土的抗剪強(qiáng)度_試題及答案解析

1、i. 已知地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)川:；，門 r,問(wèn)當(dāng)?shù)鼗心滁c(diǎn)的大主應(yīng) 力s二，而小主應(yīng)力為多少時(shí)，該點(diǎn)剛好發(fā)生剪切破壞？1. 解:-2rtan1 2L 2丿Oj b t3fl400xtana(30 45- -2xl0xtan45- 1 211 2J=121,8 上P說(shuō)2. 已知土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)_.，；，若作用在土中某平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為；I, m uJ匚I，問(wèn)該平面是否會(huì)發(fā)生剪切破壞？2 解.Tj 二r + crtan卩二 20 +100xtan22 二 604fcPa因?yàn)椤慷?，所以該平面會(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- - .

2、- - J，周圍壓力丄J，試求該砂土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。3 解.=100+400 = 5004fa扣i-6）2（巧+5）500-100500 + 100= 0.667笑=arc sin 0.667 = 41.8Q=04. 一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)排水試驗(yàn)，施加周圍壓力 J-L-，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差-2 2-x（300-100）sin（2x 60）=874fla6. 某土樣，承受大主應(yīng)力5二二此七.小主應(yīng)力 丄-1-L-的作用，測(cè)得孔隙水壓力；-，試判斷土樣是否達(dá)到極限平衡 狀態(tài)。6.解：該土樣未達(dá)到極限平衡狀態(tài)。7. 一飽和粘性土試樣進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試樣，施加的周圍壓力丄-，試樣破壞

3、時(shí)的主應(yīng)力差-.二。已知土的粘聚力一二，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：味=227一 SfcRa= 242也 屯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II小-;。若對(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 一出汽,然后關(guān)閉排水閥，施加周圍壓力 二；乙，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8. 解:5 =爲(wèi) +2t（ = 100+2cfAw = A cr3 + j4（A 巧-AtrJ= cr3 +期d +丄（巧一坷）= 100- 68 4-0 6

4、x 2.= 32 + 1 込根據(jù)土的極限平衡條件：/曲/I少八tan2 45 +燈-加=他一加）tan之 45 +一I 2丿 即I 2丿將1-二.丄匚I _一 一 代入上式，得（25、100 + -32-12 = （100- 32-1.2cjtana 45+2 j解得-山加乜9. 某土的壓縮系數(shù)為一二；，強(qiáng)度指標(biāo)I若作用在土樣 上的大小主應(yīng)力分別為二H 和二，問(wèn)該土樣是否破壞？若小主應(yīng)力為I1 中，該土樣能經(jīng)受的最大主應(yīng)力為多少？ 9.解:=45 + =45+= 60破裂角11。紡+碼）+ 血一円）皿2吟2GQkPa= 1x（350+150） + 1x（350- 150）cos（2 x60）=

5、2 2壬二 1（斫一巧）迪 2吟 -x（350-150）sin（2x60）二 86.62 2| . - - ： - : - - .-：-.r （不會(huì)破壞）lOOxtan245+ + 2 X 20 x tan+1 2,i2丿= 369 3kPa巧二巧tan（4丈+y（0小+ 2c ten 45 +I 210. 已知地基中一點(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 求該點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度L/o10.解:+ 巧）+ & -（7；Joos（90 + 詞“才估+遠(yuǎn)）+扌（斫-包）述陽(yáng)+訶）Te -c + ctan 訶=亡 +11. 某完全飽和土樣，已知土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為11 ;p V & 一 ；二

6、二，了 ，則：（1）若該土樣在- i:-l-作用下進(jìn)行三軸固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，則破壞時(shí)的】約為多少？（2）在-ll- J，S二-I川W，-出 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:（1）斫二巧tan* 45 + 2 ,+ 2仏 tan 45 +空L212u 1+ 2xl2xtan 45+ I 2 JJ += 200xtan2 45 + 2丿（2） T 二:譏 一.:二.i一- 1 = ： . I； 烷= 400-160= 240kPa二45。+理二 45。+理二 5 卯破裂角：.-幾扌+$）+（；弋宓2吟-x（240+90）+-（240-90）cos（2x59）=12

7、9.8fcPa66.2kPaT=-（df-硏）血 2的=-x240-90）sin（2x59） =2 2L 一 二；-；一 1丁 ：!_. 21 二上二1 - f :二（不會(huì)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-L-，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）若施加圍壓丨:-，軸向壓力-二I，該試樣是否破壞？（2） 施加圍壓I- ： ，若測(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：-(O1 - cr) = x(250-100)= ?5kPa =（Ain ft）打16.解：（1）圖略（2） - _V|.該點(diǎn)到均布條形荷

8、載兩端的夾角。Acr3 =5 一 17T(2 )12 )4 = yb+y+込-直扣Y)亡泗 0 =Z=i(/ UOt/ + -(E + H)八 C0t+-(7i +q)2 25 二丄何 +g)sin pf+cr - cos 02二掙+ %)代+ 2井+加如0 +/ COS 0乙17. 在某飽和粘性土地表瞬時(shí)施加一寬度為 .：1的均不條形荷載-|I：-J，引 起荷載中心線下匸用深度處點(diǎn)二的孔隙水壓力增量二-二；。土層的靜止 側(cè)壓力系數(shù)5，飽和重度： ，有效應(yīng)力指標(biāo)一！，0 =審。地下水位在地表。試計(jì)算點(diǎn)M在時(shí)間（二0和（二oo時(shí)是否會(huì)發(fā)生剪切 破壞。2（ Q 審、0 30Kf = tan3 45

9、 + = tan2 45 H= 317.解：I 2丿I 2丿廟= 1.732-+1P兀 J .l 1 “ ,150=10x3 +x3.14 I 2 + 11-17.7 = 135.1150=10x3x0.5 +x3.14 I 孔=略+初阿l: H_，r，? ：L（不會(huì)破壞）-1）-177= 24.2 ：5 :十 + 1 =135,1 + 17.7 = 152.8 開(kāi)遼）p（7T 、= 24.5+17.7 = 42 2iPa內(nèi)=昭+幻阿二：.t .二J . .?-； r :.二“（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“分別為52、

10、83、115、145kPa,試求：（a）用作圖法確定土樣的抗剪強(qiáng) 度指標(biāo)c和二；（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：抗剪強(qiáng)度個(gè)（kPa（a）用作圖法（如上圖）土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=20kPa和；|: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 二仏，如果對(duì)同 一土樣進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)，施加周圍壓力 ，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）巧-碼ty = = J2（參見(jiàn)書P192,公式7-1

11、4）= 2q +05 = 2x70+150 = 29朮Pa20.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:5 = 200EP爲(wèi) q = 35（）kPu,u =試件U:CTj = 40W:PaQ = 7。就帀旳=2EQ 上Fq試求：（a）用作圖法確定該黏土試樣的 ；（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。20. 解：（a）用作圖法（見(jiàn)下圖）確定該黏土試樣的 亠- - -= 186.12ga 45 + = 1.38.49kPa21.解：I 2丿5 埔=200- 100 = WCkPa1IJ，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!，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22.解：對(duì)于不固結(jié)不排水，見(jiàn)下圖，知常署度個(gè)30+2 J23. 在22題中的黏土層，如果某一面上的法向應(yīng)力 二突然增加到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.解：當(dāng)時(shí)，瞬間相