（完整版）土力学课后习题答案第三版 - - 东南大学

土力学

第二章

2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3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：352bc1880039fddb1e000397dbb23419.png

5973aaa63f4af6a4c253c9d12a23db67.png

0b5af7fe920447b3325e6f695b91ac09.png

93227c5ca148de76c9fb7f871798a9f3.png

2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm3，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）78f969753632650d2a8d6bf9b3130efd.png

5c1f49f2c892ebe29c9c2720963512c6.png 48994c2e0499bb1b78333f441f55c804.png 设ba10cdc82043c47403eff3763bd452fe.png a14b40b7aafad3141d00fd9f43903c5f.png

ed80353fd27c18ce0dfdf69ac03a55e8.png ccf7f0350d80bff3b8b117ee4272a005.png

2600f839c76736b7c97974d9044db881.png

（2）69994278b74678c3c1509ef3a2cb5c8a.png

（3）7798f3043586fef1c7cff7c872178962.png

或 5a6a7c38e3c865149524281e509ed911.png

2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm3，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629a169350a4dd925e922c777565dcb3.png

20c98cca18d5dc41331109b557da83bc.png

整理上式得 36cfe3a12306fc065343407bed1a37c7.png

（2）02f1b50b0c4ffafe9844e5986cbbf610.png（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：47070a773fb3d3c52d4fdf91368544c4.png

5b781c72742bac84df46e77833e40eac.png

6018a03d4253bc34d8deac452ff6d240.png d340ee7a1a9fd338ed265260e28d9edf.png 查表，定名为粉质粘土

652487ca2bca92471eef7486c1062897.png 查表，确定为软塑状态

第三章

3-8、某渗透试验装置如图3-23所示。砂Ⅰ的渗透系数af9e256f9dffe1238d1945a1189d631c.png；砂Ⅱ的渗透系数a2115c178983a39e1c404fc81a3b0228.png，砂样断面积A=200cm2，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）7245fa2770021a7b1bb661929c0fac1e.png 整理得

367ad30ca87d48441cc361158c16768f.png

4e90ba28a84ed89ffd8bf7eca66748ab.png

所以，测压管中水面将升至右端水面以上：60-40=20cm

（2）6c6af2d0b0c763489fdd1e2839c96a23.png

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=71.6cm3，求土的渗透系数。

解：3f818f5209eeed74a0e0c67d06bb0e06.png

3-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为30cm2，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：f506a9f843157a3ccd812ef5c5b7c665.png

3-11、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1b155db989426cb8f093cdb9be689234.png，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）0eece7977c8774aae16fc000197f2109.png

2ee5c4b098e46d2dd4e299dcf9360dd0.png

0a621f0fecdf0d4374de136b2ef07678.png

204518cf4a050a4c3ea4efc9cbf1b1ea.png

7246ff4fc12ddfcc87756ec5f2da2613.png

（2）3308db45cdfcb7faecf8695d32620725.png

第四章

4-8、某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m，0b1658913321908287c9e974501166ee.png；第二层粉质黏土厚4m，17b98bc1328103395bdc3c04c2a4ed4a.png，c30c77b1cdb4ad6a065fb5218dd6075a.png，8c823f890985c0071043f41d77d7f165.png，地下水位在地面下2m深处；第三层淤泥质黏土厚8m，d87189ab1a72bbd6d3e290517d071a62.png，f39699e1ff3e7a4183ce26f858f36162.png，0b535314913854ea1e5ae28f8fbb030d.png；第四层粉土厚3m，f79ee90052b8361f0e83e83109eefe02.png，c6d9276b939b3d4deed38503bf8ab1b0.png，0b18a874748607515f703736d2643838.png；第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力aedb01193aba2e803dac6889878c0fb3.png，并绘出aedb01193aba2e803dac6889878c0fb3.png沿深度分布图。

解：（1）求659101b9ff990094e512348c1fe2861a.png

bdb43749b9de35c359368fc2cdb9fd0c.png

由上式得：45d21aee1fb7ce03b1ad634590124496.png，be6fdb91f5c2de141f190a1545def2de.png，9ef13894d95abc8c4ba94e5e2756bca6.png，

（2）求自重应力分布

5d8ddbd0895ce4e337e32a2b1948ddfd.png

1432082e4ab1609c8bd217b512a20efa.png

27986ba06656e37aab9951f0fdb94022.png

646c68c602f5f42ac067b4e53a0480dd.png

6c3a9bd44ac12f13fee22c75f57cf3ba.png

741b3cc099b1a6c1457b414a68e46ae9.png

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pmax，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

59e7a74cb3335396452ec15eec67bc5c.png

3a27cd8cf6dccc3b8c3f3244944efb88.png

（2）c0f31c999310799c61ecc3381a4f3d82.png

因为fed68840cf16dee8601cef2a268ccb70.png 出现拉应力

故需改用公式75c60a4552154e5799193b8b9ac57ef0.png

（3）平均基底压力

8ff4700bf6c7974bfb2d6b915f079450.png（理论上）

168705bb1e1b6e2d6f1853eab93cfa91.png 或6ba283231747989a8ba58c5c6af4f777.png（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/m3。试求基底水平面1点及2点下各3.6m深度M1点及M2点处的地基附加应力61babe9ab0bb4a7ecd87aabe57056a01.png值。

解：（1）基底压力 2b969d208b2a91e16e236764be61d9d6.png

（2）基底附加压力 5eb52ca6c2b5c503074f6ff2cf99d006.png

（3）附加应力

M1点 分成大小相等的两块

cd986f3782266a372f9620060784ad0c.png

查表得b221587eeb17a2c8187e6008486711dd.png

则 2df24ebb7cada6982aabbb7ddff9a647.png

M2点 作延长线后分成2大块、2小块

大块 219f127f703f39e0fdd80830214c74ad.png

查表得f99d11d5fb4f330a701f302d31e9d936.png

小块 7e47da2e4e73f5fe67c36ffa1615937b.png查表得82b806c0b2abf7ebc1c84424de34c5f1.png

则 82b806c0b2abf7ebc1c84424de34c5f1.png

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（p0）max=200kPa，（p0）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

61babe9ab0bb4a7ecd87aabe57056a01.png值。

解：7d4f587fd4b366b2764bc034af754a75.png

中点下 3m处 a379d198fec9c87f5adb50ad57446f02.png，查表得 1abb6722d943e8200bba63325a4c0365.png

aba44a60b71713a11dd35f87733f8b19.png

6m处 76b1d6f42bde28043603675fd69297b1.png，查表得 e48c840d817769603a6206009bf8e62a.png

bd256b2daa546d7d9af5d1b62440e124.png

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 21680341386755cdb8b3e1c891ff50e6.png，查表bcad9806955764f3c16392293917feed.png

2fd034f8a4f8af8377b5af8d5a5da27f.png

三角形分布的条形荷载 52d8ffe5fbb1cc485c47b0cad8256014.png，查表44f2ee4d1a3ce8b9a54085f3b6568ab5.png

fdc881145f8bb9347a01217159a17f08.png

93b477a707f6647576aba42894888487.png

所以，边缘左右两侧的9c66b706e9ee667771faa4b7747dda68.png为

c8626b3e9d3c05a7897a1ea52308072a.png

3de87ebd6429504f1e12a07e9c3acb01.png

6m处 ：

矩形分布的条形荷载 29c87c35610ab7d2737f8cdd03d89ca9.png，查表31bbbfdbf2dff9a126a2b4f379e54648.png

d77975c54dbfa5387d32d0a53d9dab53.png

三角形分布的条形荷载 67693d43cc945b83369f65ec816bd168.png，查表4e960943ddca92a66ea5a8f8bf627eac.png

fde429da1035ef496600927fb8d8ceee.png

ae604f9d68fb6b44a76e967ac1cb94ef.png

所以，边缘左右两侧的9c66b706e9ee667771faa4b7747dda68.png为

30eea6922230ef49dfb679f439c367bd.png

28db9b76cb1f4a7d1a781245d17ee46c.png

第六章

6-11、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）。试绘出土中竖向应力分布图（计算精度；重度（kN/m3）和应力（kPa）均至一位小数），并分别按分层总和法的单向压缩基本公式和规范修正公式计算基础底面中点沉降量（93e73a19740491f684513c21c47888c6.png）。

解：1、分层总和法单向压缩基本公式

（1） 求659101b9ff990094e512348c1fe2861a.png

bdb43749b9de35c359368fc2cdb9fd0c.png

又已知，粉质黏土的2dec3a7a689795c836fef57a4b84a716.png，c6d9276b939b3d4deed38503bf8ab1b0.png，8c823f890985c0071043f41d77d7f165.png和淤泥质黏土的d87189ab1a72bbd6d3e290517d071a62.png，2dc054c22542baea64d41964508176aa.png，dee681cec73b48512fa68325a56d48d3.png

所以 659101b9ff990094e512348c1fe2861a.png分别为 36938755aa05771bf8daf091ae16fde7.png和7162e4d4ada1c4cb13aa7b97f116e19f.png

（2） 地基分层

基底面下第一层粉质黏土厚4m，第二层淤泥质黏土未钻穿，均处于地下水位以下，分层厚度取1m。

（3）地基竖向自重应力c60e275a1021e78eefd6a18d8a2871cb.png的计算

0点：94bd9602cc8b3ecf77a669ebcfa2a5c7.png

1点：167e507662f7c088599e380cd6a18b47.png

2点：66564891a62a0cbfef10c3d41d66c0a2.png

3点：7a934c0ae169f4a949a36e24576ee3dd.png

4点：ad31f307fd17b98081a73f597c6c82d6.png

5点：05d75c968e471760d6880ce36eaae978.png

6点：2b61eac860a6e02a7a4b304bc4dcc946.png

（4）地基竖向附加应力9c66b706e9ee667771faa4b7747dda68.png的计算

基础及其上回填土的总重 d0334c95f6af9c2497b154d6246ea89c.png

基底平均压力 51728a3e7088fe6c53d15b85cf14c9e6.png

基底处的土中附加应力 14f7ff1fd2620d5d8f7bbb517299599b.png

计算基础中心点下由基础荷载引起的附加应力9c66b706e9ee667771faa4b7747dda68.png，基础中心点可看作是四个相等小矩形荷载的公共角点，其长宽比8ff9aa81ff3d695862335ef2a3a40e6a.png，取深度z=0、1、2、3、4、5、6m各计算点的9c66b706e9ee667771faa4b7747dda68.png。

（5）地基分层自重应力平均值和附加应力平均值的计算，见表1。

（6）地基各分层土的孔隙比变化值的确定，见表1。

（7）地基压缩层深度的确定

按6e56f9fb4b1cffb11b02a87e81f9f6ae.png确定深度下限：5m深处416601d5f8e0020d9ab35aba39312d71.png，600d15a6f0d47c5d793ed72ac577454f.png；6m深处14c21bda8e0bcef76a3467788d2ec286.png，e2c3295ff8f3d12a84c409260c9b2679.png，可以。

表1 分层总和法单向压缩公式计算的沉降量

word/media/image143.gif（8）基础的最终沉降量如下：

7d58162a8715577ceebacf7c5387bf88.png

2、规范修正公式计算（分层厚度取1m）

（1）计算4ef9cff2047e04349f6399910a5e1592.png

同分层总和法一样，14f7ff1fd2620d5d8f7bbb517299599b.png

（2） 分层压缩模量的计算

word/media/image146.gif

（3） 计算竖向平均附加应力系数5b6c0e8aac980084a5f7799fc007db2d.png

当z=0时，z5b6c0e8aac980084a5f7799fc007db2d.png=0

计算z=1m时，基底面积划分为 四个小矩形，即 71fc88c6ca274a126f8b5a109f1675b8.png

8ff9aa81ff3d695862335ef2a3a40e6a.png，27b78b411b68d988753fda5e24e4b12c.png，查表6-5有d1dd053681a633fe3d0a58c744904d5b.png

基底下1m范围内3a4a13f0e880b18580ec0023cea4601e.png

详见下表。

（4） 确定计算深度

由于周围没有相邻荷载，基础中点的变形计算深度可按下列简化公式计算：c00b9e1d80e279e12561a5ff49785bcb.png

（5） 确定ea4270ac4257218e06777af63e05bab3.png

计算f7399cf440e4873eab272482b710d776.png深度范围内压缩模量的当量值：

058995b07530755d1034699e873e7eea.png查表（当93e73a19740491f684513c21c47888c6.png时）得：e4a3bb4a8d02ae13303ecc803f48d83c.png

（6） 计算地基最终沉降量

7bf91396acd763390d7168098f0c522d.png

6-12、由于建筑物传来的荷载，地基中某一饱和黏土层产生梯形分布的竖向附加应力，该层顶面和底面的附加应力分别为e87a561d2296e3be19abd4cc1cec6a23.png，顶底面透水（见图6-34），土层平均5a4e68d07f36cb12700db7a96b9c1b62.png。试求：①该土层的最终沉降量；②当达到最终沉降量之半所需的时间；③当达到120mm沉降所需的时间；④如果该饱和黏土层下卧不透水层，则达到120mm沉降所需的时间。

解：①求最终沉降

db854a4321d2f510dfb280cc3426386c.png

②1d9156218ee1d3e778fce352f7cf8160.png （双面排水，分布1）

查图6-26得 f7f457b16d46af70ea5c8b7265044ace.png

4331f25ea4ea233662086593efd0478e.png

c5700ec8d3e5834bbaae60f51b23c7ae.png 所以 a87044ff32b4d4cbd0497e996d0c138c.png

③当d5944093f3a2724e0f41dd1968370382.png时

47cabff09e97362a3129da53415f7a3d.png 查图6-26得 0b60cb879025341b12ec568c80eacc33.png

935302b5c5bb2b0c659c3fbe871da3ef.png

④当下卧层不透水，d5944093f3a2724e0f41dd1968370382.png时

与③比较，相当于由双面排水改为单面排水，即

884ee15fc359adb3719da9199bfbc0a1.png ，所以 c5c1746c15cd77b191af4e0687afca79.png

c5c1746c15cd77b191af4e0687afca79.png

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b9ac3ebcb80d4a7302768e9951e79b89680268df.html