同济大学-《土质学与土力学》课后习题答案

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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11

2、8.526.513.8340.920.480.98———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wwII土的名称土的状态LPPL13217151.07粉质粘土流塑

3、23820180.72粘土可塑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××

4、410×320.510×=ln−42−32.210××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

5、s土样上的动水力大小及其方向;(2)若土样发生流砂现象,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

6、底面的压力。【解】M2800b4be===0.7,==0.667,因此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)max22N

7、N224000×⇒==p′==205.13()kNmaxKl⎛⎞⎛⎞b433⎜⎟⎜⎟−−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

8、-9,得α=0.093;aGIBE()l3z6对于矩形GICF,==1.5,==3,b2b2查表4-9,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/

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