资源描述
第一章1-1:已知：3V=72cm m=129.1g ms=121.5g Gs=2.70则：m-ms 129.1121.5 小w6.3%ms121.5129 13*10 =17.9KN /m372ms1215 二 45cm32.7=72 - 45 二 27cm3sat 二: satgmu1.0*27121.572*10 =20.6KN /m33二 sat - w = 20.6-10 = 10.6KN /m则 sat -121 5*10 =16.9KN /m3 72d1-2:已知：Gs=2.72设 Vs=1cm33=2.72 g/cm3ms=2.72gd :二：d g =匹 g ：= 22*10 =16KN /m3V1.7V=p _ ms +Vv Pw=2.72+0.7*1_ g _ v g -1.73*10 =20.1KN /m则-w =20.1 -10 F0.1KN /m3当 Sr =75% 时，mw = 6VVSr = 19.3%mw0.525wms 2.72 mw ms0.525 2.721.7*10 =19.1KN /m31-3:mis = 6V =1.70*10 3 *8*10 4 =13.6*10 7kgmw =msw =13.6*10 7 *20% =2.72*10 7kg13.6*10 72.72*101.92*1085000m31-4:甲：I p = Wl - Wp = 40 - 25 = 15 设Vs =1则ms；*Vs =2.7gmw =2.7*30% =0.81g又因为 Sr =100%Vvmww-0.81msmwVs Vw2.7 0.811 0.81二 1.94g / cm3=也=19.4KN /m3m 2 73msd = 6g =14.8KN /m3吒=0.81 乙:Ip =Wl _Wp =8设 Vs =1J则 ms =卫=2.68gmw =msw =2.68*22% =0.4796g则 VV = 0.4796cm3、msmw-Vs Vv2.68 0.47961 0.4796=2.14g / cm3=2.14*10 =21.4KN /m3msVsVw2.681.47963= 1.84g / cmd = ：dg =1.84*10 -18.4KN /m3= 0.4796二甲v/乙陰甲v陰乙e e乙Ip甲a Ip 乙则(1)、(4)正确1-5:葺则2.7*11.70一1 =0.59wGsSrSe22%*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:（- : d min 氏 maxDr（d max - min）d式中 Dr=0.7dmax =1.96g/cm3讥山=1.4筋（/rri则可得：订=1.78g/cm31-7：设 S=1，则 Vs=Sh = h则压缩后：ms =VsGs =2.7hmw =m$w = 2. 7 *28% 贝U Vw =守=2.7h*28%.wVs V, =2.7h*28% h=1.95 贝U h=1.11cmhv =2.0 -1.11 = 0.89cm-0.8Vvhv0.89e Vsh1.111-8:W-W45_25甲： =4=1.33流塑状态wL Wp 4025w-wP 20-25乙：L1=丝二5 一o.33坚硬（半固态）wL wp 40 -25Ip =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:A甲二1 p甲=53 -36二0.3仁0.75属非活性粘土10.002 甲55A乙亘=型色=1.3 . 1.25 属活性粘土P0.002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.: hA :. ：hB : he =1:2:4又 *. hA : - hB : - he = 35cml hA = 5cm,二 hB = 10cm,二 hC 二 20cmALaJ3V =kA A =1*10 cm/sA LaV加水=V* A*t=0.1cm32-2 解:icr 二1 e 1 0.582-3 解:(1) 土样单位体积所受的渗透力j =1*仏半=1*9.8*206.53N30（2）icr =Gs-12.72-11.0551 e 10.63巾30-i ：icr则土体处于稳定状态，不会发生流土现象（3 ）当-icr时，会发生流土破坏，即l icr时h L* 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: h + h（1） hA =6m,hC =7.5m, hB = A lC = 6.75m2 r * Ah3j =rw*iw 3.675kN/mh（2）若要保持水深1m, i = J =0.625而 Q = Akv 二 20*10*1.5*10 *0.625 = 1.875*10 m3 / s故单位时间内抽水量为 1.875*10 Jm3/s2-5:解:?satGseGseGs -1crcrGs e -(1 e)Gs-sat砂层?故只考虑：；at粘土就可以3G 二 Lt粘土 -1 =2.04-1 =1.04g/cm_ 7.5-(h 3) _4.5 -h又;G斗则 h _1.38故开挖深度为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 也 HAH(51)m：h0.267mNn116-1 ：h 0.267iL6m时，基坑中水深至少 1.38m才能防止发生流土现象0.40.667=1*103*0.4 =4*10 4cm/s(2)i均亠叱0.1068L均2.5icr 二Oat 一仁 2-仁1则i均：:icr故地基土处于稳定状态(3)q = M p 二 Mk h =5*1*10*0.267 = 1.335*10 m2 / s2-7 :解：(1)H 3.6m，：h H = 0.257m1414q 二 M ：q 二 Mk ：h =6*1.8*10 *0.257 = 2.776*10 m3/s = 1.666*10 *m3/ min(2)icr18.59.8一1 =0.888=hL0.2570.5= 0.514，故 i : icr，不可能发生流土破坏也=0.888 =1.73i 0.514第三章土体中的应力计算3-1:解：41.0m：二si = 1H1 =1.70*10*3 =51kpa40.0m：二S2-； s12H2= 51(1.90-1.0)*10*1=60kpa38.0m：二S3=；：S23H3=60(1.85 1.0)*10*2= 77kpa35.0m：二s4=634H4=77(2.0-1.0)*10*3=107kpa水位降低到35.0m41.0m：二s1 =51kpa40.0m：二s2 -；s12H2 = 51 1.90*10*1 =70kpa38.0m：二s3丁s2 3H3 =70 1.85*10*1 =88.5kpa35.0m：二s4；s3 4H4 =88.5 1.82*10*3 -143.1kpa3-2：解：偏心受压:e 二 0.2mPmaxp 6e飞(17006*0.2(1) =78.4kN10 10pmin =61.6kNFs= 土竺竺曲兰H sin 一：匚 Jz(m)n=z/B均布何载p=61.6三角形荷载p16.8水平附加 应力总附加应 力 T (kPa)KCTKT0.10.010.99961.53840.58.4069.938410.10.997 :61.41520.4988.3664069.781620.20.97860.24480.4988.3664068.611240.40.88154.26960.4417.4088061.678460.60.75646.56960.3786.3504052.9280.80.64239.54720.3215.3928044.941010.54933.81840.2754.62038.4384121.20.47829.44480.2394.0152033.46141.40.42 25.8720.213.528029.42020.30618.84960.1532.5704021.42由于是中点，故-1.0973-3:解：(1)可将矩形分为上下两部分，则为2者叠加Lzm ,n，查表得 K，”zo =2K*”_，BB(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，Lizm1- = 1.5, R0.5,得 K1 =0.2373B1B1L2zm2 =3, n21，得 K2 = 0.2034B2B2m3 = =2, n3 z =1，得 K3 =0.1999B3B3m4- = 1,n41，得 K4 =0.1752B4B42JK4)二=2.76kN/m2只考虑A:为三角形荷载与均布荷载叠加2m =1, n =1 ,心=0.1752, ；z1 =心；一 =0.1752*100 =17.52kN/m2K2 =0.0666, ；z2 =K2；2 =0.066*100 =6.6kN/m2匚z _；z1 ；z2 =24.12kN /m2贝卜二z总=2.76 24.12 =26.88kN /m23-6：解:(1)不考虑毛纟田管升咼:深度z( m(T (kN/m2)u (kN/m2)(T /(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(T (kN/m2)u (kN/m2)(T /( kN/m2)0.516.8*0.5=8.4：9.8* (-1.5 ) = (-14.7 )23.128.4+19.4*1.5=37.5037.5437.5+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(T (kN/m2)u (kN/m2)(T /(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=1LUA可得 A 二A1= 0.5c3at6(1 w)3=2g/cm由图可知，未加载前M点总应力为：竖直向：；=：；砂 二粉粘二砂H粉粘H2 =1.8*10*22*10*3 =96kN/m2孔隙水压力为：山二 wH2 =1.0*10*3 =30kN/m2有效应力：；-；-u = 66kN/m2水平向：；x1 =K0： =0.6*66 =39.6kN/m222匕1 = 5 = 30kN /m ，二对=Ux1 ；对=69.6kN/m加荷后，M点的竖直向附加应力为：；z = Ksp =0.5*100 =50kN/m2水平向附加应力为：二x = 0.3；z =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：一 2竖直向：J6 =96 50 =146kN/m2u2 = 5 二z =30 50 二 80kN / m2-2 - ；：2 u2 =146 80 = 66kN / m水平向：ux2 = u2 =80kN/m2二x2 二 K0二2 =0.6*66 =39.6kN /m2二x2 -厂x2 ux2 =119.6kN /m2（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：匚3 =；二=96 50 =146kN/m22u3 =比=30kN / m二3 仝1 二z =6650 =116kN /m2水平向：ux3 = u3 =30kN / m2二 x3 =K0； =0.6*116 =69.6kN/m2二x3 = x3 Ux3=99.6kN/m（4）K0 =0.6，即二x =06爲:p =：q =（z _x） =0.2.,；z= 0.25第四章4-1 :解:试验结束时，詈二027!*27506 此过程中，土样变化 s =2.0 -1.9 0.02cm初始孔隙比e s/ H0 一 1 s/ H00.7506 0.02/2.00.7681-0.02/2.0ss孔隙比 W 0)寸0.768 -(1 .768)* 矿 0.768 -.884s当 g =200kPa 时,s =2.01.990=0.01cm，G =0.768-0.884*0.01 =0.7592当匚2 =300kPa 时，s, =2.01.970= 0.03cm, q = 0.768 - a2 _3LeAct0.7592 -0.7415100= 0.18MPa4-4：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B2 2B1，则附加应力P0乙：:：p0甲而K：乙-Ksz甲，故可能有二z乙二P。乙K= 乙甲方案二：使B2 =B|，则Ksz乙二Ksz甲，即增加H1或减小H2方案三：增大B2，使B : B2 ：2鸟，同时，减小H2或增大H1（3）方案三较好，省原料，方 便施工4 5 :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Ut ： 45.3%j !22TvU2t*0.453 2 =0.16144Cv =匸 = 39.22m2/ 年t当Ut =90%时，Tv =0.933lg(1 -Ut)-0.085 = = 0.848THCv0.848*9239.224-6 :解:a)S,AH0.25MPaJ1 0.8*240 kN/m2*10m = 0.33mCvk(1 ei)-a w0总m*年爲=心2/年Tv =CVrt J4.69m !年 *1 年=0.1469H2100m2Ut =1 -2八=0.4359n则 s 二Ut*S二= 0.142m(2)当 S =0.2m 时,U tSt0.20.6061S 盟 0.33查表有：Tv 二 0.293TvH2Cv0.392*100 m214.69m2/ 年=1.99年、2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 =a =45 +12得：=30由试样达到破坏状态的应力条件：2G = ；3 tan (45:/2) 2ctan(45/2)二3 =屮&(45 -/2)-2ctan(45 - /2)已知：G =500KN /m2二3 =100KN /m2则c =100/ .3 =57.7KN /m2法向应力(g 6)/2 (g -6)*cos 2： /2 =300 200*( -0.5) = 200kpa剪应力：(二*sin2 ： /2 =200*、.3/2 = 173kpa5-3解：(1 )求该点主应力值 F =260kpa；3 = 90kpa(2) 该点破坏可能性判断c=0Gf 3mtan2(45/2) =90*tan 2(4515 ) =270 匚询=260kpa改用式： 乜】mtan2 (45 - / 2) = 260*tan 2(45 -15 )= 86.6790kpa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*tan 2(45 -15 ) = 90.33 ；3m(込=175 -96,则匚3 =79kpa,G =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5-4Ccu =17.5kpa, cu 二16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G:】-u =145 -31 =114kpa；二3 = 60 -31 = 29kpa 门=228 -55 =173kpa,；3： =100 -55 =45kpa ；=310-92 = 218kpa, ；3 =150 - 92 = 58kpa c/401 -120 =281kpa,；3： =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：)二sin(tan27.4)=31.2acos7cos31.2= 8.18kpa5-5解：(1)砾砂粘聚力c=0 二 ；* 一、C x) 一 =45=22.5由于破裂面与最大主应力面成45 +/2的夹角，故：匕=；45 /2 =22.54534.4 /2 =84.7滑裂面通过M点的方向如图: 22 二 352150_、1002一(-100)2 = 250 100 2F =250 100、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*2350-150 一25-6解：U -厶；3 A（；j -；3）5 =50 0.2*85 =67kpau2 =100 0.2*83 =116.5kpau3 =150 0.2*87 =167.4kpa试件：二3 = ；：.-3= 33kpa,G = ；：j5 = 118kpa）式件：3= 3- U2 33.4kpa,1 = ；1- U2 116.4kpa试件：0*3= 0*3U3= 32.6kpa ,o*1 =0*1119.6kpa5-7解：由图可知Cu二sin （、”1 2 2 ”3 cctg ）二sin 八 1 ? 3c cosCu即 g=2Cu 飞3Cu = （Cu 亠 3 ）sin 亠 c cossin 二3 c cos1-sin 5-10解：d 3等于常量，增大 d 1直至试件剪切破坏二 ；32；3 二_ ；3当开始固结 P =33=；3,q=-13=02 2 2当开始剪切时，d 3等于常量+2_匕2 2d 1等于常量，减小d 3直至试件剪切破坏，固结同剪切过程,d 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：K。= 1 - sin二0.357主动土压力系数：Ka =tan2(45 - T2) =0.217被动土压力系数：Kp 二 tan2(45/2)=4.61 静止土压力：EoH2Ko =80.33kN/m21 主动土压力：Ea H2Ka =48.8kN/m21 2被动土压力：EpH Kp=1035kN/mp 2 p:.=20 时：主动土压力系数为：Ka =0.1991 2 主动土压力：EaH Ka =44.775kN/m26-2：解：(1)K a 二tan2(45 - /2) =0.455pa =qKazKa - 2c . R7 =20*0.455 18*0.455 z - 2*160455 = 8.19z-12.5z011.5323456pa0003.8812.0720.2628.4536.64（2）1EaPz(H2-z0)-0.5*36.64*(6-1.53) =81.9作用点在z=4.51m处（3）z -1.53m6-4：解：查表得：Ka =0.236水位以上土压力：Pa izKa 水位以下土压力：Pa h”（Z-1.5）Ka 已心结果如下：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：Pw iw（Z-H1）结果如下：z1.523pw05154525356-5:解：COS2仲一。） Ka 口2COSt*COS（二丄、）*1sin（ 、）*sin（ ： I ） cos（二、）*COS（ X I-）= 0.75521 2Ea H2Ka qHKa =278.1422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9 =0i = tan 匚-0.364土坡的稳定安全系数V cos：- - wiV sin(- *tanFs/0.755V sin 二；川 giV cos(-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 =窘H沿基面滑动力：T =W s in沿基面抗滑力：R二Wcostan 粘性土的粘聚力：Fc =c*l =cb/cosR + Fc Wcosa tan+cb/cosotF =TWsina又 Fs =1.0,则 H -7.224m7-3：解:satGs(1 W)* g =19.31kN /m3bta n :b/cos:二 si n： =0.342J =Aj =H w安全系数：Fsn J.097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(DV0.5B)，地基的极限承载力会显著下降1(3) 由极限承载力公式Puv =9Nq cNc - BNr可知，基础宽度的增加会引起承载2力的增加。8-2 :解：均布荷载 q = D =19*2 =38kN/m2查表可得 Nr =1.51,Nq =4.65, Nc =10.0极限承载力1 v 1 2 RhBNr qNq cNc *19*3*1.5138*4.6510*10 =299.4kN/m8-3 :解：(1) 地基产生整体剪切破坏时，1R =2 BNr qNq cNc查表得：Nr =5.0, Nq =7.5, Nc =18.01 2 F(19.22(2) 局部剪切破坏时：B2FUNr qNq -cNc23查图8-18可得：Nr =0.5, Nq4.0, Nc =12.01 2FU28-5： 解 :(1)天然容重：0=1.79*9.8 =17.54kN/m3浮容重：和=(1.96 -1)*9.8 =9.41kN/m3(2)求公式8-57中承载力系数Ncnctg3.14* ctg25s_25ctgctg25 -3.14/2*22360ji= 6.67兀N 1r(3)+ctg -ni-+*21JI2 ctg31A-+*22JI-1 Nctg =4.11= 1.561r（4）Nq3 ctg2.07(3)求 EFF= 208.18kN/m243巳=%DNq cNc ；1B12P1 = N 1Pcr42r(4)2P 二卫N 1Pcr 232r(3)2按普朗德尔理论：Nq 二tg2(45 )etg =tg2(45竺)e卞25 =10.662 2Nc =(Nq-1)tg25 =20.72PU =qNq cNc = 0DNq cNc /mYB按太沙基理论：FUNr cNc qNq2查图 8-18 有: Nr =4.5, Nc =26.0, Nq =13.02FU 1(4)巳=2 BNQrdr qNqSqdq CNcScdcSc-1.1875B3Sq -1tg-V tg25 -1.1749L8B3Sr =1 - 0.41-0.4*0.85L8B3dc =1 0.41 0.4*1.2cL8丄丄2D2 1.5dq =1 2tg (1 -sin )12* tg 25 (1 -sin 25 )1.155B3dr -1.0N 二 tg2(45/2)e卞=10.66Nc =(Nq - 1)ctg =20.7Nr =1.8(Nq -1)tg =8.11代入得 Pu = 920.36kN/m23二Ua2 =A(:;1 - ：；3) =75kN/m则水平向总应力；3=：100kN/m3 有效应力丁 -厂3-Za2 =25kN/m3 竖直向总应力 J - =12 =150kN/m3 有效应力丁 - J-3a2 =75kN/m33-10 :解：(1 )粉质粘土饱和，Gs =2.7,w = 26%:：s =2.7g/cm3m 二 ms mu -Vs Aw -M(1 w)mPV 二 Vs Vw 二Vs Ws(1 宁 w)w w
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