土力學第五章剪切

1、第一章：土的物理性質(zhì)及工程分類名詞解釋1、土的抗剪強度：土體對外荷載產(chǎn)生剪應力的極限抵抗能力。2、土的極限平衡狀態(tài)：摩爾應力圓與抗剪強度線相切時的應力狀態(tài)。3、極限平衡條件：根據(jù)摩爾庫侖破壞準則來研究土體單元處于極限平衡狀態(tài)時的應力條件及大小主應力之間的關(guān)系，該關(guān)系稱為土的極限平衡條件。4、孔壓系數(shù)b：土體在等向應力狀態(tài)下由外荷載所引起的孔隙水壓力與應力增量的比值。5、孔壓系數(shù)a：土體在偏向應力狀態(tài)下由外荷載所引起的孔隙水壓力與應力增量的比值。6、應力路徑：用摩爾應力圓上一點的軌跡來表示土體斜截面上的應力變化過程，該點移動的軌跡線稱為應力路徑。 7、靈敏度：原狀土的單軸抗壓強度與重塑土的單軸抗

2、壓強度的比值。 簡答1、什么是土的抗剪強度，其有何特點？答：土體對外荷載產(chǎn)生剪應力的極限抵抗能力。土的抗剪強度來源于土粒間的摩擦強度和粘聚強度，而不是土粒的強度。對于無粘性土只有抗剪強度，而無抗拉強度；粘性土既有抗剪強度，也有抗拉強度。2、無粘性土抗剪強度的來源及影響因素是什么？答：無粘性土抗剪強度的來源于土粒間的內(nèi)摩擦力，包括表面摩擦力和咬合力。影響無粘性土抗剪強度的因素有土的物理化學性質(zhì)、天然密度、含水率及土的結(jié)構(gòu)的影響；此外還受土中孔隙水應力的影響，孔隙水應力越小,有效應力越大,抗剪強度也越大。3、為什么試驗條件不同所測得的抗剪強度不一樣？答：土的抗剪強度不僅與土的種類、性質(zhì)有關(guān)，還與試

3、驗時的排水條件、剪切速度、應力歷史、應力路徑等因素有關(guān)，其中排水條件影響最為顯著。 4、什么是土的極限平衡條件，寫出表達式？答：根據(jù)摩爾-庫倫破壞準則研究土體單元處于極限平衡狀態(tài)時的應力條件以及大小主應力之間的關(guān)系，該關(guān)系稱為土的極限平衡條件。對于粘性土：對于無粘性土：5、單軸抗壓強度試驗能否測定一般粘性土的抗剪強度指標？為什么？答：不能，因為通過單軸抗壓強度試驗只能得到一個摩爾應力圓，對于一般的粘性土，單軸抗壓強度試驗無法得到抗剪強度包線。但對于飽和軟粘土，根據(jù)三軸不排水剪試驗成果，其強度包線近似于一水平線，即ju=0，因此無側(cè)限抗壓強度試驗可用于測定飽和軟粘土的不排水強度。 6、同一種土的

4、抗剪強度是定值嗎？為什么？答：根據(jù)庫倫抗剪強度公式，抗剪強度的大小與土的抗剪強度指標有關(guān)，試驗條件不同土的抗剪強度指標也不一樣；另一方面抗剪強度的大小還與截面上的正應力有關(guān)，正應力越大，抗剪強度越大。 7、施工單位搶修鐵路，在一段原為水塘的地段填筑路基，填筑速度很快，不久發(fā)現(xiàn)填土面明顯降低，在路基兩側(cè)洼地有隆起現(xiàn)象，試說明發(fā)生該現(xiàn)象的原因？答：由于軟粘土的排水條件較差，施工速度太快，孔隙水來不及排出，孔隙水壓力急劇增加，有效應力下降，土的有效抗剪強度降低，地基承載力下降，土體出現(xiàn)了強度破壞，出現(xiàn)填土面明顯降低，在路基兩側(cè)洼地有隆起現(xiàn)象。 8、什么是kf線和f線？二者有何關(guān)系？答：摩爾應力圓的最

5、大剪應力平面的連線，或摩爾應力圓頂點的連線成為kf線，其傾角為，截距為df；土的抗剪強度線為f線，其傾角為內(nèi)摩擦角，截距為粘聚力c。二者有如下關(guān)系： 第1題解：根據(jù)題意：1）數(shù)解法 土體處于彈性平衡狀態(tài)。 土體處于彈性平衡狀態(tài)。 2）圖解法以為圓心為半徑,繪制摩爾應力圓。 繪制庫侖直線直線與圓相離，故土體處于彈性平衡狀態(tài)。第2題解：根據(jù)題意：已知c/=15kpa ，/=30，u=50kpa，1=280kpa，3=150kpa根據(jù)有效應力原理 該土體單元處于穩(wěn)定狀態(tài)?；?該土體單元處于穩(wěn)定狀態(tài)。第3題解：根據(jù)題意：(1) b1=0.9 b2=0.95 b3=0.98a1=-0.21 a2=-0.

6、24 a3=-0.33同理：p2=366.5kpa、q2=166.5kpa p3=539.5kpa、q3=239.5kpa取以上任意兩點可確定kf線方程的斜率： 用點斜式寫出kf線方程：令p=0 (2)用圖解法如下：分別以（193，0），（366.5，0），（539.5，0）為圓心，以r=93kpa、166.5kpa、239.5kpa為半徑在-坐標內(nèi)繪制三個極限應力圓，作出公切線，可以得出在軸上的截距為13.2kpa，與軸夾角為25，因此，ccu=13.1kpa、cu=25第4題解：根據(jù)題意：在、作用下土體單元達到極限平衡狀態(tài)，應力圓應和強度線相切。對于正常固結(jié)飽和粘土的固結(jié)不排水剪試驗，其有

7、效抗剪強度線過圓心。有效應力圓的圓心為：有效應力圓的半徑為： 對于固結(jié)不排水剪試驗，試樣在作用下已固結(jié)穩(wěn)定，試樣受剪前已消散為零，所以有：第5題解：根據(jù)題意：土樣1破壞時1=235kpa，3=55kpa，土樣2破壞時1=429kpa，3=120kpa 通過兩點確定出kf線方程的斜率如下： 用點斜式寫出kf線方程： 令p=0，可得：df=q=17.5kpa， 某點1=170kpa，3=85kpa所處的應力狀態(tài)： 該土體單元處于穩(wěn)定狀態(tài)。第6題解：根據(jù)題意：試樣破壞時 在、作用下土體單元達到極限平衡狀態(tài)，應滿足極限平衡條件 固結(jié)不排水剪試驗，試樣在作用下已固結(jié)穩(wěn)定，試樣受剪前已消散為零，所以有：第7題解：根據(jù)題意：（1） 試樣破壞時，、應滿足極限平衡條件（2）樣破壞時 在、作用下土體單元達到極限平衡狀態(tài)，應滿足極限平衡條件 （3）對于固結(jié)排水剪