土力學與基礎(chǔ)工程課后答案(DOC)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——土力學與基礎(chǔ)工程課后答案(DOC)2.21某辦公樓工程地質(zhì)勘探中取原狀土做試驗。用天平稱50cm3濕土質(zhì)量為95.15g，烘干后質(zhì)量為75.05g，土粒比重為2.67。計算此土樣的自然密度、干密度、飽和密度、自然含水率、孔隙比、孔隙率以及飽和度。

m=95.15g，ms=75.05g，mw=95.15-75.05=20.1g，V=50.03

cm，ds=2.67。

Vs=75.05/(2.67?1.0)=28.1cm3取g=10m/s2，則Vw=20.1cm3Vv=50.0-28.1=21.9cm3

Va=50.0–28.1–20.1=1.8cm3于是，

?=m/V=95.15/50=1.903g/cm3?d=ms/V=75.05/50=1.501g/cm3

?sat=(ms+?w?Vv)/V=(75.05+1.0?21.9)/50=1.939g/cm3w=mw/ms=20.1/75.05=0.268=26.8%e=Vv/Vs=21.9/28.1=0.779

n=Vv/V=21.9/50=0.438=43.8%Sr=Vw/Vv=20.1/21.9=0.918

2.22一廠房地基表層為雜填土，厚1.2m，其次層為粘性土，厚5m，地下水位深1.8m。在粘性土中部取土樣做試驗，測得自然密度?=1.84g/cm3，土粒比重為2.75。計算此土樣的自然含水率w、干密度?d、孔隙比e和孔隙率n。

依題意知，Sr=1.0，?sat=?=1.84g/cm3。

由

，得

n=e/(1+e)=1.083/(1+1.083)=0.520

g/cm3。

2.23某賓館地基土的試驗中，已測得土樣的干密度?d=1.54g/cm3，含水率w=19.3%，土粒比重為2.71。計算土的孔隙比e、孔隙率n和飽和度Sr。又測得該土樣的液限與塑限含水率分別為wL=28.3%，wp=16.7%。計算塑性指數(shù)Ip和液性指數(shù)IL，并描述土的物理狀態(tài)，為該土定名。

（1）?=?d(1+w)=1.54?(1+0.193)=1.84g/cm3

n=e/(1+e)=0.757/(1+0.757)=0.431

（2）Ip=wL-wp=28.3–16.7=11.6

IL=(wL-w)/Ip=(28.3–19.3)/11.6=0.776

1

0.75?>?d>??。

3.7兩個滲透試驗如圖3.14a、b所示，圖中尺寸單位為mm，土的飽和重度?sat

3

=19kN/m。求

（a）（b）圖3.14習題3.7圖

（1）單位滲流力，并繪出作用方向；

（2）土樣中點A處（處于土樣中間位置）的孔隙水壓力；（3）土樣是否會發(fā)生流土？

（4）試驗b中左側(cè)盛水容器水面多高時會發(fā)生流土？

2

（1）ja=?wia=10?(0.6–0.2)/0.3=13.3kN/m3?jb=?wib=10?(0.8–0.5)/0.4=7.5kN/m3（2）（a）A點的總勢能水頭

=0.6–(0.6–0.2)/2=0.4m

而A點的位置水頭zA=0.15m，則A點的孔隙水壓力

（b）A點的總勢能水頭

=0.8–(0.8–0.5)/2=0.65m

而A點的位置水頭zA=0.2m，則A點的孔隙水壓力

（3）（a）滲流方向向下，不會發(fā)生流土；（b）土的浮重度

??=19–10=9kN/m3

jb=7.5kN/m35

粗、細顆粒的區(qū)分粒徑

土中細粒含量

P=(53-19)?(0.00327-0.002)/(0.005-0.002)+19=33.4%故，可判定滲透變形類型為過渡型。臨界水力梯度

4

=2.2?(2.70-1)(1-0.36)2?0.00075/0.00209

=0.550

3.9某用板樁墻圍護的基坑，滲流流網(wǎng)如圖3.15所示（圖中長度單位為m），地基土滲透系數(shù)k=1.8?10?3cm/s，孔隙率n=39%，土粒相對密度ds=2.71，求

（1）單寬滲流量；

（2）土樣中A點（距坑底0.9m，位于第13個等勢線格中部）的孔隙水壓力；（3）基坑是否發(fā)生滲透破壞？假使不發(fā)生滲透破壞，滲透穩(wěn)定安全系數(shù)是多少？

圖3.15習題3.9流網(wǎng)圖

1.單位寬度滲流量計算

上、下游之間的勢能水頭差h=P1-P2=4.0m。

相鄰兩條等勢線之間的勢能水頭差為4/14=0.286m。過水斷面積為A=nfb?1（單位寬度）。正方形網(wǎng)格a=b。

單位時間內(nèi)的單位寬度的流量為(nf=6,nd=14,h=4m)

2.求圖中A點的孔隙水壓力uA

5

表5.6習題5.4表

試驗方法CD50140CU110200利用極限平衡條件，?1=?3tan2(45+?/2)

CD：?1=?3tan2(45?+??/2)，即140=50?tan2(45?+??/2)，解得??=(59.14?-45?)?2=28.3?；

CU：?1=?3tan2(45?+?/2)，即200=110?tan2(45?+?/2)，解得?cu=(53.44?-45?)?2=16.9?。

已知某砂土土樣??=30?，c?=0，?3=200kPa，破壞時土中孔隙水應(yīng)力uf=150kPa，求極限平衡時，?1f等于多少？

由有效應(yīng)力原理，

于是，按有效應(yīng)力極限平衡條件，有

所以，

。

某土樣擾動后的無側(cè)限抗壓強度qu?=6kPa，已知土樣靈敏度為5.3，試反求原狀土的qu值。

qu=Stqu?=5.3?6=31.8kPa

條形基礎(chǔ)的寬度b=2.5m，基礎(chǔ)埋深d=1.2m，地基為均質(zhì)粘性土，c=12kPa，?=18?，?=19kN/m3，試求地基承載力pcr、p1/4，并按太沙基公式計算地基極限承載力pu。

kPa

16

按太沙基公式，查表，Nc=15.5，Nq=6.04，N?=3.90，則

如圖5.24所示，條形基礎(chǔ)寬度b=3.5m，基礎(chǔ)埋深d=1.2m，地基土第一層為雜填土，厚0.6m，?1=18kN/m3，其次層為很厚的淤泥質(zhì)土，cu=15kPa，?k=0?，?2=19kN/m3，試按斯肯普頓公式求地基極限承載力值。

圖5.24習題5.8圖

由于是條形基礎(chǔ)，所以可認為b/l很小，不予考慮，按埋深d=1.2m計算，則

17

假使依照埋深d=4.1m計算，則

假使依照室內(nèi)外平均埋深d=(4.1+1.2)/2=2.65m計算，則

有一擋土墻，高5m。墻背直立、光滑，填土面水平。填土的物理力學性質(zhì)指標如下：c=10kPa，?=20?，?=18kN/m3。試求主動土壓力、主動土壓力合力及其作用點位置，并繪出主動土壓力分布圖。

Ka=tan2(45?-20?/2)=0.490。臨界深度

墻底處的主動土壓力

習題6.18圖擋土墻土壓力分布

主動土壓力的合力

Ea=0.5pa(H-z0)=0.5?30.1?(5-1.59)=51.4kN/m。主動土壓力的合力作用點距墻底(5-1.59)/3=1.14m。

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主動土壓力分布如下圖。

已知某擋土墻高度H=4.0m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。填土為干砂，重度?=18kN/m3，內(nèi)摩擦角?=36?。計算作用在此擋土墻上的靜止土壓力E0；若墻能向前移動，大約需移動多少距離才能產(chǎn)生主動土壓力Ea？計算Ea的值。

（1）靜止土壓力E0

按半經(jīng)驗公式K0=1-sin??=1-sin36?=0.412。靜止土壓力

E0=0.5K0?H2=0.5?0.412?18?42=59.3kN/m。（2）產(chǎn)生主動土壓力需移動的距離

墻后填土為密實砂土，當擋土墻向前移動0.5%H=20mm時即可產(chǎn)生主動土壓力。（3）主動土壓力Ea

Ka=tan2(45?-36?/2)=0.260。Ea=0.5Ka?H2=0.5?0.260?18?42=37.4kN/m。

習題6.19所述擋土墻，當墻后填土的地下水位上升至離墻頂2.0m處，砂土的飽和重度?sat=21.0kN/m3。求此時墻所受的E0、Ea和水壓力Ew。

p0a=0.412?18?2=14.8kPap0b=0.412?(18?2+10?2)=23.1kPaE0=0.5?14.8?2+0.5?(14.8+23.1)?2=52.7kN/m。

習題6.20圖

paa=0.260?18?2=9.4kPa

pbb=0.260?(18?2+10?2)=14.6kPa

Ea=0.5?9.4?2+0.5?(9.4+14.6)?2=33.4kN/m。

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pwb=10?2=20kPa

Ew=0.5?20?2=20kN/m。

某場地土層分布如圖10.51所示，作用于地表面的荷載標準值Fk=300kN/m，Mk=35kN?m/rn，設(shè)計基礎(chǔ)埋置深度d=0.8m，條形基礎(chǔ)底面寬度b=2.0m，試驗算地基承載力。

圖10.51習題10.3場地土層分布圖

(1)持力層承載力驗算

埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度?m=17.0kN/m3，基礎(chǔ)底面地基土重度?=19.8-10.0=9.8kN/m3。

由e=0.9、IL=0.8，查表10.11得?b=0，?d=1.0。

則修正后的地基承載力特征值

fa=180+1.0?17?(0.8-0.5)=185.1kPa。

基礎(chǔ)及填土重

Gk＝20?0.8?2.0=32.0kN。

偏心距e=35/(300+32)=0.105m

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=4?0.35?[(55~70)?3+(46~66)?6+(54~74)?1]+(5500~7000)?0.35?0.35=1366.8~1809.5kN3.計算基樁承載力特征值

R=Quk/2=(1366.8~1809.5)/2=683.4~904.8kN

某工程一群樁基礎(chǔ)中樁的布置及承臺尺寸如圖11.36所示，樁為直徑d=