2023年吉林建筑大学土力学课后超详细解析超详细解析答案精解.pdf
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1、吉林建筑大学土力学课后答案精解 吉林建筑大学土力学复习资料 第一章 作业 相关说明:(1)公式证明时不允许用推导公式!(2)作业必须抄题,有附图的应将图画上,同时,不允许徒手画图。(3)解题有必要的步骤,解题过程中公式一定要写全,推导公式无需证明,可以直接使用!附加 1-1证明下列换算公式:(1)wsded1;(2)eeSswr1;(3)nnwSwsr)1(附加 1-2某干砂试样1、66 g/cm3,sd2、69,置于雨中,若砂样体积不变,饱与度增至 40时,此砂在雨中的含水量w为多少?附加 1-3将土以不同含水量配制成试样,用标准的夯击能将土样击实,测得其密度,得数据如下表:w()17、2
2、15、2 12、2 10、0 8、8 7、4(g/cm3)2、06 2、10 2、16 2、13 2、03 1、89 已知土粒比重sd2、65,试求最优含水量opw。(要求:绘制 wd曲线时,必须采用方格纸)1-2 某地基土层,用体积为 72cm3的环刀取样,测得环刀加湿土重 170g,环刀重 40g,烘干后土重 122g,土粒相对密度为 2、70,问该土样的w、e、rs、d、sat与各为多少?并比较各种重度的大小。1-3 一土样重 200g,已知含水率为 16%,若要制备含水率为 20%的土样,需加多少水?加水后土样重量为多少?1-4 某土样孔隙体积等于土颗粒体积,试求孔隙比e;若土粒相对密
3、度66.2sd,试求干密度d;若孔隙被水充满,试求密度与含水率w。1-5 已知某土样土粒相对密度为 2、72,孔隙比为 0、95,饱与度为 0、37。若孔隙比保持不变,将土样的饱与度提高到 0、9,试求每 1m3土应加多少水?1-6 从甲、乙两地粘性土中各取出土样进行稠度试验。两土样液限、塑性都相同,%40Lw,%25Pw。但甲地土的天然含水量%45w,而乙地的%20w。问两地的液性指数LI各为多少?处于何种状态?按PI分类时,该土的名称就是什么?试说明哪一地区的土较适宜于用作天然地基?1-7 某砂土土样的密度为 1、77g/cm3,含水率为 9、8%,土粒相对密度为 2、67,测得最小孔隙比
4、为 0、461,最大孔隙比为 0、943,试求孔隙比e与相对密度rD,并确定该砂土的密实度。1-8 用来修建土堤的土料,天然密度=1、92g/cm3,含水率%20w,土粒相对密度7.2sd。现要修建一压实干密度d=1、70g/cm3,体积为 80000m3的土堤,求修建土堤所须开挖的土料的体积。吉林建筑大学土力学课后答案精解 第一章 作业答案 附加 1-1:(1)证明:设eVVVVVVeVSVVSVS1,1 wsswssssdedVVdVVVm1(2)证明:设eVVVVVVeVSVVSVS1,1 VgVVVgmmVmgVGsswwsw)()(eeSVVVSswrsswvr1(3)证明:设nVn
5、VnVVVsvv1,1 nnwgVgVwVVwVVmmVmVVSwsvwssvwssssvwswvwwvwr)1(附加 1-2:解:已知66.1g/cm3,sd2、69,(1)干砂w0 62.0166.1)01(169.21)1(WSde (2)置于雨中体积不变,e不变%2.969.262.04.04.0wedSSr 附加 1-3:解题要点:利用公式wd1求解各含水量所对应的干密度,绘图求得opw10 1-2:解:V=72cm3,m=17040=130g,mS=122g,mW=130122=8g%6.61228SWmm 6.0172/130)066.01(17.21)1(WSde%7.296.
6、07.2066.0edSSr 0.187210130VmgVGkN/m3 6.20106.16.07.21WSsateedkN/m3 6.10106.20Wsat kN/m3 9.16106.17.21WSdedkN/m3 dsat 1-3:解:已知:m1=200g,%161,%202,则:吉林建筑大学土力学课后答案精解%20%161111211111wwwswwwwswmmmmmmmmmmmm将 m1=200g 带入得:1wm=27、6g,wm=6、9g 加水后土样重量为:m2=m1+wm=200+6、9=206、9g 1-4:解:由题意可知:Vv=Vs,则:(1)1svVVe;(2)3/3
7、3.111166.21cmgedwsd(3)如孔隙被水充满,则:%100edSs%6.3766.211sdeS 由33.11d3/83.1%)6.371(33.1)1(cmgd 1-5:解:已知:ds=2、72,e1=e2=0、95,37.01S,9.02S,V=1m3,由:edSs%92.1272.295.037.0111sdeS,%43.3172.295.09.0222sdeS tkgedmVmwsssd39.11039.11095.0172.2133 由:swmm,知:tmmsw257.0%)92.12%43.31(39.1)(12 1-6:解:(1)甲地土:33.125402545pL
8、pLI;乙地土:33.025402520pLpLI 查课本 20 页表 1-4得:甲地土处于流塑状态,乙地土处于坚硬状态。(2)由于甲乙地土样的液限与塑限相同,故:152540pLpI,查课本 28 页表 1-12得:甲乙土的名称均为粉质粘土。(3)由于乙地土比甲地土的液性指数大,即:乙地土强度要比甲地大,故乙地土更适合做天然地基。1-7:解:已知77.1g/cm3,w9、8,sd2、67,461.0mine,943.0maxe 656.0177.1)098.01(167.21)1(WSde 6.0461.0943.0656.0943.0minmaxmaxeeeeDr(0、33,0、67)该砂
9、土处于中密状态。1-8:解:已知=1、92g/cm3,%20,ds=2、7,332/7.1/7.1mtcmgd,V2=80000m3,且填料前后土粒的质量保持不变。则:天然土料干密度31/6.1%20192.11mtd 由22VmsdtVmds136000800007.122 修建土堤所须开挖的土料的体积31850006.1136000mmVds 吉林建筑大学土力学课后答案精解 第二、三章 作业 相关说明:(1)公式证明时不允许用推导公式!(2)作业必须抄题,有附图的应将图画上,同时,不允许徒手画图。(3)解题有必要的步骤,解题过程中公式一定要写全,推导公式无需证明,可以直接使用!2-1 某试
10、样长 30,其横截面积为 103 2,作用于试样两端的固定水头差为 90,此时通过试样流出的水量为 120 3/min,问该试样的渗透系数就是多少?2-5 某土坝底宽为160m,坝上游正常蓄水位为40m,已知坝体为相对不透水体,坝基为粉砂土地,其土粒比重为 2、69,土体孔隙比为 0、90,若安全系数取 K=2、5,问 该坝基就是否发生渗透破坏?3-2 某建筑场地的地质剖面如图 1 所示,中砂层以下为坚硬的整体岩石,试计算土中自重应力,并绘制自重应力曲线。杂填土1=17 kN/m3粉质黏土2=19 kN/m3淤泥质黏土3=18.2 kN/m3ds=2.74 w=41%中砂4=19.6 kN/m
11、3Sr=100%2.0m3.8m4.2m2.0m1234 图 1 习题 3-2附图 3-3 某柱基础,作用在设计地面处的柱荷载、基础尺寸、埋深及地基条件如图 2 所示,试计算基底平均压力与基底边缘最大基底压力。3-4 试用最简方法计算如图 3 所示荷载下,m 点下深度 z=2、0m 处的附加应力。图 2 习题 3-3附图 图 3 习题 3-4附图 3-5 某方形基础底面宽 b=2m,埋深 d=1m,深度范围内土的重度=18、0kN/m3,作用在基础上的竖向荷载F=600kN,力矩M=100kN m,试计算基底最大压力边角下深度 z=2m处的附加应力。3-6 某基础平面图形呈 T 形截面,如图
12、4 所示,作用在基底的附加压力0p=150kN/m2,试求 A 点下深度 z=10m 处的附加应力。3-7 均布荷载0p=100kPa,荷载面积为 2m 1m,如图 5 所示,试求荷载面积上角点 A、边点 E、中心点 O,以及荷载面积以外 F、G 各点下深度 z=1m 处的竖向附加应力。3-8 有一路堤如图 6 所示,已知填土重度=20kN/m3,试求路堤中线下 o 点(z=0m)及 M吉林建筑大学土力学课后答案精解 点(z=10m)的竖向附加应力z值。GF 图 4 习题 3-6附图 图 5 习题 3-7附图 图 6 习题 3-8附图 附加 1 某条形基础如图 7 所示,作用在基础上的荷载为
13、250kN/m,基础深度范围内土的17、5kN/m3,试计算 03、47、及 55 剖面各点的竖向附加应力,并绘制曲线。1m2m2m2m 图 7 附加 1 图 吉林建筑大学土力学课后答案精解 第二、三章 作业答案 2-1:解:由达西定律可知:min/388.09010330120cmhAqlk 2-5:解:根据题意可知:mh40,ml160,则坝基处的水力梯度为:25.016040lhi 临界水力梯度:889.09.01169.211ediswc 3556.05.2889.025.0Kiiic,安全。3-2:解:111hcz17 234kPa 22112hhcz3419 3、8106、2kPa
14、 3322113hhhcz106、28、2 4、2140、6kPa 443322114hhhhcz140、69、6 2159、8kPa 由于中砂层以下为基岩,所以计算4cz时应附加上静水压力,按照上覆土层水土总重计算,即:)(43443322114hhhhhhwcz159、810(4、22)221、8kPa 自重应力分布见右图。3-3:解:基础及其台阶上覆土的总重 G 为 kNAdGG4833.25.30.320 基底平均压力为:kPaAGFp1465.334831050 基地最大压力为 mkNM1.2593.267105 kPaWMAGFp3.1886/5.331.2591462max 3-
15、4:解:(a)将荷载作用面积进行编号如图所示,由于荷载沿轴线 fo 对称,所以,2)()()()(emnizemolzemhdzafmezz,图形 afme 与 emni 完全相同,所以)(afmez与)(emniz互相抵消,所以,2)()(emolzemhdzz 图形 emhd:m=z/b=2/1=2,n=l/b=2/1=2,查表得1a0、12 图形 emol:m=z/b=2/2=1,n=l/b=5/2=2、5,查表得2a0、2015 021)()()(2 2paaemolzemhdzz2(0、120、2015)200128、6kPa(b)将荷载作用面积进行编号如图所示。将梯形荷载 EADF
16、 分解为:均布荷载 BACD(0p300kPa)三角形分布荷载 OFC(0p100kPa)三角形分布荷载 BEO(0p100kPa),O 点就是三角形分布荷载 OFC、BEO 压力为零的角点,它们在 m 点下所产生的附加应力就是等效的,因此,三角形分布荷载 OFC、BEO 互相抵消,只需考虑均布荷载BACD。m 点为荷载作用面积 abcd 的中心点,所以)(4aemhzz 图形 aemh:m=z/b=2/1、5=1、33,n=l/b=3/1、5=2,查表得1703.013.02.0164.0182.0182.0a 0)(44paaemhzz=4 0、1703 300204、36kPa 吉林建筑
17、大学土力学课后答案精解 3-5:解:147.068010012220600100)(GFMeeGFNeMm33.0626lm 03.9597.244)2147.061(22680)61(minmaxlelbNpkPa 03.7797.22611803.9597.244minmaxmin0max0dppkPa 均布荷载(0p77、03kPa):m=z/b=2/2=1,n=l/b=2/2=1,查表得175.0a 三角形分布荷载(0p226、9777、03149、94kPa):m=z/b=2/2=1,n=l/b=2/2=1,查表得1086.0t z77、030、175149、940、108629、7
18、6kPa 3-6:解:将荷载作用面积进行编号如图所示,由于荷载沿轴线bc对称,而图形 egAi 与 iAcd 沿轴线 iA 对称,完全相同,所以,2 2 2)()()()()()()(fgAhzegAizabAhzfgAhziAcdzegAizabAhzz,图形 abAh:m=z/b=10/4=2、5,n=l/b=20/4=5,查表得1a0、114 图形 egAi:m=z/b=10/4=2、5,n=l/b=12/4=3,查表得2a0、1065 图形 fgAh:m=z/b=10/4=2、5,n=l/b=4/4=1,查表得3a0、0605 0231)()()()2(22 2paaafgAhzegA
19、izabAhzz 2(0、1140、06052 0、1065)15079、95kPa 3-7:解:(1)求 A 点下的应力 A 点就是矩形荷载 ABCD 的角点,且 l/b=2,z/b=1,查表得 200.0c 所以 kPapczA200(2)求 E 点下的应力 通过 E 点将矩形荷载面积分为 2 个相等矩形 EIDA 与 EBCI,求 OJAE 的角点应力系数c。由于 l/b=1,z/b=1,查表得175.0c 所以 kPapczE3520(3)求 O 点下的应力 通过 O 点将矩形荷载面积分为 4 个相等的矩形 OJAE、OIDJ、OKCI 与 OEBK,求 OJAE 的角点应力系数c。由
20、于 l/b=2,z/b=2,查表得120.0c 所以 kPapczO4840 吉林建筑大学土力学课后答案精解(4)求 F 点下的应力 通过 F 点作矩形 FJAG、FHDJ、FKBG 与 FHCK。设cI为矩形 FGAJ 与 FJDH 的角点应力系数,cII为矩形FKBG 与 FHCK 的角点应力系数,求cI与cII。求cI:由于 l/b=5,z/b=2,查表得 136.0cI 求cII:由于 l/b=1,z/b=2,查表得 084.0cII 所以 kPapcIIcIzF4.10)(20(5)求 G 点下的应力 通过 G 点作矩形 GHDA 与 GHCB。设cIII为矩形GHDA 的角点应力系
21、数,cIV为矩形GHCB 的角点应力系数,求cIII与cIV。求cIII:由于 l/b=2、5,z/b=1,查表得 202.0cIII 求cIV:由于 l/b=2,z/b=3,查表得 120.0cIV 所以 kPapCIVcIIIzG2.8)(0 3-8:解:路堤填土的质量产生的重力荷载为梯形分布,如下图所示,其最大强度kPaHp100520。将梯形荷载(abcd)分解为两个三角形荷载(ebc)及(ead)之差,这样就可以用下式进行叠加计算。)(2 221)()(qqpsseafzebozz 其中,q 为三角形荷载(eaf)的最大荷载强度,按三角形的比例可知:Kpapq100 应力系数1s、2
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