清华大学土力学

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=72cm3 m=129.1g ms =121.5g Gs=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：Gs =2.72 设Vs=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 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 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。

清华《土力学》第三版课后习题答案第一章土的物理性质与工程分类1-1在某一地下水位以上的土层中，用体积为72cm 3的环刀取样，经测定土样质量129.1g ，烘干质量为121.5g ，土粒比重G s =2.70，问该土样的含水量、天然重度、饱和重度、浮重度和干重度各为多少？按计算结果，分析比较各种含水量情况下同一种土的几种重度有何关系？3129.1121.5129.1100% 6.26% 1.793g/cm 12 (1) 1.572w ρ-=⨯===，解：s w(1) 2.70(1 6.26%)110.6001.793G w e ρρ+⨯+===-则-3(2)g 1.7931017.93kN/m γρ==⨯=3s sat w 2.700.6001020.63kN/m 110.600G e e γγ++==⨯=++33s w sat w 1 2.7011010.63kN/m =20.631010.63kN/m 110.600G e γγγγγ--''==⨯=-=-=++或3s d w 2.701016.88kN/m 110.600G e γγ==⨯=++(3)规律：γsat >γ>γd >γ′【华山论剑点评】①根据密度、土粒比重、含水量求孔隙比e 的公式s w(1)1G w e ρρ+=-为真题出现频率最高的公式；②求土样的饱和重度，浮重度、干重度计算时，孔隙比均不变，仅含水量发生变化；③通过令V s =1，孔隙体积e =总体积-1，掌握《脑海中的三相图》。

理解记忆，闭卷作答，务必滚瓜烂熟。

1-2饱和土孔隙比e =0.70，比重G s =2.72，用三相草图计算该土的干重度γd ，饱和重度γsat 和浮重度γ′，并求饱和度S r 为75%时该土的天然重度和含水量（分别设V s =1，V =1和m =1计算，比较哪种方法更简便一些）。

s v s s w w w (1)1 =0.701 2.72 =0.70V V e m G m e ρρ===⨯=解：方法一：饱和土，设，则，=，s s w s 3d w v s 2.721016.0kN/m 1110.70m G G g V V e e ργγ====⨯=++++s w 3s w w s sat w v s 2.720.71020.12kN/m 1110.7m m G e G e g g V V e e ρργγ++++====⨯=++++3sat w =20.121010.12kN/m γγγ'-=-=s v s w (2)75%1 0.70 2.720.750.70=0.525V V m m ====⨯饱和度时，设，则，，w s 3s v 2.720.5251019.09kN/m 10.70m m g V V γ++==⨯=++w s 0.52519.3%2.72m w m ===v s s w 0.7(1)1 1=0.412 10.412=0.58810.72.720.5881.60 0.412V V V m m ==⨯=-+=⨯=方法二：饱和土，设，则，=，s 3d g 1.601016.0kN/m 1m V γ⨯===3s w sat 1.600.4121020.12kN/m 1m m g V γ++==⨯=3sat w =20.121010.12kN/m γγγ'-=-=s w (2)75%1 1.60 0.750.412=0.309V m m ===⨯饱和度时，设，，w s 31.600.3091019.09kN/m 1m m g V γ++==⨯=w s 0.30919.3%1.60m w m ===w s v w s w s w s s (1)1 =11==0.7=3.8860.7950.2052.72m m m V m e m m m m V m =+÷=⇒==÷方法三：饱和土，设，则由于，得，0.2050.795=0.4971 2.72V +=s 3d g 0.79516.0kN/m 0.497m V γ===3s w sat 11020.12kN/m 0.497m m g V γ+==⨯=3sat w =20.121010.12kN/m γγγ'-=-=s w (2)75%0.7950.2050.75=0.154m m ==⨯饱和度时，，w s 30.7950.1541019.09kN/m 0.497m m g V γ++==⨯=w s 0.30919.3%1.60m w m ===【华山论剑点评】可只设V s =1的方法最简便，其他两种方法可不练，考试实战一般都采用方法一做题，形成脑海中的三相图，通过孔隙比e 作为过渡参数，理解记忆常用土力学公式，从而求得重度、密度、饱和度、含水量等参数，多做三相图相关的训练，三相图相关考题一般能在2分钟内快速解决，练习方法详见华山论剑岩土培训土力学第一章精讲课件及视频《脑海中的三相图》。

清华土力学第三版教材
清华土力学第三版教材是清华大学土木工程系编写的一本土力学教材。

该教材主要面向土木工程专业的本科生和研究生，旨在系统地介绍土壤力学与基础工程的理论与应用。

该教材内容包括土壤物理性质、固结与压缩、孔隙水流动、渗透压与水平衡、土的弹性力学性质、土的塑性力学性质、土的破坏与强度、岩土体的渗流与变形、岩土工程中的迁移力学、固结与压缩问题的应用等内容。

教材注重理论与实践的结合，理论部分以数学工具为基础，深入浅出地解释土力学原理和方法，实践部分通过大量的例题和工程实例，帮助学生理解土力学的应用。

此外，教材还包括大量的习题和答案，供学生进行自主学习和练习。

清华土力学第三版教材是一本经典的土力学教材，被广泛应用于土木工程专业的教学和科研领域。

土力学笔记（清华二版）第一章土的物理性质和工程分类1.1土的形成1.土的特点碎散性岩石风化或破碎的产物，非连续体受力易变形，强度低体积变化主要是孔隙变化剪切变形主要由颗粒相对位移引起三相性固、液、气受力后由三相共同承担相间存在复杂相互作用孔隙水和孔隙气可流动天然性自然界的产物，存在自然变异性非均匀性各向异性时空变异性2.三大问题、三大特性：强度、变形、渗透1.2土的三相组成1．根据三相比例不同，将土分为：饱和土、非饱和土、干土2．粒径级配：粒径大小及不同尺寸颗粒在土中占的百分比3．巨粒土＞60mm 、粗粒土＞0.075、细粒土≤0.075；4．粗粒土：以砾石和砂石为主的土，也称无黏性土5．细粒土：以粉粒和黏粒为主的土，也称黏性土6．粒径级配分析方法：筛分法（适用于粒径大于）0.075；水分法（粒径小于0.075）7．粒径级配曲线：横坐标为土颗粒直径（mm ），纵坐标为小于某粒径的土颗粒累积含量（百分比）8．粒径级配曲线的用途：了解土的粗细程度；粒径分布的均匀程度，分布连续性程度来判断土的级配优劣。

9．重要参数：1d50：平均粒径，表粗细；d10：有效粒径，细颗粒代表值；d30：连续粒径，表连续性；d60：控制粒径，粗颗粒代表值。

2两点：某粒径范围内土颗粒所占质量百分数，陡多，缓少，平缺10．不均匀系数Cu ：Cu=d60/d10；Cu ＞5不均匀土11．曲率系数：1060230c d d d C ⨯=；Cc ＜1或＞3表示级配曲线不连续。

12．级配良好的土：土的级配不均匀Cu ≥5，且级配曲线连续（Cc=1-3），适用于填方工程。

13．土中水：自由水：毛细水，重力水；结合水：强结合水，弱结合水14．土中气：封闭气体，自由气体1.3土的物理状态15．最基本指标1土的密度：单位体积土的质量，g vργρ==;m2土粒比重（土粒相对密度）：土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比，数值上等于土粒的密度。