13
低液限黏土
流塑
4、

5、
土样号
（%）
（%）
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
4
75
30
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）

（2）
粉质粘土
2、（1）
方向向上
（2）设

3、

将会产生流沙现象。
4、（1）由和可得：.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）

。不会产生流沙现象。
（3）减少
5、

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：。第二层黏土的,故认为黏土层受到水的浮力作用。
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：
B点：
C点：
D点：
应力分布图略。
2、解： 呈梯形分布

基础底面的压力为（71.4330.61）
3、解：方法一：
应力系数计算结果
编号
荷载分布面积

1

1
0
0.159
2

1.5
2
0.060
故得G点下深度3m处的竖向应力

方法二：
应力系数计算结果
编号
荷载分布面积

1

1
0
0.159
2

1.5
2.5
0.041
3

1.5
-1.5
0.020
故得G点下深度3m处的竖向应力

4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（）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，则M点产生的竖向应力可用角点法计算，即

各块面积应力系数，列于表中。
应力系数计算结果
编号
荷载作用面积

1

1
3
0.045
2

4
3
0.093
3

2
1.5
0.156
4

2
3
0.073

（2）荷载分布图形叠加计算
上述角点法求得的应力是均布荷载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，作用在矩形面积（）及（）上，并且O点在荷载零处。因此它对M点引起的竖向应力是两块矩形面积三角形分布荷载引起的应力之和。即

应力系数计算结果
编号
荷载作用面积

1

1
3
0.021
2

4
3
0.045
3

2
1.5
0.069
4

0.5
1.5
0.032
2）三角形分布荷载（CFE），其最大值为（），作用在矩形面积（）和（）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

最后叠加求得三角形分布荷载（ABC）对M点产生的竖向应力为

5、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
，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
重度

0
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
3
8.0
8.4
67.2
105.7
（2） 附加应力计算
基地压力
基地处的附加应力
由式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。
附加应力计算结果
计算点

0
0
0
4
1.000
51.3
1
0.2
0.1
4
0.989
50.7
2
2.0
1.0
4
0.540
27.7
3
10.0
5.0
4
0.067
3.4
第五章 土的压缩性与地基沉降计算
一、 选择题
1、A 2、A 3、B 4、A 5、B
二、 简答题（略）
三、计算题
1 解：（1）孔隙比
含水率
初始孔隙比
对应的孔隙比
对应的孔隙比
（2）压缩系数和压缩模量

压缩模量
因。
2 解：（1）土样1
压缩系数
压缩模量
因
（2）土样2
压缩系数
压缩模量
因为
土样的压缩曲线如图所示：

3 解：基础底面积：
基底总应力：
基底自重应力：
基底附加压力：
第二层上自重应力：
第二层下自重应力：
第二层上附加应力：根据 所以

第二层下附加应力：根据 所以

自重应力平均值
附加应力平均值
该层的最终沉降量：
4（略）
5解：（1）前期固结压力
将表中值换算成后，以为横坐标，为纵坐标，作图得前期固结压力所对应的点为，还原压力为（参考）
（2）压缩指数
由曲线可得：
（3）黏土层最终沉降量

6 解：（1）加荷半年后地基的沉降

半年后的沉降为：
（2）黏土层达到60%固结度所需时间
得
由得

第六章 土的抗剪强度
一、选择题
1、C 2、C 3、A 4、B 5、C 6、C
二、简答题（略）
三、计算题
1解：最大剪应力面与大主应力的夹角是45°
剪切破坏面与最大剪应力面的夹角为：
2解：假定土样处于极限平衡状态时，
大主应力为：
即土样发生剪切破坏时大主应力为 435.36kPa。
3解：假定土样处于极限平衡状态时，
大主应力为：
对比判断：
即该土样处于弹性平衡状态，没有发生剪切破坏。
4解：由题意知，
5解：由题意知，
有效应力
即有效大主应力为：
剪切面的抗剪强度：
莫尔应力圆直径为：
最大主应力为：
当c=0时，破坏时总应力强度参数为：
则有：，即
第七章 土压力理论
一、填空题
1静止土压力、主动土压力、被动土压力
2挡土墙和滑动土契体视为刚体、墙后填土为无粘性砂土、滑裂面是通过墙角的两个平面
3库尔曼图解法
4大 、小
二、选择题
1、B 2、A 3、B 4、A 5、C 6、C 7、A
三、判断题
1 对 2 错 3 错 4 对 5 错
四、简答题（略）
五、计算题
1 解：由题意知，
墙顶处主动土压力：
墙底处主动土压力：
临界深度：
总主动土压力：
作用点处于距墙底面处
2 解：根据
查表得
土压力强度沿墙高成三角形分布，墙底处

由
土压力作用点在离墙底作用指向墙背。
3 解：由题意知，
墙顶处主动土压力：
墙底处主动土压力：
临界深度：
总主动土压力：
作用点处于距墙底面处
4 解：由题意知，

墙顶处主动土压力：
分层处以上主动土压力：
分层处以下主动土压力：
墙底处主动土压力：
总主动土压力：
作用点处于距墙底面处
5 解：由题意知，
墙顶处主动土压力：
分层处以上主动土压力：
分层处以下主动土压力：
地下水位处：
墙底处主动土压力：
总主动土压力：
水压力：
总侧压力：
第八章 土坡的稳定性分析
一、填空题
1、斜坡角度、内摩擦角
2、稳定力矩、滑动力矩
3、坡脚圆、坡面圆、中点圆
二、选择题
1、B,2、A，3、A，4、B D
三、简答题（略）
第九章 地基承载力
一、填空题
1 整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏。
2 载荷试验法、理论计算法、规范法
3 3m、0.5m
4 0.033
5 2m、3m
二、简答题（略）
三、计算题
1解：查表得：

2解：
按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)确定地基容许承载力：
=+
已知基底下持力层为中密粉砂（水下），土的重度应考虑浮力作用，故。由表9-11查得粉砂的容许承载力。由表9-16查得宽度及深度修正系数是：、。基底以上土的重度。由公式(9.38)可得粉砂经过修正提高的容许承载力为：

基底压力：故该地基强度满足。
3解：查表9-2，做内插，

查表9-3做内插，

第十章 土在动荷载作用下的力学性质
一、简答题（略）
二、计算题
1解：根据表10-9的数据，绘制击实曲线，见下图所示。

由图可知，

2.解：

=9
不发生液化。