土的抗剪强度试题及答案

1.已知地基土的抗剪强度指标Oh% 宽，问本地基中某点的大主应力巧二40曲4,而小主应力丐为多少时，该点恰好发生剪切破坏？.解：.已知土的抗剪强度指标”2伙％ 22"，若作用在土中某平面上的正应力和剪应力别离为100^.v=60,4^，问该平面是不是会发生剪切破坏？2.解：马=2.解：马=c+crtan20+100xtan220=60.4^因为马二工，所以该平面会发生剪切破坏。.对某砂土试样进行三轴固结排水剪切实验，测得试样破坏时的主应力差巧一%二4°曲4，周围压力丐工1°业4，试求该砂土的抗剪强度指标。.解：药甲0-arcsin0.667=41.8°“二0一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结排水实验，施加周围压力%二2。及凡，试样破坏时的主应力差巧一F二孔觥产〜整理实验功效得有效应力强度指标T=75,ltA.^=3a。问：（1）破坏面上的法向应力和剪应力和试样中的最大剪应力为多少？（2）为何试样的破坏面发生在以二软/1的平面而不发生在最大剪应力的作用面？解：（1）^=300+200=500^30°%=45°+—=60°丁 2仃=历+"J+；3i-%"2a=j（500+200）+|（500-200）cos120°=27呆F3「二?（巧一丐）汕2^=1^300xSin120°=129.毁尸值r=1x300=150^UL'L'a.'(2)破坏面上?"工在最大剪应力作用面上9二173•状二15派小一正常固结饱和粘性土样在三轴仪中进行固结不排水剪切实验，试件在周围压力叫=2。就凡作用下，当通过传力杆施加的竖向压力也5达到200kPa时发生破坏，并测得此时试件中的孔隙水压力江"10"斗。试求土地有效粘聚力和有效内摩擦角炉.破坏面上的有效正应力5和剪应力汇。.解：%=2m+200=400回仃：二巧一辽二400-100=300止Fi可二巧一以二200—100=lOOArPa正常固结饱和粘性土进行固结不排水剪切实验时，F二口5+5 300+100破坏面上的有效正应力和剪应力别离为:cr^=jx（30a+100）+1x（300-100）cos（2x60°）=150^r=lx[300-100）sm（2x60°）.某土样〃=2。左汽？. ,经受大主应力巧二骁就尸〜小主应力%=15址丛的作用，测得孔隙水压力"=46比明试判断土样是不是达到极限平衡状态。.解：该土样未达到极限平衡状态。.一饱和粘性土试样进行固结不排水剪切试样，施加的周围压力石=30俄&，试样破坏时的主应力差巧一丐二/寮4。已知土的粘聚力匚=5改尸叫内摩擦角如：20°，是说明为何试样的破坏面不发生在最大剪应力的作用面？.解：5=ITl.^PaJ二242上尸"飞从饱和粘性土层中掏出土样加工成三轴试样，由固结不排水实验得、二°，/二加］若对一样的土样进行不固结不排水实验，当试样放入压力室时测得初始孔隙水压力%二一函立。然后关闭排水阀，施加周围压力%=10"&，随后施加竖向压力至试样破坏，测得破坏时的孔隙压力系数为二"，求此试样的不排水抗剪强度与。解：5一%二工况巧二百+2。=100+2gAw=A%+药-Act3）=%十%十月（历一仁）=100-68+0.6x2ca=32+1.2%按照土的极限平衡条件:5r5rtai?,"+[M=（屯-A也）tan2即45°4将巧二100将巧二100+况.%二100匹讨版二斐+12』代入上式，得(08+(08+2ctan450+-I2J( 3口口、=100xtan2[45。H I2J/ 3Q0、H-2x20xtan450+——I2J二369，呆出-32-1.2^=(100-32-1.2cJtan2450+解得/二的书某土的紧缩系数为。.15必入口，强度指标2iU%，研"3cll若作用在土样上的大小主应力别离为充氓油和15俄严巴问该土样是不是破坏？若小主应力为1。状F应该土样能经受的最大主应力为多少?9.解:%=45°+^=45°f迎=6。破裂角 2 2仃=!®+%)+；(5一%)g£2%=lx(350+150)+-x(350-150)cos(2x60°)工二;（巧-5）汕2%=jx（350-150）sin（2x60°）=36.6^a盯="6献”2。+2。。.3。』荏球网＞m=肱6也（不会破坏）-i1riiff5二%tan45+-\ 2.已知地基中一点的大主应力为叮1，地基土的粘聚力和内摩擦角别离为仁和少。求该点的抗剪强度盯。10.解:(03、-2ctan45--I2)仃［（巧+巧）+；（巧-%）8£画+3）tan中；（药+药）+，（巧-bjs电。“+而lij dItan中.某完全饱和土样，已知土的抗剪强度指标为%=35t尸"，/二°；%二1沈尸也，窑"12°；/=3加息，”2火则：（1）若该土样在心二如状&作用下进行三轴固结不排水剪切实验，则破坏时的5约为多少?（2）在叼=25at外，巧二40。上4，"二16俄血时土样可能破裂面上的剪应力是多少？土样是不是会破坏？.解：（ 12C（ 12C、=200xtan245°H < ?>/ 12°、+2xl2xtan450H I 2J=334.UPa（2）工二药一“二.一网、状出H二百一以=400-160=240LF口a=必。+,=4寸+竺=59"破裂角： 2 21x（240+90）+1（240-90）cos（2x590）IT+1—c+ t-diiF=!（b；-H）汕2%=IT+1—c+ t-dii啰=3+L对=72以网>寸=叵a％（不会破坏）.某饱和粘性土由无侧限抗压强度实验测得其不排水抗剪强度/=,求4，如对同一土样进行三轴不固结不排水实验，问：（1）若施加围压100■立凡轴向压力25。方尸叫该试样是不是破坏？（2）施加围压15。此*若测得破坏时孔压系数冉二口-日，此时轴向压力和孔压多大？（3）破坏面与水平面的夹角。12.解：-(o;-o-J=1x(250-100)=75^1=80^(1)2 ? (不会破坏)(2)5二%+2「150+2遍=31映汽-a3十卅/(巧一百)=150+0,8x(310-150)=27^kPaa=45°+^-=45°(3),13.在一软土地基上修筑一土堤，软土的不排水强度参数%二^^尸%％二°,土堤填土的重度为20上双，耀二试问土堤一次性堆高最多能达到几米？（设控制稳定安全系数伟2.0，太沙基承载力公式中讥=571）.解：?汉25x5.71一h< = =3.6m2y2x20.某粘土试样在2。底尸Q的三轴室压力作用下完全排水固结，然后关闭排水阀门，将三轴室压力升至400历电，再增加偏压力（巧一丐）直至试样破坏。已知该试样的有效粘聚力/」〔昧以，有效内摩擦角3=19、孔隙压力系数5=03,4=43=0.29,试肯定破坏时的偏应力（巧-心）九14,解：%"社尸口，&%二旗设%( 19。、=1.965=tan2450+匕=1.965L *」历=1,402叼=3.A丐+4(巧一巧)按照土的极限平衡条件，有6=吟+加，行心十（巧一6）『—以/二包一%）%十2，1巴将町"网丐+4(巧-叫代入上式，得=包氏-1)+2/后巧一%‘' 7+"(400-0.8x200)(1.965-1)+215x1,402……1-0.29+0.29x1.96515,某饱和软土地基，%="创W九=1。比巴恐二型，/=洗R?，炉=旗"，静止侧压力系数%二L0,地下水位在地基表面处。今在地基上大面积堆载超融,试求地基中距地面5米深度处.与水平面成550角的平面上且当土的固结度达到90%时，土的抗剪强度是多少？强度的净增加值为多少？.解：堆载前 /二库二(16-10)x5=3业%盯1=(;'+btan =2+30tan20°=12.9kPa堆载后且当固结度达90%时 crr=30+50x0.9=7%加盯口=2+75tan20°=29一3化产高5-盯1=29.3-12.9=16,4斤A.已知饱和粘性土地基的有效重度为尸，静止侧压力系数为2口，有效粘聚力为匚1有效内摩擦角为炉，地下水位与地面齐平。本地面经受宽度为2白的均布条形荷载为时，荷载中心点下深度为占的淞点在不排水条件下剪切破坏，此时，孔隙水压力值为江。(1)绘出点材在原始应力状态下和破坏时的总应力圆和有效应力圆，和相应的莫尔破坏包线示用意；(2)证明该地基土的不排水抗剪强度％的表达式可以写成:[:{[(1+勺犷+2%卜+产/sm+Ncos炉提示：地基中任一点由为引发的附加主应力为:争用土剑闻式中商一一该点到均布条形荷载两头的夹角。式中商一一该点到均布条形荷载两头的夹角。16.解：(1)图略(2)A=fMl]

2可二/%+y^b+&仃1-u耳=+/*+△%-以则-H) _ /.8t/++吧c：f-COt%=—(£7^+大)£山中'+匚’•CG5炉=；[(1+/)祥+2//+产修.在某饱和粘性土地表瞬时施加一宽度为SO掰的均不条形荷载P=15"出，引发荷载中心线下3,。涔深度处点M的孔隙水压力增量加=17.7必A。土层的静止侧压力系数跖="5,饱和重度%吐=2°-°上纳晶「有效应力指标2然R?，/二式"。地下水位在地表。试计算点取在时间。和£=5时是不是会发生剪切破坏。队=tan2450417.队=tan2450417.解： 、斤=1.732Q

"J( 300=tan245°+—2=36 ,PJT_5=俸+加期+—-+1爪2(73=yb%—爪2时：H=巴一m…_r150=10x3+ _r150=10x3+ x(3.U：\3,1412+1-17.7=135,J=10父=10父3H0.5+^^x314、---1-17.7=24,5^二245，A"20Ml.732二142映晟nH=1党.比凡（不会破坏）00时:p[JT00时:p[JTH=5_y#=y%+―-+i

冗12=135.1+17.7=152.8^=G—凡强=+---1U24.5+17.7=42.2^爪、2)=42.2x3+2x20x1.732=195.9^>^=152.8^(不会破坏)18.某土样进行直剪实验，在法向压力为100、200、300、400kPa时，测得抗剪强度歹别离为52、83、115、145kPa，试求：（a）用作图法肯定土样的抗剪强度指标c和中；（b）若是在土中的某一平面上作用的法向应力为260kPa，剪应力为92kPa,该平面是不是会剪切破坏？为何？.解：

（a）用作图法（如上图）土样的抗剪强度指标c=20kPa和■丁二双尸火马所以，未破坏。.某饱和黏性土无侧限抗压强度实验的不排水抗剪强度%=7嵌a，若是对同一土样进行三轴不固结不排水实验，施加周围压力5二15"尺，试问土样将在多大的轴向压力作用下发生破坏？.解：思考：破坏线是一水平直线，即在剪应力最大的作用平面上发生剪切破坏（特殊）工-巧一巧一（ 2 （（参见书P192，公式7-14）/.巧=2cli+巧=2x70+150=290无产m.某粘土试样在三轴仪中进行固结不排水实验，破坏时的孔隙水压力为江九两个试件的实验结果为：试件I：%= )=350kPa,u^试件I：%= )=350kPa,u^=14改Fa试件n：%二 巧二NOOhP以％=280A;Fa试求：（a）试求：（a）用作图法肯定该粘土试样的嚏田皿和Jd；（b）试件n破坏面上的法向有效应力和剪应力；（c）剪切破坏时的孔隙水压力系数A。20.解：（a）用作图法（见下图）肯定该粘土试样的%="％=16"和c=0桢=4c45+工=186.12^c45+工=186.12^2丐3m2a-"口?⑵如(2x62°)-12A.36kPa（c（c）在固结不排水实验中，=

An=A%=金仙巧—&巧）°,于是有（见P195公式7-29）= 280-140(A^-AcrJ-[700-350)-(400-200).某饱和黏性土在三轴仪中进行固结不排水实验，得3:0,0,矍、若是这个试件受到巧二20at4和q的作用，测得孔隙水压力s=10讹%，问该试件是不是会破坏？为何？■, ■-：!qO百股隔二（15。—1。0）担2450