土质学与土力学作业答案

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1、《土质学与土力学》课后习题答案编写人：贺炜第一章1-1试证明以下关系式γs1）γ=d1+ewnγs()1−2）S=rγnwmgρVgγγVssssss【证明】1）γρ=====gddVVVe1+Venv【证明】2）ne==⇒=Ve11+−n三相草图Vw()wwwγγsw(γγsw)γs(1−n)S====rVenγnvw1−n1-2土样试验数据见表1-17，求表内“空白”项的数值习题1-2的数据表1-17γγγω体积土的重力sd土样号enSr3333(kN/m)(kN/m)(kN/m)%cm湿干118.526.5

2、13.8340.920.480.98———217.327.115.610.40.730.420.39———319.027.114.5310.870.470.97100.190.145418.826.514.1330.880.471.0086.21.621.221-3例题1-2中的4个土样的液限和塑限数据见表1-18，试按《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）将土的定名及其状态填入表中。习题1-3的数据表1-18土样号wLwPIPIL土的名称土的状态13217151.07粉质粘土流塑23820180.72粘土可

3、塑33820180.72粘土可塑43318151粉质粘土软塑第三章3-1将某土样置于渗透仪中进行变水头渗透试验。已知试样的高度l=4.0cm，试样的横断22面面积为32.2cm，变水头测压管面积为1.2cm。当试验经过的时间△t为1小时，测压管的水头高度从h1=320.5cm降至h2=290.3cm，测得的水温T=25℃。试确定：（1）该土样在10℃时的渗透系数k10值；（2）大致判断该土样属于哪一种土。【解】（1）：alh1k=ln25Fth2−−42−21.210××410×320.510×=ln−42−32

4、.210××3600290.310×−8=×4.110()ms/η0.7070.671+25当温度为25℃时，查表3-3得：==0.689η210η25kk=1025η10−8=××4.1100.689−8=×2.8210()ms/−8（2）：查表3-2，k<×510，属于粘土3-2在图3-22所示容器中的土样，受到水的渗流作用。已知土样高度l=4.0m，试样的横23断面面积为25cm，土样的土粒密度ρ=2.6/gcm，孔隙比e=0.800。（1）计算作用在s土样上的动水力大小及其方向；（2）若土样发生流砂现象，

5、其水头差h应是多少？【解】（1）：ΔH0.23GIDww==γγ=×=105()kN/mL0.4方向向上（2）：γsw+eγ2.6100.810×+×3γsat===18.8()kNm/11++e0.8γ18.8satI=−1=−10.88=crγ10whIL==×=cr0.880.40.352(m)第四章4-2图4-38所示桥墩基础，已知基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心的荷载N=4000kN，M=2800kN*m。计算基础底面的压力。【解】M2800b4be===0.7，==0.667，因此

6、e>，此N4000666时p<0，亦即产生拉应力，由于基底与土之间是不能min承受拉应力的，这时产生拉应力部分的基底与土脱开，而不能传递荷载，基底压力将重新分布。重新分布后设基底最大压应力为p′，这时，基底下矩max形面积三角形均布荷载的合力必将与M与N的合力大小相等，方向相反，并且在一条作用线上，因此：bK⎛⎞b−=e（基底下合力与N在一条作用线上）⇒=−Ke3⎜⎟23⎝⎠21NK=×pl′（基底下合力与N大小相等）max22NN224000×⇒==pmax′==205.13()kNKl⎛⎞⎛⎞b433⎜⎟⎜⎟

7、−−el0.710⎝⎠⎝⎠224-3图4-39所示矩形面积（ABCD）上作用均布荷载p=100kPa，试用角点法计算G点下深度6m处M点的竖向应力σz值。【解】l12z6对于矩形GHAB，==1.5，==0.75，b8b8查表4-9，得α=0.2179；aGHAB()l12z6对于矩形GHDF，==4，==2，b3b3查表4-9，得α=0.135；aGHDF()l8z6对于矩形GIBE，==4，==3，b2b2查表4-9，得α=0.093；aGIBE()l3z6对于矩形GICF，==1.5，==3，b2b2查表4

8、-9，得α=0.061；aGIBE()σ=−−+σσσσzzGHAB()()()()zGHDFzGIBEzGICF=−−+×()ααααaGHAB()()()()aGHDFaGIBEaGICFp=−−+×()0.21790.1350.0930.0.061100=5.09()kPa4-5某粉质粘土层位于两砂层之间，如图4-41所示。3已知砂土重度(水上)γ=16.5kNm/