土力学清华大学版课后习题答案2020年修正版

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清华大学《土力学》第二版课后习题答案2020版

说明：删除了应力路径、库尔曼图解法等与考试无关的习题，增加与考试相关的地基承

载力原理题，使得与注册岩土考试内容完全相适应。清华大学《土力学》第二版课后习题答案2020版.................................................................1

第一章土的物理性质与工程分类..............................................................................................2

第一节土的三相换算.........................................................................................................2

第二节土的性质、颗粒级配及定名.................................................................................3

第三节土的相对密实度.....................................................................................................5

第四节土的压实性.............................................................................................................5

第二章土的渗透性和渗流问题..................................................................................................5

第一节达西定律..................................................................................................................5

第二节渗透试验、抽水试验.............................................................................................6

第三节等效渗透系数.........................................................................................................7

第四节二维渗流与流网.....................................................................................................7

第五节渗透力与渗透破坏.................................................................................................8

第三章土体中的应力计算........................................................................................................10

第一节有效应力原理.......................................................................................................10

第二节基底附加应力计算...............................................................................................12

第四章土的变形特性和地基沉降计算...................................................................................15

第一节土的一维压缩性指标...........................................................................................15

第二节地基沉降量计算...................................................................................................15

第三节饱和土体渗流固结理论.......................................................................................17

第五章土的抗剪强度................................................................................................................19

第一节直接剪切试验.......................................................................................................19

第二节三轴压缩试验.......................................................................................................21

第三节组合三轴压缩试验...............................................................................................24

第四节孔隙水压力系数...................................................................................................26

第五节十字板剪切试验...................................................................................................26

第六章挡土结构物上的土压力................................................................................................27

第一节朗肯土压力...........................................................................................................27

第二节库伦土压力...........................................................................................................27

第三节特殊土压力...........................................................................................................28

第七章边坡稳定分析................................................................................................................30

第一节无粘性土边坡稳定性...........................................................................................30

第二节圆弧法边坡稳定性分析.......................................................................................32

第八章地基承载力....................................................................................................................33

第一节土力学教材原理习题...........................................................................................33

第二节地基承载力深宽修正...........................................................................................37

第三节抗剪强度计算地基承载力...................................................................................39第一章土的物理性质与工程分类

第一节土的三相换算

1-1（清华土力学习题1-1）在某一地下水位以上的土层中，用体积72cm3的环刀取样，

经测定土的质量129.1g，烘干质量为121.5g，土粒比重为2.70g，问该土样的含水量、天然（湿）

重度、饱和重度、浮重度和干重度各位多少？按计算结果，试分析比较各种情况下土的各种

重度有何规律。解：129.1121.5100%6.26%121.5w，3129.11.793g/cm72则(1)2.70(16.26%)110.6031.79sGwe－－

31.7931017.93kN/mg

32.700.6031020.61kN/m110.603ssatwGee

33satw12.701'1010.61kN/m'=20.611010.61kN/m110.603swGe或

32.701016.84kN/m110.603sdwGe

规律：'satd＞＞＞

【点评】根据密度、比重、含水量求孔隙比e的公式w(1)1sGwe为真题出现频率最

高的，务必滚瓜烂熟。1-2（清华土力学习题1-2）饱和土孔隙e=0.70，比重Gs=2.72，用三相草图计算该土的

清华大学-土力学与地基基础学课后习题答案

《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

清华大学高等土力学复习题

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高等土力学

第一章土的物质构成及分类

1蒙脱石和伊利石晶胞结构相同，但蒙脱石具有较大的胀缩性，为什么？

2用土的结构说明为什么软粘土具有较大流变特性，原生黄土具湿陷性？

3试述非饱和土中水的迁移特征及控制迁移速率的主要因素？

4非饱和土中水的运移规律与饱和土中水的渗透规律有什么不同？

试述非饱和土和饱和土中孔隙水迁移规律的异同点？

5X射线衍射法是怎样分析粘土矿物成份的？

6粘土表面电荷来源有哪几方面？利用粘粒表面带电性解释吸着水（结合水）形成机理？

7非饱和土中土水势以哪种为主？如何测定非饱和土的土水势大小？

8非饱和土中的土水势主要由哪个几个部分组成？非饱和土中水的迁移速率主要与哪几种因素有关？

9请用粘性土的结构解释粘性土具有可塑性而砂土没有可塑性的机理。

10试简明解说土水势的各分量？

11土的结构有哪些基本类型？各有何特征？

12分散土的主要特征是什么？为什么有些粘性土具有分散性？

13粘性土主要有哪些性质，它们是如何影响土的力学性质的？

14为什么粘土颗粒具有可塑性、凝聚性等性质，而砂土颗粒却没有这些性质？

15非饱和粘性土和饱和的同种粘性土（初始孔隙比相同）在相同的法向应力作用下压缩，达到稳定的压缩量和需要的时间哪个大，哪个小，为什么？

16粘土的典型结构有哪几种，它们与沉积环境有什么联系，工程性质方面各有何特点？

17粘性土的结构与砂土的结构有什么不同？

18为什么粘性土在外力作用下具有较大流变特性？

19粘土矿物颗粒形状为什么大都为片状或针状，试以蒙脱石的晶体结构为例解释之。

第二章土的本构关系及土工有限元分析

1中主应力对土体强度和变形有什么影响？分别在普通三轴仪上和平面应变仪上做试验，保持σ3为常量，增加σ1－σ3所得应力应变关系曲线有何不同？所得强度指标是否相同？