2022清华土力学课后习题答案(部分).docx

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1、1-1：已知:则:第一章V=72cm3 m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70m-m 129.1-121.5 / .w = = 6.3%ms 121.5m y=pg=-g=m v =-LPsv121.5*10 = 17.9KN/6 3 722.7=45c才72匕=V-K=72-45 = 27cn?y = n = 二 v- o =1.0*27 + 121.5 士/ *10 = 20.6KN / m/ =-yw = 20.6-10 = 10.6kN / m九=宀=二10 = 16.94V/m3V 72皿 7 九 /1-2：已知:Gs=2.72 设 Vs=lcm3ps = 2.12g

2、/ cm ms = 2.12g=g/g=歹g=-p l=16KN/mms +%y = pg= g =1.72.12 + .7 * 1 * 1 , *10 = 20.1KN/m贝/ = y-7w = 20.1-10 = 10.1KN/m3当 S，=75% 时,mw = pHVvSr = 1.0*0.7*75% = 0.525g%0.525 =2.72*0 =屐 / 才1.71-3：Wj=V = 1.70*103*8*104=13.6*107jtgmw =m=13.6 3。7 * 20% = 2.72 * 1 , 依850001.92*10,m+m. 13,6*107 + 2.72*1071-4：

3、甲：I p =叫Wp = 40-25 = 15设K=1则“ =P,*K =2.7g机”.= 2.7 *30% = 0.81g又因为5, =100%m = i = 0.81Pwms + mw 2.7 + 0.81 , .p = - = 1.94g / cm匕+匕 1 + 0.81/ = pg = 19.4KN / Pd =ms=1.48g/cwK+匕 !-816九=4g = 14.8KN/才Ve = J = 0.81匕乙:0 = % 唧=8设=1则叫=孔=2.68gmw = msw = 2.68 * 22% = 0.4796g则匕=0.4796cw3mK +2.68 + 0.4796 . . .

4、 , 3p =亠匕=2.14g / cm3K+%1 + 0.4796= pg = 2.14*10 = 21.4KN/n?Pd =匕+匕2.68 .3=1.848 / cm 1.4796=Pdg = 1.84*10 = 18.4KN/n?e = % = 0.4796匕为乙则（1）、（4）正确GsPw !Pd2.7*11.701 = 0.59S,=也e22% *2,70.59=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：(Pd - g/minmaxPd maxPd min)Pd式中 Dr=0.7 pdmM = 1.96g / cmy pdmin = 1.46g /c则可得

5、:=1.78g/c才1-7：设 S=l.则K = S/z = 则压缩后：= VSGS = 2.7 mw = msw= 2.1h* 28%则匕= i = 2.728%Pw匕+匕=2.728% + = 1.95 则 h = Acm11V = 2.0-1.11 = 0.89cmK& 0.89K!.111-8：甲:w-wpw. w P45-2540-25= 1.33流塑状态乙:IL33 wL wp 40 25坚硬（半固态）/ = Wi - w = 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：A产=史=。.31 1.25属活性粘土0.002乙乙土活动性高,可能为伊利石,及少量的高岭石,工

6、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=%根据达西定律，得：/=凡强=凡“生 Lb v lchA : Ms :厶 = 1:2:4又A& + 怎 + A/zc = 35cm：.= 5cm, 怎=lOc/n, AAC = 20cmV = kA- = l*lO-icm/s匕川水=V* A*t=O.lcm2-2 解:。2“0761 + e 1 + 0.582-3 解:(1) 土样单位体积所受的渗透， =半=9.8改=6.53可空! = 2 = 1.0551 + e 1 + 0.63而=0.667时,会发生流土破坏，即时人L*=30*1.055 = 31

7、.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 = 1.5m, hH = += 6.15mrK*i = =3.615kN / m3(2)若要保持水深Im, z = = 0.625 L而 Q = 43 = 20*10*1.5*10-8 *0.625 = 1.875*10%3/5故单位时间内抽水量为1.875 * 106mS/ 52-5：解:PsatG$ +e 7774色上,而旦1 + e1 + e. G +e-(l + e) G +e*= l + e=77r-1 二 又2m粘土 =fr L 33则之1.38故开挖深度为6m时,基坑中水深至少1.38

8、m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=0.267加 Mi A/ (5-l)wAn =N n-16-1AA L0.267 , = 0.40.667 v =)tz = l*103*0.4 = 4*104cn2/50.2672.5= 0.1068则 故地基土处于稳定状态(3)4= MM = MWz = 5*1炉*0.267 = 1.335*10*2/62-7：解:(1) A/ = 3.6m, A/i = = 0.257/w1414q = MAq = MkAh = 6*1.8*10 4 *0.257 = 2.776* 10*/n3 /s =

9、 1.666* 10 2m3 / min(2) i = = -l = -1 = 0.888 49.8，=竺= = 0.514,故，1,不可能发生流土破坏 L 0.5尘=”熒宀73 i 0.514第三章土体中的应计算3-1!解:41.0m:。=%” =1.70*10*3 = 51 。40.0m:00=5i +%H- =51 + (1.90-1.0)*10*1 = 60kpa38.0m： as3 = 42 +/3H3 =60 + (1.85-1.0)*10*2 = 77kpa35.0m： %=% + %/ = 77 + (2.0-1.0)* 10*3 = 107S。 水位降低到35.0m41.0m

10、： (rsi = 5 kpa 40.0m： (ts2 =+2H2 =51 + 1.90*10*1 = lOkpa38.0m:=(js2 += 70 + 1.85*10*1 = 88.5&p。35.0m： er” = crs3 + /4/4 =88.5 + 1.82*10*3 = 143.1。3-2：解:偏心受压: = 0.2/=1 + %)=(1 +咏)=78.4 pmin =6l.6kN由于是中点故爷嶽竽。?z(m)n=z/B均布荷载 p=61.6三角形荷载 P16.8水平附加 应总附加应 (kPa)K0K00. 10. 010. 99961.53840.58.4069.938410. 10

11、. 99761.41520. 4988. 3664069.781620.20. 97860.24480. 4988. 3664068.611240.40. 88154.26960. 4417. 4088061.678460.60. 75646.56960. 3786. 3504052.9280.80. 64239.54720. 3215. 3928044. 941010. 54933.81840.2754. 62038.4384121.20. 47829.44480. 2394.0152033. 46141.40. 4225.8720.213. 528029.42020. 30618. 849

12、60. 1532. 5704021.423-3!解:(1)可将矩形分为上下两部分,则为2者叠加m =,查表得 K, ct = 260kpa改用式：b3 f “而 tan2(45 。/ 2) = 26 tan2(45-15) = 86.67 % = 90kpa.该点未剪破(3)当!值增加至60KN/m2时crlz = cr3 tan2 (45 +。/ 2) = 236.7 0(cr/ = 175 96,则 % = 79kpe1,0 = 271 S。)即实际的小主应低于维持极限平衡状态所要求的小主应,故土体破坏5-4解:(1)绘总应圆图如下由图可量得,总应强度指标：,=17.5。,。,“=16。（

13、2）计算有效应 =(T = 145 - 31 = 114 pacr/ =60-31 = 29kpa= 228-55 = 173切a, b； = 1 55 = 45S。(3)=310-92 = 218kpa, =150-92 = 58切。 cr： = 401 -120 = 281切a, b； = 200 -120 = 80g 绘有效应圆图如下由图可量得:=7.5切。,。=32(3)破坏主应线如上图中的虚线表示:可得。=Ikpa, a = 27.40=sin-1 (tan a) = sin1 (tan 27.4) = 31.2c = 8.18kpacos。 cos 31.25-5解:（1）砾砂粘聚

14、c=0CT； =、巴)2 + 2? = 35。;150 y3 +(-100)2 =2501 拒a, =250+100底=391.4切a, CT? =250-100夜=108.6。；M点处于极限平衡状态,则0 = sin-1 ,二 2士 = sin-10.5656 = 34.4 CT1+CT3（2）求大主应方向:Ttan 2a =100*2,=1q f 350-150 5加= 45, a = 22.5。由于破裂面与最大主应面成45 +/2的夹角,故:=。+ 45 +。/ 2 = 22.5+45 + 34.4/ 2 = 84.7滑裂面通过M点的方向如图:5-6解: = / +A（b| -3）% =

15、50+ 0.2 *85 = 67S。u2 =100 + 0.2*83 = 116.5“3 =150 + 0.2*87 = 167.4%试件： = O3 u = 33kpe!、0:=?一 = 118kpa试件：b； =% =33.4切a,巧 =0=116.4。试件：c3 = 4 - = 32.6。,b；=巧一 = 119.6。5-7解:由图可知， ， ， ，Cu = sin“产 2 + crctg（p） = sind* + cos“VC 二“2即 a： = 2Cm + b；Cu = （CM + b；） sin “ + cr cos4C _ sin “er： + cr cos “ 一sin 放,5

16、-10解:。3等于常量,增大。1直至试件剪切破坏当开始固结p = 0上至=込=3,4= = 0当开始剪切时,。3等于常量尸=山!曳222 1cr, cr, + Act. 5 一 d 1=% -0 =1一一-=2ap-q坐标上的三轴试验应路径为:。I等于常量,减小。3直至试件剪切破坏,固结同剪切过程,。|为常量第六章挡土结构物上的土压6-1 t解:静止土压系数:=1 - sin “ = 0.357主动土压系数：=tan2(45-/2) = 0.217被动土压系数：0,= tai? (45。+ /2) = 4.6静止土压：Eo=yH2KQ=SO.33kN/m主动土压：E=-yH2K=4S.SkN/

17、m2被动土压：E=-yH2K=035kN/m p 2 p5 = 20。时：主动土压系数为：K4 =0.199主动土压：E=-yH2K =44.775他/加 26-2：解：(1) K =tan2(45-/2) = 0.455 pa =qK“+yzK“-2cQK“ = 20*0.455+ 18*0.455z-2 *16。0.455 =8.19z-12.5636. 64z011.532345pa0003.8812.0720.2628.45(2)=丄2( z0) = 0.5 * 36.64 *(6-1.53) = 81.9作用点在z=4.51 m处(3)z0 = 1.53m6-4：解：查表得:=0.2

18、36水位以上土压:pa = yzKa水位以下土压:pa = yz-1.5)Ka + yHKa结果如下:z011.52345pa04.2486.3727.6710.26612.86215.458主动土压分布图水压:pw = yw(z-Ht)结果如下:z1.523pw05154525356-5:解:K _cos2 （。- a）2 * /sin（0 +）*sin（。）cos a*cos（a +）*1+ 一-1y cos（a + 5） * cos（a 一 0）1八耳,=“+的=278.142方向与水平向呈64度角,指向墙背:作用点为梯形面积重心第七章土坡稳定分析7-1!解:渗流出段内水流的方向平行于地

19、面故 =0i = tan a = 0.364土坡的稳定安全系数匸/V cos a - yjV sin(a - 6) tan 0rs = U. /jjyV sin a+ywiV cos(a0)7-2：解:从无限长坡中截取单宽土柱进行稳定分析,单宽土柱的安全系数与全坡相同土柱重量:W = yH沿基面滑动：T = Wsina沿基面抗滑:R = Wcos a tan(/)粘性土的粘聚:Fc=c*l = cb/cosaF R + Ft. W cosa tan + cb/cosaS TWsina又6=1.0,则” =7.224根7-3：解：ysat = a0 + )* g = 19.3 l&N / 1 +

20、e.A/z btana . i =sin a = 0.342As /cosaJ = Aj = HyJ = 9.8*4*0.342 = 13.41M安全系数:尸 /”cosatanE =097 yH sina + J8-1!解:(1)基础宽度、基础埋深和粘聚同时增加1倍时,地基的承载力也增加1 倍,地基的承载力随基础宽度、基础埋深和粘聚成倍增长,随着内摩擦 角的增加，Nr, Nq, Nc增加很大,承载力也增大很多。(2)对砂土地基,其c=0,这时基础的埋深对极限承载起重要作用,若此时 基础埋深太浅(D3.14* erg 250N,. =-= o.o /7T/5吆0一g +。 c 氏 25。 3.

21、14/2 +上2 6 =1 += 1 + N/ = 4.11爾放+07 1n1 erN = 1.56r（7）2 ， ） 4 加。一。N =-= 2.07心 3 丄兀13Ctg/）- + （/）（3）求,生 43Pc, = y（）DNq + cN, = 17.5 * 1.5 * 4.11 +15 * 6.67 = 208.18 / nfR =* N , + P = - * 9.41 * 3 * 1.56 + 208.18 = 230.20 / m1:2 吗）5 2P、=N , +P = - * 9.41 * 3 * 2.07 + 208.18 = 237.40AJV / m232 心“2按普朗德

22、尔理论:& =（45 +侬=岀2（45。+苦）/叱=0 662 = （%-1）见25 = 20.7Pu = q&+ c叫=%DNq + c叫=17.54* 1.5 * 10.66 + 15* 20.7 = 590.96W / m2 yB按太沙基理论:Pu =-Nr + cNc+ qNq查图 8-18 有:Nr=4.5,N,=26.0,N=13.0=0.5 * 9.41 * 3 * 4.5 +15 * 26.0 +17.54 *1.5*13.0 = 795.55 Im24 4） P. =gBN,S4 + qNqSqdq +cN,S4NB 13 0*35 .=l +- = 1+2 = 1.1875

23、c NCL 26.0*85g=1 + 火。=1 + 火 25 = 1.1749 L5 =1-0.4-= 1-0.4*-= 0.85r L8d, =1 + 0.4= 1 + 04= 1.2L84=1+2 火 0(1 sin。尸 = 1 + 2 火 25。(1sin 25)2 = 1.155B34 = ioNq =吆2(45。+。/ 2)e麒=10.662=(&-1)爾。=20.7N, = 1.8(M-1)。= 8.11代入得=920.36左N/(1) t=o, t个月，t=无穷大时土层中超静水压沿深度分布如图所示:(2)由图可知4个月时U, 2 45.3%T,=-U = 0.4532 =0.161V 4 r 4G=-i = 39.22才/年当U, =90%时，Tv = -0.933lg( 1 -1/,)-0.085 = 0.9331g0.1 -0.085 = 0.848T.H1 2 0.848 *92 (工 t = = 1.75 年