《土力学地基基础》第四版习题集解答
第一章 工程地质
1.1 如何鉴定矿物？准备一些常见的矿物，如石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、方解
石、云母、滑石和高岭土等，进行比较与鉴定。
1.2 岩浆岩有何特征？准备若干常见的岩浆岩标本，如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、
玄武岩、安山岩、玢岩和辉岩进行鉴定。
1.3 沉积岩最显著的特征是什么？准备多种常见的沉积岩标本，如砾岩、角砾岩、砂岩、凝
灰岩、泥岩、页岩、石灰岩和泥灰岩等，进行对比鉴定。
1.4 变质岩有什么特征？准备几种常见的变质岩，如大理岩、石英岩、板岩、云母片岩和片
麻岩进行比较与鉴定。
1.5解：水池长度、宽度、高度分别为50、20、4m壁厚0.3m。水池与地面齐平。
1）底板浮力计算：
底板~水面之间的水位深度h=4-2.5=1.5m
底板静水压力强度：Pw=γwh=10×1.5=15KPa=15KN/m2
底板面积S底板=50×20=1000m2
底板上的浮力P浮= Pw×S底板=15000KN
2）不考虑钢筋混凝土水池自重的侧壁摩擦阻力F1和抗浮安全系数计算：
钢筋混凝土水池的侧壁面积S侧壁=2×[（50×4）+（20×4）]= 560m2
已知侧壁与土体之间的摩擦强度为μ=10KPa；
侧壁总摩擦力F1=μ×S侧壁=10×560＝5600KN
∵F1＜P浮，抗浮安全系数K= F1/P浮=5600/15000=0.37＜1，
∴在不考虑钢筋混凝土水池自重时，水池刚竣工，未充水，也不考虑池中水重量，此时
不安全。
3）考虑钢筋混凝土水池自重的抗浮安全系数计算：
钢筋混凝土的重度一般为γ砼=24KN/m3；
钢筋混凝土水池四个侧壁体积V1=2×[（50×4×0.3）+（20-2×0.3）×4×0.3]=166.56m3
扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积V2：
V2=[（50-0.6）×（20-0.6）] ×0.3=287.5m3
所以，水池本身钢筋混凝土的体积V=V1+V2=454 m3
2.701.01110.791.51sswddGe
0.7929.3%2.70satseG
1.60100150.91110.06smVmg
(29.3%6%)150.935.2wsmmg
1-4 解：
wSmm wSmmm
sSmmm
1000940110.06smmg
0.16
0.16940150wsmmg
1-5 解：
(1) 31.771.61/110.098dgcmw
02.71.01110.681.61sswddGe
(2) 00.6825.2%2.7satseG
(3) max0maxmin0.940.680.540.940.46reeDee
1/32/3rD
该砂土层处于中密状态。
1-6 解：
1. 1SdGe SrGeS
0.152.750.8250.5Ae 0.062.680.5360.3Be
32.751.50/10.825dAgcm 32.681.74/10.536dBgcm
(1)d
3(1)1.50(10.15)1.74/AdAAgcm
3(1)1.74(10.06)1.84/BdBBgcm
AB
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1 2-8单元 1-1砂类土和粘性土各有那些典型的形成作用？ 【答】土在其形成过程中有各种风化作用共同参与，它们同时进行。砂类土主要是由于温度变化、波浪冲击、地震引起的物理力使岩体崩解、破碎形成。粘性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形成。 1-2请分析下列几组概念的异同 粘土矿物：一种铝—硅酸盐晶体由两种晶片交互层叠构成，是细小的扁平颗粒，表面有很强的于水作用的能力，便面积愈大，作用能力就越强。 粘粒：粒径小于0.005mm的土颗粒。 粘性土：塑性指数大于10的土称为粘性土。 粒径：土颗粒的某种性质与某一直径的同质球体最相近时，就把该球体的直径称为被测颗粒的粒径。 粒度：土粒的大小称为粒度。 粒组：一定范围内的土粒称为粒组。 1-3.土的粒度成分与矿物成分的关系？ 答：粗颗粒土往往是岩石经物理分化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比较稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。 1.4简述土中粒度成分与矿物成分的关系。 粗颗粒土往往是岩石经物理分化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比较稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，次生矿物的成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。 1-5.界限粒径的物理意义？ 答：粒组随着分界尺寸的不同而呈现不同的变化，划分粒组的分界尺寸就是界限粒径 1-6.粘性土为什么带电？ 答：①离解作用：指粘土矿物颗粒与水作用后离解成更微小的颗粒，离解后的阳离子扩散于水中，阴离子留在颗粒表面；②吸附作用：指溶于水中的微小粘土矿物颗粒把水介质中一些与本身结晶格架中相同或相似的离子选择性地吸附到自己表面；③同晶置换：指矿物晶格中高价的阳离子被低价的离子置换，常为硅片中的Si4+ 被Al3+置换，铝片中的Al3+被Mg2+置换，因而产生过剩的未饱和的负电荷。④边缘断裂：理想晶体内部是平衡的，但在颗粒边缘处，产生断裂后，晶体连续性受到破坏，造成电荷不平衡。 1-8.黏土的活动性为什么有很大差异？ 答：①粘土颗粒（粘粒）的矿物成分主要有粘土矿物和其他化学胶结物或有机质，而粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就愈强，②由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的活动性的极大差异，
东南大学土力学
第二章
2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，
经105℃烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒比重为2.74，试
求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，
按三相比例指标的定义求解）。 解：3/84.1
7.2154.3249.72
cmg
Vm
%39
54.3228.6128.6149.72
SW
mm
3/32.1
7.2154.3228.61
cmg
Vm
S
d
069.1
49.1021.11
SV
VV
e
2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试
求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。
解：（1）
VVm
WVs
sat
WSmmm
SW
mm
设1
Sm
1
V
WSS
SVm
d
WSWSS
Sddm
V
1
3
W
SSW
SSWW
sat
cm/87g.11
71.20.341171.285.1
d11d11
d1
1
1d1
111
1
WSd有
（2）
3'
/87.0187.1cmgVVV
VVVVm
VVm
WsatWVS
satWVWVWSSWSS
（3）3''/7.81087.0cmkNg 或
3'3
/7.8107.18/7.181087.1
cmkNcmkNg
Wsatsatsat
2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相对密度为2.67，烘
干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比e和相对密实
