最新清华大学版土力学课后答案资料Word格式.docx
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P=
Vs
叫斗2^!
伽
Vw10.81
=19.4KN/m3
d_VsVw1.81
2.73
1.48g/cm
d=讥=14.8KN/m3
十0.81
乙:
Ip=Wl—Wp=8
设Vs=1贝yms」sVs=2.68g
mw=msw=2.68*22%=0.4796g则VV=0.4796cm3
d
ms+mw2.68+0.47963
--2.14g/cm
VsVV10.4796
巾=2.14*10-21.4KN/m
2.683
1.84g/cm
VsVw1.4796
d=6g=1.84*10=18.4KN/m
Vve=
=0.4796
d甲：
d乙ep-e乙
则
（1）、（4）正确
1-5:
GP
打二注亠则
1e
Gs；
w
Pd
2.7*1
1.70
一1=0.59
wGs
Srs
e
22%*2.7
0.59
=185%
所以该料场的土料不适合筑坝，建议翻晒，使其含水率降低
1-6:
Dr
'
dmin
dmax
-：
dmin
式中Dr=0.7'
dmax^1.96g/cm「dmin=1.4©
dm
则可得：
订=1.78g/cm3
1-7：
设S=1，则Vs二Sh=h
则压缩后：
ms=VsGs=2.7hmw=msW=2.7*28%贝UVw二导=2.7h*28%
VsVw=2.7h*28%h=1.95贝U1.11cm
.hv=2.0-1.11=0.89cme巴上二哎j.8
Vsh1.11
1-8：
Il二WE
45-25
=1.33
流塑状态
W[__Wp
40-25
W_Wp
乙：
1l
20-25
二-0.33
坚硬（半固态）
Wl—Wp
1p=wl-Wp=15
属于粉质粘土（中液限粘质土）
乙土较适合作天然地基
1-9:
…1囲
53-36
0.31：
0.75
属非活性粘土
R1002甲
55
A乙
70-35
1.31.25
属活性粘土
p
0.002乙
27
乙土活动性高，可能为伊利石，及少量的高岭石，工程性质乙土的可能较
第二章
2-1解：
根据渗流连续原理，流经三种土样的渗透速度V应相等，即Va=Vb=VC
根据达西定律，得：
Ra戲A=弘卫B=RC玉
LaLbLc
二hA：
=hB:
-hC=1:
2:
4
又：
•：
hA亠：
、hB亠；
hC=35cm..■:
hA=5cm,-：
hB=10cm,.：
hC=20cm
也hA-3
V=kAA=1*10cm/s
V加水
=V*A*t=0.1cm
2-2解:
cr
Gs-12.70-1
1e"
10.58
=1.076
2-3解:
（1）土样单位体积所受的渗透力
△h20
“1*「w!
-1*9.8*3T6.53N
（2）icr
Gs-1
2.72-1
10.63
=1.055
20-0.667
30
Ti<
icr则土体处于稳定状态，不会发生流土现象
（3）当i•icr时，会发生流土破坏,
即hicr时
hL*icr=30*1.055=31.65cm
水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏
2-4解:
（1）hA=6m,hC=7.5m,hB=也hc=6.75m
2
r*Ah
j=rw*iw3.675kN/m3
（2）若要保持水深1m，ih=0.625
L
而Q=Akv=20*10*1.5*10‘*0.625=1.875*10^m3/s
故单位时间内抽水量为1.875*10Jm3/s
2-5:
解:
sat
Gse
I
而icr
Gs—1
-icr
Gse-（1e）
Gs
又*■'
sat粘土■isat砂层，
故只考虑?
sa粘土就可以
G二爲粘土-1=2.04-1=1.04g/cm
h7.5-（h3）4.5-h
乂*icr'
L33
则h_1.38
故开挖深度为6m时，基坑中水深至少1.38m才能防止发生流土现象
2-6:
解：
（1）地基中渗透流速最大的不为在等势线最密集处，故在第二根流线上
■:
h0.267
L_0.667
（5-1）m
16-1
=0.267m
=0.4
v二ki=1T03*0.4=4*104cm/s
（2）
h
0.267
2.5
=0.1068
「sat-1=2-1=1
则i均<
icr故地基土处于稳定状态
（3）q=M=Mk：
h=5*1*10*0.267-1.335*10^m2/s
2-7:
（1）：
H=3.6m,：
hH=^=0.257m
1414
q二M：
q二Mk巾=6*1.8*10'
*0.257=2.776*104m3/^1.666*10^m3/min
r
185
-11=0.888
9.8
:
h_0.257
L0.5
=0.514，故i：
icr,
不可能发生流土破坏
icr0.888
i0.514
=1.73
第三章土体中的应力计算
3-1:
41.0m：
；
「s1=1H1=1.70*10*3=51kpa
40.0m：
二s2=：
s12H2=51（1.90—1.0）*10*1
二60kpa
38.0m：
二s3-；
「s23H3=60（1.85—1.0）*10*2
=77kpa
35.0m：
64=；
「s34H4=77（2.0-1.0）*10*3
=107kpa
水位降低到35.0m
二si=51kpa
二S2Y「s12H2=511.90*10*1=70kpa
二s3=；
「s23H3=701.85*10*1=88.5kpa
二s4-；
「s34H4=88.51.82*10*3-143.1kpa
3-2：
偏心受压:
e二0.2m
Pmax
p6e
料1『
7006*0.2
（1）=78.4kN
1010
pmin=61.6kN
z（m）
n=z/B
均布何载
p=
61.6
三角形荷载
16.8
水平附加应力
总附加应力T（kPa）
K
CT
T
0.1
0.01
0.999
61.5384
0.5
8.4
69.9384
1
0.1:
0.997
61.4152
0.498
8.3664
69.7816
0.2
0.978
60.2448
68.6112
4
0.4
0.881
54.2696
0.441
7.4088
61.6784
6
0.6:
0.756
46.5696
0.378
6.3504
52.92
8
0.8「
0.642
39.5472
0.321
5.3928
44.94
10
0.549
33.8184
0.275
4.62
38.4384
12
1.2
0.478
29.4448
0.239
4.0152
33.46
14
1.4「
0.42
25.872
0.21
3.528
29.4
20
0.306
18.8496
0.153
2.5704
21.42
由于是中点，故
Hsin一：
匚'
J
-1.097
3-3:
（1）
可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加
m=L,nZ，查表得K，匚zo=2K*；
「
BB
可将该题视为求解条形基础中线下附加应力分布，上部荷载为50kN/m2的均布荷载与100kN/m2的三角形荷载叠加而成。
3-4：
只考虑B的影响：
用角点法可分为4部分，
m<
i=—1=1.5,n-i—=0.5，得K1=0.2373
B1B1
L2z
m2—=3,n21，得K2=0.2034
B2B2
m3=―3=2,n3—=1，得K3=0.1999
B3B3
m44=1,n41，得K4=0.1752
B4B4
cz=（&
-K2-K3K4）；
「=2.76kN/m2
只考虑A:
为三角形荷载与均布荷载叠加
m=1,n=1,K1=0.1752,；
二1=心匚1=0.1752*100=17.52kN/m
K2=0.0666,5=心「2=0.066*100=6.6kN/m2
二z=；
z1；
「Z2=24.12kN/m2
贝卜二z总=2.7624.12=26.88kN/m2
3-6：
（1）不考虑毛纟田管升咼:
深度z（m
（T（kN/m2）
u（kN/m2）
（T/（kN/m2）
16.8*0.5=8.4
16.8*2=33.6
33.6
33.6+19.4*2=72.4
2*9.8=19.6
52.8
8（上）
72.4+20.4*4=154
6*9.8=58.8
95.2
8（下）
10*9.8=98
56
154+19.4*4=231.6
14*9.8=137.2
94.4
（2）毛细管升高1.5m
（T/（kN/m2）
9.8*（-1.5）=（-14.7）
23.1
8.4+19.4*1.5=37.5
37.5
「37.5+19.4*2=76.3
56.7
76.3+20.4*4=157.9
99.1
59.9
157.9+19.4*4=235.5
98.3
3-7:
点号
A
B
19.6+2*20=59.6
5.5*9.8=53.9
5.7
C
59.6+2*20=99.6
7.5*9.8=73.5
26.1
3-8:
试件饱和，则B=1
LUA
可得A「二0.5
c3
♦at
6（1w）
=2g/cm
由图可知，未加载前M点总应力为：
竖直向：
—=：
砂二粉粘八砂H「粉粘H2=1.8*10*22*10*3=96kN/m
孔隙水压力为：
m=wH2=1.0*10*3=30kN/m2
有效应力：
门-；
「-u=66kN/m2
水平向：
二X1二K°
c=0.6*66=39.6kN/m
22
ux1=山=30kN/m，二x1=ux1；
「x1=69.6kN/m
⑵加荷后，M点的竖直向附加应力为：
二二Ksp=0.5*100=50kN/m2
水平向附加应力为：
「x=03、=0.3*50=15kN/m2
在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：
6=：
16=9650=146kN/m
u2=5二=3050=80kN/m
二2=；
一2-u2=146-80=66kN/m
.：
p（「：
「z亠3x）=0.8
q（-'
「x）=0.2.：
「z
=0.25
第四章
4-1:
试验结束时，e=W^=°
.278*2.7二0.7506Sr1
此过程中，土样变化s=2.0-1.98二0.02cm
初始孔隙比
es/H0
一1-s/H0
0.75060.02/2.0
0.768
1-0.02/2.0
ss
孔隙比—轴帚0.76…1°
.768）*矿0.768』884s
当G=200kPa时,
s=2.0—1.990=0.01cm，
8=0.768-0.884*0.01=0.7592
当6=300kPa时，®
=2.0-1.970=0.03cm，©
=0.768-0.884*0.03=0.7415
=0.18MPa
■：
e0.7592-0.7415
Act-100
4-4：
（1）两基础中心点沉降量不相同
（2）通过调整两基础的H和B，可使两基础的沉降量相近
调整方案有：
方案一：
增大
B2使B22B1，则附加应力p©
：
p0甲
而Ksz乙-Ksz甲，故可能有；
二乙二P。
乙Ksz乙方案二：
使B2=B1，则K：
乙工Ksz甲，即增加H1或减小H2
方案三：
增大B2，使B<
|:
&
:
2B1，同时，减小H2或增大H1
（3）方案三较好，省原料，方便施工
4—5:
（1）t=0，t=4个月，t=无穷大时土层中超静水压力沿深度分布如图所示:
（2）由图可知4个月时Ut:
45.3%
=—*0.4532
Cv
=0.161
TvH
t
39.22m/年
当Ut=90%时，Tv=—0.933lg（1-Ut）-0.085=0.933lg0.1-0.085=0.848
T°
H
0.848*92
39.22
-1.75年
4-6:
（1）S丄AH=°
.25MPa*240kN/m2*10m=0.33m00i+q1+0.8
C“k（Li^二2.°
cm/年*「83二I4.69m2/年
aw0.25MPa*9.8kN/m3
Tv=C2tJ4.69m!
年*1年=0.1469
H2
100m2
Ut
IT
=0.4359
则St=Ut*S：
--0.142m
（2）当S=0.2m时，
UtSt020.6061
S’0.33
查表有：
Tv=0.293
TvH2_0.392*100m2
Cv-14.69m2/年
故加荷历史2年地面沉降量可达20cm
第五章土的抗剪强度
5-2
由剪破面与大主应力面交角60°
60°
=a=45°
+①12得：
①=30°
由试样达到破坏状态的应力条件：
「1=；
「3tan（45「/2）2ctan（45'
/2）
6=“tan2（45-「/2）-2ctan（45->
C1=500KN/m2
二3=100KN/m2
则c=100/3=57.7KN/m2
法向应力（g匕）/2（g-6）*cos2：
/2=300200*（-0.5）=200kpa
剪应力：
（二1-为*sin2：
/2=200*、,3/2=173kpa
5-3
（1）求该点主应力值
二3二丄X「（\J2=175_85
•F=260kpa
「3=90kpa
（2）该点破坏可能性判断
c=0
Gf『如tan2（45/2）=90*tan2（4515）=270匚伽=260kpa
改用式：
=「mtan2（45-/2）=260*tan2（45-15）=86.677=90kpa
•••该点未剪破
（3）当T值增加至60KN/nf时
Ff=；
3tan2（45/2）=236.7：
271kpa
「3f==1mtan2（45-/2）=271*tan2（45-15）=90.33；
「3m
（5"
-175-96,则二3=79kpa,「=271kpa）
即实际的小主应力低于维持极限平衡状态所要求的小主应力，故土体破坏5-4
（1）绘总应力圆图如下
由图可量得，总应力强度指标：
Ccu=17.5kpa「cu=16
（2）计算有效应力
=；
】-u=145-31=114kpa
=60-'
31=29kpa
2刁"
=228-55=173kpa,；
「3"
=100-55=45kpa
3刁=310-92=218kpa,；
「3=150-92=58kpa
4刁”=401-120=281kpa,；
叮=200-120=80kpa
绘有效应力圆图如下
由图可量得：
c=7.5kpa,=32
（3）破坏主应力线如上图中的虚线表示:
可得a二7kpa,:
二27.4
■=sin」（tan_：
i）=sin」（tan27.4）=31.2
a
cos
7
cos31.2
=8.18kpa
5-5
（1）砾砂粘聚力c=0
7：
-x■7^x2235015022—
二3zx「（zJ221002•（-100）2=250一100、2
2\22
F=250100.2=391.4kpa,；
「3=250-100,2=108.6kpa
•/M点处于极限平衡状态，则
二sin
=sin‘0.5656=34.4
（2）求大主应力方向:
tan2：
100*2,
350-150
5-6
U-厶；
「3■A（G-■:
「3）
5=500.2*85=67kpa
u2=1000.2*83=116.5kpa
u3=1500.2*87=167.4kpa
试件①：
二3-；
3=33kpa,「-；
•]-5=118kpa
试件②：
匚3=；
「3_u2=33.4kpa,「=；
•】-u2=116.4kpa
试件③：
二3-；
「3-u3=32.6kpa,G-「-u3=119.6kpa
5-7解：
由图可知
FFFF
Cu
sin（12cctg）=sin八1?
3ccos
即g'
2CuT
Cu二（Cu；
「3）sin飞cos
_sin二3ccos
△P=P2_P「39+"
*1
p-q坐标上的三轴试验应力路
②d1等于常量，减小
径为:
d3直至试件剪切破坏
，固结同①剪切过程,
d1为常量
第六章挡土结构物上的土压力
6-1：
静止土压力系数：
K0=1—si=0.357
主动土压力系数：
Ka=tan（45-/2）=0.217
被动土压力系数：
Kp二tan（45/2）=4.6
静止土压力：
12
H2K0=80.33kN/m
主动土压力：
Ea=
—H2Ka=48.8kN/m
被动土压力：
EP=
-H2KP=1035kN/m
2P
=20时：
主动土压力系数为:
Ka=0.199
Ea尸
-H2Ka=44.775kN/m
6-2：
（1）Ka二tan2（45-/2）=0.455
Pa二qKazKa-2C.K7=20*0.45518*0.455z-2*16•0.455=8.19z-12.5
z
1.53
5
pa
3.88
12.07
20.26
28.45
36.64
EaPz（H
-z0）
-0.5*36.64*（6
-1.53）=81.9
作用点在z=4.51m处
（3）
z0=1.53m
6-4：
查表得：
Ka=0.236
水位以上土压力：
Pa
二z
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