土的抗剪強(qiáng)度-試題及答案

1、1. 地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，問(wèn)當(dāng)?shù)鼗心滁c(diǎn)的大主應(yīng)力m，而小主應(yīng)力一一為多少時(shí)，該點(diǎn)剛好發(fā)生剪切破壞?二 6 tann 45°-2rtan A5a1. 解：-f=4QQ xtan30°2 x 10 x tan30= i2i.atfo2. 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)-二，假設(shè)作用在土中某平面上的正 應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為-H，問(wèn)該平面是否會(huì)發(fā)生剪切破壞?2.解：? - q + btan 畢=20 + 100 xtan 22° = 60.4七尸&因?yàn)槎?，所以該平面?huì)發(fā)生剪切破壞。3. 對(duì)某砂土試樣進(jìn)行三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn)，測(cè)得試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差 廠1 " ，周?chē)?/p>

2、壓力1 '：'，試求該砂土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。3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(jìn)行固結(jié)排水試驗(yàn)，施加周?chē)鷫毫? = 200血，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差巧円二30僦氏，整理試驗(yàn)成果得有效應(yīng) 力強(qiáng)度指標(biāo)-1：-.一 " I問(wèn)：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(mén) 的平面而 不發(fā)生在最大剪應(yīng)力的作用面?解：1口 :-j;2n°口=£血+礙)+f

3、(巧-理) cos 2g=|(500 + 200)-F y(500 - 200)cos 120° 二 Z75kPar = 1x300= 1502破壞面上 '''八：一1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(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，試件在周?chē)?壓力:作用下，當(dāng)通過(guò)傳力桿施加的豎向壓力二丄到達(dá)200kPa時(shí)發(fā)生 破壞，并測(cè)得此時(shí)試件中的孔隙水壓力。試求土地有效粘聚力匚和有 效內(nèi)摩擦角.破壞面上的有效正應(yīng)力和剪應(yīng)力二。5 解.crL = 200 十 200 = 4 00上&t； = 6 Lt = 400 -100 = 300kPa口

4、；=込趙=200 100 = lOOkRj正常固結(jié)飽和粘性土進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)時(shí), 于. 300-1007n00 =越 csin= arcsiii= 30口 =45°+ = 45°+ = 60°2 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 60°J=6. 某土樣-二丄.*- ',承受大主應(yīng)力L'.小主應(yīng)力碼=1淞甩的作用，測(cè)得孔隙水壓力"偸用，試判斷土樣是否到達(dá)極限平衡 狀態(tài)。6.解：該土樣未到達(dá)極限平衡狀態(tài)。7. 一飽和粘性土試樣進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試樣，施加

5、的周?chē)鷫毫?- ：， 試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差;i_ l- ' ' J'。土的粘聚力三，內(nèi)摩擦角'，是說(shuō)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土樣加工成三軸試樣，由固結(jié)不排水試驗(yàn)得2-。假設(shè)對(duì)同樣的土樣進(jìn)行不固結(jié)不排水試驗(yàn)，當(dāng)試樣放入壓力室時(shí)測(cè)得初始孔隙水壓力，然后關(guān)閉排水閥，施加周?chē)鷫毫?，隨后施加豎向壓力至試樣破壞，測(cè)得破壞時(shí)的孔隙壓力系數(shù)'，求此試樣的不排水抗剪強(qiáng)度I。8. 解： U口1 =碼十 2ea = 100 + 2c A昭) 二匹十兔十丿(巧一6) = 100- 68 +

6、 0.6>c2ctf = 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 -32-1.225° 1= 100-32-1 2 tan2 45°+ 2丿解得：29. 某土的壓縮系數(shù)為強(qiáng)度指標(biāo)二F , ' ' o假設(shè)作用在土 樣上的大小主應(yīng)力分別為 蘭工三二和二"-匕，問(wèn)該土樣是否破壞？假設(shè)小主應(yīng)力 為1上匚&，該土樣能經(jīng)受的最大主應(yīng)力為多少？9. 解：=45°4- = 45+ = 60 破裂角cr= £口i + 丐+&

7、#163;巧 _ 円匚。£ 2吟= -x350-F150+-x350-150cos2x60°=350 - 150sin2x60° j= 856歸:. 二I 二：，I'' ': ' 不會(huì)破壞14歲十冷二369.艾P口30°、=100 x tan2 45° H-4-2 x 20 x tanI 210. 地基中一點(diǎn)的大主應(yīng)力為-，地基土的粘聚力和內(nèi)摩擦角分別為-和工。求該點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度。10. 解：6 = 6 曲 4空-2ctan 45° -2丿 k 2D二円+巧+巧一巧8審0" +卩rz = r +

8、 crtan 卩=疋 + + 巧;十1巧-cos?0° + 同 211. 某完全飽和土樣，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為"-一；5=12臚化懲二惻；亍二缺&,0=2割，那么：1假設(shè)該土樣在-作用下進(jìn)行三軸固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，那么破 壞時(shí)的-約為多少？2在匚 m，I 1， = 1二工匚時(shí)土樣可能破裂面上的剪應(yīng)力是多少？土樣是否會(huì)破壞？11. 解：=200 xtan疥=- w = 50 - 160 =沁上Focr； = £7 璟=400 - 160 = 240上Pa=45° + = 45a+= 59破裂角：7 廠J； -：'： j ： ： '不會(huì)

9、破壞12. 某飽和粘性土由無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)得其不排水抗剪強(qiáng)度I 廠，如對(duì)同一土樣進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)，問(wèn)：1假設(shè)施加圍壓二“九，軸向壓力二'七，該試樣是否破壞？2施加圍壓二飛耳，假設(shè)測(cè)得破壞時(shí)孔壓系數(shù) ；，此時(shí)軸向壓力 和孔壓多大?3破壞面與水平面的夾角12. 解:不會(huì)破壞2口- _ -：i :l鉅F =巧 + /(6 = 150+ 0 8x(310 150)= 278PdfV13. 在一軟土地基上修筑一土堤，軟土的不排水強(qiáng)度參數(shù) n ,"'', 土堤填土的重度為 二二匚*，試問(wèn)土堤一次性堆高最多能到達(dá)幾米？設(shè)控制 穩(wěn)定平安系數(shù)偉2.0，太沙基承載力公

10、式中13. 解：2x20/:土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(mén)，將三軸室壓力 升至-再增加偏壓力： -一、二直至試樣破壞。該試樣的有效粘聚力:，有效內(nèi)摩擦角 八 2，孔隙壓力系數(shù)3 - V ,丄山 ''工，試 確定破壞時(shí)的偏應(yīng)力' "''O14.解：6 - 40此亂！卜6 = 2Q0上Fa役=tan2+ 'I = tan4 45? + = 1.965' I 2 丿 I 2 )盤(pán)廣E 込了巧-巧根據(jù)土的極限平衡條件，有J，s壬十円込了 窟了二hjE十2小J純阿氏“/爲(wèi)-l+a 阿213.8(400-0 3>：

11、200X1 9S5-1)+2x15x1402l-0 29 + 0?29Jd.96515.某飽和軟土地基，上1 靜止側(cè)壓力系數(shù)廠 '，地下水位在地基外表處。今在地基上大面積堆載 d ,試求地基中距地面5米0角的平面上且當(dāng)土的固結(jié)度到達(dá) 90%寸，土的 抗剪強(qiáng)度是多少？強(qiáng)度的凈增長(zhǎng)值為多少？15.解：堆載前'-'廠分=<? + Htan = 2 + 30tan 20° = 12堆載后且當(dāng)固結(jié)度達(dá)90%寸 丁 - - - - 巾=2 + 75tan 20° = 29.3kPar/2-rzl = 29 3-12 9 = 16.4'，靜止側(cè)壓力系

12、數(shù)為''，有效粘聚力為，有效內(nèi)摩擦角為，地下水位與 地面齊平。當(dāng)?shù)孛娉惺軐挾葹槎木紬l形荷載廠時(shí)，荷載中心點(diǎn)下深度為丁的 工點(diǎn)在不排水條件下剪切破壞，此時(shí)，孔隙水壓力值為 “。1繪出點(diǎn)制在原始應(yīng)力狀態(tài)下和破壞時(shí)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(qiáng)度 -的表達(dá)式可以寫(xiě)成：提示：地基中任一點(diǎn)由引起的附加主應(yīng)力為:16.解:1圖略廣斤J亠Pn12 J也=空7112丿珥二州十廠診+人巧口 衛(wèi)=曲仏+7/十碼一站5/ 8t歲+ 斗磚 /亡S0 + 巧Q礙C* 二£T|f + 烷sm 甲+己 COS 0二芬1十爲(wèi)誡+卽諮+珂

13、63;in 0+(/ COE 0一的均不條形荷載 m，引起荷載中心線下二宀深度處點(diǎn)養(yǎng)的孔隙水壓力增量丄；-。土層的靜止側(cè)壓力系數(shù)廠 ，飽和重度'-''，有效應(yīng)力指標(biāo)：一二，一，。地下水位在地表。試計(jì)算點(diǎn)X在時(shí)間 一 ：和：二兀時(shí)是否會(huì)發(fā)生剪切破壞。30°= tan2 45q+ =3I 2丿a3 p JF r65+/+花+1二-時(shí)： 1刃=yhK0+-+11-AU150七隔= 10x3x0.5 + x-1-17.7 = 24.52' L ' _- ' ' I " ' ' 丁、二' I '

14、I ' ' 不會(huì)破壞=i=+ - - + 11 = 5.1+17.7 = 152.8p充2A5+V.7 =42.2kPa7T I 2":'-'_ _ - - J ' I； _ _ I L ,不會(huì)破壞18.某土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，在法向壓力為 100、200、300、400kPa時(shí)，測(cè)得抗剪強(qiáng)度J分別為52、83、115、145kPa,試求：a用作圖法確定土樣的抗剪強(qiáng) 度指標(biāo)c和"；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(huì)剪切破壞？為什么？18.解：b，:1 J. : ' I :1.八

15、心沁j所以，未破壞。19.某飽和黏性土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的不排水抗剪強(qiáng)度I ；1''二,如果對(duì)同土樣進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)，施加周?chē)鷫毫?''1：；，試問(wèn)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(jiàn)書(shū)P192,公式7-14er】=斗碼=70 +150 =20.某黏土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，破壞時(shí)的孔隙水壓力為 兩個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果為：試件I:c3 = 2 0址&，阿=衛(wèi)才=140 上&試件U:= 40011,試求：a用作圖法確定該黏土試樣的亠一

16、-；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(shí)的孔隙水壓力系數(shù) A。2 0 解：a用作圖法見(jiàn)以下圖確定該黏土試樣的 % = °，昭=16"和d 二 a 0 = 34°c<?s 2 T5 += 136.12ur 二臼 _ 込 迪 2gz = 450-15°sin( 2 xS2°) 124.36c在固結(jié)不排水試驗(yàn)中，'-，于是有(見(jiàn)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(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)， 得"一&q

17、uot;'，如果這個(gè) 試件受到】 -和f 川 *的作用，測(cè)得孔隙水壓力乂 門(mén)二巳，問(wèn)該 試件是否會(huì)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(huì)破壞。22. 某正常固結(jié)飽和黏性土試樣進(jìn)行不固結(jié)不排水試驗(yàn)得L 一，' ，對(duì)同樣的土進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，得有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)"_ '，如果試樣在不排水條件下破壞，試求剪切破壞時(shí)的有效大主應(yīng)力和小主應(yīng)力。i|.q - = q -碼二 4022. 解：對(duì)于不固結(jié)不排水，見(jiàn)以下圖，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(shí)沿這個(gè)面的抗剪強(qiáng)度是多少？經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間后這個(gè)面抗剪強(qiáng)度又是 多少？23.