土力学答案
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第一章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,它们同时进展。
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.请分析以下几组概念的异同点:①黏土矿物、黏粒、黏性土;②粒径、粒度和粒组。
【答】黏土颗粒〔黏粒〕的矿物成分主要有黏土矿物和其他化学胶构造物或有机质,其中黏土矿物的结晶构造特征对黏性土的工程性质影响较大。
黏土矿物实际上是一种铝-硅酸盐晶体,是由两种晶片交互层叠构成的。
黏土矿物颗粒一般为扁平状〔或纤维状〕,与水作用后扁平状颗粒的外表带负电荷,但颗粒的〔断裂〕边缘,局部却带有正电荷。
黏性土由黏粒与水之间的相互作用产生,黏性土及其土粒本身大多是由硅酸盐矿物组成。
自然界中土一般都是由大小不等的土粒混合而组成的,也就是不同大小的土颗粒按不同的比例搭配关系构成某一类土,比例搭配〔级配〕不一样,那么土的性质各异。
土颗粒大小,通常以其直径大小表示,简称粒径,单位为。
所谓土的颗粒大小组合情况在工程上就是按土颗粒〔粒径〕大小分组,称为粒组。
每个粒组都以土粒直径的两个数值作为其上下限,并给以适当的名称,简言之,粒组就是一定的粒径区段,以毫米表示。
土颗粒的大小是以其直径来表示,称为粒径(或粒度),其单位一般采用毫米。
1-3.简述土中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,是物理化学性质比拟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。
1-4.粒组划分时,界限粒径的物理意义是什么?【答】界限粒组的物理意义是划分粒组的分界尺寸1-5.粘土颗粒为什么会带电?【答】研究说明,片状粘土颗粒的外表,由于以下原因常带有布平衡的负电荷。
第1章土的物理性质与工程分类一.填空题1. 颗粒级配曲线越平缓,不匀称系数越大丁颗粒级配越好。
为获得较大密实度,应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。
2. 粘粒含量越多,颗粒粒径越小,比表面积越大,亲水性越强,可吸附弱结合水的含量越多,粘土的塑性指标越大3. 塑性指标I P=w L-w p,它表明粘性土处千可塑状态时含水量的变更范围,它综合反映了粘性、可塑性等因素。
因此《规范》规定:10</p�17为粉质粘土,I P>17为粘土。
4. 对无粘性土,工程性质影响最大的是土的密实度,』二桯上用指标e、D来衡量。
5. 在粘性土的物理指标中,对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数I p o6. 确定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度,它是用指标D来衡量。
7. 粘性土的液性指标I= w-w,它的正负、大小表征了粘性土的WL -W P软硬状态,《规范》按L酱毡甡土』堕犬篮望U公为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
8. 岩石按风化程度划分为微呆化-中等风化、强风化。
9. 岩石按坚实程度划分为硬质岩石亡包括花岗岩、石灰岩等亡车炉贡岩石,包括页岩、泥岩等。
10. 某砂层自然饱和重度Y s ai= 20 kN/m3, 土粒比重G s= 2.68, 并测得该砂土的最大干重度Y dma x=17.l kN/m3, 最小干重度Y dmin= 15.4 kN/m3, 则自然孔隙比e为0.68,最大孔隙比e max=O.74, 最小孔隙比e min= 0. 57。
11. 砂粒粒径范围是0.075"'2mm, 砂土是指大千2mm粒径累计含噩不超过全重50%,而大千0.075mm粒径累计含量超过全重50%。
12.亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石,这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成,晶胞间露出的是多余的负电荷,因而晶胞单元间联接很弱,水分子简洁进入晶胞之间,而发生膨胀。
二问答题1. 概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系?答:三相组成的性质,特殊是固体颗粒的性质,干脆影响土的工程特性。
精心整理《土力学》作业答案第一章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:d60=0.45,d10=0.055,d30=0.2;C 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:1—3d 其密度?和含水量W 。
解:111===s v V V e ;3/33.1266.2cm g V M s d ===ρ; 3/83.12166.2cm 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? 解:V s V V =ω=ρsat ρ'=ρ[或d ρ1— 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 。
1—6某科研试验,需配制含水量等于62%的饱和软土1m 3,现有含水量为15%、比重为2.70的湿土,问需湿土多少公斤?加水多少公斤? 解:1m 3饱和软土中含土粒:t M s 01.17.2162.01=+=;折合%15=ω的湿土:kg t M M M M s w s 116016.1)15.01(01.1)1(==+⨯=+=+=ω;需要加水:kg t M M s w 475475.0)15.062.0(01.1)(12==-⨯=-=ωω。
1—7已知土粒比重为2.72,饱和度为37%,孔隙比为0.95,问孔隙比不变的条件下,饱和度提高到90%时,每立方米的土应加多少水? 解:1m 3S r 提高到1m 31—8混成10%解:1V =解得:2V 1—9γ',并求饱和度Sr 为75%时的重度γ和含水量w 。
土力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 土力学是研究土壤的哪一方面特性的学科?A. 物理特性B. 力学特性C. 化学特性D. 生物特性答案:B2. 土壤的内摩擦角是指什么?A. 土壤颗粒间的摩擦力B. 土壤颗粒间的黏合力C. 土壤颗粒间的吸引力D. 土壤颗粒间的排斥力答案:A3. 土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性,以下哪个因素对其影响最大?A. 土的密度B. 土的颗粒大小C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案:A4. 土的剪切强度是指土在剪切作用下抵抗破坏的能力,它与以下哪个因素无关?A. 土的内摩擦角B. 土的孔隙水压力C. 土的密度D. 土的含水量答案:D5. 土的固结是指土在荷载作用下,随着时间的延续,土体体积逐渐减小的过程。
以下哪个现象不属于固结现象?A. 土体沉降B. 土体排水C. 土体膨胀D. 土体强度增加答案:C6. 土的渗透性是指土允许流体通过的能力,以下哪个因素对其影响最大?A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙率C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案:B7. 土的剪胀现象是指土在剪切作用下体积增大的现象,以下哪个因素对其影响最大?A. 土的颗粒形状B. 土的颗粒大小C. 土的孔隙水压力D. 土的内摩擦角答案:A8. 土的三轴压缩试验是用来测定土的哪一项力学性质?A. 压缩性B. 剪切强度C. 渗透性D. 固结性答案:B9. 土的液化现象是指在动荷载作用下,饱和松散的细颗粒土体发生液化,失去承载能力的现象。
以下哪个因素对其影响最大?A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙水压力C. 土的内摩擦角D. 土的固结程度答案:B10. 土的膨胀性是指土在吸水后体积增大的特性,以下哪个因素对其影响最大?A. 土的颗粒大小B. 土的孔隙率C. 土的含水量D. 土的内摩擦角答案:C二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述土的固结理论的基本原理。
答案:土的固结理论主要基于土体在荷载作用下,孔隙水逐渐排出,土体体积逐渐减小,最终达到新的平衡状态的过程。
土力学考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 土力学是研究什么的学科?A. 土体的力学性质B. 土体的化学性质C. 土体的生物学性质D. 土体的物理性质答案:A2. 下列哪项不是土体的三相组成?A. 固体颗粒B. 气体C. 液体D. 能量答案:D3. 土的内摩擦角是指什么?A. 土体颗粒之间的摩擦力B. 土体颗粒内部的摩擦力C. 土体颗粒与水之间的摩擦力D. 土体颗粒与空气之间的摩擦力答案:A4. 土体的孔隙比是指什么?A. 孔隙体积与固体颗粒体积之比B. 孔隙体积与总体积之比C. 固体颗粒体积与孔隙体积之比D. 固体颗粒体积与总体积之比答案:A5. 土体的压缩性是指什么?A. 土体在压力作用下体积减小的性质B. 土体在拉力作用下体积增大的性质C. 土体在剪切作用下体积减小的性质D. 土体在压力作用下体积增大的性质答案:A6. 土体的渗透性是指什么?A. 土体允许液体通过的能力B. 土体允许气体通过的能力C. 土体允许固体颗粒通过的能力D. 土体对液体和气体的吸附能力答案:A7. 土体的剪切强度由哪两部分构成?A. 内摩擦力和黏聚力B. 内摩擦力和压缩力C. 黏聚力和压缩力D. 黏聚力和张力答案:A8. 下列哪项不是土体的力学性质?A. 压缩性B. 渗透性C. 黏性D. 弹性答案:C9. 土体的黏聚力是指什么?A. 土颗粒之间的吸引力B. 土颗粒之间的排斥力C. 土颗粒与水的吸引力D. 土颗粒与空气的吸引力答案:A10. 土体的液限是指什么?A. 土体开始流动的含水量B. 土体开始固结的含水量C. 土体开始膨胀的含水量D. 土体开始压缩的含水量答案:A二、填空题(每空2分,共20分)11. 土力学中的有效应力是指______除去______之后的压力。
答案:总应力,孔隙水压力12. 土体的固结是指在压力作用下,土体______减小,______增加的过程。
答案:体积,孔隙水压力13. 土体的分类通常根据______、______和______来进行。
第4章土中应力一简答题1.何谓土中应力?它有哪些分类和用途?2.怎样简化土中应力计算模型?在工程中应注意哪些问题?3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响?在工程实践中,有哪些问题应充分考虑其影响?4.基底压力分布的影响因素有哪些?简化直线分布的假设条件是什么?5.如何计算基底压力和基底附加压力?两者概念有何不同?6.土中附加应力的产生原因有哪些?在工程实用中应如何考虑?7.在工程中,如何考虑土中应力分布规律?二填空题1.土中应力按成因可分为和。
2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。
3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。
4.计算土的自重应力应从算起。
5.计算土的自重应力时,地下水位以下的重度应取。
三选择题1.建筑物基础作用于地基表面的压力,称为()。
(A)基底压力;(B)基底附加压力;(C)基底净反力;(D)附加应力2.在隔水层中计算土的自重应力c时,存在如下关系()。
(A) =静水压力(B) =总应力,且静水压力为零(C) =总应力,但静水压力大于零(D)=总应力—静水压力,且静水压力大于零3.当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时,在潜水位以下的土中自重应力为()。
(A)静水压力(B)总应力(C)有效应力,但不等于总应力(D)有效应力,但等于总应力4.地下水位长时间下降,会使()。
(A)地基中原水位以下的自重应力增加(B)地基中原水位以上的自重应力增加(C)地基土的抗剪强度减小(D)土中孔隙水压力增大5.通过土粒承受和传递的应力称为()。
(A)有效应力;(B)总应力;(C)附加应力;(D)孔隙水压力6.某场地表层为4m厚的粉质黏土,天然重度=18kN/m3,其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层,地下水位在地表下4m处,经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为()。
(A)72kPa ; (B)36kPa ;(C)16kPa ;(D)38kPa7.同上题,地表以下5m处土的竖向自重应力为()。
土力学第四版习题答案第一章:土的物理性质和分类1. 土的颗粒大小分布曲线如何绘制?- 通过筛分法或沉降法,测量不同粒径的土颗粒所占的比例,然后绘制颗粒大小分布曲线。
2. 如何确定土的密实度?- 通过土的干密度和最大干密度以及最小干密度,计算土的相对密实度。
3. 土的分类标准是什么?- 根据颗粒大小、塑性指数和液限等指标,按照统一土壤分类系统(USCS)进行分类。
第二章:土的力学性质1. 土的应力-应变关系是怎样的?- 土的应力-应变关系是非线性的,通常通过三轴试验或直剪试验获得。
2. 土的强度参数如何确定?- 通过土的三轴压缩试验,确定土的内摩擦角和凝聚力。
3. 土的压缩性如何影响地基沉降?- 土的压缩性越大,地基沉降量越大,反之亦然。
第三章:土的渗透性1. 什么是达西定律?- 达西定律描述了土中水流的速度与水力梯度成正比的关系。
2. 如何计算土的渗透系数?- 通过渗透试验,测量土样在一定水力梯度下的流速,计算渗透系数。
3. 土的渗透性对边坡稳定性有何影响?- 土的渗透性增加可能导致边坡内部水压力增加,降低边坡的稳定性。
第四章:土的剪切强度1. 什么是摩尔圆?- 摩尔圆是一种图解方法,用于表示土的应力状态和剪切强度。
2. 土的剪切强度如何影响基础设计?- 土的剪切强度决定了基础的承载能力,是基础设计的重要参数。
3. 土的剪切强度与哪些因素有关?- 土的剪切强度与土的类型、密实度、含水量等因素有关。
第五章:土的压缩性与固结1. 固结理论的基本原理是什么?- 固结理论描述了土在荷载作用下,孔隙水逐渐排出,土体体积减小的过程。
2. 如何计算土的固结沉降?- 通过固结理论,结合土的压缩性指标和排水条件,计算土的固结沉降量。
3. 固结过程对土工结构有何影响?- 固结过程可能导致土工结构产生不均匀沉降,影响结构的稳定性和使用寿命。
第六章:土的应力路径和强度准则1. 什么是应力路径?- 应力路径是土体在加载过程中应力状态的变化轨迹。
《土力学》课后习题答案第一章1-1:已知:V=72cm3m=129.1g m s=121.5g G s=2.70则:129.1121.56.3%121.5ssm mwm--===3333 129.1*1017.9/72121.5452.77245271.0*27121.5*1020.6/72sssV ssat w V ssat satmg g KN mvmV cmV V V cmm V mg g g KN mV Vγρρργρ========-=-=++=====3320.61010.6/121.5*1016.9/72sat wsdsat dKN mmg KN mVγγγγγγγγ'=-=-===='>>>则1-2:已知:G s=2.72 设V s=1cm3则33332.72/2.722.72*1016/1.72.720.7*1*1020.1/1.720.11010.1/75%1.0*0.7*75%0.5250.52519.3%2.720.525 2.721.sssd ds V wwrw w V rwsw sg cmm gmg g KN mVm Vg g KN mVKN mm V S gmwmm mg gVργρργργγγργρ======++===='=-=-========++===当S时,3*1019.1/7KN m=1-3:3477777331.70*10*8*1013.6*1013.6*10*20%2.72*1013.6*10 2.72*10850001.92*10s d w s s wm V kg m m w kg m m V m ρρ======++==挖1-4: 甲:33334025151* 2.72.7*30%0.81100%0.812.70.811.94/10.8119.4/2.71.48/1.8114.8/0.81p L P s s s s w r wV ws w s w s d s w d d vsI w w V m V g m g S m V m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρρργρργρ=-=-=======∴==++===++=====+====设则又因为乙:3333381 2.682.68*22%0.47960.47962.680.47962.14/10.47962.14*1021.4/2.681.84/1.47961.84*1018.4/0.4796p L p s s s s w s V s w s V s d s w d d VsI w w V m V g m m w g V cm m m g cm V V g KN m m g cm V V g KN m V e V ρργρργρ=-========++===++======+=====设则则γγ∴<乙甲 d d γγ<乙甲 e e >乙甲 p p I I >乙甲则(1)、(4)正确1-5:1s w d G eρρ=+ 则2.7*1110.591.7022%*2.7185%0.59s wds r G e wG S e ρρ=-=-====>所以该料场的土料不适合筑坝,建议翻晒,使其含水率降低。
土力学题库与答案(一)判断题1.土是由岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积,形成的一种松散堆积物。
(√)2.土的沉积年代不同,其工程性质有很大的变化。
(√)3.土是岩石风化的产物。
(√)4.不同的风化作用形成相同性质的土。
(×)5.由于沉积年代不同、地质作用不同以及岩石成分不同,使各种沉积土的工程性质差异较大。
(√)6.风化作用是最普遍的一种地质作用,在地球上随时都在发生。
(√)7.风化作用在地表最强烈,随着深度的增加,其影响逐渐减少甚至消失。
(√)8.物理风化作用使岩石产生机械破碎,化学成分也发生变化。
(×)9.物理风化作用在昼夜温差大的地方较为强烈。
(√)10.化学风化作用没有改变岩石的化学成分。
(×)11. 氧化作用是地表的一种普遍的自然现象,是物理风化作用的主要方式之一。
(×)12. 溶解作用的结果,使岩石中的易溶物质被逐渐溶解而随水流失,难溶物质则残留于原地。
(√)13. 硬石膏变成石膏的过程是化学风化作用的结果。
(√)14. 正长石通过物理风化作用变成了高岭石。
(×)15. 水解作用是水中的H+、OH—离子与岩石中的矿物发生化学反应形成新的矿物的作用。
(√)16.土的三相比例指标可分为两种,一种是试验指标,一种是换算指标。
(√)17.土的固体颗粒构成土的骨架,骨架之间存在大量孔隙,孔隙中填充着液态水和气体。
(√)18.土中固体颗粒的大小、形状、矿物成分及粒径大小的搭配情况,是决定土的物理力学性质的主要因素。
(√)19.自然界中土颗粒都是由大小不同的土粒所组成,土的粒径发生变化,其主要性质也发生相应变化。
(√)20.良好的级配指粗颗粒的孔隙恰好由中颗粒填充,中颗粒的孔隙恰好由细颗粒填充,如此逐级填充使砂形成最松散的堆积状态。
(×)21.土中的自由水包括毛细水和结合水。
(×)22.砂土的不均匀系数C u的计算公式为d30/d60。
考研土力学试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 土力学是研究土壤的力学性质和行为的科学,以下哪项不是土力学的研究内容?A. 土壤的压缩性B. 土壤的渗透性C. 土壤的化学成分分析D. 土壤的剪切强度答案:C2. 在土力学中,土的分类通常基于哪种特性?A. 土的颜色B. 土的颗粒大小C. 土的密度D. 土的年龄答案:B3. 下列哪项不是土的力学性质?A. 内摩擦角B. 凝聚力C. 弹性模量D. 含水量答案:D4. 土的三相组成指的是什么?A. 固体颗粒、水和空气B. 固体颗粒、水和矿物质C. 固体颗粒、矿物质和空气D. 矿物质、水和空气答案:A5. 土的渗透性主要取决于哪一项?A. 土的密度B. 土的颗粒大小C. 土的内摩擦角D. 土的凝聚力答案:B6. 土的压缩性通常用哪个参数来描述?A. 内摩擦角B. 凝聚力C. 压缩系数D. 弹性模量答案:C7. 在土力学中,有效应力原理是由哪位科学家提出的?A. 特扎加B. 库仑C. 达西D. 泰勒答案:A8. 土的剪切强度试验中,常用的试验方法是什么?A. 直剪试验B. 压缩试验C. 张力试验D. 弯曲试验答案:A9. 土的液化现象通常在哪种土中发生?A. 粘土B. 砂土C. 粉土D. 岩石答案:C10. 下列哪项不是土的工程分类?A. 粉土B. 粘土C. 砂土D. 有机土答案:D二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述土的压缩性及其对工程结构的影响。
答案:土的压缩性是指土在压力作用下体积减小的性质。
它对工程结构的影响主要表现在地基的沉降量和不均匀沉降,这可能导致结构的倾斜、裂缝甚至倒塌。
因此,在设计和施工过程中,必须充分考虑土的压缩性,以确保工程的安全和稳定。
2. 描述土的强度和稳定性之间的关系,并举例说明。
答案:土的强度是指土在受到剪切作用时抵抗破坏的能力,而稳定性则是指土体在一定条件下保持平衡状态的能力。
两者之间的关系是,土的强度越高,其稳定性通常也越好。
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 += S W m m =ω 设1=S m ρω+=∴1V WS S S V m d ρ=WS W S S S d d m V ρρ⋅=⋅=∴1()()()()()()3W S S WS SW 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。
解:(1)设1=S V()ed e m m e m m V m WS S S W S +⋅+=++⋅=++==1111ρωωρ 整理上式得 ()()656.0177.1167.2098.0111=-⨯+=-⋅+=ρρωWS d e(2)595.0461.0943.0656.0943.0min max max =--=--=e e e e D r (中密)2-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为30%,土粒相对密度为2.73,液限为33%,塑限为17%,试求孔隙比、干密度和饱和密度,并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。
解:819.073.230.0=⨯=⋅=⋅==S WS WS S W S W V d V V d V V e ωρρωρρ 3/50.1819.01173.21cm g e d V m W S S d =+⨯=+==ρρ ()()3/95.1819.01173.23.01111cm g e d e d d V V m W S W S W S W V s sat =+⨯+=+⋅+=+⋅⋅+=+=ρωρωρρρ 161733=-=-=P L p I ωω 查表,定名为粉质粘土81.0161730=-=-=ppL I I ωω 查表,确定为软塑状态 3-8、某渗透试验装置如图3-23所示。
砂Ⅰ的渗透系数s cm k /10211-⨯=;砂Ⅱ的渗透系数s cm k /10112-⨯=,砂样断面积A=200cm 2,试问:(1)若在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面出安装一测压管,则测压管中水面将升至右端水面以上多高?(2)砂Ⅰ与砂Ⅱ界面处的单位渗水量q 多大?解:(1)A L hk A L h k 22212160=- 整理得 2221)60(h k h k =-cm k k k h 4010110210260601112112=⨯+⨯⨯⨯=+=---所以,测压管中水面将升至右端水面以上:60-40=20cm (2)s cm A L h k A i k q /20200404010131222222=⨯⨯⨯=⨯∆⨯==- 3-9、定水头渗透试验中,已知渗透仪直径D=75mm ,在L=200mm 渗流途径上的水头损失h=83mm ,在60s 时间内的渗水量Q=71.6cm 3,求土的渗透系数。
解:s cm t h A QL k /105.6603.85.74206.7122-⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅∆⋅=π3-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为30cm 2,厚度为4cm ,渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm ,试验开始时的水位差145cm ,经时段7分25秒观察水位差为100cm ,试验时的水温为20℃,试求试样的渗透系数。
解:s cm h h t t A aL k /104.1100145ln 4453044.04ln )(522112-⨯=⨯⨯⨯=-=π3-11、图3-24为一板桩打入透水土层后形成的流网。
已知透水土层深18.0m ,渗透系数s mm k /1034-⨯=,板桩打入土层表面以下9.0m ,板桩前后水深如图中所示。
试求:(1)图中所示a 、b 、c 、d 、e 各点的孔隙水压力; (2)地基的单位渗水量。
解:(1)kPa U W a 00=⨯=γkPa U W b 2.880.9=⨯=γkPaU W c 2.137819418=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-=γkPa U W d 8.90.1=⨯=γ kPa U W e 00=⨯=γ(2)()s m A i k q /1012918298103377--⨯=-⨯⨯⨯⨯=⋅⋅= 4-8、某建筑场地的地层分布均匀,第一层杂填土厚1.5m ,3/17m kN =γ;第二层粉质黏土厚4m ,3/19m kN =γ,73.2=s G ,%31=ω,地下水位在地面下2m 深处;第三层淤泥质黏土厚8m ,3/2.18m kN =γ,74.2=s G ,%41=ω;第四层粉土厚3m ,3/5.19m kN =γ,72.2=s G ,%27=ω;第五层砂岩未钻穿。
试计算各层交界处的竖向自重应力c σ,并绘出c σ沿深度分布图。
解:(1)求'γ()()()()()ωγγωγγγγγγγγγγ+-=+-⋅=+-⋅=-=-=111'Gs G G G G W W G W V W V V W S W S W S S W W S W W S W S S W S S 由上式得:3'2/19.9m kN =γ,3'3/20.8m kN =γ,3'4/71.9m kN =γ, (2)求自重应力分布kPa h c 5.25175.1111=⨯==γσkPa h c 0.355.0195.25h 211=⨯+=+=‘水γγσ ()kPa c 17.675.319.90.35h 4'2c 2=⨯+=-+=’水γσσ kPa c 132.7788.2067.17h 33c23=⨯+=+=’γσσ kPa c 90.161371.9132.77h 44c34=⨯+=+=’γσσ()kPa 9.3063.08.03.5W c44=+++=γσσ不透水层4-9、某构筑物基础如图4-30所示,在设计地面标高处作用有偏心荷载680kN ,偏心距1.31m ,基础埋深为2m ,底面尺寸为4m ×2m 。
试求基底平均压力p 和边缘最大压力p max ,并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。
解:(1)全力的偏心距e ()31.1⨯=⋅+F e G F ()m e 891.020*********31.1=⨯⨯⨯+⨯=(2)⎪⎭⎫⎝⎛±+=l e A G F p 61minmax因为()337.114891.06161±=⎪⎭⎫⎝⎛⨯±=⎪⎭⎫ ⎝⎛±l e 出现拉应力故需改用公式()()kPa e l b G F p 301891.0242320246802232max =⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=(3)平均基底压力k P aA G F 12581000==+(理论上)k P a b e l A G F 3.150209.131000231000'=⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+ 或kPa p 5.15023012m ax ==(实际上)4-10、某矩形基础的底面尺寸为4m ×2.4m ,设计地面下埋深为1.2m (高于天然地面0.2m ),设计地面以上的荷载为1200kN ,基底标高处原有土的加权平均重度为18kN/m 3。
试求基底水平面1点及2点下各3.6m 深度M 1点及M 2点处的地基附加应力Z σ值。
解:(1)基底压力 k P aAGF p 149202.14.241300=⨯⨯⨯+=+=(2)基底附加压力 kPa d p p m 1311181490=⨯-=-=γ (3)附加应力M 1点 分成大小相等的两块8.126.32.1,2,4.2=====b z b lm b m l查表得108.0=C α则 k P a M z 31.28131108.021=⨯⨯=⋅σ M 2点 作延长线后分成2大块、2小块大块8.126.33,2,6=====b z b lm b m l查表得143.0=C α小块8.126.38.1,2,6.3=====b z blm b m l 查表得则 ()k P a p p c c cM M z 7.3131129.0143.02(220022=⨯-=-==⋅)小大ααασ 4-11、某条形基础的宽度为2m ,在梯形分布的条形荷载(基底附加压力)下,边缘(p 0)max =200kPa ,(p 0)min =100kPa ,试求基底宽度中点下和边缘两点下各3m 及6m 深度处的129.0=CαZ σ值。
解:kPa p 15021002000=+=均 中点下 3m 处 5.10,3,0====bzb x m z m x ,,查表得 396.0=c α k P a z 4.59150396.0=⨯=σ6m 处 30,6,0====bzb x m z m x ,,查表得 208.0=c α kPa z 2.31150208.0=⨯=σ边缘,梯形分布的条形荷载看作矩形和三角形的叠加荷载3m 处 :矩形分布的条形荷载 1.523b z 5.0x ===,b ,查表343.0=⋅矩形c α4k P a .33100334.0z =⨯=⋅矩形σ 三角形分布的条形荷载1.523b z 10l ===,b ,查表938.0,734.021==t t αα kPa 34.7100*0734.01==⋅三角形z σ 38kPa .9100*9380.02==⋅三角形z σ所以,边缘左右两侧的z σ为kPa z 74.4034.74.331=+=σ kPa z 78.4238.94.332=+=σ6m 处 :矩形分布的条形荷载326b z 5.0x ===,b ,查表198.0=⋅矩形c α k P a 8.19100981.0z =⨯=⋅矩形σ 三角形分布的条形荷载326b z 10l ===,b ,查表0511.0,0476.021==t t αα kPa 76.4100*0476.01==⋅三角形z σ kPa 11.5100*5110.02==⋅三角形z σ所以,边缘左右两侧的z σ为kPa z 56.2476.48.191=+=σkPa z 91.2411.58.192=+=σ6-11、某矩形基础的底面尺寸为4m ×2m ,天然地面下基础埋深为1m ,设计地面高出天然地面0.4m ,计算资料见图6-33(压缩曲线用例题6-1的)。