土力学课后习题答案(中国铁道出版社).docx
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1、第一章土的物理性质1-8有一块体积为60cn?的原状土样,重1.05N,烘干后0.85N。己只土粒比重(相对密度)Gs=2.67o求土的天然重度外天然含水量w、干重度加、饱和重度用I、浮重度/、孔隙比e及饱和度Sr1-8解:分析:由W和V可算得乃由WS和V可算得他加上Gs,共已知3个指标,故题目可解。1.O51O360x10-6=17.5kNm30.85x10-360106=14.2kNm3.GS=1s=Gsw=2.6710=26.7kNm3rw卬=工1.05-().85WS0.85=23.5%(1-12)(1-14)e=*J6.7(O.s,=4嗤FF%y17.5注意:1.使用国际单位制;2.
2、9为已知条件,加=IOkN?;3 .注意求解顺序,条件具备这先做;4 .注意各和取值范围。1-9根据式(112)的推导方法用土的单元三相简图证明式(114)、(1-15)(1-17)o1-10某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%,为便于夯实需在土料中加水,使其含水量增至15%,试问每I(M)Okg质量的土料应加多少水1-10解:分析:加水前后MS不变。于是:加水前:Ms+5%s=1000(1)加水后:Ms15%Ms=1000+Mw(2)由(1)得:Ms=952kg,代入(2)得:AMq=95.2kg注意:土料中包含了水和土颗粒,共为I(XX)kg,另外,W=丝5。1-11用某种土筑堤,土的
3、含水量W=I5%,土粒比重=2.67分层夯实,每层先填0.5m,其重度等=16kN夯实达到饱和度邑=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。1-11解:分析:压实前后也、匕、卬不变,如设每层填土的土颗粒所占的高度为人,则压实前后人不变,于是有:由题给关系,求出:h=上=上s1e11+e2(1)2.67x10x(1+0,15)_1=091916代入(1)式,得:Gsw2.670.15S-0.85=0.471%=a+,)1+61+0.4711+0.9190.5=0.383m1-12某饱和土样重0.40N,体积为21.5c,将其烘过一段时间后重为0.33N,体积缩至15.7c,饱
4、和度邑=75%,试求土样在烘烤前和烘烤的含水量及孔隙比和干重度。1-13设有悬液IoOOCm3,其中含土样0.5c,测得土粒重度九=27kN/当悬液搅拌均匀,停放2min后,在液面下20处测得悬液比重G1=1OO3,并测得水的黏滞系数=1.14X103,试求相应于级配曲线上该点的数据。1-14某砂土的重度九=17kN/m3,含水量w=8.6%,土粒重度九=26.5kN/m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。11-14已知:s=17kNm3,v=8.6%,7=26.5kNm3,故有:g.rs(1)1,26,5X(10.086
5、)0693/17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。I-15试证明。试中/max、,d、Omin分别相应于e皿、6、C的干容重证:关键是e和%之间的对应关系:由e=-1可以得到Cnax=1和Cnin=匕需要注意的是公式中的CmaxYdXdminXdmax和X1min是对应的,而emin和X1max是对应的。第二章土的渗透性及水的渗流2-3如图216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底而cc为基准面,求该面的总水头和静水头;(2)己知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%,求bb面的总水头和静水头;(3)已知
6、土样2的渗透系数为0.05cms,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216习题23图(单位:cm)2-3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=O,WC=90Cnbc=90cm(2)已知MbC=30%xac,而A/Zac由图2-16知,为30cm,所以:bc=30%ac=0.330=9cm7b=c-bc=90-9=81cm又zb=30cm,故wb=b-Zb=81-30=51cm(3)已矢口Z:2=0.05cm/s,q/A=A:2Z2=2bc12=0.05930=0.015cm3scm2
7、=0.015cms(4)Vz=ab1=(ac-bc)1=(30-9)/30=0.7,而且由连续性条件,=ki=kzi.k=k2i21i=0.015/0.7=0.021cm/s2-4在习题23中,已知土样1和2的孔隙比分别为0.7和0.55,求水在土样中的平均渗流速度和在两个土样孔隙中的渗流速度。2-5如图217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1013s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217习
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