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《土 力 学》课内习题集
2025-10-02 04:36:57 责编:小OO
文档
第一章 土及其基本性质

1.1 把饱和度为Sr=100%的试样装在容器中,称得总质量为70.40g,把它放入烘箱在105°C的温度下烘干后,质量成为59.20g,容器的质量为30.54g。若土的比重Gs是2.72,试求该试样的密度ρ、含水量ω、干密度ρd和孔隙比e(根据土的三项比例指标求)。

1.2 某土样的天然密度ρ=1.85g/cm3,含水量ω=36%,比重Gs=2.69。试求该试样的饱和密度ρsat和干密度ρd。

1.3 有天然密度ρ=1.65g/cm3,含水量ω=40.4%的粘性土500m3。如果要使土的含水量增加8%,问需要增加多少水?

1.4 某土样的饱和度Sr为100%,含水量ω是29%,比重Gs是2.71,液限ωL是32%,塑限ωP是16%。求该土样的孔隙比e,干密度ρd和饱和密度ρsat。并且描述该土的状态。

1.5 某堤坝工程的土方量是7.5×104m3,设计干密度ρd=1.65 g/cm3,取土场地土的天然密度ρ=1.70g/cm3,含水量ω=14%,液限ωL= 32%,塑限ωP=19%,比重Gs=2.72,取土的深度达2m。

(1) 为完成该工程取土面积至少需要多大?

(2) 经测试该土的最佳含水量是塑限的95%,为达到最佳压实效果,1m3土需要加多少水?

(3) 压实后土的饱和度是多少?

第二章 土中的水及其流动 

2.1 在图2.2(见教材)所示的常水头透水试验(h=45cm,l=25cm)中,若土试样的断面积是120cm2,渗透系数是2.5×10-2cm/sec,求10sec内土的透水量。 

2.2 进行变水头透水试验,若土试样的断面积是30cm2,厚度是5cm,测压管的内径是0.4cm。试验中经过6min30sec后,测压管中的水位从145cm下降到132cm,求该土的渗透系数K。

2.3 某水平堆积而成的成层土的层厚自上而下分别为H1,H2,…,Hn,水平透水系数分别是Kx1,Kx2,…,Kxn,垂直透水系数分别是Kz1,Kz2,…,Kzn,如果上下面的总水头差是Δh。

(1) 试根据图(a)求垂直透水时总垂直透水系数Kz (提示:

);

(2) 试根据图(b)求水平透水时总水平透水系数Kx (提示: 

)。

2.4在下图中,H1=11m,H2=2m,板桩的入土深度是5m,地基土的渗透系数是5×10-4cm/sec,土的比重Gs=2.69,孔隙率n=39%。

(1) 求图中点A和点B的孔隙水压力。

(2) 求每1m板桩宽的透水量。

(3) 讨论板桩前发生流砂现象的可能性。

2.5在下图所示的三种试验中, 砂的γ′=9.8kN/m3。

(1) 试分别求图(a)和图(b)中作用于底面AB的应力是多少?

(2) 在图(c)中,当Δh增加到多少时会产生流沙现象?

第三章 弹性地基中的应力和变形 

3.1绘出下图地基中的有效应力和水压力分布图。

3.2直径为10m的圆形均布荷载q=200kN/m2作用在地表面,试分别求圆中心线下0m,5m,10m,15m深度下的垂直附加应力σz,并且绘制沿深度方向的附加应力分布图。

3.3 试求图中长方形基础A中心线下0m,2m,4m,6m,8m深度

处的垂直附加应力。 

3.4 试求下图土坝下地基中A,B,C各点的垂直附加应力。

3.5假定地基是半无限弹性体,若忽略不计基础底面摩擦力的影响,试根据公式(3.19)求刚性条形基础下接触压力的分布图形。 

第四章 土的固结 

4.1在第二章习题2.4图中,点A和点B处的垂直有效应力分别是多少(土的比重Gs=2.69,孔隙率n=39%)。

4.2试求下图(a)中粘土层的最终固结沉降量(根据试验得出的e~p

曲线如图(b)所示)。

4.3在下图中地表面作用有大面积的均布荷载p=80kN/m2。粘土层土的饱和重度是γsat=19kN/m3,孔隙比e0=0.8,压缩指数Cc=0.25,固结系数Cv=0.13cm2/min。

(1) 求一年后粘土层的固结沉降量;

(2) 求沉降量达到35cm所需的时间。

4.4某地层的砂层中间夹有厚度为8m的粘土层,从粘土层的中间取样制成厚度是2cm的试样做固结试验(双面排水),在某级荷载的作用下,达到固结度是70%需要的时间是10min,那么该粘土层在相同荷载作用下到达相同的固结度需要多长时间?假如该粘土层下面是不透水地基,此时达到相同的固结度需要多长时间? 

4.5用厚度是2cm的粘性土做固结试验,达到固结度是80%时需要的时间是10min(双面排水),并且体积压缩系数是mv=1.22×10-3 cm2/N,求该粘性土的渗透系数K。

第五章 土的剪切

5.1用某粘性土做直剪试验,垂直压应力分别是100 kN/m2,200 kN/m2,300 kN/m2,400 kN/m2,破坏时的剪应力分别是91 kN/m2,144 kN/m2,184 kN/m2,245 kN/m2。

(1) 试根据直剪试验结果绘图求土的抗剪强度指标C和φ。

(2) 假如该粘土在垂直压应力180kN/m2,剪应力120kN/m2的作用下,问是否破坏。

5.2用某饱和粘土做固结不排水三轴试验,两个试件破坏时的应力状态如下表所示,(1)求这时的Ccu,φcu;C′,φ′。(2)求试件1破坏面上的σ′和τ。

试样σ3 (kN/m2)

σ1(kN/m2)

U (kN/m2)

110030035
220052070
5.3用某饱和粘土做单轴压缩试验,在轴向应力σ1=120kN/m2时试件破坏。如果用该土做不固结不排水三轴压缩试验,当σ3=150kN/m2时,破坏时的σ1是多少。

5.4某试件在σ3=100kN/m2,σ1=250kN/m2时破坏。

(1) 若φ=0,当σ3=300kN/m2时,求破坏时相应的σ1 ;

(2) 若C=0,当σ3 =300 kN/m2时,求破坏时相应的σ1。

5.5在下图所示的砂土地基中,地面下6m 深度的点A处,由于地表面荷载的作用增加的应力为Δσ1=150kN/m2,Δσ3=70 kN/m2。并且根据试验得该土的C′=0,φ′= 30°。如果静止土压力系数K0=0.5,那么在该荷载的作用下点A是否被破坏。

第六章 土压力-稳定分析Ⅰ

6.1有挡土墙如下图所示,求作用于挡土墙上的(1)朗肯主动土压力;(2)朗肯被动土压力;(3)静止土压力。并绘出土压力分布图。

6.2某挡土墙高为8m,并且墙背垂直、光滑、墙后填土水平,在图示超载p0=20kN/m2作用下,试求作用于墙背的朗肯主动土压力合力和水压力合力。

6.3 某挡土墙如图所示,试求朗肯主动土压力合力。

6.4 试求下图中作用于墙背的库仑主动土压力合力。

第七章 地基承载力-稳定分析Ⅱ

7.1 某条形基础埋深D=1.5m,基础宽度B=3m,地基土的C′=15 kN/m2,φ′=20°,γ=18.5kN/m3, γsat=19.5kN/m3, 

(1) 用公式(7.4)求该基础的极限承载力qf?

(2) 基础埋深改为D=2.5m时, 基础的极限承载力qf是多少?

(3) 基础宽度改为B=6m 时, 基础的极限承载力qf是多少?

(4) 地下水位位于地表下1m处时, 基础的极限承载力qf是多少?

7.2 在某软弱地基上,计划修建宽度为B=5m,D=1m的条形基础,土的参数为C′=20 kN/m2,φ′=15°,γ=18kN/m3。如果在荷载的作用下破坏,将会产生局部剪切破坏,试计算该基础的极限承载力。 7.3 某条形基础宽度B=6m,埋深D=1.5m,设计承受的中心荷载为Q=1800kN/m,地基土的重度γ=19kN/m3,抗剪强度指标为C′= 5kN/m2,φ′=25°。如果规定剪切破坏安全系数等于3,该设计是否安全?

7.4 试根据下图求单桩极限承载力。

7.5由标准贯入试验得qc=2500kN/m2,如果设计断面积为350×350 mm2,长度为10m的桩,则该桩的承载力是多少?

第八章 边坡稳定-稳定分析Ⅲ

8.1 某边坡土的饱和重度为γsat=20kN/m3,抗剪强度指标为C′=0,φ′ =32°,如果安全系数是Fs=1.25,求

(1) 没有渗流水影响时边坡的最大坡角是多少?

(2) 有至地表面的稳定渗流水时,边坡的最大坡角是多少?

8.2 某无粘性土边坡,土的参数是γsat=19.5kN/m3,φ′=30°,坡角 为θ=20°。问:

(1) 没有水的影响时,安全系数是多少?

(2) 斜面完全浸泡在水中时,安全系数是多少?

(3) 有至地表面的稳定渗流水时,安全系数是多少?如果是不安全的,那么保证安全的最大坡角是多少?

8.3 某边坡的坡角是28°,土的参数C′=20 kN/m2,φ′=25°,如果近似地取γ≈γsat=20.2kN/m3,并取安全系数Fs=1时,

(1) 没有渗流水时临界高度Hc是多少?

(2) 渗流水至地表面时临界高度Hc是多少?

8.4 某土的参数为C′=25 kN/m2,φ′=25°,γ=18kN/m3。问该土可以成垂直边坡的最大高度是多少(参考公式(6.6))。

8.5 如果图8.10(见教材)中的渗流水成为下图中的一定水位时,试根据简便法计算图示边坡的安全系数Fs。

在下图中, 土的参数为C′=15 kN/m2,φ′=35°,γ=17kN/m3,γ′=8kN/m3。

 

 

参考文献

  [1] 陈仲颐,周景星,王洪瑾.《土力学》.北京:清华大学出版社,1997.10.

[2] 华南理工大学等.《地基及基础》.北京:中国建筑工业出版社,1991.11.

[3] 陈希哲.《土力学地基基础》.北京:清华大学出版社,1999.2.

[4] 赵明华.《土力学与基础工程》.武汉:武汉工业大学出版社,2002.2.

[5] 姚仰平.《土力学》.北京:高等教育出版社,2004.12.  下载本文

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