土的抗剪强度

七土的抗剪强度一、填空1、无粘性土的抗剪强度来源于__________，粘性土的抗剪强度来源于________和___________。2.粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式f=___________，有效应力的表达式f=____________。3.剪切试验按排水条件不同，划分为_________，__________，_________；一般________的指标比__________的指标小。4.饱和粘性土的固结度U__________，也可以表示成U__________，随着固结度的提高，饱和粘性土的抗剪强度__________。5.无粘性土的抗剪强度公式是____________，其中是___________应力。6.地基为厚粘土层，施工速度快，应选择_____________抗剪强度指标。7.某些工程施工工期较长，能固结排水，当工程完工后，使用荷载短期内突增，宜选择__________试验的抗剪强度指标。8.土体的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的___________的状态。9.土的抗剪强度指标是____________，测定抗剪强度指标的工程用途是_____________。10.破裂角指的是___________与____________的夹角，其大小为______________。11.十字板剪切试验适用于原位测定___________土的抗剪强度，测得的土体相当于___________实验条件下的抗剪强度指标。答案：1.土颗粒间的摩擦及啮合，土粒间的胶结，土粒间的摩擦力2.tanc、tan)(c3.快剪、慢剪、固结快剪、快剪、慢剪4.、SSt，增长5．tan，正6.快剪7.固结快剪8.极限平衡9.C和，强度及稳定性验算10破裂面，大主应力作用面，24511.饱和软粘土，不排水剪二、选择题1某房屋地基为厚黏土层，施工速度快，则在工程上地基土抗剪强度指标宜用下列哪种试验确定？（）。（A）固结快剪（B）快剪（C）慢剪2某土样的20，则该土样破坏面与小主应力作用面间的夹角为（）。（A）35（B）45（C）553某黏性土的15,15Ckpa，当作用在剪切面上法向应力为零时，其抗剪强度为（）。（A）7.5kpa（B）15kpa(C)04已知土中某点13320,140kpakpa，而土的60,15Ckpa，则该点处于（）。(A)弹性平衡状态（B）剪切破坏状态（C）极限平衡状态5饱和黏性土的抗剪强度指标是（）。（A）与排水条件有关（B）与排水条件无关（C）与试验时的剪切速度无关（D）与土中孔隙水压力是否变化无关6用无侧限抗压强度试验可以测得黏性土的（）。（A）a和sE（B）cC和uC（C）uC和tS（D）uC和rS7土中某点处于极限平衡状态时，其破坏面与最大主应力1的作用面的夹角为（为土的内摩擦角）（）。（A）452（B）452（C）45（D）458黏性土的内摩擦角20,10Ckpa，当土中某点的大主应力1400kpa时，该点发生破坏时的小主应力3为（）。（A）294kpa（B）266kpa（C）210kpa（D）182kpa9某土样进行直剪试验，在法向应力为100kpa、200kpa、300kpa、400kpa时，测得抗剪强度f分别为52kpa、83kpa、115kpa、145kpa，若在土中的某一平面上作用的法向应力为260kpa，剪应力为92kpa，该平面是否会剪切破坏？（）。（A）512.2kpa（B）621.04kpa（C）78.09kpa(D)120.58kpa10土的抗剪强度取决于土粒间（）。（A）总应力（B）有效应力（C）孔隙水压力11下列说明正确的是（）。（A）土的抗剪强度是常数（B）土的抗剪强度与金属的抗剪强度相同（C）砂土的抗剪强度仅由内摩擦力组成（D）黏性土的抗剪强度仅由内摩擦力组成12在土抗剪强度的影响因素中，最主要的是（）。（A）剪切速率（B）应力历史（C）排水条件（D）应力状态13土的强度指（）。（A）抗剪强度（B）抗压强度（C）抗拉强度（D）抗弯强度14现场十字板试验得到的强度与室内哪一种试验方法测定的强度相当？（）。（A）快剪（B）固结快剪（C）慢剪15下列关于孔压系数A、B说法正确的是()。（A）干土1B（B）土的饱和度越小，B越大（C）高压缩性土A值较大（D）A值均为正16下列说法错误的是().。（A）正常固结饱和黏性土的不固结不排水强度试验得到0u（B）超固结饱和黏性土的不固结不排水强度试验得到0u（C）饱和黏性土在正常固结和超固结情况下，uC相等（D）饱和黏性土正常固结的uC小于超固结的uC17在三轴压缩试验中，比较三种排水条件下内摩擦角的大小（）。（A）ducu（B）cuud（C）dcuu18以饱和黏性土试样，在室压3作用下固结，然后在不排水条件下增加轴向压力1使土样破坏，若土样的孔隙水压力参数1.0A，则土样破坏时的有效大主应力1为（）。（A）13（B）131（C）1119下列说法错误的是（）。（A）松砂在剪切过程中应力-应变呈应变硬化型（B）紧砂在剪切过程中应力-应变关系先达到一定峰值后，再呈应变软化型（C）正常固结黏性土在剪切过程中性状类似松砂（D）超固结黏性土在剪切过程中产生正的孔隙水压力答案：1（B）2（A）3（B）4（A）5（A）6（C）7（B）8（D）9（B）10（B）11（C）12（C）13（A）14（A）15（C）16（C）17（C）18（A）19（D）三、简答及思考题1土体发生剪切破坏的平面是否为最大剪应力作用面？在什么情况下，破坏面与剪应力面一致？2根据土的排水情况，三轴试验分为哪几种方法？各适用何种实际情况？3比较直剪试验与三轴试验的优缺点？4十字板剪切试验测得的抗剪强度相当于试验是用什么方法测得的抗剪强度？有何优点？5说明孔隙压力系数A、B的物理意义，并写出三轴试验三种排水条件下孔隙水压力的表达公式。6什么是土的极限平衡状态？什么是极限平衡条件？实际意义？7砂类土与黏性土的抗剪强度规律有何不同？同一种土的抗剪强度是不是一个定值，为什么？8什么是土的无侧限抗压强度？它与土的不排水强度有何关系？如何用无侧限抗压强度试验来测定黏性土的灵敏度？9如图所示，说明土体在1、2、3点所表示的剪切面上的剪应力和抗剪强度的大小关系。抗剪强度曲线32110什么是摩尔强度破坏包线？什么是摩尔-库仑强度理论?11为什么饱和黏性土不排水试验得到的强度包线为一水平线？12通常用哪一种试验方法测定土的有效强度指标,C？用固结排水剪测得的,ddC与,C是否一致？13在正常固结饱和黏性土固结不排水抗剪强度试验中，抗剪强度包线均通过原点，是否说明内黏聚力为零？14简述砂土在受剪时，密实度在对其应力-应变-体变有何影响?15土的抗剪强度为什么和试验方法有关，饱和软粘土不排水剪为什么得出0的结果？16什么情况下剪切破坏面与最大应力面是一致的？一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成什么角度？17试分析土的抗剪强度影响因素？答案：1[答]（1）不是，最大剪应力面与大主应力面夹角为45，而破坏面与大主应力面夹角为452，（为土的内摩擦角）。（2）当土的内摩擦角为0，破坏面与最大剪应力面一致。2[答]（1）按排水情况不同，三轴试验可分为不固结不排水、固结不排水、固结排水三种试验方法。不固结不排水的强度指标用,uuC表示，固结不排水强度指标用,cucuC表示，固结排水强度指标用,ddC表示。（2)一般，由三轴固结不排水试验确定的,C用于分析地基的长期稳定性，而对于饱和软黏土的短期稳定问题，宜用不固结不排水指标。一般工程上多采用总应力分析法，其强度指标选择如下：若施工速度较快，地基土的透水性、排水条件不良时，可采用不固结不排水指标；若施工速度较慢，地基土透水性不太小，排水条件较佳时，可采用固结排水试验；介于二者之间情况采用固结不排水指标。确定强度指标应结合工程经验。3[解]（1）直剪试验：优点：构造简单，操作方便。缺点：剪切破坏面不是最薄弱面；剪切面上应力分布不均匀，边缘处出现应力集中现象；剪切过程中土样剪切面积减小，但计算抗剪强度按原面积计算；试验时不能严格控制排水条件，不能测孔隙水压力，特别对饱和黏性土不理想。（2）三轴压缩试验：优点：能严格控制排水条件及测孔隙水压力；破坏面为最弱面；可测土的其他力学性质。一般三轴试验结果可靠，对于重要工程，必须用三轴试验测土的强度指标。缺点：试件中主应力23，而实际上土的受力状态未必都为轴对称情况。4[答]（1）十字板剪切试验在现场测土的抗剪强度，属于不排水剪切试验条件，结果与试验室无侧限抗压强度试验结果接近。（2）适用于饱和软黏土，特别适用于难于取样或试样在自重下不能保持原形状的软黏土，具有构造简单，操作方便，试验对土的结构性扰动性小等的优点。5[答]（1）在复杂应力状态下孔隙压力表达式为313[()]uBA。式中，B各向等应力状态下孔隙压力系数，对于饱和黏性土1B，非饱和土1BA偏压力条件下的孔隙压力系数。（2）三轴实验中，不固结不排水试验313[()]uBA固结排水试验13()uBA固结排水试验0u6[解]（1）如果通过土中某点的任意平面上的剪应力等于土的抗剪强度()f，则该点处于极限平衡状态。（2）极限平衡条件：砂土：213231tan(45)2tan(45)2或1313sin黏性土：213231tan(45)2tan(45)22tan(45)2tan(45)22CC1313sin2cotC破坏面与最大主应力面的夹角452土内摩擦角C土内黏聚力（1）已知土单元体受到的应力和土的抗剪强度指标,C，可利用极限平衡条件判断单元体是否发生剪切破坏。7[解]（1）砂类土：tanf，黏性土：tanfC，黏性土中多了黏聚力一项。（2）同一种土的抗剪强度不是一个定值。因为土的抗剪强度不仅与土的性质有关，还与试验时的排水条件、剪切速率、应力状态和应力历史等因素有关。8[解]（1）土的无侧限抗压强度即对试样不加周围压力，仅对其施加垂直轴向压力，则剪切破坏时，试样所受的轴向压力称为土的无侧限抗压强度。（2）土的无侧限抗压强度试验所得的极限应力圆的水平切线，即为饱和软黏土的不排水抗剪强度包线，不排水抗剪强度/2uuCq（3）/tuuSqqtS土的灵敏度；uq原状试样的无侧限抗压强度；uq重塑试样的无侧限抗压强度。9[解]123,,fff10[解]（1）莫尔提出材料的破坏是剪切破坏，当任意平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时，该点就发生破坏，并提出破坏面上的剪应力f是该面上法向应力的函数：()ff，这个函数在f坐标中是一曲线，称为莫尔曲线（抗剪强度包线）。（2）土的莫尔包线通常可近似地用直线代替，该直线方程就是用库仑公式表示。由库仑公式表示摩尔包线的强度理论为莫尔-库仑强度理论。11[解]由于在不排水条件下，试样在试验过程中含水量不变，体积不变，饱和黏性土的孔压力系数1B，改变周围压力只能引起孔隙水压力变化，不会改变试样中有效应力，而各试件在剪切前有效应力相等，因此抗剪强度相等，应力圆半径相同，故抗剪强度线为一水平线。12[解]（1）通常用固结不排水方法测,C。（2）,ddC与,C很接近，由于固结排水时间长，故通常用,C代替,ddC。但二者试验条件有差别，固结不排水试验在剪切过程中不排水，试样体积不变，而固结排水试验在剪切过程中排水，体积一般要变化，通常,ddC略大于,C。13[解]否，抗剪强度包线通过原点说明土体未受任何固结压力时抗剪强度为零，但不等于内黏聚力为0。14[