土力学(中国水利水电出版社出版第二章习题

第 2 章土体压力计算[2-1]如图所示为某地基剖面图，各土层的重度及地下水位如图，求土的自重应力和静孔隙水应力。

O2m γ=18.5kN/m 3A γ=18kN/m 31m 地下水位Bγsat=20kN/m 31mCγsat=19kN/m 33mD2m γsat=19.5kN/m3E解：各层面点自重应力计算如下：O 点：cz 0kPaA 点：cz 1h1 18.5 2 37.0kPaB 点：cz 1h1 2h2 18.5 2 18 1 55.0kPaC 点：cz 1h1 2h2 3h3 18.5 2 18 1 10 1 65.0kPaD 点：cz 1h1 2h2 3h3 4h4 18.5 2 18 1 10 1 9 3 92.0kPaE 点：cz 1 h12h2 3h3 4h4 5h5 18.5 2 18 1 10 1 939.52111.0kPa各层面点的静孔隙水应力如下：O、A、B 点为 0；E 点：w w h10 (1 3 2)60kPa绘图如下：[2-2] 某矩形基础，埋深1m,上部结构传至设计地面标高处的荷载为5P=2106kN，荷载为单偏心，偏心距e=0.3。

求基底中心点、边点 A 和B 下 4m 深处的竖向附加应力解：已知： P=2106kN, γ 3, d=1m, e0=0.3, l=6m, b=3m, z=4m.0=17kN/mBO A 3(1) 基底压力：6∵ G=γdlb=20×1×6×3=360 kN,F v=P+G=2106+360=2466 kNp max F v 1 6e 2466 (1 6 0.26) 172.6kPa∴lb l 6 3 6F v 6e 2466 6 0.26)p min 1 (1 101.4kPalb l 6 3 6(2)基底附加应力：(3)O、B 点竖向附加应力：可认为仅由矩形均布荷载O、B A引起，附加应力系数及附加应力值见下表。

⼟⼒学习题答案完整版《⼟⼒学》作业答案第⼀章解：级配曲线见附图。

⼩于某直径之⼟重百分数%由级配曲线查得：d60=0.45，d10=0.055，d30=0.2；C u>5，1故，为级配良好的⼟。

要求：（1）绘出级配曲线；（2）确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ，并由Cu 、Cv 判断级配情况。

解：级配曲线见附图。

⼟粒直径以毫⽶计⼩于某直径之⼟重百分数%习题1-2颗粒⼤⼩级配曲线由级配曲线查得d 1—3d 隙为⽔所充满求其密度?和含⽔量W 。

解：111===s v V V e ； /33.1266.2g V M s d ===ρ3/83.12166.2cm g V M M w s =+=+=ρ；%6.3766.21===s w M M ω。

1—4在某⼀层⼟中，⽤容积为72cm 3的环⼑取样，经测定，⼟样质量129.1g ，烘⼲后质量121.5g ，⼟粒⽐重为2.70，问该⼟样的含⽔量、密度、饱和密度、浮密度、⼲密度各是多少？.121cm G M V s s s ===； 3274572cm V V V s V =-=-=；%26.60626.05.1215.1211.129==-==s w M M ω； 3/79.1721.129cm g V M ===ρ； 3/06.2722715.121cm g V V M v w s sat =?+=+=ρρ；3/06.1724515.121'cm g V V M s w s =?-=-=ρρ；[或3/06.1106.2'cm g w sat =-=-=ρρρ]；3/69.1725.121cm g V M s d ===ρ。

1—5某饱和⼟样，含⽔量w=40%，密度g/cm 3，求它的孔隙⽐e 和⼟粒⽐重Gs 。

解：365.04.083.14.1=-=s V ； 74.2365.01===w s s s V M G ρ；10.1365.04.0===s v V V e 。

有三个同一种类土样，它们的含水率都相同，但是饱和度和含水率怎样改变？增加，减小不变，不变增加，增加）；）；）；）。

表2-1/%/%/%322037 2.72 1.0（D）甲比乙具有更大的孔隙比。

18.下列叙述正确的是（）。

（A）时，粘性土处于坚硬状态；（B）时，粘性土处于流动状态；（C）时，粘性土处于坚硬状态；（D）时，粘性土处于软塑状态。

19.下面有关粘性土的叙述正确的是（）。

（A）粘性土是指塑性指数小于或等于10的土；（B）粘性土是指塑性指数大于10的土；（C）粘性土是指塑性指数大于17的土；（D）粘性土又称为粘土。

20.按《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001），砂土和粉土的分类界限是（）。

(2004年岩土工程师专业考试试题)（A）粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数I P≤10的为粉土；（B）粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数I P>3的为粉土；（C）粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数I P>3的为粉土；（D）粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数I P>7的为粉土。

21.某建筑物地基需要压实填土8000m3，控制压实后的含水量ω1=14%，饱和度S r=90%；填料重度r=15.5kN/m3，天然含水量ω0=10%，相对密度G S=2.72，此时需要填料的方量最接近下列（）。

(2004年岩土工程师专业考试试题)(A)10650 m3； (B)10850 m3； (C) 11050 m3； (D) 11250 m3。

22.在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，（）是正确的。

(2004年岩土工程师专业考试试题)(A)在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度；(B) 最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关；(C)压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比；(D) 压实系数随填土深度不同可以不同。

土力学 第二章2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3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：3/84.17.2154.3249.72cm g V m =-==ρ%3954.3228.6128.6149.72=--==S W m m ω 3/32.17.2154.3228.61cm g V m S d =-==ρ 069.149.1021.11===S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，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）VV m WV s sat ρρ⋅+=W S m m m += SW m m =ω 设1=S m ρω+=∴1VWS S S V m d ρ= W S W S S Sd d m V ρρ⋅=⋅=∴1()()()()()()3W S S W S S W W satcm /87g .1171.20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+⨯+-⨯=++-=+++⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=+-++=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-++=∴ρωρωρωρωρρωρρωρρρωρW S d 有（2）()3'/87.0187.1cm g VV V V V V V m V V m W sat W V Ssat WV W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-=ρρρρρρρρρ （3）3''/7.81087.0cm kN g =⨯=⋅=ργ 或3'3/7.8107.18/7.181087.1cmkN cm kN g W sat sat sat =-=-==⨯=⋅=γγγργ2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm 3，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 和相对密实度Dr ，并评定该砂土的密实度。

《土力学》教学大纲一、课程名称：土力学Soil Mechanics二、课程编号：0406006三、学分学时： 2.5学分/ 40学时四、使用教材：卢廷浩主编，《土力学》，河海大学出版社，2010年五、课程属性：学科基础课/ 必修六、教学对象：地质工程专业本科生七、开课单位：土木与交通学院岩土工程科学研究所八、先修课程：材料力学、水力学等九、教学目标：土是自然产物，土的形成、土的组成、土的结构极为复杂。

《土力学》是研究土的物理力学性质的一门学科。

通过本课程的学习，使学生掌握土的基本物理力学性质。

要求掌握：土的物理指标含义与换算，土体渗流理论，土的压缩固结理论和强度理论。

会进行土体渗流计算与分析、地基应力计算与沉降计算、地基承载力计算、土压力计算和进行土坡稳定分析；掌握常规的土工试验技能和确定计算参数的方法，达到能自由运用土力学的基本原理和方法解决实际工程中与土体有关的稳定、变形和渗流等工程问题，为以后从事专业工作和进行科学研究打下基础。

十、课程要求：本课程采用课程讲授、案例分析等教学方式，实行研究型教学，重点培养学生的基本理论素养和问题分析能力。

因此，本课程要求课前必须阅读教材的相关部分和参考文献；课后按时完成布置的作业。

请到国家精品课程土力学网站下载相关教学资源，并及时进行教学互动交流。

本课程教学环节中包括：八次作业和一次期末考试，要求：各种作业、练习及考试，学生必须独立完成，遵守学术诚信原则。

如果发现抄袭等情况，将取消该项成绩。

十一、教学内容：本课程主要由以下内容组成：第一章绪论（2学时）⏹知识要点：介绍本课程的性质和任务。

如土力学研究的对象，研究内容及方法以及与专业的关系。

⏹重点难点：土力学研究内容及方法。

⏹教学方法：课堂讲授。

第二章土的物理性质指标（4学时）⏹知识要点：土的组成；土的物理性质指标；无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性。

⏹重点难点：土的物理性质指标换算，土的物理状态指标的概念及影响因素。

《土力学》作业答案 第一章1—1根据下列颗粒分析试验结果，作出级配曲线，算出Cu 及Cv 值，并判断其级配情况是否良好。

解： 级配曲线见附图。

小于某直径之土重百分数%土粒直径以毫米计习题1-1 颗粒大小级配曲线由级配曲线查得：d 60=0.45，d 10=0.055，d 30=0.2；18.8055.045.01060===d d C u 62.1055.045.02.026010230=⨯==d d d C cC u >5，1<C c <3；故，为级配良好的土。

（2）确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ，并由Cu 、Cv 判断级配情况。

解：土粒直径以毫米计小于某直径之土重百分数%习题1-2 颗粒大小级配曲线1—3某土样孔隙体积等于颗粒体积，求孔隙比e 为若干？ 若Gs=2.66，求ρd =? 若孔隙为水所充满求其密度ρ和含水量W 。

解：111===s v V V e ； /33.1266.2g V M s d ===ρ.12166.2V M M w s =+=+=ρ%6.3766.21===s w M M ω。

1—4在某一层土中，用容积为72cm 3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g ，烘干后质量121.5g ，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？解：3457.25.121cm G MV s ss ===；✞3274572cm V V V s V =-=-=；%26.60626.05.1215.1211.129==-==s w M M ω； 3/79.1721.129cm g V M ===ρ； 3/06.2722715.121cm g V V M v w s sat =⨯+=+=ρρ；3/06.1724515.121'cm g V V M s w s =⨯-=-=ρρ；[或3/06.1106.2'cm g w sat =-=-=ρρρ]；3/69.1725.121cm g V M s d ===ρ。

第一章复习思考题1、什么是矿物？矿物有哪些鉴定特征？常见的造岩矿物有哪几种？2、对比下列矿物，指出它们的异同点？（1）正长石——斜长石——石英（2）角闪石——斜石——黑云母3、什么是岩石？它同矿物有何关系？4、什么是岩浆岩的产状？侵入岩的产状都有哪些？5、岩浆岩有哪些结构类型，它们与成因有何联系？6、什么是碎屑岩？碎屑岩有哪几种常见岩石？7、粘土岩有何特点？8、沉积岩与岩浆岩在成因、产状、矿物成分结构构造方面有哪些区别？9、变质岩的主要特征是什么？试述其主要构造特征？10、为什么要研究岩石的工程地质性质？表征岩石工程地质性质的指标有哪些？第二章复习思考题1、岩层产状的含义是什么，都包括哪些要素？如何测定岩层的产状？2、褶皱由哪几个主要部分组成？3、如何识别褶皱？4、研究褶皱构造的工程意义是什么？5、节理与断层有何异同？6、张节理与剪节理如何识别？7、何谓断层面、断层线及断层破碎带？8、野外如何识别断层？9、研究断裂构造有何工程意义？10、什么是活断层？它具有哪些特性？11、什么是地震震级与地震烈度，有何区别？如何确定建筑场区的地震烈度？第三章复习思考题1、风化作用是怎样形成的？为什么要将岩体按风化程度分级？岩体按风化程度分级的依据及各类等级的特点如何？2、河流的地质作用有哪些？各有何不同特点？3、河流阶地是怎样形成的？它有几种类型？研究它有什么意义？4、岩溶的形成条件有哪些？5、根据岩溶发育的特点试述岩溶区的主要工程地质问题。

6、斜坡稳定破坏有几种类型？7、结合影响斜坡岩体稳定的因素，试述不稳定斜坡的防治措施。

第四章复习思考题1、什么叫地下水？研究地下水有何意义？2、地下水的物理性质主要有哪些？地下水含有哪些主要化学成分？3、什么叫总矿化度、硬度、酸碱度？4、试比较上层滞水、潜水、承压水的主要特征？5、地下水对钢筋混凝土的腐蚀分为哪几种类型？第五章 复习思考题1、 何谓工程地质条件？在中小型水利水电工程建设中，经常会遇到哪些主要工程地质问题？2、 坝的工程地质问题有哪些？如何评价坝基的抗滑稳定？3、 坝基抗滑稳定计算中主要参数是如何确定的？对水利工程有什么影响？4、 水库库区有哪些主要工程地质问题？如何分析水库的渗漏问题？5、 渠道选线应注意哪些工程地质问题，渠道渗漏防治措施主要有哪些？6、 水利水电工程地质勘察规范如何对围岩进行分类？如何对隧洞洞口与洞线选择进行工程地质评价？7、 为什么要确定岩体的山岩压力和弹性抗力系数？第六章 复习思考题与习题复习思考题6-1 什么叫土？土是怎样形成的？粗粒土和细粒土的组成有何不同？6-2 何谓土的级配？土的级配曲线是怎样绘制的？为什么级配曲线用半对数坐标？ 6-3 何谓土的结构？土的结构有哪几种类型？它们各有何特征？ 6-4 土的级配曲线的特征可用哪几种系数来表示？它们的定义如何？ 6-5 什么叫自由水？自由水又可分为哪两种？6-6 什么叫土的物理性质指标？土的物理性质指标是怎样定义的？其中哪三个基本指标？6-7 什么叫砂土的相对密度？有何用途？6-8 何谓粘性土的稠度？粘性土随着含水率的不同可分为几种状态？各有何特性？ 6-9 何谓土的压实性？土压实的目的是什么？6-10 土的压实性与哪些因素有关？何谓土的最大干密度和最优含水率？ 6-11 土的工程分类的目的是什么？ 6-12 什么叫粗粒土？什么叫细粒土？习 题6-1 有A 、B 两个土样，通过室内试验测得其粒径与小于该粒径的土粒质量如下附表6-1、6-2所示，试绘制出它们的颗粒级配曲线并求出C u 与C c 值，同时判别级配的优劣。

《土力学》第二章习题及答案第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土，其界限含水量分别是、。

2.根据塑性指数，粘性土被分为土及土。

3.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。

4.无粘性土根据土的进行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量的土。

5.冻胀融陷现象在性冻土中易发生，其主要原因是土中水分向冻结区的结果。

6.粘性土的灵敏度越高，受后其强度降低就越，所以在施工中应注意保护基槽，尽量减少对坑底土的扰动。

7.通常可以通过砂土的密实度或标准贯入锤击试验的判定无粘性土的密实程度。

二、名词解释1.液性指数2.可塑状态3.相对密实度4.土的湿陷性5.土的天然稠度6.触变性三、单项选择题1.下列土中，最容易发生冻胀融陷现象的季节性冻土是：（A）碎石土（B）砂土（C）粉土（D）粘土您的选项（）2.当粘性土含水量减小，土体积不再减小，土样所处的状态是：（A）固体状态（B）可塑状态（C）流动状态（D）半固体状态您的选项（）3.同一土样的饱和重度γsat、干重度γd、天然重度γ、有效重度γ′大小存在的关系是：（A）γsat > γd > γ > γ′（B）γsat > γ > γd > γ′（C）γsat > γ > γ′> γd（D）γsat > γ′> γ > γd您的选项（）4.已知某砂土的最大、最小孔隙比分别为0.7、0.3，若天然孔隙比为0.5，该砂土的相对密实度Dr为：（A）4.0（B）0.75（C）0.25（D）0.5您的选项（）5.判别粘性土软硬状态的指标是：（A）液限（B）塑限（C）塑性指数（D）液性指数您的选项（）6亲水性最弱的粘土矿物是：（A）蒙脱石（B）伊利石（C）高岭石（D）方解石您的选项（）7.土的三相比例指标中需通过实验直接测定的指标为：（A）含水量、孔隙比、饱和度（B）密度、含水量、孔隙率（C）土粒比重、含水量、密度（D）密度、含水量、孔隙比您的选项（）8.细粒土进行工程分类的依据是：（A）塑限（B）液限（C）粒度成分（D）塑性指数您的选项（）9.下列指标中，哪一指标数值越大，密实度越小。

《土力学》部分习题解答习题22-3 如图2-16所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1顶面溢出。

（1）以土样2底面c-c 为基准面，求该面的总水头和静水头;（2）已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%，求b-b面的总水头和静水头；（3）已知土样2的渗透系数为0.05cm/s ，求单位时间内土样横截面单位面积的流量；( 4 ) 求土样1的渗透系数。

图2-16 习题2-3图（单位：cm）解：如图2-16，本题为定水头实验，水自下而上流过两个土样，相关几何参数已知。

（1）以c-c为基准面，有：z c=0，h wc=90cm，所以：h c=90cm（2）已知∆h bc=30%⨯∆h ac，而∆h ac由图2-16知，为30cm，所以：∆h bc=30%⨯∆h ac=0.3⨯30=9cm∴h b=h c-∆h bc=90-9=81cm又∵z b=30cm ，故h wb=h b- z b=81-30=51cm（3）已知k2=0.05cm/s，q/A=k2i2= k2⨯∆h bc/L2=0.05⨯9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s（4）∵i1=∆h ab/L1=（∆h ac-∆h bc）/L1=（30-9）/30=0.7，而且由连续性条件，q/A=k1i1=k2i2∴k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s注意各物理量的单位。

2-4 在习题2-解：略2-5 如图2-17所示，在5.0m 厚的黏土层下有一砂土层厚6.0 m，其下为基岩（不透水）。

为测定该砂土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以10-2m3/s 的速率从孔中抽水。

在距抽水孔15m 和30m 处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m 和2.5m ，试求该砂土的渗透系数。

.图2-17 习题2-5图（单位：m ）解：分析：如图2-17，砂土为透水土层，厚6m ，上覆粘土为不透水土层，厚5m ，因为粘土层不透水，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即6m 。