工程地质与土力学课程(专本套读)指导书(3)

??cz?(????)h?(18?8)?3?30kPa

因此而引起的附加沉降为

s???czH30?5??30mm Es53）由于?s??zHEs??1hHEs，所以h?Es?s2500?0.030??1.042m H?14?184）Sc??eh0.120?3.5??0.223m 1?e1?0.880Cvt1.2?105?15）（1）Tv?2??0.12

H(10?100)2 由于Tv??4Ut， 所以Ut?24Tv??0.39

Sct?UtSc?0.39?180?70mm （2）Ut?Sct/Sc?90/180?0.5

Tv??4Ut2TvH20.196?(10?100)2?0.196，所以t???1.63年 5Cv1.2?106）淤泥层中附加应力图面积为

A??zA??zB2h?100?20?10?600kPa?m 2地面的最终沉降量为 S??A600??150mm Es4 当U = 80%时，地面的沉降量为 S??S??U?150?0.8?120mm

第五章 土的抗剪强度

（一）本章学习目标

掌握土的抗剪强度的基本概念，基本试验方法，摩尔库仑抗剪强度理论，粘性土和无粘性土的抗剪强度特性，影响强度变化的因素以及孔隙水压力系数和应力路径等，并应用于分析土体或地基的稳定性与承载力。

（二）本章重点、要点

1、识记：抗剪强度的定义；摩尔库仑抗剪强度表达式的物理意义；直剪、三轴剪切

试验的原理和方法以及结果的整理；现场十字板剪切试验的试验装置和试验方法的原理；孔隙水压力方程及系数A、B的意义；影响抗剪强度变化

11

的主要因素；三种不同排水条件下的抗剪强度特性及其指标的物理意义；无粘性土内摩擦角的性质和临界孔隙比的概念，砂土液化的概念。

2、领会：地基或土体中剪应力和剪应变与抗剪强度和地基破坏的关系；强度包线、

强度指标的物理意义；摩尔应力圆与抗剪强度参数的几何关系和极限平衡条件；剪切破坏时剪应力或主应力差的确定，强度包线的确定，试验条件与试验结果，直剪和三轴剪切试验的差异与优缺点；现场十字板剪切试验测定结果的物理意义；孔隙水压力与有效应力的关系；在剪切过程中，土的矿物成分与结构性、排水条件、剪切速率和应力路径对抗剪强度及其指标的影响；三种不同排水条件下抗剪强度及指标的物理意义，应力历史对强度的影响；无粘性土前切过程中孔隙比变化的影响。

3、应用：根据工程荷载的具体情况，选用强度参数，计算土体中抗剪强度，判断其

破坏条件。

（三）本章练习题或思考题： 1、名词解释：

土的抗剪强度、砂土液化 2、填空：

1）如果地基中某点的莫尔应力圆与抗剪强度线相离，则该点处于___________状态。

2）当施工速度很快、压缩土层很厚且排水条件不良时，可采用三轴仪 试验得到的抗剪强度指标。

3）已知某点的大小主应力分别为300kPa和140kPa，则该点摩尔应力圆的圆心为 。 4）对孔隙比大于临界孔隙比的砂土样进行剪切时，其体积将 。 5）不同试验方法下的有效应力强度存在着 关系的特征。

6）天然土层中同一深度处竖直面上的抗剪强度在数值上要 水平面上的抗剪强度。 7）粘性土的含水量越大，则其抗剪强度越 。

8）在不排水剪切过程中，饱和试样的孔隙压力系数B_______1。 3、单项选择题：

1）（ ）某饱和粘土试样的无侧限抗压强度qu?100kPa，其不排水强度cu为 A．200kPa B．100kPa C．50kPa D．25kPa 2）（ ）已知土的内摩擦角?>0，当其中某点处于极限平衡状态时，通过该点的剪切破坏面与大主应力作用面的夹角为

A．45??/2 B．45??/2 C．45 D．45?? 3）（ ）对饱和粘性土进行下列剪切试验时，在剪切过程中，孔隙水压始终为零的是

A．不固结不排水剪 B．固结不排水剪 C．固结排水剪 D．快剪 4）（ ）饱和软粘土进行三轴压缩试验，在不固结不排水条件下，当所加围压为100kPa时，其孔隙水压力u的值为

A．100kPa B．50kPa C．90kPa D．110kPa 5）现场十字板剪切试验得到土的抗剪强度为?f，则可认为是 （ ） A．土的不排水强度cu B．固结不排水剪土的抗剪强度指标ccu C．固结排水剪土的抗剪强度指标cd D．土的有效强度指标c?

???? 12

6）正常固结饱和粘性土固结排水剪切试验（CD），下列说法正确的是 （ ） A．有效应力圆在总应力圆的左侧 B．有效应力圆在总应力圆的右侧 C．有效应力圆与总应力圆是同一应力圆 D．无法确定有效应力圆 4、简答题：

1）试说明抗剪强度的来源。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？ 2）何谓土的极限平衡状态和极限平衡条件？试用摩尔-库仑强度理论推求土体极限平衡条件的表达式。

3）土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？为什么？在何种情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少？

4）简述直剪试验和三轴试验的优缺点。

5）试比较粘性土在不同固结和排水条件下的三轴试验中，其应力条件和孔隙水压力变化有何特点？并说明所得的抗剪强度指标各自的适用范围。

6）试说明在饱和粘性土的不固结不排水试验过程中不管用总应力还是有效应力表示，其摩尔应力圆的半径为何都不变？ 5、计算题：

1）一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加周围压力?3= 196 kPa，试样破坏时的主应力差?1??3= 274 kPa，测得孔隙水压力u = 176 kPa，已知该土样的有效内摩擦角为??= 26°，试求破坏面上的有效正应力和剪应力以及试样的有效粘聚力c?。 2）已知某粘性土地基的抗剪强度指标分别为? = 26°，c = 20 kPa，地基中某点的大小主应力分别为?1= 300 kPa，?3= 123.75 kPa，试问该点处于什么状态？

3）对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力?=100kPa时，测得抗剪强度?f?52kPa。已知同种土制备的土样承受大主应力?1?120kPa，问小主应力?3满足什么条件土样才不会发生剪切破坏？

4）条形荷载作用下地基中某点的应力经计算得：?x=120 kPa，?z=60 kPa，?xz=50 kPa。若地基土的抗剪强度指标分别为? = 18°，c = 20 kPa，那么该点是否已被被剪坏？ 5）某饱和软粘土用十字板作剪切试验，已知十字板宽度（直径）D=70mm，十字板高度H=100mm，十字板转动时，地面上给杆轴施加的力偶矩M=0.015kN·m。假设所有点竖直面和水平面上的抗剪强度均相等，试计算测点土的抗剪强度?f。

6）有一饱和粘性土，已知其有效粘聚力c’=0，有效内摩擦角??=20o，取该土试样在围压

?3=100kPa下固结，然后在不排水的条件下增加竖向压力至破坏，测得破坏时的孔隙水压

力为35kPa，试求孔隙水压力系数A。

13

第五章部分练习题答案

2、填空：

1）弹性平衡；2）不固结不排水剪；3）（0，220）；4）减小；5）唯一；6）小于；7）低；8）等于

3、单项选择题：

1）C；2）A；3）C；4）A；5）A；6）C 5、计算题：

1）由于已知该土样的有效内摩擦角为??= 26°，所以 破裂面与水平面夹角成??450???/2=58° 由试验得?1?274?196?470kPa,

?3?196kPa

破裂面上的正应力?和剪应力?分别为 1111??(?1??3)?(?1??3)cos2??(470?196)?(470?196)cos1160?273kPa

2222??(?1??3)sin2??(470?196)sin1160?123kPa

在破坏面上的有效正应力为?????u?273?176?97kPa 由于此时?f???c????tan??，所以，c??75.8kPa 2）当土体处于极限平衡状态时?1= 300 kPa所对应的小主应力应满足

1212???3p??1tan2(450?)?2ctan(450?)22 002626?300tan2(450?)?2?20tan(450?)?90kPa22而?3p??3= 123.75 kPa

o?3p27.47o??1tan(45?)?120tan(45?)?44.24kPa

222o?2所以当?3p

?x??z2?148.3????z?2??xkPa ???xz??2???31.72?1f??3tan2?450??/2??2ctan?450??/2??115.1kPa

14

由于?1f??1，所以该点已被剪坏。 5）?f?2M2?0.015??15.81kPa

?D2(H?D/3)??0.072?(0.1?0.07/3)???3?uf?100?35?65kPa 6）?3

???3?tan2?450???/2??65tan2(45?20/2)?132.6kPa ?1??uf?132.6?35?167.6kPa ?1??1A?

?u35??0.52

??1???3167.6?100第六章 土压力、地基承载力和土坡稳定

（一）本章学习目标

1、掌握土压力的基本理论并应用于支挡结构的分析与计算；

2、掌握浅基础地基承载力的基本理论和测试方法，合理确定建筑地基的承载力，应

用于建筑物的基础设计与施工；

3、学会土坡及地基的稳定分析的基本方法，应用于分析土坡、堤坝边坡及地基的稳

定性，防止建筑物失稳和破坏。

（二）本章重点、要点

1、识记：静止土压力、主动土压力和被动土压力的基本概念；朗肯和库仑土压力理

论的基本原理和计算方法；地基破坏发展的三个阶段，临塑荷载、极限荷载及地基承载力的概念；临塑荷载的实用意义和存在的问题；普朗德尔、太沙基极限承载力理论的原理和计算公式；规范法确定地基承载力的基本方法；常规荷载试验确定地基承载力的技术方法；条分法的极限平衡原理；经典法和毕肖普法的分析原理和分析方法。

2、领会：土压力与位移的关系；几种常见情况的土压力计算；比较朗肯与库仑两种

土压力理论的应用条件和实用价值；地基破坏模式及其影响因素；普朗德尔理论的价值；太沙基极限承载力的实用价值及应用意义；荷载试验的原理和试验结果的局限性；最危险滑裂面位置的确定；土坡稳定分析时强度参数的选用；容许安全系数；特定条件下的稳定分析方法。

3、应用：太沙基极限承载力公式在工程上的应用；条分法在土坡分析中的应用。

（三）本章练习题或思考题： 1、名词解释：

挡土墙上的土压力、主动土压力、被动土压力、静止土压力、整体剪切破坏、地基承载力、临塑荷载、地基的极限承载力、天然休止角 2、填空：

1）均质砂土坡稳定的极限坡角，称为___________。

2）根据挡土墙可能的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可以分为 、静止土压力和被动土压力三种。

15

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库工程地质与土力学课程(专本套读)指导书(3)在线全文阅读。