清华大学大学物理题库及答案01力学.doc

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1、清华大学大学物理题库及答案01 力学第一章1-1：已知：V=72cm3 m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70则： 1-2：已知：Gs=2.72 设Vs=1cm3则1-3：1-4：甲：乙： 则（1）、（4）正确1-5： 则 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：式中Dr=0.7 则可得：1-7：设 S=1， 则则压缩后： 则 则 1-8：甲： 流塑状态乙： 坚硬（半固态） 属于粉质粘土（中液限粘质土）乙土较适合作天然地基1-9： 属非活性粘土 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

2、种土样的渗透速度v应相等，即根据达西定律，得：又2-2解：2-3解：（1）土样单位体积所受的渗透力（2） 则土体处于稳定状态，不会发生流土现象（3）当时，会发生流土破坏，水头差值为32cm时就可使土样发生流土破坏2-4解：（1）（2）若要保持水深1m，而故单位时间内抽水量为2-5：解：，而又，故只考虑就可以又则故开挖深度为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（2）则 故地基土处于稳定状态（3）2-7：解：（1），（2），故，不可能发生流土破坏第三章 土体中的应力计算3-1：解：41.0m：40.0m：3

3、8.0m：35.0m：水位降低到35.0m41.0m：40.0m：38.0m：35.0m：3-2：解：偏心受压：由于是中点，故z(m)n=z/B均布荷载p=61.6三角形荷载p16.8水平附加应力总附加应力（kPa）KK0.10.010.99961.53840.58.4069.938410.10.99761.41520.4988.3664069.781620.20.97860.24480.4988.3664068.611240.40.88154.26960.4417.4088061.678460.60.75646.56960.3786.3504052.9280.80.64239.54720.3

4、215.3928044.941010.54933.81840.2754.62038.4384121.20.47829.44480.2394.0152033.46141.40.4225.8720.213.528029.42020.30618.84960.1532.5704021.423-3：解：（1）可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加，查表得K，（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,得，得，得，得只考虑A：为三角形荷载与均布荷载叠加, 则3-6：解：（1）不

5、考虑毛细管升高：深度z（m）（kN/m2)u（kN/m2)（kN/m2)0.516.8*0.5=8.408.4216.8*2=33.6033.6433.6+19.4*2=72.42*9.8=19.652.88(上）72.4+20.4*4=1546*9.8=58.895.28（下）72.4+20.4*4=15410*9.8=985612154+19.4*4=231.614*9.8=137.294.4（2）毛细管升高1.5m深度z（m）（kN/m2)u（kN/m2)（kN/m2)0.516.8*0.5=8.49.8*（-1.5）=（-14.7）23.128.4+19.4*1.5=37.5037.5

6、437.5+19.4*2=76.32*9.8=19.656.78(上）76.3+20.4*4=157.96*9.8=58.899.18（下）76.3+20.4*4=157.910*9.8=9859.912157.9+19.4*4=235.514*9.8=137.298.33-7：解：点号（kN/m2)u（kN/m2)（kN/m2)A2*9.8=19.62*9.8=19.60B19.6+2*20=59.65.5*9.8=53.95.7C59.6+2*20=99.67.5*9.8=73.526.13-8：解：试件饱和，则B=1可得则水平向总应力 有效应力竖直向总应力 有效应力3-10：解：（1）粉

7、质粘土饱和， 由图可知，未加载前M点总应力为：竖直向：孔隙水压力为：有效应力：水平向：，(2)加荷后，M点的竖直向附加应力为：水平向附加应力为：在加荷瞬间，上部荷载主要有孔隙水压力承担，则：竖直向：水平向：（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：水平向：（4），即第四章4-1：解：试验结束时，此过程中，土样变化初始孔隙比孔隙比当时，当时，4-4：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，则附加应力而，故可能有方案二：使，则，即增加H1或减小H2方案三：增大B2，使,同时，减小H2或增大H1（3）

8、 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图所示：（2）由图可知4个月时当时，4-6：解：（1）则（2）当时，查表有：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60 60=45+/2得：=30由试样达到破坏状态的应力条件：已知：5-3解：（1）求该点主应力值（2）该点破坏可能性判断 c=0改用式：该点未剪破（3）当值增加至60KN/m2时（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解：（1）绘总应力圆图如下由图可量得，总应力强度指标：（2）计算有效应力绘有

9、效应力圆图如下由图可量得：（3）破坏主应力线如上图中的虚线表示：可得5-5解：（1）砾砂粘聚力c=0M点处于极限平衡状态，则（2）求大主应力方向：由于破裂面与最大主应力面成45+/2的夹角，故：滑裂面通过M点的方向如图：5-6解：试件：试件：试件：5-7解：由图可知即5-10解：3等于常量，增大1直至试件剪切破坏当开始固结当开始剪切时，3等于常量p-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：主动土压力系数：被动土压力系数：静止土压力：主动土压力：被动土压力：时：主动土压力系数为：主动土压力

10、：6-2：解：（1）z011.5323456pa0003.8812.0720.2628.4536.64（2）作用点在z=4.51m处（3）6-4：解：查表得：水位以上土压力： 水位以下土压力：结果如下：z011.52345pa04.2486.3727.6710.26612.86215.458 主动土压力分布图 水压力分布图水压力： 结果如下：z1.52345pw051525356-5：解：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土坡的稳定安全系数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

11、与全坡相同土柱重量：沿基面滑动力：沿基面抗滑力：粘性土的粘聚力：7-3：解：安全系数：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），地基的极限承载力会显著下降（3） 由极限承载力公式可知，基础宽度的增加会引起承载力的增加。8-2：解：均布荷载查表可得极限承载力8-3：解：（1）地基产生整体剪切破坏时，查表得：（2）局部剪切破坏时：查图8-18可得：8-5：解:（1）天然容重：浮容重：（2）求公式8-57中承载力系数（3）求按普朗德尔理论：按太沙基理论：查图8-18有：（4）代入得