土力学课后习题答案(中国铁道出版社) - 副本VIP专享VIP免费

第一章土的物理性质解：分析：由W和V可算得，由Ws和V可算得d，加上Gs，共已知3个指标，故题目可解。(1-12)(1-14)1－11用某种土筑堤，土的含水量＝15％，土粒比重Gs＝2.67。分层夯实，每层先填0.5m，其重度等＝16kN/m3，夯实达到饱和度＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。解：分析：压实前后Ws、Vs、w不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为hs，则压实前后hs不变，于是有：（1）由题给关系，求出：代入（1）式，得：1-14某砂土的重度＝17kN/m3，含水量w＝8.6%，土粒重度＝26.5kN/m3。其最大孔隙比和最小孔隙比分别为0.842和0.562求该沙土的孔隙比e及相对密实度Dr，并按规范定其密实度。1已知：=17kN/m3，w=8.6%，s=26.5kN/m3，故有：又由给出的最大最小孔隙比求得Dr=0.532，所以由桥规确定该砂土为中密。第二章土的渗透性及水的渗流2-3如图2－16所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1顶面溢出。（1）已土样2底面c－c为基准面，求该面的总水头和静水头;（2）已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%，求b－b面的总水头和静水头；（3）已知土样2的渗透系数为0.05cm/s，求单位时间内土样横截面单位面积的流量；(4)求土样1的渗透系数。图2－16习题2－3图（单位：cm）如图2-16，本题为定水头实验，水自下而上流过两个土样，相关几何参数列于图中。解：（1）以c-c为基准面，则有：zc=0，hwc=90cm，hc=90cm（2）已知hbc=30%hac，而hac由图2-16知，为30cm，所以：hbc=30%hac=0.330=9cm∴hb=hc-hbc=90-9=81cm又 zb=30cm，故hwb=hb-zb=81-30=51cm（3）已知k2=0.05cm/s，q/A=k2i2=k2hbc/L2=0.059/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s（4） i1=hab/L1=（hac-hbc）/L1=（30-9）/30=0.7，而且由连续性条件，q/A=k1i1=k2i2∴k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s2-5如图2－17所示，在5.0m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0m，其下为基岩（不透水）。为测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以10-2m3/s的速率从孔中抽水。在距抽水孔15m和30m处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m和2.5m，试求该砂土的渗透系数。图2－17习题2－5图（单位：m）分析：如图2-17，砂土为透水土层，厚6m，上覆粘土为不透水土层，厚5m，因为粘土层不透水，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即6m。题目又给出了r1=15m，r2=30m，h1=8m，h2=8.5m。解：由达西定律（2-6），，可改写为：带入已知条件，得到：本题的要点在于对过水断面的理解。另外，还有个别同学将ln当作了lg。第三章土中应力和地基应力分布3-3砂样置于一容器中的铜丝网上，砂样厚25cm，由容器底导出一水压管，使管中水面高出容器溢水面。若砂样孔隙比e＝0.7，颗粒重度＝26.5kN/m3，如图3－42所示。求：（1）当h＝10cm时，砂样中切面a－a上的有效应力？（2）若作用在铜丝网上的有效压力为0.5kPa，则水头差h值应为多少？图3－42习题3－3图解：（1）当时，，（2）3-4根据图4－43所示的地质剖面图，请绘A—A截面以上土层的有效自重压力分布曲线。图3－43习题3－4图解：图3-43中粉砂层的应为s。两层土，编号取为1，2。先计算需要的参数：地面：第一层底：第二层顶（毛细水面）：自然水面处：A-A截面处：据此可以画出分布图形。注意：1．毛细饱和面的水压力为负值（），自然水面处的水压力为零；2．总应力分布曲线是连续的，而孔隙水压力和自重有效压力的分布不一定。3．只须计算特征点处的应力，中间为线性分布。3-7如图3－46所示，求均布方形面积荷载中心线上A、B、C各点上的垂直荷载应力，并比较用集中力代替此均布面积荷载时，在各点引起的误差（用表示）。图3－46习题3－7图(单位：m)解：按分布荷载计算时，荷载分为相等的4块，，各点应力计算如下：A点：B点：C点：近似按集中荷载计算时，，查表（3-1），k=0.4775，各点应力计算如下：A点：B点：C点：据此算得各点的误差：可见离荷载作用位置越远，误差越小，这也说明了圣文南原理的正确性。第四章土的变形性质及地基沉降计算4-1设土样样厚3cm，在100～200kPa压力段内的...