土力学与基础工程参考答案_赵明华版.pdf 28页

'土力学与地基基础参考答案第2章土的性质及工程分类2.2试证明下列换算公式drser+drwdn(1)-swrwswS（1）r=(2)g=(3)s=dr1+e1+envm1证明：令v=1，则由vve=，v=v+ve=+1，由s得e=得d=·svsvsvvpsswmwm==dvdrr由w=·100%得m==wmwdrssswswwsswms所以m=m+m=+dw(1)rswswms（1）由r=dvdrsw得r=d1+evwd（2）由wswd=ses=·100%得s=Þrrsrvevmd(1++w)rd(1)wrdwr+drser+drswswswswrwsw则r=rg=gg====v11++ee1+e1+evenvwdvdn(1)-（3）由v，则ws=sn=·100%得ne=Þ=s=·100%=rv11+-envenv2.3在土的三相组成示意图中，取土粒体积v=1。已知某土样的土粒比重s33d=2.70，含水量=32.2%，土的天然密度r=1.91g/cm，水的密度r=1.0/gcm。sw"按各三相比例指标的定义，计算图2.50中6个括号内的数值及s和r。r33解：因v=1,d=2.70,w=32.2%,r=1.91g/cm,r=1.0/gcmssw2 土力学与地基基础参考答案dw(1)+r2.70(1+0.322)1.0sw由e=-1=-=10.87r1.913（1）v==e0.87cmv3（2）v==wd0.322*2.70=0.87cmws3（3）ve=1+=1+=0.871.87cm（4）md==r2.70*1.0=2.70gssw（5）m==wdr0.322*2.70*1.0=0.87gwsw（6）m=m+=mg3.57swwdv0.87（7）sw*s=或100%=*100%=100%rev0.87v""ds-12.71-3（8）r=rrgg==*10=9.1/kNmw1++e10.8732.4用体积为72cm的环刀取得某原状土样重129.5g，烘干后土重121.5g，土粒比重为2.7，试计算该土样的含水量w、孔隙比e、饱和度s、重度r、饱和重r度r浮重度r"以及干重度r,并比较各重度的数值大小（先导得公式然后求解）。satd3m129.53解：v=72cmm=129.5gmg=121.5d=2.7r===1.799/gcmssv72mmm-129.5-121.5(1)ws*100%w=*100%==*100%=6.6%msm121.5s3 土力学与地基基础参考答案mm121.5由ssd=Þv===45v=vv-=72-=4527ssvsvrd2.7swsv27m129.5-121.5（2）vwe===0.60v===8wv45r1swv8（3）ws==*100%=29.6％rv27v3（4）rg==r1.799*10=18.0kN/mmvs+vwr121.5+273（5）rg==*10=20.6kN/msatv72"mvs-swr121.5-453（6）r"=rgg==*10＝10.6Kn/mv72ms121.53r=rgg==*10=16.9kN/mddv72则r＞r＞r＞r"satd2.5某土样处于完全饱和状态，土粒比重为2.68，含水量为32.0%，试求该土样的孔隙比e和重度r。解：s=100%d=2.68w=32.0%rsvmvrvrvrwvv=www=vwÞvws=*100%=100%Þw=*100%=m=rwvsvmmmwvsssmvrsm=dvrvwv=dvwd=Þ=dvrsssswsswvssvrwswvdvwvssQe===dw=2.68*0.32=0.86svvssdws(1)+2.68´（1+0.32）3rg==r*10=19kN/mw1++e10.8632.6某沙土土样的密度为1.77g/cm,含水量为9.8%，土粒比重为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D，r并评定该土的密实度。3解：r=1.77/gcmw=9.8%d=2.67e=0.461e=0.943sminmaxdwsw(1)+r2.67*+(10.098)e=-1=-1=0.656r1.774 土力学与地基基础参考答案ee-0.943-0.656maxD===0.595ree--0.9430.461maxminQ0.67>D>0.33为中密r32.7某干砂试样密度r=1.66g/cm,土粒比重d=2.69，置于雨中，若砂样体积不s变，饱和度增至40%时，此砂在雨中的含水量w为多少?3dswr2.691*解：r=1.66/gcmd=2.69s=40%e=-1=-=10.620dsrr1.66dse0.40*0.62rw==*100%=9.2%d2.69s32.8某砂土的含水量w=28.5%,土的天然重度r=19kN/m,土粒比重d=2.68,颗s粒分析结果如下表土粒组的粒径范>22～0.50.5～0.250.2～0.075<0.075围（mm）粒组占干土总质9.418.621．037.513.5量的百分数（%）试求：（1）确定该土样的名称；（2）计算该土的孔隙比和饱和度；（3）确定该土的湿度状态；（4）如该土埋深在离地面3m以内，某标准贯入试验锤击数N=14，试确定该土的密实度。解：（1）粒径大于0.075mm的颗粒为9.4%+18.6%+21.0%+37.5%=86.9%超过全重的50%因此为细砂。dw(1)+r2.68*(1+*0.285)1sw（2）e=-1=-=10.81r1.9wd0.285*2.68ss==*=100%94.3%re0.81（3）（4）因N=14101.6满足Eazf3x（3）抗滑移稳定性验算(Gn+Ean)mks==（176+0）´0.5/51.6=1.7>1.3满足Eat-Gt25 土力学与地基基础参考答案6-6图6-7图36-7如图5所示挡土墙，墙身砌体重度g=22.0kN/m，试验算该挡土墙的稳定k性。6-7解：主动土压力2cos(j-a)ka=2sin(j+d)sin(j-b)2cosjcos(a+d)[1+]cos(a+d)cos(a-b)2oocos(35-20)=oooo2ooosin(35+15)sin(35-15)2cos20cos(20+15)[1+oooo]cos(20+15)cos(20-15)=0.526=1g2=0.52´0.526=170.44kNEahka´18´6m2(2)计算挡土墙自重G=0.5´(0.8+2.98)´6´22=249.48kN11x0=[0.5´6´0.4´22+0.5´6´(2.98-0.8)´22´´(2.98-0.8)+0.8]=1.05m249.483（3）抗倾覆稳定性验算：26 土力学与地基基础参考答案o2(2.98-0.8)Gx0+Eaxf249.48´1.05+170.424´sin35´[0.8+]z3kt==o=1.73Eazf170.424´cos35´2x抗滑移稳定性验算o(Gn+Ean)m249.48´0.55+170.424´0.55´sin35ks==o=1.37Eat-Gt170.424´cos3536-8某条形基础b=3m，d=12m，建于均质的粘土地基土，土层g=18.5kN/m，oc=15kPa，j=20，试分别计算地基的p和p。cr1/46-8解：（1）op(gd+c.cotj)p´(18.5´1.2+15´cot20)0=+d=+18.5´1.2=152.68kPaPcrpg020oppocotj+j-cot20+-21802（2）gdp(gd+c.cotj+)04P1=+gdp04cotj+j-2o3p´(18.5´1.2+15´cot20+18.5´)=4+18.5´1.2=181.23kPaoo20ppcot20+-18026.9某条形基础受中心垂直荷载作用，b=1.5m，d=2.0m，地基为坚硬粘土，3og=18.2kN/m，c=30.0kPa，j=22，试分别按p、太沙基公式及汉森公1/4式确定地基的承载力（安全系数取3）。6.9解：（1）此时g=g0o1.5p´(18.2´2.0+30.0´cot22+18.2´)P1=4+18.2´2.0=322.61kPao4o22ppcot22+-1802（2）太沙基公式27 土力学与地基基础参考答案o2oj由j=22得Nq=tan(45+)exp(ptanj)2o2o22o=tan(45+)exp(ptan22)2=7.8Nc=16.9Ng=6.9Pu=1.2cNc+qNq+0.4gdNg=1.2´30.0´16.9+18.2´2.0´7.8+0.4´18.2´1.5´6.9=967.668kPaPg=Pu3=322.6kPa（3）汉森公式Nc=16.9Nq=7.8Ng=4.1垂直荷载ic=iq=ig=1方形基础sc=1.02sq=1.375sg=0.6又因为b=0和h=0gc=gq=gg=bc=bq=bg=1d2.0==1.333b1.5dc=1+0.4´arctan1.333=1.37oo2dq=1+2tan22(1-sin22)arctan1.333=1.29dg=11所以Pc=cNcscdcicgcbc+qNqsqdqiqgqbq+gbNgsgdgigggbg2=30.0´16.9´1.2´1.37´1´1´1+18.2´´2.0´1.375´1.29´1´1´7.8+0.5´18.2´1.5´4.1´1´1´1´0.628 土力学与地基基础参考答案=1370.69kPa所以Pu=Pu/3=456.9kPa29'