《土力学地基基础》第四版习题集解答_精品.doc

《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底板=50×20=1000m2 底板上的浮力P浮= Pw×S底板=15000KN 2）不考虑钢筋混凝土水池自重的侧壁摩擦阻力F1和抗浮安全系数计算： 2钢筋混凝土水池的侧壁面积S侧壁=2×[（50×4）+（20×4）]= 560m 已知侧壁与土体之间的摩擦强度为μ=10KPa； 侧壁总摩擦力F1=μ×S侧壁=10×560＝5600KN ∵F1＜P浮，抗浮安全系数K= F1/P浮=5600/15000=0.37＜1， ∴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： 钢筋混凝土的重度一般为γ砼=24KN/m3； 钢筋混凝土水池四个侧壁体积V1=2×[（50×4×0.3）+（20-2×0.3）×4×0.3]=166.56m3 扣掉侧壁厚度尺寸后钢筋混凝土水池底板体积V2： V2=[（50-0.6）×（20-0.6）] ×0.3=287.5m3 所以，水池本身钢筋混凝土的体积V=V1+V2=454 m 钢筋混凝土水池重量W=γ砼×V=24×454＝10896KN ∵F1+W=16496＞P浮，抗浮安全系数K= 16496/15000=1.1＞1， ∴在考虑钢筋混凝土水池自重时，此时安全。 3 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=γh1+γsath2=20×1+21×1=41 3）P＞ Pw，安全。 1.7解：注意单位 k?QL tFh?5?20 10?5?50?0.04cm/s 1.8解：注意单位 k?QL tFh?3?15 10?5?20?0.045cm/s 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： k?QL tFh?3?15 600?5?20?7.5?10?4cm/s 正好与教材答案一致，所以教材中答案错误。 1.9解： 动水压力计算公式：GD=iγw， 本题中要求用另外的方法。采用有效应力法。 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： ???sath ???w(h??h) （公式1） ?’??’h??w?h 与自重应力作用下相比，孔隙水压力μ多了一个 γwΔh，有效应力少了一个γwΔh。 2）地下水向下渗流： 取图2中A点的有效应力进行计算。A点垂直方向： ???sath ???w(h??h) （公式2） ?’??’h??w?h 与自重应力作用下相比，孔隙水压力μ少了一个 γwΔh，有效应力多了一个γwΔh。 3）从公式1中，可以得到： ?’??’h??w?h?(?’??w?hh)h?(?’??wi)h （公式1） 公式3中，γwi就是渗流力及其表达式，渗流力是一种体积力。 1.10解： 1）实际水力坡度i=h/L=70/60=1.17 2）砂土临界水力坡度icr=γ’/γw=10.2/10=1.02 3）i＞ icr，不安全，发生流土。 复习思考题 1.1工程地质包括哪些主要内容？工程地质作为一门独立的学科与土木建筑工程有何关系？ 1）内容参照孔思丽主编《工程地质学》教材目录和绪论P1第1、2段：工程岩土学、工程地质分析和工程地质勘察三个主要部分，自己看书细化内容。 2）