1、五、土的抗剪強度5-1直剪固結快剪試驗數據如表5-1所示，已知手輪轉一轉用時10秒，水平位移為0.2mm，量力環(huán)系數C=6.5kPa/0.01mm，剪應力T=CR。1)繪剪變形與剪切歷時關系曲線；2)求出各級荷重下的抗剪強度；3)求出內摩擦角9和粘結力c。表5-1手輪轉數n測微表讀數R(0.01mm)P=100kPa200kPa300kPa400kPa12.05.08.014.035.59.015.022.068.513.520.027.0910.017.023.530.51511.720.027.035.02111.720.528.537.82211.720.529.038.52311.72

2、0.529.038.52429.038.55-2直剪試驗結果如表5-2。表5-2P(kPa)50100200300T(kPa)23.436.763.990.81)求摩擦角與粘結力；2)當p=280kPa,T=80kPa時，判斷是否達到極限平衡？安全系數多大?3)求土樣達破壞時大主應力面與小主應力面的方向。5-3砂土抗剪強度試驗數據如表5-3，求土的摩擦角。表5-3P(100kPa)100200300T(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摩擦角。(提示：取坡角申，如圖5-1。證明大于申的部分土體(重量為W)必沿申的

3、坡角下滑。)5-5某豎直土柱由兩層土組成，有關數據見圖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iQ=22o,c二2kPa,p二20kN/m3土層2：P-15。,c=8kPa,p=18kN/m35-6某沉箱（一有底無蓋方形混凝土箱）底面積10mX10m，自重4Mpa,置于粗砂層上，若箱底與砂層間的摩擦系數tan9=0.67。1）1）求沉箱底面與砂層的摩擦力；2）2）當箱內無水，求箱外水深分別為2m、4m時的摩擦力；3）3）已知箱壁厚40cm，底板厚1m,混凝土密度25kN/m3；求箱內水位與上述箱外水位齊平時的摩擦力；4)5-74）若箱內箱

4、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Pd=15.5kN/m3Ps=2.65，求箱底的摩擦力。已知土的9二280，c二0，若承受3=35kPaQ3二150kPa。1）1）繪應力圓與抗剪強度線；2）2）繪f、T與f隨2a變化的關系曲線；3）3）從圖中求出最小值及其作用面與最大主應力面的夾角。5-8某砂土的內摩擦角9340，若&3-100kPa，求：1）1）達極限平衡時的1；2）2）極限平衡面與大主應力面的夾角；T3）3）當&1300kPa時哪個平面最危險，該面上的T與Tf各為多大？5-9某土樣9320，c0。當&1與&3作用達極限平衡時的一組滑動面如圖5-3a）所示?，F取

5、dfe和efh為脫離體，如圖5-3b）、c）所示。1）1）求出。1、2的數值；2）2）繪出圖b）和c）中四個斜面上的合力，并標明其方向。5-10衡面。試證明對于c=0的土，過一點的一組極限平衡面上的合力必平行于另一組極限平5-11或3證明對于c=0的土，極限平衡面上的合應力&等于Qtg45里、2。丿5-12已知某土樣申=28，c二0,當Q3二100kPa和Q1二230kPa時；A1)求max等于多少？2)求=tg*值。一tgmax5-13某土樣28，C二10kPa。求當Q3二150kPa和Q1=300kPa時Amax和K。5-14某土樣申二29，c=20kPa。繪制Q3=100kPa時的極限應

6、力圓，從圓上量出Q1S的數值。，5-15某正常固結粘土的*=34，C=0丿今取兩個試樣同在進行固結，然后分別進行三軸壓縮(Q1Q2=Q問：當進行三軸壓縮實驗時，需加多大的力和剪應力各為多少？當進行三軸伸長試驗時，3需減小到多大才能使土樣剪壞？剪壞時破壞面上的正應力各為多少？5-16某砂土的直剪試驗測得當p=250kPa時T1=100kPa。繪制極限應力圓求Q1f、3f。并求出大主應力面的方向。5-17某擾動飽和粘土(c=0)的三軸試驗結果如表5-4。表5-4Qtg45o+Q3=3QkPa的室壓力下3)和三軸伸長(123)試驗。試t才能使土樣剪壞？剪壞時破壞面上的正應試驗方法CDCUq(kPa)

7、3f50110q(kPa)if1402001)求*及*cu；2)求固結不排水試驗的孔隙水壓力系數Af5-18某土樣三軸有效剪試驗數據如表5-5。表5-5土樣g(kPa)3fg(kPa)if14016021204001）1）用數解法求0及cg=150kP.g=350kPau2）2）若3f時，1f，求土樣在破壞時的孔隙水應力f及孔隙水應力系數Af。f5-19試證明，對飽和粘土嚴=）進行無側限抗壓強度試驗時，其無側限抗壓強度可按下式計算：q=p(1-h/h)A式中A0及h0分別為加荷開始時試樣的面積和高度。P為試樣破壞時的垂直荷載。提示：假設試樣體積在試驗過程中不變，同時假設試樣橫向均勻變形。）5-

8、20若已知某土樣無側限抗壓強度q=200kPa,試求：U若9=，求土的不排水強度C及破壞面的方向；U若9=320，求C及破壞面的方向。cu5-21飽和粘性土的三軸固結不排水剪試驗數據如表5-6。求9cu、Ccu和9、c。表5-6g(kPa)360100150200g(kPa)if145228310401U(kPa)3159921255-22比較直剪儀與三軸儀的優(yōu)缺點。5-23比較抗剪強度的總應力表示法（與有效應）力表（示法的優(yōu)）缺點。5-24三軸試驗數據如表5-7。在t（Gi-G3）與青（Gi+G3）坐標中，繪出抗剪強度線并求9、C值。表5-7土樣1-(g-g)(1kPa)2131-(g+g)

9、(100kPa)21310.92.321.95.533.09.05-25某軟土土層厚度很大。若在其上快速修建建筑物，問可采用什么試驗方法確定其抗剪強度？251-256已知某土樣9=3o，c=，g3=2kPa，破壞時土中孔隙水應力緯=15pa求達極限平衡時gif等于多少？5-27上題中其他條件不變，若c=20kPa，求達極限平衡時&if等于若干？5-28某地基土的滲透系數很?。╧8x10-8cm/s）若在其上修建水閘，需驗算不同時期的穩(wěn)定性，試問：1）若采用快速施工，則竣工時應采用什么方法確定抗剪強度？2）若慢速施工，則竣工時應采用什么方法確定抗剪強度？3）水閘建成后經較長時間才投入使用，應采用

10、什么方法確定抗剪強度？5-29某軟粘土試樣，試驗得無限抗壓強度q“=30kPa，擾動后q“=嘰，求土的靈敏度，并判別其靈敏程度。5-30某土樣擾動后的無限抗壓強度q“=6kPa，已知土樣靈敏度為5.3，試反求原狀土的qu值。5-31同一種土，重塑后使含水量等于液限。取a、兩組土樣進行試驗：組土樣在200kPa垂直壓力下固結后卸荷，然后側得p200kPa的慢剪抗剪強度指標9a=25.50，驚=20kPa；b組土樣直接在各級壓力下固結后進行慢剪試驗，測得抗剪強度指標9b=300，C廣0。試求出兩個土樣當p=100,200和300kPa時的抗剪強度。5-32從某粘土層中取原狀土樣，固結快剪試驗結果如

11、表5-8，抗剪強度線具有兩段直線的特征。表5-8P(100kPa)0.30.60.81.01.52.02.5e(100kPa)f0.230.260.290.320.490.650.801）按兩直線繪抗剪強度線，分別求出二直線的9、c值。2）示意繪出與抗剪強度線相應的壓縮曲線。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,然后進行水平剪切，當水平推力T=15kg時，砂土樣開始破壞；試求當壓力N=90kg時，應該用多大的水平推力，才能將砂土樣剪壞？該砂土樣的內摩擦角為多大？5-34對某飽和粘土作三軸固結不排水試驗，測得四個試樣在破壞時的最大主應力&

12、1，最小主應力&3和孔隙水壓力u值，均列于表5-9。試分別用總應力法和有效應力法確定相應的強度指標。表5-9&kg/cm21.452.203.104.01&kg/cm230.601.001.502.00ukg/cm20.300.550.921.265-35在均布條形荷載作用下，土體重M點的大主應&1二400KPa，小主應力&3=150KPa，土的抗剪強度指標c二300，試求：（1）與最大主應力面承夾角a二30o、45。、60o傾斜面上的正應力&和剪應力e。（2）M點處土是否達到極限平衡狀態(tài)？（3）最危險的剪應力面與最大主應力面成多大角度？5-36三軸試驗數據如表5-10：表5-10b嚴3(KP

13、a)2H+g3(KPa)90230190550300900在坐標中繪出戸3與屮3關系線，并換算土樣的,c值。225-37圓柱形粘土式樣b3二0，破壞時無側限抗壓強度qu=2.0kg/cm2。若20,求粘結力C及剪切破壞面方向；若爭二320。求C等于若干？剪切面方向有何變化？5-38某砂土試樣在法向應力b=100kPa作用下進行直剪試驗，測得其抗剪強度f=60kPa。求：（a）用作圖方法確定該土樣的抗剪強度指標9值；（b）如果試樣的法向應力增至b=250kPa，則土樣的抗剪強度是多少？5-39對飽和粘土試樣進行無側限抗壓試驗，測得其無側限抗壓強度q;120kPa。求:（a）該土樣的不排水抗剪強度；（b）與圓柱形試樣軸成60o交角面上的法向應力b和剪應力T。5-40對兩個17相0同的重塑飽和粘土試樣，分別進行兩種固結不（排水三軸）壓縮1試24驗。一個試樣先在b3二170kPa的圍壓下固結，試樣破壞時的軸向偏