土力学课后习题答案.doc

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1、1-8有一块体积为60cm3的原状土样，重1.05N,烘干后0.85N。已只土粒比重（相对密度）=2.67。求土的天然重度g、天然含水量、干重度gd、饱和重度gsat、浮重度g’、孔隙比e及饱和度Sr解：分析：由W和V可算得g，由Ws和V可算得gd，加上Gs，共已知3个指标，故题目可解。(1-12)(1-14)注意：1．使用国际单位制；2．gw为已知条件，gw=10kN/m3；3．注意求解顺序，条件具备这先做；4．注意各g的取值范围。1-10某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，使其含水量增至15%，试问每1000kg质量的土料应加多少水解：分析：加水前后Ms不

2、变。于是：加水前：（1）加水后：（2）由（1）得：，代入（2）得：注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg，另外，。1－11用某种土筑堤，土的含水量＝15％，土粒比重Gs＝2.67。分层夯实，每层先填0.5m，其重度等g＝16kN/m3，夯实达到饱和度＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。解：分析：压实前后Ws、Vs、w不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为hs，则压实前后hs不变，于是有：（1）由题给关系，求出：代入（1）式，得：1-9根据式（1—12）的推导方法用土的单元三相简图证明式（1－14）、（1－15）、（1－17）。1-14某砂土的重度＝17kN/

3、m3，含水量w＝8.6%，土粒重度＝26.5kN/m3。其最大孔隙比和最小孔隙比分别为0.842和0.562求该沙土的孔隙比e及相对密实度Dr，并按规范定其密实度。1-14已知：=17kN/m3，w=8.6%，gs=26.5kN/m3，故有：又由给出的最大最小孔隙比求得Dr=0.532，所以由桥规确定该砂土为中密。1－15试证明。试中、、分别相应于emax、e、emin的干容重证：关键是e和gd之间的对应关系：由，需要注意的是公式中的emax和gdmin是对应的，而emin和gdmax是对应的。2-3如图2－16所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1顶面溢出。（1）已土样

4、2底面c－c为基准面，求该面的总水头和静水头;（2）已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%，求b－b面的总水头和静水头；（3）已知土样2的渗透系数为0.05cm/s，求单位时间内土样横截面单位面积的流量；(4 )求土样1的渗透系数。图2－16习题2－3图（单位：cm）2-3如图2-16，本题为定水头实验，水自下而上流过两个土样，相关几何参数列于图中。解：（1）以c-c为基准面，则有：zc=0，hwc=90cm，hc=90cm（2）已知Dhbc=30%´Dhac，而Dhac由图2-16知，为30cm，所以：Dhbc=30%´Dhac=0.3´30=9cm∴hb=hc-Dhbc=90-9=

5、81cm又∵zb=30cm，故hwb=hb-zb=81-30=51cm（3）已知k2=0.05cm/s，q/A=k2i2=k2´Dhbc/L2=0.05´9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s（4）∵i1=Dhab/L1=（Dhac-Dhbc）/L1=（30-9）/30=0.7，而且由连续性条件，q/A=k1i1=k2i2∴k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s2-5如图2－17所示，在5.0m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0m，其下为基岩（不透水）。为测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以10-2m3/s的速率从孔中抽水。在距抽水孔15m和30

6、m处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m和2.5m，试求该砂土的渗透系数。图2－17习题2－5图（单位：m）2-5分析：如图2-17，砂土为透水土层，厚6m，上覆粘土为不透水土层，厚5m，因为粘土层不透水，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即6m。题目又给出了r1=15m，r2=30m，h1=8m，h2=8.5m。解：由达西定律（2-6），，可改写为：带入已知条件，得到：本题的要点在于对过水断面的理解。另外，还有个别同学将ln当作了lg。2-6如图2－18，其中土层渗透系数为5.0×10－2m3/s，其下为不透水层。在该土层内打一半径为0.1

7、2m的钻孔至不透水层，并从孔内抽水。已知抽水前地下水位在不透水层以上10.0m，测得抽水后孔内水位降低了2.0m，抽水的影响半径为70.0m，试问：（1）单位时间的抽水量是多少？（2）若抽水孔水位仍降低2.0，但要求扩大影响，半径应加大还是减小抽水速率？图2－18习题2－6图（单位：m）2-6分析：本题只给出了一个抽水孔，但给出了影响半径和水位的降低幅度，所以仍然可以求解。另外，由于地下水位就在透水土层内，所