土力学课后习题答案(清华大学出版社)-精选.pdf.pdf

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1、第一章1-1：已知： V=72cm3m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70 则：129.1121.56.3%121.5ssmmwm3333129.1*1017.9/72121.5452.77245271.0*27121.5*1020.6/72sssVssatwVssatsatmggKNmvmVcmVVVcmmVmgggKNmVV3320.61010.6/121.5*1016.9/72satwsdsatdKNmmgKNmV则1-2：已知： Gs=2.72 设 Vs=1cm3则33332.72/2.722.72*1016/1.72.720.7*1*1020.1/1.720.1 101

2、0.1/75%1.0*0.7*75%0.5250.52519.3%2.720.5252.721.sssddsVwwrwwVrwswsg cmmgmggKNmVmVggKNmVKNmmV SgmwmmmggV当S时，3*1019.1/7KNm1-3：3477777331.70*10 *8*1013.6*1013.6*10 *20%2.72*1013.6*102.72*10850001.92*10sdwsswmVkgmm wkgmmVm挖1-4：甲：33334025151*2.72.7*30%0.81100%0.812.70.811.94/10.8119.4/2.71.48/1.8114.8/0.

3、81pLPsssswrwVwswswsdswddvsIwwVmVgmgSmVmmgcmVVgKNmmg cmVVgKNmVeV设则又因为乙：33333812.682.68*22%0.47960.47962.680.47962.14/10.47962.14*1021.4/2.681.84/1.47961.84*1018.4/0.4796pLpsssswsVswsVsdswddVsIwwVmVgmm wgVcmmmgcmVVgKNmmg cmVVgKNmVeV设则则乙甲dd乙甲ee乙甲ppII乙甲则（1） 、 （4）正确1-5：1swdGe则2.7*1110.591.7022%*2.7185%0.

4、59swdsrGewGSe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：minmaxmaxmin()()dddrdddD式中 Dr=0.7 3max1.96/dgcm3m i n1 . 4 6/dgc m则可得：31.78/dg cm1-7：设S=1， 则sVShh则压缩后：2.7sssmV Gh2 . 7* 2 8 %wsmm wh则2.7 *28%wwwmVh2.7 *28%1.95swVVhh则1.11hcm2.01.110.89Vhcm0.890.81.11VVsVheVh1-8：甲：45251.334025pLLpwwIww流塑状态乙：20250.334025pLLp

5、wwIww坚硬（半固态）15pLpIww属于粉质粘土（中液限粘质土）乙土较适合作天然地基1-9：0.00253 360.310.7555pIAP甲甲甲属非活性粘土0.00270351.31.2527pIAP乙乙乙属活性粘土乙土活动性高，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ABCvvv根据达西定律，得：CABABCABChhhRRRLLL:1: 2: 4ABChhh又35ABChhhcm5,10,20ABChcmhcmhcm31*10/AAAhVkcm sL3*t=0.1cmVVA加水2-2 解：12.70 1

6、1.076110.58scrGie2-3 解：（1）土样单位体积所受的渗透力201*1*9.8*6.5330whjrNL（2）12.72 11.055110.63scrGie200.66730hiLcrii则土体处于稳定状态，不会发生流土现象（3）当crii时，会发生流土破坏，crhiL即时*30*1.05531.65crhLicm水头差值为32cm 时就可使土样发生流土破坏2-4 解：（1）6 ,7.5 ,6.752ACACBhhhm hm hm3*3.675/wwrhjrikN ml（2）若要保持水深1m，0.625hiL而86320*10*1.5*10*0.6251.875*10/QAk

7、vms故单位时间内抽水量为631.875*10/ms2-5：解：11sssatwGeGeee，而11scrGie(1)1111sscrsatGeeGeiee又satsat砂层粘土，故只考虑sat粘土就可以312.04 11.04/crsatig cm粘土又7.5(3)4.533crhhhiL则1.38h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(5 1)0.267116 1HHmhmNn0.2670.40.667hiL341*10 *0.44*10/vkicm s（2）0.2670.10682

8、.5hiL均均1211crsati则crii均故地基土处于稳定状态（3）5525*1*10*0.2671.335*10/qMqMkhms2-7：解：（1）3.6Hm，3.60.2571414Hhm443236*1.8*10*0.2572.776*10/1.666*10/ minqMqMkhmsm（2）18.5110.8889.8satcrwwrrirr0.2570.5140.5hiL，故crii，不可能发生流土破坏0.8881.730.514crsiFi第三章土体中的应力计算3-1：解：41.0m：1111.70*10*351sHkpa40.0m：212251(1.901.0)*10*160s

9、sHkpa38.0m：323360(1.851.0)*10*277ssHkpa35.0m：434477(2.01.0)*10*3107ssHkpa水位降低到 35.0m 41.0m：151skpa40.0m：2122511.90*10*170ssHkpa38.0m：3233701.85*10*188.5ssHkpa35.0m：434488.51.82*10*3143.1ssHkpa3-2：解：偏心受压：maxmin0.267006*0.2(1)(1)78.4101061.6empepkNBBpkN由于是中点，故costan1.097sincsHFFHJz(m) n=z/B 均布荷载 p= 61

10、.6 三角形荷载 p 16.8 水平附加应力总附加应力（kPa）K K 0.1 0.01 0.999 61.5384 0.5 8.4 0 69.9384 1 0.1 0.997 61.4152 0.498 8.3664 0 69.7816 2 0.2 0.978 60.2448 0.498 8.3664 0 68.6112 4 0.4 0.881 54.2696 0.441 7.4088 0 61.6784 6 0.6 0.756 46.5696 0.378 6.3504 0 52.92 8 0.8 0.642 39.5472 0.321 5.3928 0 44.94 10 1 0.549 3

11、3.8184 0.275 4.62 0 38.4384 12 1.2 0.478 29.4448 0.239 4.0152 0 33.46 14 1.4 0.42 25.872 0.21 3.528 0 29.4 20 2 0.306 18.8496 0.153 2.5704 0 21.42 3-3：解：（1）可将矩形分为上下两部分，则为2 者叠加,LzmnBB，查表得K，2*zoK（2）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 100 kN/m2的三角形荷载叠加而成。3-4：解：只考虑 B 的影响：用角点法可分为 4 部分, 111111.5,0.5

12、LzmnBB,得10.2373K222223,1LzmnBB，得20.2034K333332,1LzmnBB，得30.1999K444441,1LzmnBB，得40.1752K21234()2.76/zKKKKkN m只考虑 A：为三角形荷载与均布荷载叠加1,1mn, 211110.1752,0.1752*10017.52/zKKkNm222220.0666,0.066*1006.6/zKKkNm21224.12/zzzkNm则22.7624.1226.88/zkN m总3-6：解：（1）不考虑毛细管升高：深度 z（m ）（kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2) 0.5 16.8*0.

13、5=8.4 0 8.4 2 16.8*2=33.6 0 33.6 4 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）72.4+20.4*4=154 10*9.8=98 56 12 154+19.4*4=231.6 14*9.8=137.2 94.4 （2）毛细管升高 1.5m 深度 z（m ）（kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2) 0.5 16.8*0.5=8.4 9.8* （-1.5 ）=（-14.7 ）23.1 2 8.4+19.4*1.5=37.5 0 37.5 4 37.5+

14、19.4*2=76.3 2*9.8=19.6 56.7 8( 上）76.3+20.4*4=157.9 6*9.8=58.8 99.1 8（下）76.3+20.4*4=157.9 10*9.8=98 59.9 12 157.9+19.4*4=235.5 14*9.8=137.2 98.3 3-7：解：点号（kN/m2) u（kN/m2) （kN/m2) A 2*9.8=19.6 2*9.8=19.6 0 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：解：试件饱和，则 B=1 可得1130.5AuA

15、3213()75/AuAkN m则水平向总应力33100/kN m有效应力33225/AukNm竖直向总应力3112150/kNm有效应力31275/AukNm3-10：解：（1）粉质粘土饱和，2.7,26%sGw32.7/sg cm(1)swssssssmmmVV wVw(1)wsswsswwmVVVVVw3(1)2/1ssatswwmg cmVw由图可知，未加载前M 点总应力为：竖直向：21121.8*10*22*10*396/HHkN m砂砂粉粘粉粘孔隙水压力为：2121.0*10*330/wuHkNm有效应力：2166/ukNm水平向：21010.6*6639.6/xKkNm21130

16、/xuukN m，211169.6/xxxukNm(2)加荷后， M 点的竖直向附加应力为：20.5*10050/szK pkNm水平向附加应力为：20.30.3*5015/xzkN m在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：竖直向：2219650146/zkNm221305080/zuukNm22221468066/ukNm水平向：22280/xuukN m22020.6*6639.6/xKkN m2222119.6/xxxukNm（3）土层完全固结后，上部荷载主要由有效应力部分承担竖直向：2319650146/zkN m23130/uukNm2316650116/zkNm水平向：23

17、330/xuukNm23030.6*11669.6/xKkNm233399.6/xxxukN m（4）00.6K，即0.6xz1()0.82zxzp1()0.22zxzq0.25qp第四章4-1：解：试验结束时，0.278*2.70.75061srweS此过程中，土样变化2.0 1.980.02scm初始孔隙比000/0.75060.02/ 2.00.7681/10.02 /2.0es Hes H孔隙比000(1)0.768(10.768)*0.7680.8842.0sseeesH当1200kPa时，12.01.9900.01scm，10.7680.884*0.010.7592e当2300kP

18、a时，12.01.9700.03scm，10.7680.884*0.030.7415e12 30.75920.74150.18100eaMPa4-4：解：（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212BB，则附加应力00pp乙甲而sszzKK乙甲，故可能有sz0zpzK乙乙乙甲方案二：使21BB，则sszzKK乙甲，即增加H1 或减小 H2 方案三：增大B2，使1212BBB,同时，减小H2 或增大 H1 （3）方案三较好，省原料，方便施工45：解：（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

19、图所示：（2）由图可知4 个月时45.3%tU22*0.4530.16144vtTU2239.22/vvT HCmt年当90%tU时，0.933lg(1)0.0850.933lg 0.10.0850.848vtTU2200.848*91.7539.22vT HtC年4-6：解：（1）1210.25*240/*100.3311 0.8aMPaSAHkN mmme213(1)2.0/*1.814.69/0.25*9.8/vwkecmCmaMPakNm年年22214.69/*10.1469100vvCmTtHm年年2()42810.4359vTtUe则*0.142ttSUSm（2）当0.2tSm时，

20、0.20.60610.33ttSUS查表有：0.293vT2220.392*1001.99214.69/vvT HmtCm年年年故加荷历史2 年地面沉降量可达20cm 第五章土的抗剪强度5-2 解：由剪破面与大主应力面交角6060=45+/2 得：=30由试样达到破坏状态的应力条件：213231tan (45/ 2)2 tan(45/ 2)tan (45/ 2)2 tan(45/ 2)cc已知：212321313500/100/100/357.7/:() / 2()*cos 2/ 2300200*(0.5)200KNmKNmcKNmkpa则法向应力13/ 2200*3 / 2173kpa剪应力

21、：（）*sin25-3 解： （1）求该点主应力值22313()175852226090zxzxkpakpa（2）该点破坏可能性判断c=0 22131tan (45/ 2)90*tan (4515 )270260fmmkpa改用式：22313tan (45/ 2)260*tan (4515 )86.6790fmkpa该点未剪破（3）当 值增加至60KN/ m2时21322313tan (45/ 2)236.7271tan (45/ 2)271* tan (4515 )90.33ffmmkpa（33117596,79,271)kpakpa则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

22、土体破坏5-4 解： （1）绘总应力圆图如下由图可量得，总应力强度指标：17.5,16cucuCkpa（2）计算有效应力11314531114603129ukpakpa1322855173,1005545kpakpa1331092218,1509258kpakpa13401 120281,200 12080kpakpa绘有效应力圆图如下由图可量得：7.5,32ckpa（3）破坏主应力线如上图中的虚线表示：可得7,27.4akpa11sin(tan)sin(tan 27.4 )31.278.18coscos31.2ackpa5-5 解： （1）砾砂粘聚力c=0 22223350150()2100

23、( 100)2501002222zxzx13250 100 2391.4,250 100 2108.6kpakpaM 点处于极限平衡状态，则111313sinsin0.565634.4（2）求大主应力方向：100*2tan21350 1502zx245 ,22.5由于破裂面与最大主应力面成45+ /2 的夹角，故：45/222.54534.4 / 284.7滑裂面通过M 点的方向如图：5-6 解：313()uA123500.2*85671000.2*83116.51500.2*87167.4ukpaukpaukpa试件：33111133,118ukpaukpa试件：33211233.4,116

24、.4ukpaukpa试件：33311332.6,119.6ukpaukpa5-7 解：由图可知1313sin()sin*cos22uCcctgc132uC即132uC3()sincosuuCCc3sincos1 sinucC5-10 解： 3等于常量，增大1直至试件剪切破坏当开始固结1331332,0222Pq当开始剪切时，3等于常量311132111311321112221222PPPqqqp-q 坐标上的三轴试验应力路径为： 1等于常量，减小3直至试件剪切破坏，固结同剪切过程，1为常量第六章挡土结构物上的土压力6-1：解：静止土压力系数：01sin0.357K主动土压力系数：2tan (4

25、5/ 2)0.217aK被动土压力系数：2tan (45/ 2)4.6pK静止土压力：200180.33/2EH KkN m主动土压力：2148.8/2aaEH KkN m被动土压力：211035/2ppEH KkN m20 时：主动土压力系数为：0.199aK主动土压力：2144.775/2aaEH KkN m6-2：解：（1）2tan (45/ 2)0.455aK220*0.45518*0.4552*160.4558.1912.5aaaapqKzKc Kzzz 0 1 1.53 2 3 4 5 6 pa 0 0 0 3.88 12.07 20.26 28.45 36.64 （2）01()0

26、.5*36.64*(61.53)81.92azEpHz作用点在z=4.51m 处（3）01.53zm6-4：解：查表得：0.236aK水位以上土压力：aapzK水位以下土压力：1(1.5)aaapzKH K结果如下：z 0 1 1.5 2 3 4 5 pa 0 4.248 6.372 7.67 10.266 12.862 15.458 04.2486.3727.6710.26612.86215.458-6-5-4-3-2-100510152005152535-6-5-4-3-2-10010203040主动土压力分布图水压力分布图水压力：1()wwpzH结果如下：z 1.5 2 3 4 5 pw

27、 0 5 15 25 35 6-5：解：222cos ()0.755sin()*sin()cos*cos()*1cos()*cos()aK21278.1422aaaEH KqHK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面故=0 tan0.364i土坡的稳定安全系数/cossin()tan0.755sincos()wswViVFViV7-2：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：WH沿基面滑动力：sinTW沿基面抗滑力：costanRW粘性土的粘聚力：*/coscFc lcbcos

28、tan/cossincsRFWcbFTW1.0,7.224sFHm又则7-3：解：3(1)*19.31/1ssatGwgkN metansin0.342/ coshbisb9.8*4*0.34213.41wJAjHikN安全系数：costan1.097sincsHFFHJ第八章8-1：解：（1） 基础宽度、基础埋深和粘聚力同时增加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、 基础埋深和粘聚力成倍增长，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力起重要作用，若此时基础埋深太浅（ D0.5B） ，地基的极

29、限承载力会显著下降（3） 由极限承载力公式uv192qcrPNcNBN可知，基础宽度的增加会引起承载力的增加。8-2：解：均布荷载219*238/qDkNm查表可得1.51,4.65,10.0rqcNNN极限承载力211*19*3*1.5138*4.6510*10299.4/22vhrqcPBNqNcNkN m8-3：解：（1）地基产生整体剪切破坏时，12urqcPBNqNcN查表得：5.0,7.5,18.0rqcNNN21(19.2 9.8)*2.4*5.018.4*2*7.58*18.0476.4/2uPkN m（2）局部剪切破坏时：223urqcBPNqNcN查图 8-18 可得：0.5

30、,4.0,12.0rqcNNN21*(19.29.8)*2.4*0.518.4*2*4.08*12.0248.84/2uPkN m8-5：解 :（1）天然容重：301.79*9.817.54/kNm浮容重：3(1.961)*9.89.41/kNm（2）求公式8-57 中承载力系数3.14*256.6725253.14/ 2*22360cctgctgNctgctg114.112qcNN tgctg1()411.5622rNctg1()322.0732rNctg（3）求1143,crPPP2017.5*1.5*4.1115*6.67208.18/crqcPDNcNkN m2111()441*9.4

31、1*3*1.56208.18230.20/22crrBPNPkNm2111( )331*9.41*3*2.07208.18237.40/22crrBPNPkNm按普朗德尔理论：222525(45)(45)10.6622tgtgqNtgetge(1)2520.7cqNNtg2017.54*1.5*10.6615*20.7590.96/uqcqcPqNcNDNcNkN m按太沙基理论：2urcqBPNcNqN查图 8-18 有：4.5,26.0,13.0rcqNNN20.5*9.41*3*4.515*26.017.54*1.5*13.0795.55/uPkNm（4）12urrrqqqcccPBN S dqN S dcN S d13.0*3111.187526.0*8qccN BSN L311251.17498qBStgtgL310.41 0.4*0.858rBSL310.41 0.4*1.28cBdL221.512(1 sin )12*25 (1 sin25 )1.1553qDdtgtgB1.0rd2(45/ 2)10.66tgqNtge(1)20.7cqNNctg1.8(1)8.11rqNNtg代入得2920.36/uPkN m