土力學(xué)_河海課后習(xí)題答案

1、土力學(xué)課后習(xí)題與答案土力學(xué)答案第一章思考題11-1 土是松散顆粒的堆積物。地球表層的整體巖石在大氣中經(jīng)受長期風(fēng)化作用后形成形狀不同，大小不一的顆粒，這些顆粒在不同的自然環(huán)境條件下堆積（或經(jīng)搬運(yùn)沉積），即形成了通常所說的土。粗粒土中粒徑大于0.075的粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50%，細(xì)粒土中粒徑小于0.075的細(xì)粒組質(zhì)量多于或等于總質(zhì)量50%。1-2 殘積土是指巖石經(jīng)風(fēng)化后仍留在原地未經(jīng)搬運(yùn)的堆積物。殘積土的明顯特征是，顆粒多為角粒且母巖的種類對(duì)殘積土的性質(zhì)有顯著影響。母巖質(zhì)地優(yōu)良，由物理風(fēng)化生成的殘疾土，通常是堅(jiān)固和穩(wěn)定的。母巖質(zhì)地不良或經(jīng)嚴(yán)重化學(xué)風(fēng)化的殘積土，則大多松軟，性質(zhì)易變。運(yùn)積土是指巖石

2、風(fēng)化后經(jīng)流水、風(fēng)和冰川以及人類活動(dòng)等動(dòng)力搬運(yùn)離開生成地點(diǎn)后的堆積物。由于搬運(yùn)的動(dòng)力不同，分為坡積土、沖積土、風(fēng)積土、冰磧土和沼澤土等。坡積土一般位于坡腰或坡腳，上部與殘積土相連，顆粒分選現(xiàn)象明顯，坡頂粗坡下細(xì)；沖積土具有一定程度的顆粒分選和不均勻性；風(fēng)積土隨風(fēng)向有一定的分選性，沒有明顯層里，顆粒以帶角的細(xì)砂粒和粉粒為主，同一地區(qū)顆粒較均勻，黃土具有濕陷性；冰磧土特征是不成層，所含顆粒粒徑的范圍很寬，小至粘粒和粉粒，大至巨大的漂石，粗顆粒的形狀是次圓或次棱角的有時(shí)還有磨光面；沼澤土分為腐植土和泥炭土，泥炭土通常呈海綿狀，干密度很小，含水率極高，土質(zhì)十分疏松，因而其壓縮性高、強(qiáng)度很低而靈敏度很高。

3、1-3 土中各種大小的粒組中土粒的相對(duì)含量稱為土的級(jí)配。粒徑分布曲線是以土粒粒徑為橫坐標(biāo)（對(duì)數(shù)比例尺），小于某粒徑土質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)繪制而成的曲線。由于土的粒徑相差懸殊，因此橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示，以突出顯示細(xì)小顆粒粒徑。1-4 土的結(jié)構(gòu)是指土的物質(zhì)組成（主要指土里，也包括孔隙）在空間上的相互排列及土粒間聯(lián)結(jié)特征的總和。 土的結(jié)構(gòu)通常包括單粒、分散、絮狀三種結(jié)構(gòu)。 單粒結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，孔隙所占的比例較小。對(duì)于疏松情況下的砂土，特別是飽和的粉細(xì)砂，當(dāng)受到地震等動(dòng)力荷載作用時(shí)，極易產(chǎn)生液化而喪失其承載能力；分散結(jié)構(gòu)的片狀土粒間相互接近于平行排列，粒間以面-面接觸為主；絮狀結(jié)構(gòu)的特征是土

4、粒之間以角、邊與面的接觸或變與邊的搭接形式為主，這種結(jié)構(gòu)的土粒呈任意排列，具有較大的孔隙，因此其強(qiáng)度低，壓縮性高，對(duì)擾動(dòng)比較敏感，但土粒間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度會(huì)由于壓密和膠結(jié)作用逐漸得到增強(qiáng)。1-5 粒徑分布曲線的特征可用不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)來表示。定義為： 式中：，和為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10%，30%和60%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。1-6 土的級(jí)配的好壞可由土中的土粒均勻程度和粒徑分布曲線的形狀來決定，而土粒的均勻程度和曲線的形狀又可用不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)來衡量，對(duì)于純凈的礫、砂，當(dāng)大于或等于5，而且等于13時(shí)，它的級(jí)配是良好的；不能同時(shí)滿足上述條件時(shí)，它的級(jí)配是不良的。1-7 吸著水是

5、由土顆粒表面電分子力作用吸附在土粒表面的一層水。吸著水比普通水有較大的粘滯性，較小的能動(dòng)性和不同的密度。距土顆粒表面愈近電分子引力愈強(qiáng)，愈遠(yuǎn)，引力愈弱。又可分為強(qiáng)吸著水和弱吸著水。1-8 離開土顆粒表面較遠(yuǎn)，不受土顆粒電分子引力作用，且可自由移動(dòng)的水成為自由水。自由水又可分為毛細(xì)管水和重力水兩種。1-9 在重力或水位差作用下能在土中流動(dòng)的自由水稱為重力水。 重力水與普通水一樣，具有溶解能力，能傳遞靜水和動(dòng)水壓力，對(duì)土顆粒有浮力作用。它能溶蝕或析出土中的水溶鹽，改變土的工程性質(zhì)。1-10 存在于土中的氣體可分為兩種基本類型：一種是與大氣連通的氣體；另一種是與大氣不通的以氣泡形式存在的封閉氣體。

6、土的飽和度較低時(shí)，土中氣體與大氣相連通，當(dāng)土受到外力作用時(shí)，氣體很快就會(huì)從孔隙中排出，土的壓縮穩(wěn)定和強(qiáng)度提高都較快，對(duì)土的性質(zhì)影響不大。但若土的飽和度較高，土中出現(xiàn)封閉氣泡時(shí)，封閉氣泡無法溢出，在外力作用下，氣泡被壓縮或溶解于水中，而一旦外力除去后，氣泡就又膨脹復(fù)原，所以封閉的氣泡對(duì)土的性質(zhì)有較大的影響。土中封閉氣泡的存在將增加土的彈性，它能阻塞土內(nèi)的滲流通道使土的滲透性減小，并能延長土體受力后變形達(dá)到穩(wěn)定的歷時(shí)。1-11 土的一些物理性質(zhì)主要決定于組成土的固體顆粒、孔隙中的水和氣體這三相所占的體積和質(zhì)（重）量的比例關(guān)系，反映這種關(guān)系的指標(biāo)稱為土的物理性質(zhì)指標(biāo)。 土的物理性質(zhì)指標(biāo)是根據(jù)組成土的

7、固體顆粒、孔隙中的水和氣體這三相所占的體積和質(zhì)（重）量的比例關(guān)系來定義的。含水率、密度和土粒比重是基本指標(biāo)。1-12 相對(duì)密實(shí)度是以無粘性土自身最松和最密兩種極限狀態(tài)作為判別的基準(zhǔn)，定義為：相對(duì)密實(shí)度常用來衡量無粘性土的松緊程度。1-13 稠度是指粘性土的干濕程度或在某一含水率下抵抗外力作用而變形或破壞的能力，是粘性土最主要的物理狀態(tài)指標(biāo)。隨含水率的不同可分為流態(tài)、可塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)。流態(tài)時(shí)含水率很大，不能保持其形狀，極易流動(dòng)；可塑態(tài)時(shí)土在外力作用下可改變形狀但不顯著改變其體積，也不開裂，外力卸除后仍能保持已有的形狀；半固態(tài)時(shí)粘性土將喪失其可塑性，在外力作用下不產(chǎn)生較大的變形且容易破碎。固態(tài)

8、時(shí)含水率進(jìn)一步減小，體積不再收縮，空氣進(jìn)入土體，使土的顏色變淡。1-14 液限和塑限之差的百分?jǐn)?shù)值（去掉百分號(hào)）稱為塑性指數(shù)，用表示，取整數(shù)，即：粘性土的狀態(tài)可用液性指數(shù)來判別，其定義為：塑性指數(shù)是反映粘性土性質(zhì)的一個(gè)綜合性指標(biāo)。一般地，塑性指數(shù)越高，土的粘粒含量越高，所以常用作粘性土的分類指標(biāo)。液性指數(shù)表征樂土的天然含水率與界限含水率之間的相對(duì)關(guān)系，表達(dá)了天然土所處的狀態(tài)。1-15 土的壓實(shí)性是指在一定的含水率下，以人工或機(jī)械的方法，使土能夠壓實(shí)到某種密實(shí)程度的性質(zhì)。為了保證填土有足夠的強(qiáng)度，較小的壓縮性和透水性，在施工中常常需要壓實(shí)填料，以提高土的密實(shí)度和均勻性。1-16 影響土壓實(shí)性的因

9、素很多，主要有含水率、擊實(shí)功能、土的種類和級(jí)配以及粗粒含量等。當(dāng)含水率較小時(shí)，土的干密度隨著含水率的增加而增大，而當(dāng)干密度隨著含水率的增加達(dá)到某一值后，含水率的繼續(xù)增加反而使干密度減小，干密度的這一最大值稱為該擊數(shù)下的最大干密度，此時(shí)相應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率。1-17 為了能大致判別土的工程特性和評(píng)價(jià)土作為地基或建筑材料的適宜性，有必要對(duì)土進(jìn)行科學(xué)的分類。1-18 試樣中粒徑大于0.075的粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50%的土稱為粗粒土。試樣中粒徑小于0.075的細(xì)粒組質(zhì)量多于或等于總質(zhì)量50%的土稱為細(xì)粒土。習(xí)題11-1 解： (1) A試樣(1) B試樣1-2 解： 已知：=15.3g=10.

10、6g=2.70 飽和 =1 又知： 15.3-10.6=4.7g (1) 含水量=0.443=44.3% (2) 孔隙比 (3) 孔隙率 (4) 飽和密度及其重度 (5) 浮密度及其重度 (6) 干密度及其重度1-3 解：1-4 解：1-5 解： (1) (2) (3) 該砂土層處于中密狀態(tài)。1-6 解：1. 上述敘述是錯(cuò)誤的。 2. 上述敘述是錯(cuò)誤的。3. 上述敘述是正確的。1-7 證明：(1) (2) (3) 1-8 解： (1) 對(duì)A土進(jìn)行分類由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075的粗粒含量大于50%，所以A土屬于粗粒土；粒徑大于2的礫粒含量小于50%，所以A土屬于砂類，但小于0.07

11、5的細(xì)粒含量為27%，在15%50%之間，因而A土屬于細(xì)粒土質(zhì)砂； 由于A土的液限為16.0%，塑性指數(shù)，在17塑性圖上落在ML區(qū)，故A土最后定名為粉土質(zhì)砂(SM)。(2) 對(duì)B土進(jìn)行分類由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075的粗粒含量大于50%，所以B土屬于粗粒土； 粒徑大于2的礫粒含量小于50%，所以B土屬于砂類，但小于0.075的細(xì)粒含量為28%，在15%50%之間，因而B土屬于細(xì)粒土質(zhì)砂； 由于B土的液限為24.0%，塑性指數(shù)，在17塑性圖上落在ML區(qū)，故B土最后定名為粉土質(zhì)砂(SC)。(3) 對(duì)C土進(jìn)行分類由粒徑分布曲線圖，查得粒徑大于0.075的粗粒含量大于50%，所以C土屬于粗

12、粒土； 粒徑大于2的礫粒含量大于50%，所以C土屬于礫類土；細(xì)粒含量為2%，少于5%，該土屬礫； 從圖中曲線查得，和分別為0.2，0.45和5.6因此，土的不均勻系數(shù) 土的曲率系數(shù) 由于，所以C土屬于級(jí)配不良礫(GP)。1-9 解：(1)即 (2) t (3) 第二章思考題22-1 土體的應(yīng)力，按引起的原因分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種；按土體中土骨架和土中孔隙（水、氣）的應(yīng)力承擔(dān)作用原理或應(yīng)力傳遞方式可分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)（壓）力。有效應(yīng)力是指由土骨架傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力?？紫稇?yīng)力是指由土中孔隙流體水和氣體傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力。自重應(yīng)力是指由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。附加應(yīng)力是指由外荷（靜的或動(dòng)

13、的）引起的土中應(yīng)力。2-2 自重應(yīng)力是指由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。由靜水位產(chǎn)生的孔隙水應(yīng)力稱為靜孔隙水應(yīng)力。土體自重應(yīng)力應(yīng)由該點(diǎn)單位面積上土柱的有效重量來計(jì)算，如果存在地下水，且水位與地表齊平或高于地表，則自重應(yīng)力計(jì)算時(shí)應(yīng)采用浮重度，地下水位以下的土體中還存在靜孔隙水應(yīng)力。2-3 附加應(yīng)力是指由外荷（靜的或動(dòng)的）引起的土中應(yīng)力。 空間問題有三個(gè)附加應(yīng)力分量，平面問題有兩個(gè)附加應(yīng)力分量。 計(jì)算地基附加應(yīng)力時(shí)，假定地基土是各向同性的、均勻的、線性變形體，而且在深度和水平方向上都是無限的。2-4 實(shí)際工程中對(duì)于柔性較大（剛度較?。┠苓m應(yīng)地基變形的基礎(chǔ)可以視為柔性基礎(chǔ)。對(duì)于一些剛度很大不能適應(yīng)地基變

14、形的基礎(chǔ)可視為剛性基礎(chǔ)。柔性基礎(chǔ)底面壓力的分布和大小完全與其上的荷載分布于大小相同；剛性基礎(chǔ)下的基底壓力分布隨上部荷載的大小、基礎(chǔ)的埋深和土的性質(zhì)而異。2-5 基地中心下豎向附加應(yīng)力最大，向邊緣處附加應(yīng)力將減小，在基底面積范圍之外某點(diǎn)下依然有附加應(yīng)力。如果該基礎(chǔ)相鄰處有另外的荷載，也會(huì)對(duì)本基礎(chǔ)下的地基產(chǎn)生附加應(yīng)力。2-6 在計(jì)算地基附加應(yīng)力時(shí)，假定地基土是各向同性的、均質(zhì)的、線性變形體，而且在深度的水平方向上都是無限的，這些條件不一定同時(shí)滿足，因而會(huì)產(chǎn)生誤差，所以計(jì)算結(jié)果會(huì)經(jīng)常與地基中實(shí)際的附加應(yīng)力不一致。2-7 有效應(yīng)力是指由土骨架傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力?？紫稇?yīng)力是指由土中孔隙流體水和氣體傳遞

15、（或承擔(dān)）的應(yīng)力。靜孔隙水應(yīng)力：習(xí)題22-1 解： 根據(jù)圖中所給資料，各土層交界面上的自重應(yīng)力分別計(jì)算如下： 土的最大靜孔隙水應(yīng)力為：2-2 解： 基底壓力： 基底靜壓力： 求O點(diǎn)處豎向附加應(yīng)力由：由：由： 求A點(diǎn)下4m處豎向附加應(yīng)力由：由： 求B點(diǎn)下4m處豎向附加應(yīng)力由：由：2-3 解：2-4 解： 求自重應(yīng)力第三章思考題3 3-1 水在土中的滲透速度與試樣兩端水平面間的水位差成正比，而與滲徑長度成反比，即：即為達(dá)西定律。達(dá)西定律只有當(dāng)滲流為層流的的時(shí)候才能適用，其使用界限可以考慮為：3-2 室內(nèi)測(cè)定土的滲透系數(shù)的方法可分為常水頭試驗(yàn)和變水頭試驗(yàn)兩種。常水頭法是在整個(gè)試驗(yàn)過程中水頭保持不變，

16、適用于透水性強(qiáng)的無粘性土；變水頭法在整個(gè)試驗(yàn)過程中，水頭是隨著時(shí)間而變化的，適用于透水性弱的粘性土。3-3 流網(wǎng)具有下列特征：（1） 流線與等勢(shì)線彼此正交；（2） 每個(gè)網(wǎng)格的長度比為常數(shù)，為了方便常取1，這時(shí)的網(wǎng)格就為正方形或曲邊正方形；（3） 相鄰等勢(shì)線間的水頭損失相等；（4） 各溜槽的滲流量相等。3-4 按照滲透水流所引起的局部破壞的特征，滲透變形可分為流土和管涌兩種基本形式。 流土是指在滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒群同時(shí)起動(dòng)而流失的現(xiàn)象，它主要發(fā)生在地基或土壩下游滲流出處。 管涌是指在滲流作用下土體中的細(xì)土粒在粗土粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動(dòng)并被帶出的現(xiàn)象，主要發(fā)生在砂礫土中。3-5

17、 土體抵抗?jié)B透破壞的能力稱為抗?jié)B強(qiáng)度，通常已瀕臨滲透破壞時(shí)的水力梯度表示，一般稱為臨界水力梯度或抗?jié)B梯度。流土的臨界水力梯度：，該式是根據(jù)豎向滲流且不考慮周圍土體的約束作用情況下推得的，求得的臨界水力梯度偏小，建議按下式估算： ；管涌土的臨界水力梯度：3-6 在靜水條件下，孔隙水應(yīng)力等于研究平面上單位面積的水柱重量，與水深成正比，呈三角形分布；在穩(wěn)定滲流作用下，當(dāng)有向下滲流作用時(shí)，孔隙水應(yīng)力減少了，當(dāng)有向上滲流作用時(shí)，孔隙水應(yīng)力增加了。一旦流網(wǎng)繪出以后，滲流場中任一點(diǎn)的孔隙水應(yīng)力即可由該點(diǎn)的測(cè)壓管中的水柱高度乘以水的重度得到。當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于下游靜水位以下時(shí)，孔隙水應(yīng)力由靜孔隙水應(yīng)力和超靜孔隙水應(yīng)

18、力組成。3-7 不相同。由達(dá)西定律求出的滲透速度是一種假想平均流速，因?yàn)樗俣ㄋ谕林械臐B透是通過整個(gè)土體截面來進(jìn)行的。而實(shí)際上，滲透水不僅僅通過土體中的孔隙流動(dòng)，因此，水在土體中的實(shí)際平均流速要比由達(dá)西定律求得的數(shù)值大得多。3-8 一、假定在滲流作用下單元體的體積保持不變，水又是不可壓縮的，則單位時(shí)間內(nèi)流入單元體的總水量必等于流出的總水量，即：二、假定土是各向同性的，即等于，則 土的滲透系數(shù)不是各向同性的。第四章思考題44-1 地基土內(nèi)各點(diǎn)承受土自重引起的自重應(yīng)力，一般情況下，地基土在其自重應(yīng)力下已經(jīng)壓縮穩(wěn)定，但是，當(dāng)建筑物通過其基礎(chǔ)將荷載傳給地基之后，將在地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力，這種附加應(yīng)力會(huì)

19、導(dǎo)致地基土體的變形。4-2 壓縮系數(shù)是指單位壓力增量所引起的空隙比改變量，即ep壓縮曲線的割線的坡度，；壓縮指數(shù)是指elgp曲線直線段的坡度，即：；回彈再壓縮指數(shù)是指回彈再壓縮曲線（在elgp平面內(nèi)）直線段的坡度；體積壓縮系數(shù)定義為土體在單位應(yīng)力作用下單位體積的體積變化，其大小等于；壓縮模量定義為土體在無側(cè)向變形條件下，豎向應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比，其大小等于，即；。4-3 在無側(cè)向變形條件下的土層壓縮量計(jì)算公式要求土層均質(zhì)，且在土層厚度范圍內(nèi)壓力是均勻分布的，因此厚土層一般要求將地基土分層。沒有必要。4-4 前式更準(zhǔn)確些，因?yàn)閴嚎s系數(shù)常取為100kPa至200kPa范圍內(nèi)的值。4-5 因?yàn)榈鼗恋?/p>

20、壓縮是由外界壓力在地基中一起的附加應(yīng)力所產(chǎn)生的，當(dāng)基礎(chǔ)有埋置深度d時(shí)，應(yīng)采用基底靜壓力去計(jì)算地基中的附加應(yīng)力。4-6 有4-7 事先對(duì)地基堆載預(yù)壓，能使地基在荷載作用下完成瞬時(shí)沉降和住固結(jié)沉降，將減少建筑物修蓋之后的最終沉降量。4-8 在荷載施加的瞬時(shí)，由于孔隙水來不及排出，加之水被認(rèn)為是不可壓縮的，因而，附加應(yīng)力全部由水來承擔(dān)。經(jīng)過時(shí)間t，孔隙水應(yīng)力不斷消散，有效應(yīng)力逐漸增加。當(dāng)t趨于無窮大時(shí)，超靜孔隙水應(yīng)力全部消散，僅剩靜孔隙水應(yīng)力，附加應(yīng)力全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力。飽和土的固結(jié)過程就是超靜孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為附加有效應(yīng)力的過程。 在這種轉(zhuǎn)化過程中，任一時(shí)刻任一深度上的應(yīng)力始終遵循著有效應(yīng)力原理

21、，即：。4-9 不對(duì)4-10 正常固結(jié)土和超固結(jié)土雖然有相同的壓力增量，但其壓縮量是不同的，正常固結(jié)土的壓縮量要比超固結(jié)土的大。因?yàn)槌探Y(jié)土在固結(jié)穩(wěn)定后，因上部巖層被沖蝕或移去，現(xiàn)已回彈穩(wěn)定。第五章思考題55-1 土的抗剪強(qiáng)度是指土體對(duì)于外荷在所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。5-2 砂土：粘土： 對(duì)于無粘性土，其抗剪強(qiáng)度僅由粒間的摩擦分量所構(gòu)成，此時(shí)c=0；而對(duì)于粘性土，其抗剪強(qiáng)度由粘聚分量和摩擦分量兩部分所構(gòu)成。5-3 土的抗剪強(qiáng)度與土的固結(jié)程度和排水條件有關(guān)，對(duì)于同一種土，即使在剪切面上具有相同的法向總應(yīng)力，由于土在剪切前后的固結(jié)程度和排水條件不同，它的抗剪強(qiáng)度也不同。5-4 把莫爾應(yīng)力圓與

22、庫侖抗剪強(qiáng)度線相切時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，即時(shí)的極限平衡狀態(tài)作為土的破壞準(zhǔn)則稱為莫爾庫侖破壞準(zhǔn)則。根據(jù)莫爾庫侖破壞準(zhǔn)則來研究某一土體單元處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力條件及其大、小主應(yīng)力之間的關(guān)系，該關(guān)系稱為土的極限平衡條件。5-5 不是。由，知當(dāng)時(shí)一致。5-6 測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法主要有直接剪切試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和十字板剪切試驗(yàn)四種。 直接剪切試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡單，試樣的制備和安裝方便，且操作容易掌握，至今仍為工程單位廣泛采用。缺點(diǎn)是： 剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面不符合實(shí)際情況，因?yàn)樵撁娌灰欢ㄊ峭恋米畋∪醯拿?；試?yàn)中，試樣的排水程度靠試驗(yàn)速度的“快”、“慢”來控制的，做不

23、到嚴(yán)格排水或不排水，這一點(diǎn)對(duì)透水性強(qiáng)的土來說尤為突出；由于上下盒的錯(cuò)動(dòng)，剪切過程中試樣的有效面積逐漸減小，使試樣中的應(yīng)力分布不均勻，主應(yīng)力方向發(fā)生變化，當(dāng)剪切變形較大時(shí)，這一變形表現(xiàn)得更為突出。為了克服直接剪切試驗(yàn)存在的問題，對(duì)重大工程及一些科學(xué)研究，應(yīng)采用更為完善的三軸壓縮試驗(yàn)，三軸壓縮儀是目前測(cè)定土抗剪強(qiáng)度較為完善的儀器。直接剪切、三軸和無側(cè)限試驗(yàn)是室內(nèi)試驗(yàn)，試樣不可避免地受到擾動(dòng)，其對(duì)土的實(shí)際情況反映就會(huì)受到影響。十字板剪切試驗(yàn)是現(xiàn)場測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的方法，特別適應(yīng)于均勻的飽和軟粘土。5-7 靈敏度定義為原狀試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與相同含水率下重塑試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比，即：。在含水率不

24、變的條件下粘土因重塑而軟化(強(qiáng)度降低)，軟化后又隨靜置時(shí)間的延長而硬化(強(qiáng)度增長)的這種性質(zhì)稱為粘土的觸變性。5-8 砂土的抗剪強(qiáng)度將受到其密度、顆粒形狀、表面粗糙程度和級(jí)配等因素的影響。5-9 當(dāng)砂土受到突發(fā)的動(dòng)力荷載時(shí)，產(chǎn)生很大的孔隙水應(yīng)力，使有效應(yīng)力變?yōu)榱?，砂土將呈現(xiàn)出液體的狀態(tài)，該過程稱為砂土的液化。5-12 正常固結(jié)土：當(dāng)用總應(yīng)力強(qiáng)度包線表示時(shí)，UU試驗(yàn)結(jié)果是一條水平線，其不排水強(qiáng)度的大小與有效固結(jié)應(yīng)力有關(guān)，CU和CD試驗(yàn)個(gè)是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線；當(dāng)用有效應(yīng)力表示試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，三種剪切試驗(yàn)將得到基本相同的強(qiáng)度包線及十分接近的有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)。超固結(jié)土：當(dāng)用總應(yīng)力強(qiáng)度包線表示時(shí)，UU試

25、驗(yàn)結(jié)果是一條水平線，其不排水強(qiáng)度的大小與有效固結(jié)應(yīng)力有關(guān)，CU和CD試驗(yàn)個(gè)是一條不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線；當(dāng)用有效應(yīng)力表示試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，三種剪切試驗(yàn)將得到基本相同的強(qiáng)度包線及十分接近的有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)。第六章思考題66-1 如果擋土墻背離填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，隨著位移量的逐漸增加，墻后土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)土壓力降為最小值，這時(shí)作用在擋土墻上的土壓力成為主動(dòng)土壓力。 當(dāng)擋土墻為剛性不動(dòng)時(shí)，土體處于靜止?fàn)顟B(tài)不產(chǎn)生位移和變形，此時(shí)作用在擋土墻上的土壓力稱為靜止土壓力。 若墻體向著填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，隨著位移量的逐漸增加，當(dāng)墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)增大到最大值，此時(shí)作用在擋土墻上

26、的土壓力稱為被動(dòng)土壓力。6-2 靜止土壓力發(fā)生在擋土墻為剛性、墻體不發(fā)生任何位移的情況下；主動(dòng)土壓力發(fā)生在擋土墻背離填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)達(dá)到極限平衡狀態(tài)的情況下；被動(dòng)土壓力發(fā)生在墻體向著填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)達(dá)到極限平衡狀態(tài)的情況下。6-3 可以把主動(dòng)土壓力看作是滑動(dòng)塊體在自重應(yīng)力下克服滑動(dòng)面上的摩擦力而向前滑動(dòng)的力，當(dāng)E值越大，塊體向下滑動(dòng)的可能性也越大，所以產(chǎn)生最大E值的滑動(dòng)面就是實(shí)際發(fā)生的真正滑動(dòng)面，因此住動(dòng)土壓力是主動(dòng)極限平衡是的最大值。當(dāng)擋土墻向填土方向擠壓時(shí)，最危險(xiǎn)滑動(dòng)面上的E值一定是最小的，因?yàn)榇藭r(shí)滑動(dòng)土體所受的阻力最小，最容易被向上推出，所以作用在墻背上的被動(dòng)土壓力值，應(yīng)是假定一系列

27、破壞面計(jì)算出的土壓力中的極小值。6-4 朗肯理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件來建立，采用的假定是墻背面豎直、光滑、填土面為水平，而實(shí)際墻背是不光滑的。所以采用朗肯理論計(jì)算出的土壓力值與實(shí)際情況相比，有一定的誤差，但偏于保守，即主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小。庫侖理論基于滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件來建立，采用的假定是破壞面為平面。當(dāng)墻背與土體間的摩擦角較大時(shí)，在土體中產(chǎn)生的滑動(dòng)面往往不是一個(gè)平面而是一個(gè)曲面，此時(shí)必然產(chǎn)生較大的誤差。6-5 朗肯土壓力理論是以土單元體的極限平衡條件來建立主動(dòng)和被動(dòng)土壓力計(jì)算公式的，庫侖理論則是以整個(gè)整個(gè)滑動(dòng)土體上力的平衡條件來確定土壓力。 如果假設(shè)填土面水平，墻背豎

28、直、光滑，即，則無粘土朗肯與庫侖土壓力公式一致。因此，在某種特定條件下，朗肯土壓力理論是庫侖土壓力理論的一個(gè)特例。6-6 朗肯理論計(jì)算出的土壓力值與實(shí)際情況相比，有一定的誤差，但偏于保守，即主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小。庫侖理論從假定上看對(duì)墻背要求不如朗肯理論嚴(yán)格，但當(dāng)墻背與土體間的摩擦角較大時(shí)，在土體中產(chǎn)生的滑動(dòng)面往往不是一個(gè)平面而是一個(gè)曲面，此時(shí)必然產(chǎn)生較大的誤差。如果墻背傾斜角度不大(小于)，墻背與土體之間的摩擦較小(小于)，采用庫侖理論計(jì)算主動(dòng)土壓力產(chǎn)生的誤差往往是可以接受的。但擋土墻向擋土擠壓使墻后填土達(dá)到被動(dòng)破壞時(shí)，破壞面接近于一個(gè)對(duì)數(shù)螺旋面，與平面假設(shè)相差很大，不管采用庫侖理論還是朗肯理論計(jì)算均有較大誤差，為了簡單起見，被動(dòng)土壓力的計(jì)算，常采用朗肯理論。第七章思考題77-1 天然邊坡的穩(wěn)定性由組成坡體的工程性質(zhì)、水文地質(zhì)條件和巖土體力學(xué)性質(zhì)決定；人工邊坡的穩(wěn)定性受土的性質(zhì)、施工質(zhì)量、地下水等控制。7-2 影響安全系數(shù)的因素很多，如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選用，計(jì)算方法和計(jì)算條件的選擇等。偏低。7-3 瑞典條分法不考慮條間力作用，畢肖普條分法考慮了土條側(cè)面的作用力，并假定各土條底部滑動(dòng)面上的抗滑安全系數(shù)均相同。瑞典條分法由于忽略了條件力的作用，不能滿足所有的靜力平衡條件，計(jì)算的安全系數(shù)比畢肖普條分法偏低10%20%，在滑弧圓心角較大，并