第五章习题及答案.pdf

第五章习题及答案一、填空题1.无粘性土的抗剪强度来源于摩擦阻力，粘性土的抗剪强度来源于摩擦阻力和粘聚力。粘性土库仑公式为_tan_和_c_两部分之和。2.土体剪切破坏面与小主应力面的夹角是45-2。3.由十字板在现场测定的饱和粘土的抗剪强度属于不排水无侧限的试验条件。4.强超固结土在受剪时具有剪胀趋势，孔隙水压力可能出现负值。5.莫尔圆与抗剪强度包络线_相切_时，说明该点处于极限平衡状态。饱和粘土的不固结不排水剪试验中，强度包线为水平线，即u等于0，其抗剪强度等于cu=qu2。6.土的强度通常是指土的抗剪强度。地基的强度实际上就是_地基承载力_。7.一种粘性土含水量越大，其内磨擦角越小。8.抗剪强度曲线与摩尔应力圆在A点相切，表明A点所代表的平面的剪应力等于土的抗剪强度f，即该点处于极限平衡状态。9.土的三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水程度分为三种试验方法，即不固结不排水剪(UU)、固结不排水剪(CU)和固结排水剪(CD)。10.正常固结的饱和粘性土的固结不排水抗剪强度曲线是一条水平直线。其不固结不排水抗剪强度曲线特点是抗剪强度值等于恒定值，即单轴无侧限抗压强度值的一半。11.饱和粘性土在不同排水条件下的三轴试验有UU、CU、CD。其中固结排水剪(CD)试验测得的值最大，不固结不排水剪(UU)试验得到的值最小且等于0。12.粘性土的剪切试验有快剪、固结快剪和慢剪三种试验方法。二、判断题1.固结排水剪与固结不排水剪有效应力强度指标相差很大。()2.强超固结土在受剪过程中体积会增大，在不排水受剪时其孔隙水压力将减小。()3.以总应力法慢剪或排水剪得到的抗剪强度指标即为土的有效强度指标。()4.同一土体中，由于抗剪强度指标相同，不论土层深度是否相同，抗剪强度均相同。()5.粘性土地基上建造建筑物，当施工速度一般时，应选择慢剪。()三、选择题1.室内压缩实验中，当土样承受p1=100kPa时，e1=0.628；承受p2=200kPa时，e2=0.568，则该土属于(A)。A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.无法判断2.已知地基中某点受到的1=580kPa，3=160kPa，则其最大剪应力值为(D)。A420kPa；B240kPa；C220kPa；D210kPa3.砂土在剪切过程中(C)。A土体体积随剪切变形增加而增加；B土体体积随剪切变形增加而减少；C土体体积变化与砂土密实程度和剪切位移有关4.在剪切试验中，当越过峰值点后。剪应力随剪应变增加而减小的现象称为(C)。A蠕变B应变硬化C应变软化5.试样的剪破角f为剪破面与(A)的夹角。A大主应力作用面B水平面C小主应力作用面6.对施工速度较快，而地基土的透水性差和排水条件不良时，可采用三轴仪的(A)结果计算抗剪强度。A不固结不排水试验；B固结不排水试验；C固结排水试验；D不固结排水试验7.设一已固结稳定的粘土地基中，当地下水位下降后，新的地下水位以上土体呈(C)状态。A正常固结B超固结C欠固结D不能确定8.现场十字板试验得到的强度与室内哪一种试方式测得的强度相当？(C)A慢剪；B固快；C快剪D直剪9.已知某土样的强度指标c=20kpa，=26，所承受的在主应力1=450kpa，3=150kpa，试问该上样是否达到了极限平衡状态？(A)A没有达到；B刚刚达到；C超过D不能确定10.一个土样在直剪仪中固结，竖向固结应力为80kPa，然后快速剪切，得到剪切面上最大剪应力是50kPa，如果土样的有效参数c=10kPa，=28试问倾斜面上产生多大超孔隙水压力？(B)A4.1kPaB4.7kPaC5.2kPaD4.4kPa11.一个砂样进行直接剪切试验，竖向压力P=100kpa。破坏时=57.7kpa试问大主应力轴的方向如何？(A)A与P轴夹角60；B与P轴夹角45；C与P轴夹角15D与P轴夹角5512.把正常固结，同一粘性土，分别做三种三轴试验，其试验结果是(C)的抗剪强度最大。A不排水剪B固结不排水剪C排水剪D不能确定四、简答题1.试述影响土的抗剪强度的主要因素？试述三轴压缩试验的原理，如何利用三轴压缩试验求得土的抗剪强度指标。答：教材99-100；103-104117-1182.简述土的密度和含水量对土的内摩擦角与内聚力的影响。答：教材100111-1183.简述摩尔-库仑强度理论的要点，极限平衡状态概念，并说明什么是土的极限平衡条件？答：教材99-1014.土体发生剪切破坏的面是否是剪应力最大的平面？一般情况下剪切破坏面与大主应力面成什么角度？答：教材101-1025.根据不同的固结排水条件剪切试验分成哪几种类型？对同一饱和土样，当采用不同试验方法时，其强度指标c、相同吗？为什么？答：教材1106.以三轴试验为例，简述土的剪胀性对土的变形性质的影响。答：教材111113116五、计算题1.设有一干砂样置入剪切合中进行直剪试验，剪切合断面积为60cm2，在砂样上作用一垂直荷载900N，然后作水平剪切，当水平推力达300N时，砂样开始被剪破。试求当垂直荷载为1800N时，应使用多大的水平推力砂样才能被剪坏？该砂样的内摩擦角为多大？并求此时的大小主应力和方向。解：砂土，c=0，所以：由2121TTNN，得：N60090018003001212NNTT此时，kPa100106010600432ATf43.181800600arctanarctanarctan22NTf应力圆半径：kPa4.10543.18cos100cosfr圆心坐标：kPa4.33343.18sin4.105sin2131rkPa8.4384.1054.3331，kPa0.2284.1054.3333由应力圆知，大主应力作用面与剪破面的夹角为：2.542452.设有一含水量较低的黏性土样作单轴压缩试验，当压力加到90kPa时，黏性土样开始破坏，并呈现破裂面，此面与竖直线呈35，试求其内摩擦角及黏聚力c。解：水平面为大主应力面，kPa901；竖直面为小主应力面，03；由图5-39的小主应力面与剪破面的夹角为35，即有：203545235245由图示应力圆的关系，得：kPa5.3135tan0905.0tan5.031c90kPa3.某土样内摩擦角=20，黏聚力c=12kPa。问（a）作单轴压力试验时，或（b）液压为5kPa的三轴试验时，垂直压力加到多大（三轴试验的垂直压力包括液压）土样将被剪破？解：（a）单轴试验时，03，由抗剪强度公式有：kPa28.3422045tan1220245tan2245tan231c（b）三轴试验时，kPa53，由抗剪强度公式有：kPa47.4422045tan12222045tan5245tan2245tan2231c注：本题使用公式计算比较简单。4.已知一砂土层中某点应力达到极限平衡时，过该点的最大剪应力平面上的法向应力和剪应力分别为264kPa和132kPa。试求：（a）该点处的大主应力1和小主应力3；（b）过该点的剪切破坏面上的法向应力f和剪应力f；（c）该砂土内摩擦角；（d）剪切破坏面与大主应力作用面的交角。解：由题示条件作极限应力圆和强度线如图，由图示关系，知圆心坐标为264kPa，应力圆半径为132kPa，所以计算如下：264kPa132kPa0（a）kPa132132264kPa396132264)(5.03311r（b）305.0arcsin5.0264132sin（c）kPa19830sin132264sin264rfkPa3.11430cos132cosrf（d）6030905.09025.对饱和黏土样进行固结不排水三轴试验，围压3为250kPa，剪坏时的压力差(1-3)f=350kPa，破坏时的孔隙水压uf=100，破坏面与水平面夹角=60。试求：（a）剪裂面上的有效法向压力f和剪应力f；（b）最大剪应力max和方向？解：由已知条件，算得：kPa2003，kPa5503502003131由60905.0，得：30（a）kPa5.187100)30sin350750(5.0sin21213131ffukPa6.15130cos3505.0cos2131f（b）45kPa1753505.02131max6.试做图证明土的剪切破坏面不是发生在最大剪应力面？教材1017.已知一组直剪试验结果为pkPa100200300400fkPa671191612