五、土的抗剪強度

1、五、土的抗剪強度5-1 直剪固結(jié)快剪試驗數(shù)據(jù)如表5-1所示，已知手輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)用時10秒，水平位移為0.2mm，量力環(huán)系數(shù)C=6.5kPa/0.01mm，剪應力。1） 1） 繪剪變形與剪切歷時關(guān)系曲線；2） 2） 求出各級荷重下的抗剪強度；3） 3） 求出內(nèi)摩擦角和粘結(jié)力c。表5-1手輪轉(zhuǎn)數(shù)n測微表讀數(shù)R(0.01mm)P=100kPa200kPa300kPa400kPa136915212223242.05.58.510.011.711.711.711.75.09.013.517.020.020.520.520.58.015.020.023.527.028.529.029.029.014.022.

2、027.030.535.037.838.538.538.55-2 直剪試驗結(jié)果如表5-2。表5-2P(kPa)50100200300(kPa)23.436.763.990.81) 1) 求摩擦角與粘結(jié)力；2) 2) 當p=280kPa，=80kPa時，判斷是否達到極限平衡？安全系數(shù)多大？3) 3) 求土樣達破壞時大主應力面與小主應力面的方向。5-3 砂土抗剪強度試驗數(shù)據(jù)如表5-3，求土的摩擦角。表5-3P(100kPa)100200300(100kPa)57.7115.5172.05-4 自然堆積的砂坡，其坡角稱自然坡角或休止角。求證此自然坡角必等于土的內(nèi)摩擦角。(提示：取坡角，如圖5-1。證

3、明大于的部分土體（重量為W）必沿的坡角下滑。)5-5 某豎直土柱由兩層土組成，有關(guān)數(shù)據(jù)見圖5-2。試求土柱重量W沿m-m斜面（與水平面夾角為150）的法向力N，切向力T和抗滑力Tf。土層1：土層2：5-6 某沉箱（一有底無蓋方形混凝土箱）底面積10m10m，自重4Mpa，置于粗砂層上，若箱底與砂層間的摩擦系數(shù)tan=0.67。1） 1） 求沉箱底面與砂層的摩擦力；2） 2） 當箱內(nèi)無水，求箱外水深分別為2m、4m時的摩擦力；3） 3） 已知箱壁厚40cm，底板厚1m，混凝土密度25kN/m3；求箱內(nèi)水位與上述箱外水位齊平時的摩擦力；4） 4） 若箱內(nèi)箱外水位相同，分別為2m、4m，但箱中填砂分

4、別與兩水位平齊，砂的，求箱底的摩擦力。5-7 已知土的，若承受。1） 1） 繪應力圓與抗剪強度線；2） 2） 繪、與隨2變化的關(guān)系曲線；3） 3） 從圖中求出最小值及其作用面與最大主應力面的夾角。5-8 某砂土的內(nèi)摩擦角，若，求：1） 1） 達極限平衡時的；2） 2） 極限平衡面與大主應力面的夾角；3） 3） 當時哪個平面最危險，該面上的與各為多大？5-9 某土樣。當與作用達極限平衡時的一組滑動面如圖5-3a)所示?，F(xiàn)取dfe和efh為脫離體，如圖5-3b)、c)所示。1） 1） 求出、的數(shù)值；2） 2） 繪出圖b)和c)中四個斜面上的合力，并標明其方向。5-10 試證明對于c=0的土，過一點

5、的一組極限平衡面上的合力必平行于另一組極限平衡面。5-11 證明對于c=0的土，極限平衡面上的合應力等于 或 。5-12 已知某土樣，當和時；1） 1） 求等于多少？2） 2） 求 值。5-13 某土樣。求當和時和K。5-14 某土樣。繪制時的極限應力圓，從圓上量出的數(shù)值。5-15某正常固結(jié)粘土的。今取兩個試樣同在的室壓力下進行固結(jié)，然后分別進行三軸壓縮（）和三軸伸長（）試驗。試問：1）當進行三軸壓縮實驗時，需加多大的才能使土樣剪壞？剪壞時破壞面上的正應力和剪應力各為多少？2）當進行三軸伸長試驗時，需減小到多大才能使土樣剪壞？剪壞時破壞面上的正應力各為多少？5-16 某砂土的直剪試驗測得當時。

6、繪制極限應力圓求、。并求出大主應力面的方向。5-17 某擾動飽和粘土（c=0）的三軸試驗結(jié)果如表5-4。表5-4試驗方法CDCU501101402001) 1) 求及；2) 2) 求固結(jié)不排水試驗的孔隙水壓力系數(shù)Af。5-18 某土樣三軸有效剪試驗數(shù)據(jù)如表5-5。表5-5土 樣14016021204001） 1） 用數(shù)解法求及c；2） 2） 若時，求土樣在破壞時的孔隙水應力及孔隙水應力系數(shù)Af。5-19 試證明，對飽和粘土（進行無側(cè)限抗壓強度試驗時，其無側(cè)限抗壓強度可按下式計算： qu= 式中A0及h0分別為加荷開始時試樣的面積和高度。P為試樣破壞時的垂直荷載。（提示：假設(shè)試樣體積在試驗過程中

7、不變，同時假設(shè)試樣橫向均勻變形。）5-20 若已知某土樣無側(cè)限抗壓強度qu=200kPa，試求：若，求土的不排水強度cu及破壞面的方向；若，求ccu及破壞面的方向。5-21 飽和粘性土的三軸固結(jié)不排水剪試驗數(shù)據(jù)如表5-6。求、和、。表5-660100150200145228310401Ut(kPa)3159921255-22 比較直剪儀與三軸儀的優(yōu)缺點。5-23 比較抗剪強度的總應力表示法與有效應力表示法的優(yōu)缺點。5-24 三軸試驗數(shù)據(jù)如表5-7。在與坐標中，繪出抗剪強度線并求、c值。表5-7土 樣10.92.321.95.533.09.05-25 某軟土土層厚度很大。若在其上快速修建建筑物，

8、問可采用什么試驗方法確定其抗剪強度？5-26 已知某土樣，破壞時土中孔隙水應力。求達極限平衡時等于多少？5-27 上題中其他條件不變，若，求達極限平衡時等于若干？5-28 某地基土的滲透系數(shù)很小（）若在其上修建水閘，需驗算不同時期的穩(wěn)定性，試問：1）若采用快速施工，則竣工時應采用什么方法確定抗剪強度？2）若慢速施工，則竣工時應采用什么方法確定抗剪強度？3）水閘建成后經(jīng)較長時間才投入使用，應采用什么方法確定抗剪強度？5-29 某軟粘土試樣，試驗得無限抗壓強度，擾動后，求土的靈敏度，并判別其靈敏程度。5-30 某土樣擾動后的無限抗壓強度，已知土樣靈敏度為5.3，試反求原狀土的值。5-31 同一種土

9、，重塑后使含水量等于液限。取a、b兩組土樣進行試驗：a組土樣在200kPa垂直壓力下固結(jié)后卸荷，然后側(cè)得p200kPa的慢剪抗剪強度指標，；b組土樣直接在各級壓力下固結(jié)后進行慢剪試驗，測得抗剪強度指標，。試求出兩個土樣當p=100，200和300kPa時的抗剪強度。5-32 從某粘土層中取原狀土樣，固結(jié)快剪試驗結(jié)果如表5-8，抗剪強度線具有兩段直線的特征。表5-8P(100kPa)0.30.60.81.01.52.02.50.230.260.290.320.490.650.801)按兩直線繪抗剪強度線，分別求出二直線的、c值。2)示意繪出與抗剪強度線相應的壓縮曲線。5-33 一砂土養(yǎng)置入直接剪

10、力盒中，剪力盒斷面積為30cm2，砂土樣上作用一垂直壓力N=45kg，然后進行水平剪切，當水平推力T=15kg時，砂土樣開始破壞；試求當壓力N=90kg時，應該用多大的水平推力，才能將砂土樣剪壞？該砂土樣的內(nèi)摩擦角為多大？5-34 對某飽和粘土作三軸固結(jié)不排水試驗，測得四個試樣在破壞時的最大主應力，最小主應力和孔隙水壓力u值，均列于表5-9。試分別用總應力法和有效應力法確定相應的強度指標。表5-91.452.203.104.010.601.001.502.000.300.550.921.265-35 在均布條形荷載作用下，土體重M點的大主應，小主應力，土的抗剪強度指標，試求：（1）與最大主應力

11、面承夾角、45o、60o傾斜面上的正應力和剪應力。（2）M點處土是否達到極限平衡狀態(tài)？（3）最危險的剪應力面與最大主應力面成多大角度？5-36 三軸試驗數(shù)據(jù)如表5-10：表5-10 （KPa） （KPa）90190300230550900在坐標中繪出 與 關(guān)系線，并換算土樣的，c值。5-37 圓柱形粘土式樣 ，破壞時無側(cè)限抗壓強度。若，求粘結(jié)力C及剪切破壞面方向；若。求C等于若干？剪切面方向有何變化？5-38 某砂土試樣在法向應力作用下進行直剪試驗，測得其抗剪強度。求：（a）用作圖方法確定該土樣的抗剪強度指標值；（b）如果試樣的法向應力增至，則土樣的抗剪強度是多少？5-39 對飽和粘土試樣進行無側(cè)限抗壓試驗，測得其無側(cè)限抗壓強度qu=120kPa。求：（a）該土樣的不排水抗剪強度；（b）與圓柱形試樣軸成60o交角面上的法向應力和剪應力。5-40 對兩個相同的重塑飽和粘土試樣，