清华大学土木工程系列教材 高等土力学
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土力学课程学习指南《土力学》是清华大学土木水利学院的院级平台课,授课对象为水利水电工程系、土木工程系、建设管理系和工程力学系的本科生,开设时间为第五学期,总学时48学时。
《土力学》是水利和土建专业的核心课程,也是交通、港口、环境、核电站和矿山等相关专业的重要专业基础课程。
1.课程总体安排清华大学《土力学》课程共包含80总学时,分秋季和春季两个学期进行。
其中,《土力学1》包括第一至第十二单元,安排在秋季学期;《土力学2》包括第十三至第二十单元,安排在春季学期。
按照课程的特点和定位以及对学生能力培养的需求,将《土力学》课程教学组合为三个模块:1)《土力学》的理论,以土的渗透、变形和强度三大基本特性为核心内容,注重培养学生理性思维和分析能力。
对应的课程是《土力学1》中的课堂授课部分,40学时/学年。
2)《土力学》的应用,主要介绍土力学基本理论在各种工程问题中的应用,注重培养学生的实用计算和工程判断能力。
对应的课程是《土力学2》,32学时/学年。
此外,还配合《城市岩土工程》、《城市水环境工程》和《地球与人类环境》等选修课。
3)《土力学》的实验,以土的物性试验、三轴试验和固结试验等为核心教学内容,注重培养学生土工试验的动手能力。
土力学实验部分与土力学基本理论部分紧密结合,安排在《土力学1》课程中,8学时/学年。
此外,还配合本科学生的SRT、自选试验和综合论文训练等环节。
2.课程基础要求学生的先修课程包括微积分、工程力学和水力学等。
3.课程基本内容第一单元绪论和土的物理性质(秋季学期6学时,第1~2教学周)了解土的三大工程问题,也即渗透问题、变形问题和强度问题;了解土的形成,掌握土的碎散性、多相性和天然性这三大特点;掌握土的物理性质,包括土的三相组成、物理状态和结构;掌握土的压实性;掌握土的工程分类标准,了解土的工程分类方法。
第二单元试验课1:土的基本物性试验(秋季学期3学时,第2~6教学周)要求学生独立完成:1)密度测定试验;2)含水量测定试验;3)液塑限测定试验;4)颗粒分析试验。
土力学清华习题答案完整版土力学清华习题答案完整版土力学是土木工程中的一门重要学科,研究土壤的力学性质和行为规律。
在土木工程设计和施工中,土力学的知识是不可或缺的。
清华大学土力学课程是土木工程专业的必修课之一,下面将为大家提供土力学清华习题的完整答案。
第一章:土与土体的物理性质1.1 什么是土力学?土力学是研究土壤的力学性质和行为规律的学科。
它主要研究土壤的物理性质、力学性质以及土体的变形和破坏等。
1.2 什么是土的颗粒成分?土的颗粒成分是指土壤中的颗粒状颗粒物质,包括砂粒、粉粒和粘粒。
1.3 什么是土的孔隙成分?土的孔隙成分是指土壤中的孔隙空间,包括毛细孔隙、微孔隙和宏孔隙。
1.4 什么是土的含水量?土的含水量是指单位质量土壤中所含水分的质量占总质量的百分比。
1.5 什么是土的容重和饱和容重?土的容重是指单位体积土壤的质量。
饱和容重是指土壤在饱和状态下的容重。
1.6 什么是土的干密度和饱和密度?土的干密度是指单位体积土壤的质量。
饱和密度是指土壤在饱和状态下的密度。
第二章:土的应力状态2.1 什么是应力?应力是指物体内部相邻两部分之间的相互作用力。
2.2 什么是应变?应变是指物体由于受到外力作用而发生的形变。
2.3 什么是应力张量?应力张量是指描述应力状态的二阶张量,它可以用一个3x3的矩阵表示。
2.4 什么是应变张量?应变张量是指描述应变状态的二阶张量,它可以用一个3x3的矩阵表示。
2.5 什么是黏性土?黏性土是指含有较高黏性成分的土壤,其含水量较高,易形成胶状物质。
2.6 什么是黏聚力?黏聚力是指黏性土在无侧限条件下的抗剪强度。
第三章:土的变形与固结3.1 什么是土的变形?土的变形是指土壤在受到外力作用下发生的形状和体积的改变。
3.2 什么是土的固结?土的固结是指土壤在受到外力作用下,由于颗粒重新排列而使体积减小的过程。
3.3 什么是固结指数?固结指数是指土壤固结过程中,单位体积土壤的体积减小量与初始体积的比值。
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 mρρ======++==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 v sI 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 Ve 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 wd 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。
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。
高等土力学课件剑桥模型1.本文档介绍了高等土力学课程中的剑桥模型,该模型被广泛应用于土壤力学的研究和工程实践中。
剑桥模型以其简洁的理论基础和良好的实用性而闻名,并成为土壤的力学性质分析和设计的重要工具之一。
2. 剑桥模型的基本原理剑桥模型是一种多相介质力学理论,将土壤看作是由固相颗粒和孔隙水组成的两相介质。
通过假设土壤中颗粒和孔隙水之间的相互作用可以简化为线性弹性关系,剑桥模型建立了土壤力学的基本方程。
剑桥模型中的基本假设包括:•颗粒之间的相互作用力满足胡克定律;•孔隙水的流动满足达西定律;•土壤是各向同性的。
基于这些假设,剑桥模型可以通过求解弹性力学方程和流体力学方程来分析土壤的力学性质。
具体而言,剑桥模型可以用来计算土壤的应力、应变和孔隙水压力等参数。
3. 剑桥模型的应用剑桥模型在土力学领域具有广泛的应用,以下列举了其中几个常见的应用领域:3.1 地基基础工程剑桥模型可以用来分析地基基础的稳定性和承载力。
通过计算土壤的应力分布和变形情况,可以评估地基基础的安全性,并指导设计和加固工程。
3.2 土壤侧压问题在土木工程中,土体对结构的侧向施压是一个重要的问题。
剑桥模型可以用来分析土体的侧向力学特性,解决土体侧压引起的结构变形和破坏问题。
3.3 地下水位变化分析地下水位变化对土体力学性质有着重要影响。
剑桥模型可以用来模拟地下水位变化引起的孔隙水压力变化,从而评估土壤的稳定性和水力特性。
3.4 土石坡稳定性分析土石坡的稳定性分析是土力学工程中的重要问题。
剑桥模型可以用来计算土石坡的应力分布和变形情况,评估土石坡的稳定性,并指导加固和防护措施的设计。
4.高等土力学课件剑桥模型是一种基于多相介质力学理论的土壤力学分析模型。
该模型以其简洁的理论基础和广泛的应用领域而受到广泛关注和应用。
通过剑桥模型,我们可以更准确地分析土壤的力学性质,提高土力学工程设计的准确性和可靠性。
《土力学地基基础》第四版习题集解答,陈希哲第一章 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。