土的抗剪強度試題及答案

1、1. 已知地基土的抗剪強度指標，問當?shù)鼗心滁c的大主應(yīng)力m，而小主應(yīng)力一一為多少時，該點剛好發(fā)生剪切破壞?二 6 tann 45-2rtan A5a1. 解：-f=4QQ xtan302 x 10 x tan30= i2i.atfoWord文檔2. 已知土的抗剪強度指標-二，若作用在土中某平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為-一2C九，問該平面是否會發(fā)生剪切破壞？2 解.zy = c + btan=20 + 100xtan22LI = 60.4&因為丁 ，所以該平面會發(fā)生剪切破壞。3. 對某砂土試樣進行三軸固結(jié)排水剪切試驗，測得試樣破壞時的主應(yīng)力差 廠1 ，周圍壓力1 ：，試求該砂土的抗剪強度指標。3

2、解：巧=100 + 400 = 500疋尸總500-100500 + 100=0.667% - arc sin 0 67 二 41. E： 4. 一飽和粘性土試樣在三軸儀中進行固結(jié)排水試驗，施加周圍壓力6 = 200血，試樣破壞時的主應(yīng)力差巧円二30僦氏，整理試驗成果得有效應(yīng) 力強度指標1 I問：（1）破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及 試樣中的最大剪應(yīng)力為多少？（2）為什么試樣的破壞面發(fā)生在二 門 的平面而 不發(fā)生在最大剪應(yīng)力的作用面?解:(1) :-:-1-j；2n口=血+礙)+f(巧-理) cos 2g=|(500 + 200)-F y(500 - 200)cos 120 二 Z75kPar

3、 = 1x300= 150(2)破壞面上二-在最大剪應(yīng)力作用面上 /15. 一正常固結(jié)飽和粘性土樣在三軸儀中進行固結(jié)不排水剪切試驗，試件在周圍 壓力:作用下，當通過傳力桿施加的豎向壓力二丄 達到200kPa時發(fā)生 破壞，并測得此時試件中的孔隙水壓力。試求土地有效粘聚力匚和有 效摩擦角匸.破壞面上的有效正應(yīng)力-和剪應(yīng)力丁。5 解.crL = 200 十 200 = 4 00上&t； = 6 Lt = 400 -100 = 300kPa口；=込趙=200 100 = lOOkRj正常固結(jié)飽和粘性土進行固結(jié)不排水剪切試驗時, 于. 300-1007n00 =越 csin= arcsiii= 30口

4、=45+ = 45+ = 602 2破壞面上的有效正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為:1502x(300+100)+1x(300-100) cos(2 x 60J=lx（30Q-100）sm（2心0弓二咅加6. 某土樣-二丄.*- ,承受大主應(yīng)力L 1.小主應(yīng)力碼=1淞甩的作用，測得孔隙水壓力偸用，試判斷土樣是否達到極限平衡 狀態(tài)。6.解：該土樣未達到極限平衡狀態(tài)。7. 一飽和粘性土試樣進行固結(jié)不排水剪切試樣，施加的周圍壓力- ：，試樣破壞時的主應(yīng)力差I(lǐng)- 。已知土的粘聚力、-門廿“，摩擦角，是說明為什么試樣的破壞面不發(fā)生在最大剪應(yīng)力的作用面？7.解：張=227=242-tAi匸稠8. 從飽和粘性土層中取出

5、土樣加工成三軸試樣，由固結(jié)不排水試驗得2-。若對同樣的土樣進行不固結(jié)不排水試驗，當試樣放入壓力室時測得初始孔隙水壓力：-一二，然后關(guān)閉排水閥，施加周圍壓力 ，隨后 施加豎向壓力至試樣破壞，測得破壞時的孔隙壓力系數(shù)，求此試樣的不排水抗剪強度丄。8. 解： U口1 =碼十 2ea = 100 + 2c A昭） 二匹十兔十丿（巧一6） = 100- 68 + 0.6c2ctf = 32 + 1 2勺根據(jù)土的極限平衡條件：CT| - Tj tan將巧=100 +込.碼:NOO吟加二養(yǎng)+ 1 2q代入上式，得100+2 -32-1.2（25 1= （100-32-1 2 ）tan2 45+ 2丿解得：2

6、9. 某土的壓縮系數(shù)為強度指標二F , o若作用在土樣 上的大小主應(yīng)力分別為 二匚二乙和匚v巳，問該土樣是否破壞？若小主應(yīng)力為 - ：| = T = 2kPah= i （硏 +6H :（實- ）心2 勺（不會破壞）12. 某飽和粘性土由無側(cè)限抗壓強度試驗測得其不排水抗剪強度l 廠，如對同一土樣進行三軸不固結(jié)不排水試驗，問：（1） 若施加圍壓-，軸向壓力- w，該試樣是否破壞？（2） 施加圍壓二玄耳，若測得破壞時孔壓系數(shù) r，此時軸向壓力和 孔壓多大？（3）破壞面與水平面的夾角12. 解:（不會破壞）(2) 口 _ :廠與=巧 +/(兩-T3) = 150 + 0 8x(310 -150)= 2

7、78Pdf口 =45 + 魚二”(3) -13. 在一軟土地基上修筑一土堤，軟土的不排水強度參數(shù) n , 土堤填土的重度為 二二匚*，試問土堤一次性堆高最多能達到幾米？（設(shè)控制 穩(wěn)定安全系數(shù)偉2.0，太沙基承載力公式中）13. 解：2x2014. 某粘土試樣在 二一J的三軸室壓力作用下完全排水固結(jié)，然后關(guān)閉排水閥 門，將三軸室壓力升至三：，再增加偏壓力直至試樣破壞。已知該試樣的有效粘聚力- ，有效摩擦角：，孔隙壓力系數(shù)弓一門， A=As=029，試確定破壞時的偏應(yīng)力】y。=tan?X2；1 -丿14 解：2, =40此亂！= SOOtFra=1.965応= 1402吟三占込+%（巧一巧）根據(jù)土

8、的極限平衡條件，有也十（円一込）了 （匕-溝/）貫/十2小將c200）（1 9S5-1）+2x15x1402 _Q1Gl 口1-0.29 + 0.29x1.9651 -j. OrvJL a15. 某飽和軟土地基，上：，1 _1 靜止側(cè)壓力系數(shù)廠，地下水位在地基表面處。今在地基上大面積堆載 -，試求地基中距地面5米深度處.與水平面成55角的平面上且當土的固結(jié) 度達到90%寸，土的抗剪強度是多少？強度的凈增長值為多少？15. 解：堆載前-廠分=? + Htan = 2 + 30tan 20 = 12堆載后且當固結(jié)度達90%寸 丁 - - - -= 2 + 75tan 20 = 2S.3kPa% -

9、 r/1 = 29 3-12 9 = 16.416. 已知飽和粘性土地基的有效重度為 f，靜止側(cè)壓力系數(shù)為、，有效粘聚力為 ，有效摩擦角為了，地下水位與地面齊平。當?shù)孛娉惺軐挾葹?二的均布條形 荷載兒時，荷載中心點下深度為：的點在不排水條件下剪切破壞，此時，孔 隙水壓力值為=。（1）繪出點肥在原始應(yīng)力狀態(tài)下和破壞時的總應(yīng)力圓和有效應(yīng)力圓，以及相應(yīng)的莫爾破壞包線示意圖;（2）證明該地基土的不排水抗剪強度-的表達式可以寫成:專妝+鳳）注+肌COS 0提示：地基中任一點由氏引起的附加主應(yīng)力為:式中該點到均布條形荷載兩端的夾角16. 解：(1)圖略r7T J-PnF J12 J12 J7171珥二掙十

10、燈+ A巧-口衛(wèi)=沙心+_yl/十碼一Mcf - tot 0+抽 Y)扣;-広)處cf cot 0* 一匕 4- Tj)齢二冷+0)二芬1十心冷+卸諮+弘sin 甲+d cos17. 在某飽和粘性土地表瞬時施加一寬度為Q遼的均不條形荷載，引 起荷載中心線下二宀深度處點”的孔隙水壓力增量、=；。土層的靜止 側(cè)壓力系數(shù)、，飽和重度 m?，有效應(yīng)力指標：， =3。地下水位在地表。試計算點 M在時間= 和=時是否會發(fā)生剪切 破壞。懇=(45 +1 = tan2 + =317. 解： = 1732Ai7T2也=丫礙 +M+- -1舁12）.-時：1; .- /- =10x3+x150E+1 5圧314

11、I 2）-Wx3x0.5dxT） 充 遵6%以+池+1= 1351+17 7 = 152 8-1）-17.7 = 24 53 14 I 2 丿 L - - I - 1 I ： （不會破壞）n 71雖- yvh =曲& + 蘭-1 =245 + 17.7=12.2-_ _ - - J : . - I I L ,（不會破壞）18. 某土樣進行直剪試驗，在法向壓力為 100、200、300、400kPa時，測得抗剪強度分別為52、83、115、145kPa,試求：（a）用作圖法確定土樣的抗剪強 度指標c和以；（b）如果在土中的某一平面上作用的法向應(yīng)力為260kPa,剪應(yīng)力為92 kPa,該平面是否會

12、剪切破壞？為什么？18. 解：（b）廠-:1: I : :1I. .八Z沁5所以，未破壞。19. 某飽和黏性土無側(cè)限抗壓強度試驗的不排水抗剪強度I ；1二,如果對同土樣進行三軸不固結(jié)不排水試驗，施加周圍壓力-1：；，試問土樣將在 多大的軸向壓力作用下發(fā)生破壞？19. 解：思考：破壞線是一水平直線，即在剪應(yīng)力最大的作用平面上發(fā)生剪切破 壞（特殊）口1 一 62（參見書P192,公式7-14）er】=斗碼=70 +150 =20.某黏土試樣在三軸儀中進行固結(jié)不排水試驗，破壞時的孔隙水壓力為 兩個試件的試驗結(jié)果為：試件I:,=20 詭&= 350 上Ra 衛(wèi)才=140 上&試件 U 口合二=72kR

13、i,ii才=試求：（a）用作圖法確定該黏土試樣的亠；（b）試件U破壞面上的法向有效應(yīng)力和剪應(yīng)力；（c）剪切破壞時的孔隙水壓力系數(shù) A20. 解：（a）用作圖法（見下圖）確定該黏土試樣的c?s 2 T5 +r 二臼 _ 込 迪 2gz = 450-15sin( 2 xS2) 124.36= 136.12u(c)在固結(jié)不排水試驗中， -，于是有(見P195公式7-29) Au - Au-l 他巧一人巧)A = 0 93仏巧一直巧(73-3刃)-(48-23)280-14021. 某飽和黏性土在三軸儀中進行固結(jié)不排水試驗， 得一，如果這個 試件受到】 -和f 川 *的作用，測得孔隙水壓力乂 門二巳，

14、問該 試件是否會破壞？為什么？/2g、crfg =(150-100)tga 45c+一 =138.49kPa21. 解：-b；航=200- 100= lOOkPapJ譯，所以，不會破壞。22. 某正常固結(jié)飽和黏性土試樣進行不固結(jié)不排水試驗得L 一， ，對同樣的土進行固結(jié)不排水試驗，得有效抗剪強度指標_ ，如果試樣在不排水條件下破壞，試求剪切破壞時的有效大主應(yīng)力和小主應(yīng)力。g|6 _ 6、 .j - n 5 _ 碼二牝22. 解：對于不固結(jié)不排水，見下圖，知“ 二23. 在22題中的黏土層，如果某一面上的法向應(yīng)力突然增加到200kPa,法向應(yīng)力剛增加時沿這個面的抗剪強度是多少？經(jīng)很長時間后這個面抗剪強度又是 多少？23. 解：當二一；門三匕時，瞬間相當于