地基與基礎(chǔ) (第三版)習題答案-第4章

1、復(fù)習思考題4-1何謂土的抗剪強度？同一種土的抗剪強度是不是一個定值？土的抗剪強度是指在外力作用下，土體內(nèi)部產(chǎn)生剪應(yīng)力時，土對剪切破壞的極限抵抗能力。工程實際中地基土體因自然條件、受力過程及狀態(tài)等諸多因素的影響，試驗時必須模擬實際受荷過程，所以土的抗剪強度并非是一個定值。不同類型的土，其抗剪強度不同，即使同一類土，在不同條件下的抗剪強度也不相同。4-2土的抗剪強度由哪兩部分組成？什么是土的抗剪強度指標？土的抗剪強度的構(gòu)成有二個方面：即內(nèi)摩擦力與粘聚力。土的抗剪強度指標包括：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，粘聚力

2、c愈大？土的密度和含水量對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c與值影響如何？（書中沒有相關(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？土中某點達到剪切破壞狀態(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侖定律的破壞準則，而不是以最大剪應(yīng)力t達到了抗剪強度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當土的內(nèi)摩擦角為0時，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？當土中剪應(yīng)力等于土的抗剪強度時，土體達到臨界狀態(tài)，稱為極限平衡狀態(tài)。此時土中大小主應(yīng)力與土的抗剪強度指標之間的關(guān)系，稱為土的極限平衡條件，當土體處于極限平衡狀態(tài)時，土中該點的極限應(yīng)力圓與抗剪強度線相切。4-6為什么土的抗剪強度與試驗方法有關(guān)？如何根據(jù)工程實際選擇試驗方法？同一種土在不同排水條件下進行試驗，可以得出不同的抗剪強度指標，即土的抗剪強度在很大程度上取決于試驗方法。不排水剪試驗是模擬建筑場地土體來不及固結(jié)排水就較快地加載的情況。在實際工作中，對滲透性

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)定性驗算時，可以采用這種試驗條件來測定土的抗剪強度指標。固結(jié)不排水剪試驗是模擬建筑場地土體在自重或正常載荷作用下已達到充分固結(jié)，而后遇到突然施加載荷的情況。對一般建筑物地基的穩(wěn)定性驗算以及預(yù)計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、油罐等）或可能有突然活載荷（如風力等）情況，就應(yīng)用固結(jié)不排水剪試驗的指標。固結(jié)排水剪試驗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。在實際工程中，對土的排水條件良好（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，試驗過程既費時又費力，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度指標有何關(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或其他原位測試、公式計算、并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗等方法綜合確定。當偏心距e小于或等于0.33倍基礎(chǔ)底面寬度時，通過試驗和統(tǒng)計得到土的抗剪強度指標標準值后，可按f=myb+Myd+Mc計算地基土承載力特征值。abdmck綜合練習題4-1.某土樣進行三軸剪切試驗，剪切破壞時，測得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)下地基土中一點的應(yīng)力為：。=500

7、kPa,0=500kPa,t=40kPa,已知土的zxzx7c=0,=30，問該點是否剪切破壞？。和。不變，t增至60kPa，則該點又如何？zxzx【解】t=40kPa時：zxQ1Q3Q+Q-土2+t2=衛(wèi)g土xz+402=500土40=540kPa460在同一坐標系中畫出抗剪強度曲線和摩爾應(yīng)力圓，可知，該點沒有發(fā)生剪切破壞。同理，t=60kPa時:zxaia3a+a-土2+T2=衛(wèi)g土xz2+602=500土60=560kPa440在同一坐標系中畫出抗剪強度曲線和摩爾應(yīng)力圓，可知，該點沒有發(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）達到極限平衡時的大主應(yīng)力。?（2）極限平衡面與大主應(yīng)力面的夾角？（3）當O=300kPa時,土體是否被剪切破壞？【解】（1）達到極限平衡時，有：a=atan2（45。+）+2ctan（45。+）=1