土力学期末总复习及考研专业课复习试题.docx

第7章土的抗剪强度 一、简答题 土的抗剪强度指标实质上是抗剪强度参数，也就是土的强度指标，为什么 【答】土的抗剪强度可表达为- ■1」亠，二匚称为抗剪强度指标，抗剪强度指标实质上 就是抗剪强度参数。 同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么 【答】对于同一种土，抗剪强度指标与试验方法以及实验条件都有关系，不同的试验方法以 及实验条件所测得的抗剪强度指标是不同。 何谓土的极限平衡条件粘性土和粉土与无粘性土的表达式有何不同 5 —壬 5+6 . = 5H1 （P+C GQS 审 【答】（1） 土的极限平衡条件： 二 二 即 2 □1 =(7曲11 4却样 + 2c; tan 45°+- 1 2丿 1 2丿 或 “ = 45° + — 土处于极限平衡状态时破坏面与大主应力作用面间的夹角为 r，且 - （2）当为无粘性土（「二】）时,— （2）当为无粘性土（「二】）时, — | t3n \ 2J 或_ 1 2 J crL 二口* an 为什么土中某点剪应力最大的平面不是剪切破坏面如何确定剪切破坏面与小主应力作用 方向夹角 【答】因为在剪应力最大的平面上，虽然剪应力最大〔二-，但是它小于该面上的抗剪强度I , 所以该面上不会发生剪切破坏。剪切破坏面与小主应力作用方向夹角 亠」 试比较直剪试验和三轴压缩试验的土样的应力状态有什么不同并指出直剪试验土样的大 主应力方向。 【答】直剪试验土样的应力状态： -「5 ;三轴试验土样的应力状态：■- ■ 直剪试验土样的大主应力作用方向与水平面夹角为 900 试比较直剪试验三种方法和三轴压缩试验三种方法的异同点和适用性。 【答】 直剪试验 三轴压缩试验 试验方法 试验过程 表达 试验方法 试验过程 表达 快剪(Q-test, 试样施加竖向压力后， 立 即 快 速 (0.02mm/min)施加水 平剪应力使试样剪切 ■ 不固结不排水 三轴试验，简称 不排水试验 试样在施加围压和随后施加 6， % quick shear test) 竖向压力直至剪切破坏的整 个过程中都不允许排水， 试验 自始至终关闭排水阀门 固结快剪 (con solidated quick shear test) 允许试样在竖向压力 下排水，待固结稳定 后，再快速施加水平剪 应力使试样剪切破坏 % 睥才 固结不排水三 轴试验，简称固 结不排水试验 试样在施加围压时打开排水 阀门，允许排水固结，待固结 稳定后关闭排水阀门， 再施加 竖向压力，使试样在不排水的 条件下剪切破坏 % 慢剪(S-test, slow shear test) 允许试样在竖向压力 下排水，待固结稳定 后，则以缓慢的速率施 加水平剪应力使试样 剪切 固结排水 三轴试验，简称 排水试验 试样在施加围压时允许 排水固结，待固结稳定后，再 在排水条件下施加竖向压力 至试件剪切破坏 例 目前，室内测定土的抗剪强度指标的常用手段一般是三轴压缩试验与直接剪切试验，在试验 方法上按照排水条件又各自分为不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪与快剪、固结快剪、 慢剪三种方法。但直剪试验方法中的“快”和“慢”，并不是考虑剪切速率对土的抗剪强度的影 响，而是因为直剪仪不能严格控制排水条件，只好通过控制剪切速率的快、慢来近似模拟土样的 排水条件。由于试验时的排水条件是影响粘性土抗剪强度的最主要因素，而三轴仪能严格控制排 水条件，并能通过量测试样的孔隙水压力来求得土的有效应力强度指标。如有可能，宜尽量采用 三轴试验方法来测定粘性土的抗剪强度指标。 各种试验方法的实用性： 抗剪强度指标的取值恰当与否，对建筑物的工程造价乃至安全使用都有很大的影响，因此， 在实际工程中，正确测定并合理取用土的抗剪强度指标是非常重要的。 对于具体的工程问题，如何合理确定土的抗剪强度指标取决于工程问题的性质。一般认为， 地基的长期稳定性或长期承载力问题，宜采用三轴固结不排水试验确定的有效应力强度指标，以 有效应力法进行分析；而饱和软粘土地基的短期稳定性或短期承载力问题，宜采用三轴不固结不 排水试验的强度指标，以总应力法进行分析。 对于一般工程问题，如果对实际工程土体中的孔隙水压力的估计把握不大或缺乏这方面的数 据，则可采用总应力强度指标以总应力法进行分析，分析时所需的总应力强度指标，应根据实际 工程的具体情况，选择与现场土体受剪时的固结和排水条件最接近的试验方法进行测定。例如， 若建筑物施工速度较快，而地基土土层较厚、透水性低且排水条件不良时，可采用三轴不固结不 排水试验（或直剪仪快剪试验）的结果；如果施工速度较慢，地基土土层较薄、透水性较大且排水 条件良好时，可采用三轴固结排水试验（或直剪仪慢剪试验）的结果；如果介于以上两种情况之间， 可采用三轴固结不排水试验（或直剪仪固结快剪）的结果。 由