土力学(清华大学出版社_附加公式推导)

《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=γw h=10×1.5=15KPa=15KN/m 2底板面积S 底板=50×20=1000m 2底板上的浮力P 浮= Pw×S 底板=15000KN2）不考虑钢筋混凝土水池自重的侧壁摩擦阻力F 1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）]= 560m 2已知侧壁与土体之间的摩擦强度为μ=10KPa； 侧壁总摩擦力F 1=μ×S 侧壁=10×560＝5600KN∵F 1＜P 浮，抗浮安全系数K= F 1/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/m 3；钢筋混凝土水池四个侧壁体积V 1=2×[（50×4×0.3）+（20-2×0.3）×4×0.3]=166.56m 3扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积V 2：V 2=[（50-0.6）×（20-0.6）] ×0.3=287.5m 3所以，水池本身钢筋混凝土的体积V=V 1+V 2=454 m 3钢筋混凝土水池重量W=γ砼×V=24×454＝10896KN∵F 1+W=16496＞P 浮，抗浮安全系数K= 16496/15000=1.1＞1， ∴在考虑钢筋混凝土水池自重时，此时安全。

注册岩土工程师2018年[专业案例]考试真题与答案解析上午卷一、案例分析题1.湿润平原区圆砾地层中修建钢筋混凝土挡墙，墙后地下水位埋深0.5m，无干湿交替作用，地下水试样测试结果见下表，按《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）（2009年版）要求判定地下水对混凝土结构的腐蚀性为下列哪项？并说明依据。

（）题1表A.微腐蚀B.弱腐蚀C.中腐蚀D.强腐蚀答案：B答案解析：根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）（2009年版）第12.2.1条和附录G。

①按环境类型评价腐蚀性挡土墙墙后接触地下水，墙前暴露在大气中，环境类型定为I类，无干湿交替。

SO42－含量为210.75mg/L，S042－＜200×1.3＝260mg/L，微腐蚀性。

Mg2＋含量为45.12mg/L，Mg2＋＜1000mg/L，微腐蚀性。

总矿化度为736.62mg/L ＜10000mg/L，微腐蚀性。

②按地层渗透性评价腐蚀性持力层为圆砾，属于强透水层，侵蚀性CO2为4.15mg/L＜15mg/L，微腐蚀性。

pH值为6.3，介于5.0～6.5之间，弱腐蚀性。

矿化度736.62mg/L＝0.74g/L＞0.1g/L，HCO3－腐蚀性不用判别。

③判定腐蚀等级取腐蚀性等级最高的作为腐蚀性等级，可得地下水对混凝土腐蚀性等级为弱腐蚀性。

2.在近似水平的测面上沿正北方向布置6m长测线测定结构面的分布情况，沿测线方向共发育了3组结构面和2条非成组节理，测量结果见下表。

按《工程岩体分级标准》（GB/T50218—2014）要求判定该处岩体的完整性为下列哪个选项？并说明依据。

（假定没有平行于测面的结构面分布）（）A.较完整B.较破碎C.破碎答案：B答案解析：根据《工程岩体分级标准》（GB/T50218—2014）附录B。

①结构面沿法线方向的真间距第一组真间距：6/12×sin30°×cos0°＝0.25m。

书上18页表1——5的公式的推导过程（对后面的章节的知识补充）： 1、土的密度：即表示单位土体的质量，单位：g/cm 3或kg/m 3 ρ=m V=m s +m w V a +V w +V s2、土的容重：即表示单位土体的重量，单位：N/cm 3或KN/m 3γ=ρg3、土的比重：土粒质量与同体积纯水在4摄氏度下的质量之比（无量纲） G s =m s V s .ρw=ρs ρw4、土壤含水量：土中水的质量与土的质量的比值 ω(%)=m w m s =m−m s m s5、干密度：单位体积土的质量，单位：g/cm 3或kg/m 3 基本公式：ρd =m s V (1)又∵G s =m s V s .ρw →m s =V s .ρw .G s ；∴ρd =m s V=V s .ρw .G sV又∵V s V=V s V s +V v=11+e(或者1+e=1+V v V s=V V s, ∴V s V=11+e)∴ρd =ρw ×G s (1+e) (2)ρd =m s V=m s V.m m=m V .m s m=ρ1+ω(1+ω=1+m w m s=m m s,∴m s m=11+ω) (3)6、孔隙比：孔隙体积与固体颗粒实体体积之比 基本公式：e=V v V s (1)又∵e=V v V s=V−V s V s =V V s −1， 又∵V =m s ρd，V s =m s ρs∴e=VV s−1=m s ρd/m sρs −1=ρs ρd −1 (2) ∵ρd =ρ1+ω ∴e=ρs ρd−1=ρs (1+ω)ρ−1 (3)又因为n=V v V, e=V v V s=V vV−V v, 1e=V−V v V v=V V v−1=1n−1∴e=n1−n (4)7、孔隙率：孔隙体积与土样总体积之比 基本公式：n=V v V (1)n=V vV =V−V sV=1−V sV=1−ρdρs (2)n=1−ρdρs =ρρs(1+ω) (3)n=ee+1 (4)8、饱和密度：空袭完全被水充满时的密度基本公式：ρsat=m s+V v.ρwV (1)由ρsat=m s+V v.ρwV =m sV+V v.ρwV=ρd+V v.ρwV=11+eρw.G s+e e+1ρw=G s+ee+1ρw9、浮容重：饱和容重减去水的容重有γ‘=γsat−γw (1)γ‘=γsat−γw=G s+ee+1ρw g−ρw g=G s+e−e−1e+1γw=G s−1e+1γw (2)。

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72cm 3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。