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,量力環系數 C=6.5kPa/0.01mm，剪應力 -C R。1)1)繪剪變形與剪切歷時關系曲線；2)2)求出各級荷重下的抗剪強度；3)3)求出內摩擦角：和粘結力 c。表 5-1手輪轉數n測微表讀數 R(0.01mm)P=100kPa200kPa300kPa400kPa12.05.08.014.035.59.015.022.068.513.520.027.0910.017.023.530.51511.720.027.035.02111.720.528.537.82211.720.52

2、9.038.52311.720.529.038.52429.038.55-2直剪試驗結果如表5-2。表 5-2P(kPa)50100200300p (kPa)23.436.763.990.81)1)求摩擦角與粘結力；2)2)當 p=280kPa,- =80kPa 時，判斷是否達到極限平衡？安全系數多大?3)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)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 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。土層仁仁=22,c =12kPa =20kN/m3土層 2：胃T5o,c =8kPa,=18kN /m35-6 某沉箱（一有底無蓋方形混凝土箱）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tan =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）

4、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） 4）若箱內箱外水位相同，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）繪應力圓與抗剪強度線；2） 2）繪f、與二f- 隨 2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.34，若3= 100kPa，求：1） 1）達極限平衡時的C1；2） 2）極限平衡面與大主應力面的夾角；3）

5、3）當二1=300kPa時哪個平面最危險，該面上的與f各為多大？5-9 某土樣=32，c=0。當二1與二3作用達極限平衡時的一組滑動面如圖5-3a）所示。現取 dfe 和 efh 為脫離體，如圖 5-3b）、c）所示。1） 1）求出 6、去的數值；2） 2）繪出圖 b）和 c）中四個斜面上的合力，并標明其方向。圖圖5-3 a), b)、c)5-10 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 衡面。5-11 證明對于 c=0 的土，極限平衡面上的合應力-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、當二3OOkPa和二！= 230kPa時；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-3=150kPa和二1二300kPa時max和 Ko5-14 某土樣=29,C =20kPa。繪制二3=100kPa時的極限應力圓，從圓上量出 5 7 的數值。5-15 某正常固結粘土的 =34,C = 0。今取兩個試樣同在二3=300kPa的室壓力下 進行固結，然后分別進行三軸壓縮（ 二2二二3）和三軸伸長（二1二二2二3）試驗。試 問：1 ）當進行三軸壓縮實驗時，需加多大的Ct才能使土樣剪壞？剪壞時破壞面上的正應力和剪應力各為多少？2

7、）當進行三軸伸長試驗時，二3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OOkPa。繪制極限應力圓求1f、 二3f。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。（pi V1） 1）求及cu；2） 2）求固結不排水試驗的孔隙水壓力系數A。表 5-4試驗方法CDCU巴f(kPa)50110Ff(kPa)1402004J5-18 某土樣三軸有效剪試驗數據如表5-5。表 5-5土樣Sf(kPa)Wf(kPa)14016021204001） 1）用數解法求W及 c;2） 2）若73f= 150kP

8、a時，匚仃=350kPa，求土樣在破壞時的孔隙水應力Uf及 孔隙水應力系數A。5-19 試證明，對飽和粘土（；：=0）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：qu=p 1 -h/h）Ao式中 Ao及 ho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。）5-20 若已知某土樣無側限抗壓強度qu=200kPa，試求：若，=0，求土的不排水強度 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不排水剪試驗數據如表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缺點。1 15-24 三軸試驗數據如表 5-7。在2（、1一、3）與空（；-13）坐標中，繪出抗剪強度線并求、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，問可采用什么試驗方法確定其 抗剪強度？5-26 已知某土樣：J3O，c = 0，二3=200kPa，破壞時土中孔隙水應力Uf=

10、1 50Pa求達極限平衡時Jf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 二1f等于若干？5-28 某地基土的滲透系數很小（kv810cm/s）若在其上修建水閘，需驗算不同 時期的穩定性，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qu二30kPa，擾動后qu二7.5kpa，求土的靈敏度，并判別其靈敏程度。5-30 某土樣擾動后的無限抗壓強度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 兩組土樣進行試驗：a 組土樣在 200kPa 垂直壓力下固結后卸荷，然后側得 pv200kPa 的慢剪抗剪強度指標25.5,Ca =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b=3,cb=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)0.30.60.81.01.52.02.5兀兀f(100kPa)0.230.260.290.320.490.65

12、0.801）按兩直線繪抗剪強度線，分別求出二直線的 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5 ,最小主應力 二3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 5-92 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 點的大主應 二1=400KPa，小主應力乙=150KPa，土的抗剪強度指標C = 0,，30,試求：（1）與最大主應力面承夾角a =30、45、60傾斜面上的正應力 二和剪應力。(2) M 點處土是否達到極限平衡狀態?(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 5-1001-03（KPa）5+03（KPa）22902301905503009005-40 對兩個相同的重塑飽和粘土試樣，分別進行兩種固結不排水

14、三軸壓縮試驗。一 個試樣先在二3= 170kPa的圍壓下固結，試樣破壞時的軸向偏應力UUf kPa另 一個試樣施加的周圍壓力=427kPa，破壞時的孔隙水壓力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 對內摩擦角30的飽和砂土試樣進行三軸壓縮試驗。首先施加二3=200kPa圍壓，然后使最大主應力 F 與最小主應力 匚3同時增加，且使 G 的增量*1始終為二3的增 量兒3的 4 倍，試驗在排水條件下進行。試求該土樣破壞時的二1值。門一二3與 門 門關系線，并換算土樣的，C 值。222圓柱形粘土式樣3-0，破壞時無側限抗壓強度qu= 20kg/cm。若=0，C 及剪切破壞面方向；若=32。求 C