五、土的抗剪強(qiáng)度.

1、五、土的抗剪強(qiáng)度5-1 直剪固結(jié)快剪試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5-1 所示，已知手輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)用時(shí)10 秒，水平位移為0.2mm,量力環(huán)系數(shù) C=6.5kPa/0.01mm，剪應(yīng)力 -C R。1)1)繪剪變形與剪切歷時(shí)關(guān)系曲線；2)2)求出各級(jí)荷重下的抗剪強(qiáng)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(cè)微表讀數(shù) R(0.01mm)P=100kPa200kPa300kPa400kPa12.05.08.014.035.59.015.022.068.513.520.027.0910.017.023.530.51511.720.027.035.02111.720.528.537.82211.720.52

2、9.038.52311.720.529.038.52429.038.55-2直剪試驗(yàn)結(jié)果如表5-2。表 5-2P(kPa)50100200300p (kPa)23.436.763.990.81)1)求摩擦角與粘結(jié)力；2)2)當(dāng) p=280kPa,- =80kPa 時(shí)，判斷是否達(dá)到極限平衡？安全系數(shù)多大?3)3)求土樣達(dá)破壞時(shí)大主應(yīng)力面與小主應(yīng)力面的方向。5-3 砂土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5-3，求土的摩擦角。表 5-3P(100kPa)100200300E(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

3、角: ，如圖 5-1。證明大于的部分土體(重量為 W 必沿的坡角 下滑。)m圖圖5-1圖圖5-25-5 某豎直土 柱由兩層土組成，有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖 5-2。試求土柱重量 W 沿 m-m 斜面（與水平面夾角為 15） 的法向力 N,切向力 T 和抗滑力 Tf。土層仁仁=22,c =12kPa =20kN/m3土層 2：胃T5o,c =8kPa,=18kN /m35-6 某沉箱（一有底無(wú)蓋方形混凝土箱）底面積10mX 10m,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(dāng)箱內(nèi)無(wú)水，求箱外水深分別為2m 4m 時(shí)的摩擦力；3）

4、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(shí)的摩擦力；4） 4）若箱內(nèi)箱外水位相同，分別為2m 4m,但箱中填砂分別與兩水位平齊，砂的3：dT5.5kN/m , j = 265，求箱底的摩擦力。5-7 已知土的=28，c=,若承受二1=350kPa，；3=150kPa。1） 1）繪應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線；2） 2）繪f、與二f- 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(yīng)力面的夾角。5-8 某砂土的內(nèi)摩擦角.34，若3= 100kPa，求：1） 1）達(dá)極限平衡時(shí)的C1；2） 2）極限平衡面與大主應(yīng)力面的夾角；3）

5、3）當(dāng)二1=300kPa時(shí)哪個(gè)平面最危險(xiǎn)，該面上的與f各為多大？5-9 某土樣=32，c=0。當(dāng)二1與二3作用達(dá)極限平衡時(shí)的一組滑動(dòng)面如圖5-3a）所示。現(xiàn)取 dfe 和 efh 為脫離體，如圖 5-3b）、c）所示。1） 1）求出 6、去的數(shù)值；2） 2）繪出圖 b）和 c）中四個(gè)斜面上的合力，并標(biāo)明其方向。圖圖5-3 a), b)、c)5-10 試證明對(duì)于 c=0 的土，過(guò)一點(diǎn)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(duì)于 c=0 的土，極限平衡面上的合應(yīng)力-等于ntg 450.I 2丿 或t厶5。+、6tg . 45 +2- o5-12 已知某土樣=28，c=0，

6、當(dāng)二3OOkPa和二！= 230kPa時(shí)；1 ） 1 ） 求Tmax等于多少？2） 2）求tg 值。tg日max5-13 某土樣-28,c=10kPa。求當(dāng)-3=150kPa和二1二300kPa時(shí)max和 Ko5-14 某土樣=29,C =20kPa。繪制二3=100kPa時(shí)的極限應(yīng)力圓，從圓上量出 5 7 的數(shù)值。5-15 某正常固結(jié)粘土的 =34,C = 0。今取兩個(gè)試樣同在二3=300kPa的室壓力下 進(jìn)行固結(jié)，然后分別進(jìn)行三軸壓縮（ 二2二二3）和三軸伸長(zhǎng)（二1二二2二3）試驗(yàn)。試 問(wèn)：1 ）當(dāng)進(jìn)行三軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，需加多大的Ct才能使土樣剪壞？剪壞時(shí)破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力各為多少？2

7、）當(dāng)進(jìn)行三軸伸長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)，二3需減小到多大才能使土樣剪壞？剪壞時(shí)破壞面上的正應(yīng)力各為多少？5-16 某砂土的直剪試驗(yàn)測(cè)得當(dāng)P =250kPa時(shí)OOkPa。繪制極限應(yīng)力圓求1f、 二3f。并求出大主應(yīng)力面的方向。5-17 某擾動(dòng)飽和粘土（C=0）的三軸試驗(yàn)結(jié)果如表5-4。（pi V1） 1）求及cu；2） 2）求固結(jié)不排水試驗(yàn)的孔隙水壓力系數(shù)A。表 5-4試驗(yàn)方法CDCU巴f(kPa)50110Ff(kPa)1402004J5-18 某土樣三軸有效剪試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5-5。表 5-5土樣Sf(kPa)Wf(kPa)14016021204001） 1）用數(shù)解法求W及 c;2） 2）若73f= 150kP

8、a時(shí)，匚仃=350kPa，求土樣在破壞時(shí)的孔隙水應(yīng)力Uf及 孔隙水應(yīng)力系數(shù)A。5-19 試證明，對(duì)飽和粘土（；：=0）進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可按下式計(jì)算：qu=p 1 -h/h）Ao式中 Ao及 ho分別為加荷開始時(shí)試樣的面積和高度。P 為試樣破壞時(shí)的垂直荷載。（提示：假設(shè)試樣體積在試驗(yàn)過(guò)程中不變，同時(shí)假設(shè)試樣橫向均勻變形。）5-20 若已知某土樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu=200kPa，試求：若，=0，求土的不排水強(qiáng)度 cu及破壞面的方向； 若.-32，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(yàn)數(shù)據(jù)如表5-6。求cu、Ccu和、C。表 5-6S(kPa)

9、60100150200Wf(kPa)145228310401Ut(kPa)3159921255-22 比較直剪儀與三軸儀的優(yōu)缺點(diǎn)。5-23 比較抗剪強(qiáng)度的總應(yīng)力表示法與有效應(yīng)力表示法的優(yōu)缺點(diǎn)。1 15-24 三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 5-7。在2（、1一、3）與空（；-13）坐標(biāo)中，繪出抗剪強(qiáng)度線并求、c 值。表 5-7土 樣11 -S)(100kPa)21-y3)(100kPa)210.92.321.95.533.09.05-25 某軟土土層厚度很大。若在其上快速修建建筑物，問(wèn)可采用什么試驗(yàn)方法確定其 抗剪強(qiáng)度？5-26 已知某土樣：J3O，c = 0，二3=200kPa，破壞時(shí)土中孔隙水應(yīng)力Uf=

10、1 50Pa求達(dá)極限平衡時(shí)Jf等于多少？5-27 上題中其他條件不變，若c=20kPa，求達(dá)極限平衡時(shí) 二1f等于若干？5-28 某地基土的滲透系數(shù)很?。╧v810cm/s）若在其上修建水閘，需驗(yàn)算不同 時(shí)期的穩(wěn)定性，試問(wèn)：1）若采用快速施工，則竣工時(shí)應(yīng)采用什么方法確定抗剪強(qiáng)度？2）若慢速施工，則竣工時(shí)應(yīng)采用什么方法確定抗剪強(qiáng)度？3）水閘建成后經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間才投入使用，應(yīng)采用什么方法確定抗剪強(qiáng)度？5-29 某軟粘土試樣，試驗(yàn)得無(wú)限抗壓強(qiáng)度qu二30kPa，擾動(dòng)后qu二7.5kpa，求土的靈敏度，并判別其靈敏程度。5-30 某土樣擾動(dòng)后的無(wú)限抗壓強(qiáng)度q =6kPa，已知土樣靈敏度為 5.3，試反求原

11、狀土的q值。5-31 同一種土，重塑后使含水量等于液限。 取 a、b 兩組土樣進(jìn)行試驗(yàn)：a 組土樣在 200kPa 垂直壓力下固結(jié)后卸荷，然后側(cè)得 pv200kPa 的慢剪抗剪強(qiáng)度指標(biāo)25.5,Ca =20kPa； b 組土樣直接在各級(jí)壓力下固結(jié)后進(jìn)行慢剪試驗(yàn)，測(cè)得抗剪強(qiáng)度指標(biāo)b=3,cb=0。試求出兩個(gè)土樣當(dāng) p=100, 200 和 300kPa 時(shí)的抗剪強(qiáng)度。5-32 從某粘土層中取原狀土樣，固結(jié)快剪試驗(yàn)結(jié)果如表5-8，抗剪強(qiáng)度線具有兩段直線的特征。表 5-8P(100kPa)0.30.60.81.01.52.02.5兀兀f(100kPa)0.230.260.290.320.490.65

12、0.801）按兩直線繪抗剪強(qiáng)度線，分別求出二直線的 c 值。2）示意繪出與抗剪強(qiáng)度線相應(yīng)的壓縮曲線。5-33 一砂土養(yǎng)置入直接剪力盒中，剪力盒斷面積為30cm2，砂土樣上作用一垂直壓力N=45kg,然后進(jìn)行水平剪切，當(dāng)水平推力 T=15kg 時(shí)，砂土樣開始破壞；試求當(dāng)壓力 N =90kg 時(shí)，應(yīng)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(duì)某飽和粘土作三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)，測(cè)得四個(gè)試樣在破壞時(shí)的最大主應(yīng)力5 ,最小主應(yīng)力 二3和孔隙水壓力 u 值，均列于表 5-9。試分別用總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法確定相 應(yīng)的強(qiáng)度指標(biāo)。表 5-92 kg / cm1.452.203.10

13、4.012%kg/cm0.601.001.502.00ukg/cm20.300.550.921.265-35 在均布條形荷載作用下，土體重M 點(diǎn)的大主應(yīng) 二1=400KPa，小主應(yīng)力乙=150KPa，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C = 0,，30,試求：（1）與最大主應(yīng)力面承夾角a =30、45、60傾斜面上的正應(yīng)力 二和剪應(yīng)力。(2) M 點(diǎn)處土是否達(dá)到極限平衡狀態(tài)?(3) 最危險(xiǎn)的剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)力面成多大角度?5-36 三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 5-10 :表 5-1001-03（KPa）5+03（KPa）22902301905503009005-40 對(duì)兩個(gè)相同的重塑飽和粘土試樣，分別進(jìn)行兩種固結(jié)不排水

14、三軸壓縮試驗(yàn)。一 個(gè)試樣先在二3= 170kPa的圍壓下固結(jié)，試樣破壞時(shí)的軸向偏應(yīng)力UUf kPa另 一個(gè)試樣施加的周圍壓力=427kPa，破壞時(shí)的孔隙水壓力Uf= 270kPa。試求該土樣(p C0的cu和值。(提示：重塑飽和粘土試樣的ccu=c = 0。5-41 對(duì)內(nèi)摩擦角30的飽和砂土試樣進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)。首先施加二3=200kPa圍壓，然后使最大主應(yīng)力 F 與最小主應(yīng)力 匚3同時(shí)增加，且使 G 的增量*1始終為二3的增 量?jī)?的 4 倍，試驗(yàn)在排水條件下進(jìn)行。試求該土樣破壞時(shí)的二1值。門一二3與 門 門關(guān)系線，并換算土樣的，C 值。222圓柱形粘土式樣3-0，破壞時(shí)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu= 20kg/cm。若=0，C 及剪切破壞面方向；若=32。求 C