土力学地基基础课后答案(陈希哲).pdf

《土力学地基基础》第四版习题集解答，陈希哲 第一章 工程地质 1.1如何鉴定矿物？准备一些常见的矿物，如石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、方解 石、云母、滑石和高岭土等，进行比较与鉴定。 1.2岩浆岩有何特征？准备若干常见的岩浆岩标本，如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、 玄武岩、安山岩、玢岩和辉岩进行鉴定。 1.3沉积岩最显著的特征是什么？准备多种常见的沉积岩标本，如砾岩、角砾岩、砂岩、凝 灰岩、泥岩、页岩、石灰岩和泥灰岩等，进行对比鉴定。 1.4变质岩有什么特征？准备几种常见的变质岩，如大理岩、石英岩、板岩、云母片岩和片 麻岩进行比较与鉴定。 1.5解：水池长度、宽度、高度分别为50、20、4m壁厚0.3m。水池与地面齐平。 1）底板浮力计算： 底板~水面之间的水位深度h=4-2.5=1.5m 底板静水压力强度：Pw=γwh=10×1.5=15KPa=15KN/m2 底板面积S =50×20=1000m2 底板 底板上的浮力P = Pw×S =15000KN 浮 底板 2）不考虑钢筋混凝土水池自重的侧壁摩擦阻力F和抗浮安全系数计算：1 钢筋混凝土水池的侧壁面积S侧壁=2×[（50×4）+（20×4）]= 560m2 已知侧壁与土体之间的摩擦强度为μ=10KPa； 侧壁 侧壁总摩擦力F=μ×S =10×560＝5600KN1 ∵F＜P ，抗浮安全系数K= F/P =5600/15000=0.37＜1， 1 浮 1 浮 ∴在不考虑钢筋混凝土水池自重时，水池刚竣工，未充水，也不考虑池中水重量，此时 不安全。 3）考虑钢筋混凝土水池自重的抗浮安全系数计算： 3 砼 钢筋混凝土的重度一般为γ =24KN/m； 钢筋混凝土水池四个侧壁体积V=2×[（50×4×0.3）+（20-2×0.3）×4×0.3]=166.56m1 3 扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积V： 2 V=[（50-0.6）×（20-0.6）] ×0.3=287.5m2 3 所以，水池本身钢筋混凝土的体积V=V+V=454 m3 1 2 钢筋混凝土水池重量W=γ砼×V=24×454＝10896KN ∵F+W=16496＞P ，抗浮安全系数K= 16496/15000=1.1＞1， 1 浮 ∴在考虑钢筋混凝土水池自重时，此时安全。 1.6解： 1）承压水水头3.2m，故承压水层顶部，即6m处的承压力强度 Pw=γwh=10×1.5=15KPa=15KN/m2 2）基坑底部~承压水含水层顶部之间土层厚度2m，土体自重压力 P=γh+γsath=20×1+21×1=411 2 3）P＞ Pw，安全。 1.7解：注意单位 QL 5×20 k= = = 0.04cm/s tFh 10×5×50 1.8解：注意单位 QL 3×15 k= = = 0.045cm/s tFh 10×5×20 本题如果把时间从10秒换成10分钟，其他条件不变，10分钟=600秒，则： QL 3×15 ?4 k= = = 7.5×10 cm/s 正好与教材答案一致，所以教材中答案错误。 tFh 600×5×20 1.9解： 动水压力计算公式：G=iγw， 本题中要求用另外的方法。采用有效应力法。D 图1 地下水向上渗流 图2 地下水向下渗流 地下水渗流时，土体中有效应力与静水条件下不同。 1）地下水向上渗流： 取图1中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向