在学习《土力学与基础工程》这门课程时,我们经常会遇到各种各样的练习题。这些题目旨在帮助我们巩固课堂上所学的知识,并提高解决实际问题的能力。为了更好地理解和掌握相关知识,下面将提供一些同步练习题的答案解析,希望对大家有所帮助。
首先,让我们来看一道关于土的物理性质的基本问题:
例题1:
已知某土样的湿重为150g,含水量为25%,试计算该土样的干重和土粒比重。
解答:
根据公式 \( W_d = \frac{W}{1+w} \),其中 \( W \) 为湿重,\( w \) 为含水量,则有:
\[ W_d = \frac{150}{1+0.25} = 120 \, \text{g} \]
接下来是一道关于地基承载力的问题:
例题2:
某建筑场地的地基土层为砂土,其内摩擦角为30°,容重为18kN/m³。试估算该地基的极限承载力。
解答:
根据太沙基极限承载力公式:
\[ q_u = cN_c + \sigma_v N_q + \frac{1}{2}\gamma B N_\gamma \]
由于砂土无黏聚力(c=0),且假设基础宽度B=1m,深度修正系数Nc、Nq、Nγ分别为25.7、12.9、8.4,则:
\[ q_u = 18 \times 1 \times 12.9 = 232.2 \, \text{kPa} \]
最后,我们来看一个涉及挡土墙设计的实际案例:
例题3:
一重力式挡土墙高6m,墙背垂直光滑,墙后填土表面水平,填土的内摩擦角为35°,容重为19kN/m³。试计算主动土压力强度分布及总主动土压力。
解答:
根据朗肯土压力理论,主动土压力系数 \( K_a = \tan^2(45^\circ - \phi/2) \),其中 \(\phi\) 为内摩擦角,则:
\[ K_a = \tan^2(45^\circ - 35^\circ/2) = 0.214 \]
主动土压力强度分布为:
\[ p_a = \gamma H K_a \left( 1 - \frac{y}{H} \right) \]
总主动土压力为:
\[ E_a = \frac{1}{2} \gamma H^2 K_a = \frac{1}{2} \times 19 \times 6^2 \times 0.214 = 73.8 \, \text{kN/m} \]
通过以上三道典型例题的解答,我们可以看到,《土力学与基础工程》不仅需要扎实的理论基础,还需要灵活运用各种公式和方法来解决问题。希望大家能够通过不断练习,提升自己的专业技能,在未来的学习和工作中取得更好的成绩!