地基與基礎(chǔ) (第三版)習(xí)題答案-第4章

1、復(fù)習(xí)思考題4-1何謂土的抗剪強(qiáng)度？同一種土的抗剪強(qiáng)度是不是一個(gè)定值？土的抗剪強(qiáng)度是指在外力作用下，土體內(nèi)部產(chǎn)生剪應(yīng)力時(shí)，土對(duì)剪切破壞的極限抵抗能力。工程實(shí)際中地基土體因自然條件、受力過(guò)程及狀態(tài)等諸多因素的影響，試驗(yàn)時(shí)必須模擬實(shí)際受荷過(guò)程，所以土的抗剪強(qiáng)度并非是一個(gè)定值。不同類型的土，其抗剪強(qiáng)度不同，即使同一類土，在不同條件下的抗剪強(qiáng)度也不相同。4-2土的抗剪強(qiáng)度由哪兩部分組成？什么是土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？土的抗剪強(qiáng)度的構(gòu)成有二個(gè)方面：即內(nèi)摩擦力與粘聚力。土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)包括：c（稱為土的粘聚力）和（稱為土的內(nèi)摩擦角，tan為土的內(nèi)摩擦系數(shù)）。4-3.為什么土粒愈粗，內(nèi)摩擦角中愈大？土粒愈細(xì)，粘聚力

2、c愈大？土的密度和含水量對(duì)c與值影響如何？存在于土體內(nèi)部的摩擦力由兩部分組成：一是剪切面上顆粒與顆粒之間在粗糙面上產(chǎn)生的摩擦力；另一個(gè)是由于顆粒之間的相互嵌入和互鎖作用產(chǎn)生的咬合力。土顆粒越粗，內(nèi)摩擦角越大。土的密度和含水量對(duì)c與值影響如何？（書中沒(méi)有相關(guān)部分內(nèi)容的闡述）4-4.土體發(fā)生剪切破壞的平面是否為剪應(yīng)力最大的平面？在什么情況下，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面一致？土中某點(diǎn)達(dá)到剪切破壞狀態(tài)的應(yīng)力條件必須是法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的某種組合符合庫(kù)侖定律的破壞準(zhǔn)則，而不是以最大剪應(yīng)力t達(dá)到了抗剪強(qiáng)度Tf作為判斷依據(jù)，亦即剪切破maxf壞面并不一定發(fā)生在最大剪應(yīng)力的作用面上，而是在與大主應(yīng)力作用面成某一夾

3、角a-45+業(yè)的平面上。cr2當(dāng)土的內(nèi)摩擦角為0時(shí)，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面一致。4-5.什么是土的極限平衡狀態(tài)？土的極限平衡條件是什么？當(dāng)土中剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，土體達(dá)到臨界狀態(tài)，稱為極限平衡狀態(tài)。此時(shí)土中大小主應(yīng)力與土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系，稱為土的極限平衡條件，當(dāng)土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，土中該點(diǎn)的極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相切。4-6為什么土的抗剪強(qiáng)度與試驗(yàn)方法有關(guān)？如何根據(jù)工程實(shí)際選擇試驗(yàn)方法？同一種土在不同排水條件下進(jìn)行試驗(yàn)，可以得出不同的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，即土的抗剪強(qiáng)度在很大程度上取決于試驗(yàn)方法。不排水剪試驗(yàn)是模擬建筑場(chǎng)地土體來(lái)不及固結(jié)排水就較快地加載的情況。在實(shí)際工作中，對(duì)滲透性

4、較差，排水條件不良，建筑物施工速度快的地基土或斜坡穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，可以采用這種試驗(yàn)條件來(lái)測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。固結(jié)不排水剪試驗(yàn)是模擬建筑場(chǎng)地土體在自重或正常載荷作用下已達(dá)到充分固結(jié)，而后遇到突然施加載荷的情況。對(duì)一般建筑物地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算以及預(yù)計(jì)建筑物施工期間能夠排水固結(jié)，但在竣工后將施加大量活載荷（如料倉(cāng)、油罐等）或可能有突然活載荷（如風(fēng)力等）情況，就應(yīng)用固結(jié)不排水剪試驗(yàn)的指標(biāo)。固結(jié)排水剪試驗(yàn)是模擬地基土體已充分固結(jié)后開始緩慢施加載荷的情況。在實(shí)際工程中，對(duì)土的排水條件良好（如粘土層中夾砂層）、地基土透水性較好（低塑性粘性土）以及加荷速率慢時(shí)可選用。但因工程的正常施工速度不易使孔隙水壓力完全消

5、散，試驗(yàn)過(guò)程既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，因而較少采用。4-7什么是地基承載力特征值？怎樣確定？地基承載力特征值與土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有何關(guān)系？地基承載力特征值是指在保證地基穩(wěn)定條件下，地基單位面積上所能承受的最大應(yīng)力。地基承載力特征值可由載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、公式計(jì)算、并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定。當(dāng)偏心距e小于或等于0.33倍基礎(chǔ)底面寬度時(shí)，通過(guò)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)得到土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值后，可按f=myb+Myd+Mc計(jì)算地基土承載力特征值。abdmck綜合練習(xí)題4-1.某土樣進(jìn)行三軸剪切試驗(yàn)，剪切破壞時(shí)，測(cè)得o500kPa,o3=lkPa剪切破壞面與水平面夾角為60求：（1）土的c、值。（2）計(jì)算剪切破壞面

6、上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力?！窘狻縏BDJC5a=60，2a=120cr角ADO=60，角=30。oo=-3cR=AD=0.5(o廠03)=2000.5*(6+o3+R)=R,0.5*(行c+100+200)=200，c=57.7kPaAO=(id+100+200)*cos30=346.4正應(yīng)力0=AOcon30、3c=346.4con30-100=200kPa剪應(yīng)力t=AOsin30=173.2kPa或者:正應(yīng)力Q=500+100500100cos120=300kPa正應(yīng)力t=Q1_Q3cos2a=500100 xcos120=173.2kPa224-2.某條形基礎(chǔ)下地基土中一點(diǎn)的應(yīng)力為：。=500

7、kPa,0=500kPa,t=40kPa,已知土的zxzx7c=0,=30，問(wèn)該點(diǎn)是否剪切破壞？。和。不變，t增至60kPa，則該點(diǎn)又如何？zxzx【解】t=40kPa時(shí)：zxQ1Q3Q+Q-土2+t2=衛(wèi)g土xz+402=500土40=540kPa460在同一坐標(biāo)系中畫出抗剪強(qiáng)度曲線和摩爾應(yīng)力圓，可知，該點(diǎn)沒(méi)有發(fā)生剪切破壞。同理，t=60kPa時(shí):zxaia3a+a-土2+T2=衛(wèi)g土xz2+602=500土60=560kPa440在同一坐標(biāo)系中畫出抗剪強(qiáng)度曲線和摩爾應(yīng)力圓，可知，該點(diǎn)沒(méi)有發(fā)生剪切破壞。4-3.某土的內(nèi)摩擦角和粘聚力分別為=25,c=15kPa，若。3=100kPa,求：（1）達(dá)到極限平衡時(shí)的大主應(yīng)力。?（2）極限平衡面與大主應(yīng)力面的夾角？（3）當(dāng)O=300kPa時(shí),土體是否被剪切破壞？【解】（1）達(dá)到極限平衡時(shí)，有：a=atan2（45。+）+2ctan（45。+）=1