1、河海土力學課后習題與答案思考題11-1什么叫土？ 土是怎樣形成的？粗粒土和細粒土的 組成有何不同？1-2什么叫殘積土？什么叫運積土？他們各有什么特 征？1-3何謂土的級配？ 土的粒徑分布曲線是怎樣繪制的？為什么粒徑分布曲線用半對數坐標？1-4何謂土的結構？ 土的結構有哪幾種類型？它們各 有什么特征？1-5 土的粒徑分布曲線的特征可以用哪兩個系數來表 示？它們定義又如何？1-6如何利用土的粒徑分布曲線來判斷土的級配的好壞？1-7什么是吸著水？具有哪些特征？1-8什么叫自由水？自由水可以分為哪兩種？1-9什么叫重力水？它有哪些特征？1-10 土中的氣體以哪幾種形式存在？它們對土的工程性質有何影響？

2、1-11什么叫的物理性質指標 是怎樣定義的？其中哪三個是基本指標？1-12什么叫砂土的相對密實度？有何用途？1-13何謂粘性土的稠度？粘性土隨著含水率的不同可分為幾種狀態？各有何特性？1-14何謂塑性指數和液性指數？有何用途？1-15何謂土的壓實性？ 土壓實的目的是什么？1-16 土的壓實性與哪些因素有關？何謂土的最大干 密度和最優含水率？1-17 土的工程分類的目的是什么？1-18什么是粗粒土？什么叫細粒土？習題11-1有A、B兩個圖樣，通過室內實驗測得其粒徑與小 于該粒徑的土粒質量如下表所示，試繪出它們的 粒徑分布曲線并求出G和Cc值。A土樣實驗資料（總質量500g）粒徑d (mrm521

3、0.50.25 0.10.075小于該粒徑 的質量（g）5004603101851257530B 土樣實驗資料（總質量30g）粒徑d (mrm0.0750.050.020.010.0050.0020.001小于 該粒 徑的 質量 （g）3028.826.723.115.95.72.11-2從地下水位以下某粘土層取出一土樣做實驗，測 得其質量為15.3g,烘干后質量為10.6g, 土粒比 重為2.70 ,求試樣的含水率、孔隙比、孔隙率、 飽和密度、浮密度、干密度及其相應的重度。1-3某土樣的含水率為 6.0%度為1.60 g/cm3, 土粒 比重為2.70,若設孔隙比不變，為使土樣完全飽 和，問

4、100 cm3 土樣中應該加多少水?1-4有土料1000g,它的含水率為6.0%,若使它的含水 率增加到16.0%,問需要加多少水？1-5有一砂土層，測得其天然密度為 1.77 g/cm3,天然 含水率為9.8%, 土的比重為2.70,烘干后測得最 小孔隙比為0.46 ,最大孔隙比為0.94 ,試求天然 孔隙比e、飽和含水率和相對密實度 D,并判別該 砂土層處于何種密實狀態。1-6今有兩種土，其性質指標如下表所示。試通過計土樣AB含水率（%156土粒比重2.752.68飽和度（%50301-7試從定義證明:1.2.3.算判斷下列說法是否正確？土樣A的密度比土樣B的大；土樣A的干密度比土樣B的大

5、；土樣A的孔隙比比土樣B的大;Gs w(1 n)干密度濕密度浮密度1-8在圖中,G s w d 1 E Gs Sre1 e (Gs-1) 1 eA 土的液限為16.0%,塑FM為13.0%; B土的液限為24.0%,塑FM為14.0%, C土為無粘性 土。圖中實線為粒徑分布曲線，虛線為 C土的粗 粒頻率曲線。試按土的分類標準對這三種土 進行分類。wc1-9某碾壓土壩的土方量為20萬方，設計填筑干密度為1.65 g/cm3。料的含水率為12.0%,天然密度為1.70 g/cm3,液限為 32.0%,塑FM為 20.0%, 土粒 比重為2.72。問：為滿足填筑土壩需要，料場至少要有多少方土 料？如

6、每日壩體的填筑量為 3000 m3,該土的最優 含水率為塑限的95%為達到最佳碾壓效果，每 天共需要加多少水？土壩填筑的飽和度是多少？第二章思考題22-1 土中的應力按照其起因和傳遞方式分哪幾種？怎 么定義？2-2何謂自重應力，何謂靜孔隙水應力？計算自重應 力應注意些什么？2-3何謂附加應力，空間問題和平面問題各有幾個附 加應力分量？計算附加應力時對地基做了怎樣的假定？2-4什么叫柔性基礎？什么叫剛性基礎？這兩種基礎 的基底壓力有何不同？2-5地基中豎向附加應力的分布有什么規律？相鄰兩 基礎下附加應力是否會彼此影響？2-6附加應力的計算結果與地基中實際的附加應力能 否一致，為什么？2-7什么是

7、有效應力？什么是孔隙應力？其中靜孔隙 應力如何計算？2-8你能熟練掌握角度法和疊加原理的應用嗎？會計 算各種荷載條件下地基中任意點的豎向附加應力 嗎？習題22-1如圖所示為某地基剖面圖，各土層的重度及地下 水位如圖，試求土的自重應力和靜孔隙水應力， 并繪出它們的分布圖。2m/=1S5 kNW黏土層2-3心，偏心矩為e=0.3m,試求基底中心 O,邊點A2m深處的豎向附加應力（圖中尺寸以米計）O底下的基底凈壓力如圖所示，試求甲基礎O點下甲!0習題2-3附圖100 kParTTT200 kPa2-4某擋土墻建于如圖所示的地基上，埋深 2ml尺寸如圖所示（圖中的尺寸以米計）。墻受上部豎向荷 載和墻身

8、自重為Fv = 1000kN/m,其作用位置距墻前 趾A點為3.83m,墻背受有總水平推力Fh=350kN/ m 其作用點距墻底為3.5m。（不計墻后填土的影響） 試求： kN/m3習題2-4附圖2-5某矩形基礎長寬分別為3m和2m,基礎剖面和地 基條件如圖所示，試求基礎中點 O及其以下點M 和N的自重應力、豎向附加應力以及靜孔隙水應 力（圖中尺寸以米計）M N點處的豎向自重應力;M N點處的豎向附加應力%地下水位*I KTQkN/m3708 kN專= 0.2 ' 7=18 kN/m3oL5-=20kN/EMj ! ； : -M2.0%M=19.EkN/m3NJ 習題2-5附圖第三章思

9、考題33-1何謂達西定律，達西定律成立的條件有哪些？3-2實驗室內測定滲透系數的方法有幾種？它們之間 又什么不同？3-3流網有什么特征？3-4滲透變形有幾種形式？各有什么特征？3-5什么是臨界水力梯度？如何對其進行計算？3-6孔隙水應力在靜水條件下和在穩定滲流作用下有 什么不同？如何利用流網確定滲流作用的孔隙水 壓力。3-7根據達西定律計算出的流速和土水中的實際流速 是否相同？為什么？3-8拉普拉斯方程是由哪兩個基本定律推導出的？你 認為土的透水系數是各向同性的嗎？習題33-1圖為一簡單的常水頭滲透試驗裝置，試樣的截面 積為120cm2,若經過10秒。由量筒測得流經試樣 的水量為150cm2

10、,求試樣的滲透系數。50 cm習題（3T）附圖3-2某無粘性土的粒徑分布曲線如1-28曲線所示，若 該土的孔隙率n=30% 土粒比重Gs=2.65,試問當 發生滲透變形時，該土應屬何種類型的土？其臨 界水力梯度為多少（用細粒含量法判別）？3-3如圖1-29中的曲線C為一無粘性土的粒徑分布圖 和粒組頻率曲線（虛線所示）。試判別該土的發生 滲透變形時是屬何種類型的土？若土的孔隙率為 36% 土粒的比重為2.65,則該土的臨界水力梯 度多大？3-4資料同3-3 ,試求：圖3-27中b點的孔隙水應力（包括靜止孔隙水 應力和超孔隙水應力）和有效應力；地表面5-6處會不會發生流土現象？3-5有一粘土層位于

11、兩沙層之間，其中沙層的濕重度= 17.6 kN/m3,飽和重度 sat 19.6kN/m3 ,粘土層的飽 和重度sat 20.6kN/m3, 土層的厚度如圖所示。地下 水位保持在地面以下1.5m處，若下層砂層中有承壓水，其測壓管水位高出地面3ml試計算： 粘土層內的孔隙水應力及有效應力隨深度的變化并繪出分布圖(假定承壓水頭全部損失在粘土 層中)； 要使粘土層發生流土，則下層砂中的承壓水弓I 起的測壓管水位應當高出地面多少米?習題Q-5)附圖第四章思考題44-1引起土體壓縮的主要原因是什么？4-2試述土的各壓縮性指標的意義和確定方法。4-3分層總和法計算基礎的沉降量時，若土層較厚，為什么一般應將

12、地基土分層？如果地基土為均質，且地基中自重應力和附加應力均為 (沿高度) 均勻分布，是否還有必要將地基分層？4-4分層總和法中，對一軟土層較厚的地基，用Si (eii e2i)H"(1 %)或 § aviPHJ(1 ,)計算各分層的沉降時，用哪個公式的計算結果更準確？為什么？4-5基礎埋深d0時，沉降計算為什么要用基底凈壓 力？4-6地下水位上升或下降對建筑物沉降有沒有影響？4-7工程上有一種地基處理方法一一堆載預壓法。它 是在要修建建筑物的地基上堆載，經過一段時間 之后，移去堆載，再在該地基上修建筑物。試從 沉降控制的角度說明該方法處理地基的作用機 理。4-8 土層固結過

13、程中，孔隙水壓力和有效應力是如何 轉換的？他們問有何關系？4-9固結系數Cv的大小反映了土體的壓縮性有何不 同？為什么？4-10超固結土與正常固結土的壓縮性有何不同？為 什么？習題44-1某涵閘基礎寬6ml長（沿水流方向）18nl受中 心豎直荷載P=10800kN的作用，地基為均質無粘 性土，地下水位在地面以下3m處，地下水位以上 的濕重度=19.1 kN/m3,地下水位以下土的飽和重 度sat 21kN/m3,基礎的埋置深度為1.5m,圖的壓縮 曲線如圖所示，試求基礎中心點的沉降量。4-2某條形基礎寬15ml受2250kN/m的豎直偏心線荷 載的作用，偏心距為1m,地下水位距地面6ml地 基

14、由兩層粘性土組成，上層厚9m,濕重度= 19kN/m3,飽和重度sat 20kN/m3。下層厚度很大， 飽和重度sat 21kN/m3.基礎的埋置深度為3ml上層 和下層土的壓縮曲線如圖A, B線所示，試求基礎 兩側的沉降量和沉降差。月距4 2時函習眄4 1耐圖4-3某建筑物下有6m厚的粘土層，其上下均為不可壓 縮的排水層。粘土的壓縮試驗結果表明，壓縮系 數av SO005kpa,初始孔隙比為6=0.8。試求在平均 附加應力z = 150kPa作用下，該土的壓縮模量Es, 又設該土的伯松比 =0.4 ,則其變形模量E為多 少？4-4某均質土壩及地基的剖面圖如圖所示，其中粘土 層的平均壓縮系數a

15、, 24 10-4kPa-1 ,初始孔隙比e = 0.97 ,滲透系數k=2.0cm/a ,壩軸線處粘土層內 的附加應力分布如圖中陰影部分所示，設壩體是 不遠水的。試求：粘土層的最終沉降量；當粘土層的沉降雖達到12cm時所需的時間；4-5有一粘土層位于兩沙層之間，厚度為 5ml現從粘 土層中心取出一試樣做固結試驗（試樣厚度為 2cmi上下均放置了透水石），測得當固結度達到 60%寸需要8min,試問當天然粘土層的固結度達 到80%寸需要多少時間（假定粘土層內附加應力 為直線分布）？4-6某一粘土試樣取自地表以下8m處，該處受到的有 效應力為100kPa,試樣的初始孔隙比為1. 05 , 經壓縮

16、試驗得出的壓力與穩定孔隙比關系如下：加 荷P( kPa) e500.951000.9222000.888400&835退p( kPa)200100,荷e0.840.8506再加P( kPa)2004008001600荷e0.8450.8300.7570.675試在半對數坐標上繪出壓縮、回彈及再壓縮曲線 , 并推求前期固結壓力Pc及現場壓縮曲線的Cc、Cs值, 判斷該土層屬于何種類型的固結土。4-7 地基剖面圖如圖示，A為原地面，在近代的人工 建筑活動中已被挖去2ml即現在白地面為Bo設在開 挖以后地面以下的土體允許發生充分回彈的情況下， 再在現地面上大面積堆載，其強度為 150kPa。

17、試問粘 土層將產生多少壓縮量（粘土層的初始孔隙比為 1.00, Cc=0.36, Cs=0.06） ?原地面7=20 kN/m3現地面加卜冰位7= 20kN/m3： yr=lOkN/Tn 砂土層./10kN/m3粘土層習題4-7附圖第五章思考題55-1什么叫土的抗剪強度？5-2庫侖的抗剪強度定律是怎樣表示的，砂土和粘性 土的抗剪強度表達式有何不同？5-3為什么說土的抗剪強度不是一個定值？5-4何謂摩爾一庫侖破壞準則？何為極限平衡條件？5-5 土體中發生剪切破壞的平面是不是剪應力最大的 平面？在什么情況下，破壞面與最大剪應力面是一致的？5-6測定土的抗剪強度指標主要有哪幾種方法？試比 較它們的優

18、缺點？5-7何謂靈敏度和觸變性？5-8影響砂土抗剪強度的因素有哪些？5-9何謂砂土液化？5-10試述正常固結粘土在 UU CU CD三種實驗中的 應力一應變、孔隙水應力一應變（或體變一應變） 和強度特性。5-11試述超固結粘土在 UU CU CD三種實驗中的應 變一應變、孔隙水應力一應變（或體變一應變） 和強度特性。5-12試述正常固結粘土和超固結粘土的總應力強度 包線與有效強度包線的關系。習題55-1已知某無粘性土的c=0,=30 ,若對該土取樣做實驗，如果對該樣施加大小主應力分別為200kPa和120kPa,該試樣會破壞嗎？為什么？若使小 主應力保持原質不變，而將大主應力不斷加大， 你認為

19、能否將大主應力增加到400kPa ,為什么？5-2設地基內某點的大主應力為 450kPa,小主應力為 200kPa, 土的摩擦角為20 ,粘聚力為50kPa,問該 點處于什么狀態？5-3設地基內某點的大主應力為 450kPa,小主應力為 150kPa,孔隙應力為50kPa，問該點處于什么狀態？5-4某土的固結不排水剪實驗結果如下表，圖解求總 應力強度指標Ccu和cu、有效應力強度指標c和3 ( kPa )(1-3)(kPa)Uf ( kPa )100200352003207030046075對某一飽和正常固結粘土進行三軸固結排水剪切實驗，測得其內摩擦角d 32 ,現又對該土進5-55-65-7

20、5-8行了固結不排水剪切實驗，其破壞時的3 200kPa o軸向應力增量q 200kPa,試計算出在固結不排水剪 切時的破壞孔隙水應力Uf值。在某地基土的不同深度進行十字板剪切實驗，測 得的最大扭力矩如下表。求不同深度上的抗剪強 度，設十字板的高度為10cm,寬為5cm深度（M扭力矩（kN-m ）51201016015190某飽和正常固結試樣，在周圍壓力3=150kPa下固結穩定，然后在不排水條件下施加軸向壓力至剪 破,測得其不排水強度Cu=60kPa,剪破面與大主應 力面的實測夾角f=57 ,求內摩擦角cu和剪破時 的孔隙水壓力系數Af。壓力3 ©kPa時的不排水強度Cu和內摩擦角

21、cu（假設某飽和正常固結粘土的c 0, 30 ,試計算固結定Af=1）5-9設一圓形基礎，承受中心荷載，如圖所示。地基 為深厚的粘土層，濕重重 為180kN/m3,飽和容重1為21.0 kN/m3,地下水位在地面以下 3m處。在 加荷前，基礎中心以下離地面5m處M點的測壓管 中心水位與地下水位齊平；在加荷瞬時，即 t為 零時，測壓管中的水位高出地面7nl設M點的豎向附加應力i =150 kPa ,水平向附加應力3 =70 kPa 。試求:(1)加荷瞬時M點的豎向有效應力和孔隙應力系數 A, B; (2)若加荷前地基土為正常固結土，有效內 摩擦角中=30 ,靜止側壓力系數ko=0.7 5問加荷

22、后M點是否會發生剪切破壞？中心荷載JZZ¥ = 18.。kN W測壓管地下水位%m=2L0 kN in3 Af e第六章思考題66-16-26-36-46-5何謂主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力？試 舉實際工程實例。試述三種典型土壓力發生的條件。為什么主動土壓力是主動極限平衡時的最大值？ 而被動土壓力是被動極限平衡時的最小值？ 朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論各采用了什么 假定？分別會帶來什么樣的誤差？朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論是如何建立土 壓力計算公式的？它們在什么樣的條件下具有相 同的計算結果？6-6試比較說明朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的 優缺點和存在的問題？習題56-1

23、下圖所示擋土墻，高5ml墻背豎直，墻后地下水 位距地表2ml已知砂土白濕重度 16kN/m3,飽和 重度sat 18kN/m3,內摩擦角30 ,試求作用在墻上的靜止土壓力和水壓力的大小和分布及其合力o填上血習題6T附圖6-2圖示一擋土墻，墻背垂立而且光滑，墻高10nl墻后填土表面水平，其上作用著連續均布的超載 q = 20kPa,填土由二層無粘性土所組成，土的性 質指標和地下水位如圖所示，試求：主動土壓力和水壓力分布；總壓力（土壓力和水壓力之和）的大小；總壓力的作用點。1填上面20kPa%=l8,5kN/n? 巴=30 口Y-kN/m 散= 35。=20kTW習題6-2附圖6-3用朗肯理論計算

24、下圖所示擋土墻的主動土壓力和 被動土壓力，并繪出壓力分布圖。q=iokpa習題6-3附圖6-4計算下圖所示擋土墻的主動土壓力和被動土壓 力，并繪出壓力分布圖，設墻背豎直光滑。習題64附圖6-5用庫侖公式和庫爾曼圖解法，分別求下圖所示擋土墻上的主動吐壓力的大小6-6下圖所示為一重力式擋土墻，填土表面作用有局 部堆載，如何考慮局部堆載對土壓力的影響，當 這些堆載離開墻背多遠時這種影響就可以忽略不 計？習題6-6附圖6-7下圖所示擋土墻，分別采用朗肯理論和庫侖土壓 力理論計算主動土壓力的大小、方向和作用點。 設墻背光滑。習題6-7附圖6-8如圖所示的擋土墻，填土情況及其性質指標于 圖中，試用朗肯理論

25、計算 A, B, C各點土壓力（壓強）的大小及土壓力為零點的位置B習題68附圖第七章思考題77-1控制邊坡穩定性的因素有哪些？7-2為什么說所有計算安全系數的極限平衡分析方法 都是近似的方法？由它計算的安全系數與實際值 相比，假設抗剪強度指標是真值，計算結果是偏 高還是偏低？7-3簡化畢肖普條分法與瑞典條分法的主要差別是什 么？為什么對同一問題畢肖普法計算的安全系數 比瑞典法大？7-4不平衡推力法與楊布法有什么區別？他們可以用 于圓弧滑動分析嗎？7-5為什么不同工程和不同工期容許安全系數不同？ 習題77-1 一砂礫土坡，其飽和重度sat 19kN/m3,內摩擦角32 ,坡比為1： 3試問在干坡

26、或完全浸水時， 其穩定安全系數為多少？又問當有順坡向滲流時土坡還能保持穩定嗎？若坡比改為1: 4,其穩定 性又如何？7-2 均質粘土坡，高20mm坡比為1： 3,填土的粘 聚力C=10<Pa,內摩擦角20 ,重度=18kN/m3。假定圓弧通過坡腳，半徑 R=55m,.圓心位置可用圖 7-5的方法確定，試用瑞典法（總應力）計算土 坡在該滑弧時的安全系數。7-3 土坡剖面同 題7-2 ,若土料的有效強度指標 c=5kPa, 38 ,并設孔隙應力系數B為0.55,滑弧假定同上題。試用簡化畢肖普法計算土坡施工 期該滑弧的安全系數。7-4某擋土墻高7ml墻背豎直、光滑，墻后填土面水 平，并作用有均

27、勻荷載 q=10kPao填土分兩層， 土層 i=18kN/m3, 1=20 , Ci=12kPa；下層位于水位 以下，見下圖，sat = 19.2 kN/m3 5 2=26 C2 =6.0 kPa。 試求墻背總則壓力E及其作用點位置，并繪側壓 力分布圖。習題7-4附圖7-5某均質挖方土坡，坡高10m,坡比1: 2,填土的重 度=18kN/m3,內摩擦角25 ,粘聚力C=&Pa,在坑底以下3m處有一軟土薄層，其粘聚力 C=1CkPa, 內摩擦角5 ,試用不平衡推力法計算其安全系數。第八章思考題88-1進行地基基礎設計時，地基必須滿足哪些條件？為什么？8-2地基發生剪切破壞的類型有哪些？其

28、中整體剪切 破壞的過程和特征有哪些？8-3確定地基承載力的方法有哪幾類？8-4按塑性開展區方法確定地基承載力的推導是否嚴謹？為什么？8-5確定地基極限承載力時，為什么要假定滑動面？ 各種公式假定中.你認為哪些假定合理？哪些假 定可能與實際有較大的差異？8-6試分別就理論方法和規范方法分析研究影響地基承載力的因素有哪些？其影響的結果分別怎樣？8-7若存在較弱下臥層，為什么要對其進行承載力驗 算？習題88-1有一條形基礎，底寬b=3m基礎埋置與均質粉土 地基中，埋深d=1m地下水位在基底下2m處，粉 土地基重度 18kN/m3 ,飽和重度sat 20kN/m3 , C=g , 30 ,試分別求（并

29、分析這些結果的差異）：f 1和f 1 ；p4p3，按太沙基公式求極限承載力（基底光滑）； 按太沙基公式求極限承載力（基底完全粗糙）若地下水位升至基底面，按太沙基公式，極限承 載力變化了多少？8-2地基條件如題8-1 ,改基礎底寬b=4m基礎埋深 d=1.5m。已知粉土地基承載力特征值fak=90kPa。 按規范求地基承載力設計修正后的承載力特征值fa若取安全系數Fs=2.5,按太沙基公式（基底完全 粗糙）求承載力設計值。8-3利用題8-1 ,題8-2的計算結果，分析計算方法（或公式）對計算結果的影響，說明出現差異的 原因。8-4如圖所示的地基荷載情況，試設計基礎底面尺寸 并進行柔軟下臥層承載力

30、的驗算。習題8 4附圖士力學答案第一章思考題11-1 土是松散顆粒的堆積物。地球表層的整體巖石在大氣中經受長期風化作用 后形成形狀不同，大小不一的顆粒，這些顆粒在 不同的自然環境條件下堆積（或經搬運沉積），即 形成了通常所說的土。粗粒土中粒徑大于0.075 mm的粗粒組質量多于總 質量50%細粒土中粒徑小于0.075 mm的細粒組質 量多于或等于總質量50%1-2 殘積土是指巖石經風化后仍留在原地未經搬運 的堆積物。殘積土的明顯特征是，顆粒多為角粒 且母巖的種類對殘積土的性質有顯著影響。母巖 質地優良，由物理風化生成的殘疾土，通常是堅 固和穩定的。母巖質地不良或經嚴重化學風化的 殘積土，則大多

31、松軟，性質易變。運積土是指巖石風化后經流水、風和冰川以及人類 活動等動力搬運離開生成地點后的堆積物。由于搬 運的動力不同，分為坡積土、沖積土、風積土、冰 做土和沼澤土等。坡積土一般位于坡腰或坡腳，上 部與殘積土相連，顆粒分選現象明顯，坡頂粗坡下 細；沖積土具有一定程度的顆粒分選和不均勻性； 風積土隨風向有一定的分選性，沒有明顯層里，顆 粒以帶角的細砂粒和粉粒為主，同一地區顆粒較均 勻，黃土具有濕陷性；冰做土特征是不成層，所含 顆粒粒徑的范圍很寬，小至粘粒和粉粒，大至巨大 的漂石，粗顆粒的形狀是次圓或次棱角的有時還有 磨光面；沼澤土分為腐植土和泥炭土，泥炭土通常呈海綿狀，干密度很小，含水率極高，

32、土質十分疏 松，因而其壓縮性高、強度很低而靈敏度很高。1-3 土中各種大小的粒組中土粒的相對含量稱為土 的級配。粒徑分布曲線是以土粒粒徑為橫坐標（對數比例 尺），小于某粒徑土質量占試樣總質量的百分數為 縱坐標繪制而成的曲線。由于土的粒徑相差懸殊，因此橫坐標用對數坐標表 示，以突出顯示細小顆粒粒徑。1-4 土的結構是指土的物質組成（主要指土里，也包 括孔隙）在空 間上的相互排列及土粒間聯結特征 的總和。土的結構通常包括單粒、分散、絮狀三種結構。單粒結構比較穩定，孔隙所占的比例較小。對于疏 松情況下的砂土，特別是飽和的粉細砂，當受到 地震等動力荷載作用時，極易產生液化而喪失其 承載能力；分散結構的

33、片狀土粒間相互接近于平 行排列，粒間以面一面接觸為主；絮狀結構的特征 是土粒之間以角、邊與面的接觸或變與邊的搭接 形式為主，這種結構的土粒呈任意排列，具有較 大的孔隙，因此其強度低，壓縮性高，對擾動比 較敏感，但土粒間的聯結強度會由于壓密和膠結 作用逐漸得到增強。1-5 粒徑分布曲線的特征可用不均勻系數 Cu和曲率 系數Cc來表示O2定義為：Cu doCc （d30）40did。式中：d10，d30和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑 的土粒含量分別為10% 30%口 60%寸所對應的粒徑。1-6 土的級配的好壞可由土中的土粒均勻程度和粒 徑分布曲線的形狀來決定，而土粒的均勻程度和 曲線的形狀又

34、可用不均勻系數和曲率系數來衡 量，對于純凈的礫、砂，當 G大于或等于5,而 且Cc等于13時，它的級配是良好的；不能同時 滿足上述條件時，它的級配是不良的。1-7 吸著水是由土顆粒表面電分子力作用吸附在土 粒表面的一層水。吸著水比普通水有較大的粘滯性，較小的能動性和 不同的密度。距土顆粒表面愈近電分子引力愈強， 愈遠，引力愈弱。又可分為強吸著水和弱吸著水。1-8 離開土顆粒表面較遠，不受土顆粒電分子引力作 用，且可自由移動的水成為自由水。自由水又可分為毛細管水和重力水兩種。1-9在重力或水位差作用下能在土中流動的自由水稱 為重力水。重力水與普通水一樣，具有溶解能力，能傳遞靜 水和動水壓力，對土

35、顆粒有浮力作用。它能溶蝕 或析出土中的水溶鹽，改變土的工程性質。1-10存在于土中的氣體可分為兩種基本類型：一種是 與大氣連通的氣體；另一種是與大氣不通的以氣 泡形式存在的封閉氣體。土的飽和度較低時，土中氣體與大氣相連通，當 士受到外力作用時，氣體很快就會從孔隙中排出， 土的壓縮穩定和強度提高都較快，對土的性質影 響不大。但若土的飽和度較高，土中出現封閉氣 泡時，封閉氣泡無法溢出，在外力作用下，氣泡 被壓縮或溶解于水中，而一旦外力除去后，氣泡就又膨脹復原，所以封閉的氣泡對土的性質有較 大的影響。土中封閉氣泡的存在將增加土的彈性， 它能阻塞土內的滲流通道使土的滲透性減小，并 能延長土體受力后變形

36、達到穩定的歷時。1-11 土的一些物理性質主要決定于組成土的固體顆 粒、孔隙中的水和氣體這三相所占的體積和質（重）量的比例關系，反映這種關系的指標稱為 土的物理性質指標。土的物理性質指標是根據組成土的固體顆粒、 孔 隙中的水和氣體這三相所占的體積和質 （重）量 的比例關系來定義的。含水率、密度和土粒比重是基本指標。1-12相對密實度是以無粘性土自身最松和最密兩種極限狀態作為判別的基準，定義為：Dr色3emax emin相對密實度常用來衡量無粘性土的松緊程度。1-13稠度是指粘性土的干濕程度或在某一含水率下抵 抗外力作用而變形或破壞的能力，是粘性土最主 要的物理狀態指標。隨含水率的不同可分為流態

37、、可塑態、半固態和 固態。流態時含水率很大，不能保持其形狀，極易流動； 可塑態時土在外力作用下可改變形狀但不顯著改 變其體積，也不開裂，外力卸除后仍能保持已有 的形狀；半固態時粘性土將喪失其可塑性，在外 力作用下不產生較大的變形且容易破碎。固態時 含水率進一步減小，體積不再收縮，空氣進入土 體，使土的顏色變淡。1-14液限和塑限之差的百分數值（去掉百分號）稱為 塑性指數，用Ip表示，取整數，即：IP wL wp粘性土的狀態可用液性指數來判別，其定義為：w Wp w WP ILIWl WpIp塑性指數是反映粘性土性質的一個綜合性指標。一般地，塑性指數越高，土的粘粒含量越高，所 以常用作粘性土的分

38、類指標。液性指數表征樂土 的天然含水率與界限含水率之間的相對關系，表 達了天然土所處的狀態。1-15 土的壓實性是指在一定的含水率下，以人工或機 械的方法，使土能夠壓實到某種密實程度的性質。 為了保證填土有足夠的強度，較小的壓縮性和透 水性，在施工中常常需要壓實填料，以提高土的 密實度和均勻性。1-16影響土壓實性的因素很多，主要有含水率、擊實 功能、土的種類和級配以及粗粒含量等。當含水率較小時，土的干密度隨著含水率的增加 而增大，而當干密度隨著含水率的增加達到某一 值后，含水率的繼續增加反而使干密度減小，干 密度的這一最大值稱為該擊數下的最大干密度， 此時相應的含水率稱為最優含水率。1-17

39、 為了能大致判別土的工程特性和評價土作為地 基或建筑材料的適宜性，有必要對土進行科學 的分類。1-18 試樣中粒徑大于0.075 mm的粗粒組質量多于總 質量50%勺土稱為粗粒土。試樣中粒徑小于0.075項的細粒組質量多于或等 于總質量50%勺土稱為細粒土。習題11-1 解：A試樣d10 0.083mm d30 0.317mmd60 0.928Cu-6011.18d10 0.083B試樣d10 0.0015mmd30 0.003mmCcd60(d30)2d10d600.928mm0.31720.083 0.928d60 0.0066 mmCu1.61Cc(d30)2d10d60d600.006

40、6 一4.4d100.00150.0032八 一0.910.0015 0.00661-2 解：已知：Q飽和m =15.3gSrms=10.6g =1Gs=2.70(6)又知:mw m ms 15.3-10.6=4.7g含水量mw=Al =0.443=44.3%ms孔隙比孔隙率10.60.443 2.7 , 21.201.01.20.5451 1.254.5%飽和密度及其重度Gs e 2.7 1.2satw1 esat sat浮密度及其重度1.21.7731.77 g / cm10 17.7kN/m3,177sat w . 1 1_ _31.0 0.77g/cm'g 0.77 10 7.

41、7kN/m3干密度及其重度Gs w 2.7 1.01 1.21.23g / cm3一一 一 一一3d g 1.23 10 12.3kN/m31-3 解:satmsmwGs1.600.06Gs w0.792.70ms31.51g /cm.2.70 1.01 1 0.7929.3%1.511.60 1001 (29.3%0.066%)150.9g150.9 35.2g1-4解:mwmSmw mmSmwmsms m 100011 0.060.16940ggms0.16 940 150g1-5解:1.77e01 0.098Gs w 11.61g/3 cm1-61.解:e0sat 一GsDr-emaxd

42、0.6825.2%2.72.7_AP 1 0.681.612 0.94 0.68 0.54emax emin1/3 Dr 2/30.94 0.46該砂土層處于中密狀態。eAdAGs1 eGsSr0.15 2.750.52.750.825eB0.825 d(1dA(131.50g / cma) 1.50 (1dB0.15)0.32.681 0.53631.74g / cm1.74g / cm3/ -,31.84g / cmBdB (1b) 1.74 (1 0.06)2.dA上述敘述是錯誤的2.7531.50g / cm1 0.8252.683dB 1.74g/cm1 0.536dA dB上述敘述

43、是錯誤的3. QeA0.15 2.75 0.8250.5eB0.06 2.680.30.5361-7證明:(1)上述敘述是正確的。Gs w1 emsmsms/Vsi一V Vs Vv 1 Vv/Vs 1Gs w(1 n)msVw也心m ms mw Vs、 s ", Gs w w&e Gs SreV Vs VV1 VV/Vs1 e1 e1 emsVVs VV1VL1 e 1 e 1 eVs1-8 解：(1) 對A 土進行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于 0.075 mm 的粗粒含量大于50%所以A 土屬于粗粒土；粒徑大于2 mm的礫粒含量小于50%所以A 土屬于砂類，但小于

44、0.075 mm的細粒含量為 27%在15%-50叱間，因而A土屬于細粒土 質砂； 由于A土的液限為16.0%,塑性指數Ip 16 13 3,在17mm塑性圖上落在ML區，故A土最后定名 為粉土質砂(SM)o(2) 對B 土進行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075 mm的 粗粒含量大于50%所以B 土屬于粗粒土；粒徑大于2 mm的礫粒含量小于50%所以B 土 屬于砂類，但小于0.075 mm的細粒含量為28% 在15%- 50叱間，因而B 土屬于細粒土質砂；由于B 土的液限為24.0%,塑性指數 ip 24 14 10,在17mm塑性圖上落在ML區，故 B 土最后定名為粉土質砂(SC

45、)。(3) 對C土進行分類 由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075 mm的 粗粒含量大于50%所以C土屬于粗粒土；粒徑大于2 mm的礫粒含量大于50%所以C土 屬于礫類土 ；細粒含量為2%少于5%該土屬礫； 從圖中曲線查得d10, d30和d60分別為0.2 mm,0.45 皿n和 5.6 mm因此,土的不均勻系數C -0)2 d1°d60由于C土20.4520.2 5.65,Cc的 曲0.18d605.6Cu-6°28dio0.2率 系13,所以C 土屬于級配不良礫(GP)1-9 解：msi即ms2di 5V1d2 gV2-Vld2V2,d2V2(1V11)65 20

46、(1 12%)21.74萬方1.7msdV 1.65 30004950tmwms( op )4950 (19% 12%) 346.5t2.72 1.0 1 0.648dcGsSr sed20.0%1.6595% 2.72 79.8%0.648第二章思考題22-1 土體的應力，按引起的原因分為自重應力和附加 應力兩種；按土體中土骨架和土中孔隙（水、氣） 的應力承擔作用原理或應力傳遞方式可分為有效 應力和孔隙應（壓）力。有效應力是指由土骨架傳遞（或承擔）的應力。 孔隙應力是指由土中孔隙流體水和氣體傳遞（或 承擔）的應力。自重應力是指由土體自身重量所產生的應力。 附加應力是指由外荷（靜的或動的）引起

47、的土中 應力。2-2自重應力是指由土體自身重量所產生的應力。 由靜水位產生的孔隙水應力稱為靜孔隙水應力。 土體自重應力應由該點單位面積上土柱的有效重 量來計算，如果存在地下水，且水位與地表齊平 或高于地表，則自重應力計算時應采用浮重度， 地下水位以下的土體中還存在靜孔隙水應力。2-3附加應力是指由外荷（靜的或動的）引起的土中 應力。空間問題有三個附加應力分量，平面問題有兩個 附加應力分量。計算地基附加應力時，假定地基土是各向同性的、均勻的、線性變形體，而且在深度和水平方 向上都是無限的。2-4實際工程中對于柔性較大（剛度較小）能適應地 基變形的基礎可以視為柔性基礎。對于一些剛度很大不能適應地基

48、變形的基礎可視 為剛性基礎。柔性基礎底面壓力的分布和大小完全與其上的荷 載分布于大小相同；剛性基礎下的基底壓力分布 隨上部荷載的大小、基礎的埋深和土的性質而異。 2-5基地中心下豎向附加應力最大，向邊緣處附加應力將減小，在基底面積范圍之外某點下依然有附 加應力。如果該基礎相鄰處有另外的荷載，也會對本基礎 下的地基產生附加應力。2-6在計算地基附加應力時，假定地基土是各向同性 的、均質的、線性變形體，而且在深度的水平方 向上都是無限的，這些條件不一定同時滿足，因 而會產生誤差，所以計算結果會經常與地基中實 際的附加應力不一致。2-7有效應力是指由土骨架傳遞（或承擔）的應力。孔隙應力是指由土中孔隙

49、流體水和氣體傳遞（或 承擔）的應力。uo rwhw靜孔隙水應力：習題2 2-1 解:根據圖中所給資料，各土層交界面上的自重應力分別計算如下:CZ0 0cz1ihi18.52 37kPa1h12h2 37 18 1 55kPacz21h12h2'2h2' 55 (20 10) 1 65kPacz3 1 hl2h2'2h2''3h3 65 (19 10) 3 92kPacz41、2h2'2 h2''3 h3'4h4 92 (19.5 10) 2 111kPa土的最大靜孔隙水應力為：見 的10 6 60kPa2-2解:FV P

50、G P GAd210620 62466kN基底壓力:pmaxpminFv136e(1 7)24663(10.3G-)178.1kPa95.9kPa基底靜壓力:PnPminr°d95.917 1.078.9kPaPtPmaxpmin178.195.982.2kPa求。點處豎向附加應力由：m %zo1 4KSpn%.5 201.54 0.25 78.9 78.9kPaKt2:m lb 0.25000.5n zb01.5zo2zo30.2582.220.55kPaKS 0.2500Kt1 02Kt1 H 02由:31.501.5KS4 0.2500zo42 KSw0.25z0z01z02z

51、0382.220.55kPa2z04 120kPa求A點下4m處豎向附加應力由：m l641.5 4n % 41.5 2.7KS 0.1036zA12KSPn 2 0.1036 78.9 16.35kPa由：m lb 1.56 0.25 n zb 46 0.67 Kt 0.0695 zA2 2 Ktpt 2 0.0695 82.2 11.4258kPa zAzA1zA2 16.35 11.4258 27.78kPa求B點下4m處豎向附加應力由：m 環 1n % % 1.33KS 0.1412zB1 2KSpn 2 0.1412 78.9 22.28kPazB2 Ks 艮 0.1412 82工

52、5.80kPa 22由： m % % 1 n zb % 1.33Kt1 0.0585Kt2 0.0826pt82.2zB3 Kt1 0.0585 2.39kPa223.39kPa 2zB4 33.86kPaptzB2 Kt2 L 0.0826 2zB zB1 zB2 zB32-3 解：2-4 解：求自重應力zm1h11'h2 19 4 (20 9.8) 1 86.19kPazn zm 3'h3 86.19 (18.5 9.8) 3 112.26kPa第三章思考題33-1水在土中的滲透速度與試樣兩端水平面間的水位 差成正比，而與滲徑長度成反比，即：v kh ki即為達西定律。達西定律只有當滲流為層流的的時候才能適用，其使用界限可以考慮為：Re wvd/ 1.03-2室內測定土的滲透系數的方法可分為常水頭試驗和變水頭試驗兩種。常水頭法是在整個試驗過程中水頭保持不變，適 用于透水性強的無粘性土；變水頭法在整個試驗 過程中，水頭是隨著時間而變化的，適用于透水 性弱的粘性土。3-3流網具有下列特征：(1)流線與等勢線彼此正交；(2)每個網格的