土的抗剪强度_试题及答案

1. 已知地基土的抗剪强度指标，，问当地基中某点的大主应力，而小主应力为多少时，该点刚好发生剪切破坏？

1.解：

2. 已知土的抗剪强度指标，，若作用在土中某平面上的正应力和剪应力分别为.，问该平面是否会发生剪切破坏？

2.解：

因为，所以该平面会发生剪切破坏。

3. 对某砂土试样进行三轴固结排水剪切试验，测得试样破坏时的主应力差

，周围压力，试求该砂土的抗剪强度指标。

3.解：

4.一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结排水试验，施加周围压力

，试样破坏时的主应力差，整理试验成果得有效应力强度指标.。问：（1）破坏面上的法向应力和剪应力以及试样中的最大剪应力为多少？（2）为什么试样的破坏面发生在的平面而不发生在最大剪应力的作用面？

解：

（1）

（2）破坏面上

在最大剪应力作用面上

5. 一正常固结饱和粘性土样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，试件在周围压力作用下，当通过传力杆施加的竖向压力达到200kPa时发生破坏，并测得此时试件中的孔隙水压力。试求土地有效粘聚力和有效内摩擦角.破坏面上的有效正应力和剪应力。

5.解：

正常固结饱和粘性土进行固结不排水剪切试验时，。

破坏面上的有效正应力和剪应力分别为：

6.某土样.，承受大主应力.小主应力

的作用，测得孔隙水压力，试判断土样是否达到极限平衡状态。

6.解：该土样未达到极限平衡状态。

7. 一饱和粘性土试样进行固结不排水剪切试样，施加的周围压力，试样破坏时的主应力差。已知土的粘聚力，内摩擦角

，是说明为什么试样的破坏面不发生在最大剪应力的作用面？

7.解：

8. 从饱和粘性土层中取出土样加工成三轴试样，由固结不排水试验得，

。若对同样的土样进行不固结不排水试验，当试样放入压力室时测得初始孔隙水压力，然后关闭排水阀，施加周围压力，随后施加竖向压力至试样破坏，测得破坏时的孔隙压力系数，求此试样的不排水抗剪强度。

8. 解：

根据土的极限平衡条件：

即

将..代入上式，得

解得

9. 某土的压缩系数为，强度指标，。若作用在土样

上的大小主应力分别为和，问该土样是否破坏？若小主应力为

，该土样能经受的最大主应力为多少？

9.解：

破裂角

（不会破坏）

10. 已知地基中一点的大主应力为，地基土的粘聚力和内摩擦角分别为和。求该点的抗剪强度。

10.解：

11.某完全饱和土样，已知土的抗剪强度指标为，；

，；，，则：

（1）若该土样在作用下进行三轴固结不排水剪切试验，则破坏时的约为多少？

（2）在，，时土样可能破裂面上的剪应力是多少？土样是否会破坏？

11. 解：

（1）

（2）

破裂角：

（不会破坏）

12. 某饱和粘性土由无侧限抗压强度试验测得其不排水抗剪强度，如对同一土样进行三轴不固结不排水试验，问：

（1）若施加围压，轴向压力，该试样是否破坏？

（2）施加围压，若测得破坏时孔压系数，此时轴向压力和孔压多大？

（3）破坏面与水平面的夹角。

12. 解：

（1）（不会破坏）

（2）

（3）

13.在一软土地基上修筑一土堤，软土的不排水强度参数，，

土堤填土的重度为，试问土堤一次性堆高最多能达到几米？（设控制稳定安全系数伟2.0，太沙基承载力公式中）

13. 解：

14.某粘土试样在的三轴室压力作用下完全排水固结，然后关闭排水阀门，将三轴室压力升至，再增加偏压力直至试样破坏。已知该

试样的有效粘聚力，有效内摩擦角，孔隙压力系数，

，试确定破坏时的偏应力。

14. 解：，

根据土的极限平衡条件，有

即

将代入上式，得

15.某饱和软土地基，，，，，，

静止侧压力系数，地下水位在地基表面处。今在地基上大面积堆载

，试求地基中距地面5米深度处.与水平面成550角的平面上且当土的固结度达到90%时，土的抗剪强度是多少？强度的净增长值为多少？

15. 解：堆载前

堆载后且当固结度达90%时

16.已知饱和粘性土地基的有效重度为，静止侧压力系数为，有效粘聚力为

，有效内摩擦角为，地下水位与地面齐平。当地面承受宽度为的均布条

形荷载时，荷载中心点下深度为的点在不排水条件下剪切破坏，此时，孔隙水压力值为。

（1）绘出点在原始应力状态下和破坏时的总应力圆和有效应力圆，以及相应的莫尔破坏包线示意图；

（2）证明该地基土的不排水抗剪强度的表达式可以写成：

提示：地基中任一点由引起的附加主应力为：

式中——该点到均布条形荷载两端的夹角。

16. 解：

（1）图略

（2）

17.在某饱和粘性土地表瞬时施加一宽度为的均不条形荷载，引

起荷载中心线下深度处点的孔隙水压力增量。土层的静止

侧压力系数，饱和重度，有效应力指标，

。地下水位在地表。试计算点在时间和时是否会发生剪切破坏。

17. 解：

时：

（不会破坏）时：

（不会破坏）18.某土样进行直剪试验，在法向压力为100、200、300、400kPa时，测得抗剪

强度分别为52、83、115、145kPa，试求：（a）用作图法确定土样的抗剪强度指标c和；（b）如果在土中的某一平面上作用的法向应力为260kPa，剪应力为92 kPa，该平面是否会剪切破坏？为什么？

18.解：

（a）用作图法（如上图）土样的抗剪强度指标c=20kPa和

（b）

所以，未破坏。

19.某饱和黏性土无侧限抗压强度试验的不排水抗剪强度，如果对同

一土样进行三轴不固结不排水试验，施加周围压力，试问土样将在多大的轴向压力作用下发生破坏？

19.解：思考：破坏线是一水平直线，即在剪应力最大的作用平面上发生剪切破坏(特殊)

(参见书P192，公式7-14)

20.某黏土试样在三轴仪中进行固结不排水试验，破坏时的孔隙水压力为，两个试件的试验结果为：

试件Ⅰ：

试件Ⅱ：

试求：（a）用作图法确定该黏土试样的；（b）试件Ⅱ破坏面上的法向有效应力和剪应力；（c）剪切破坏时的孔隙水压力系数A。

20.解：（a）用作图法(见下图)确定该黏土试样的

（c）在固结不排水试验中，，于是有(见P195公式7-29)

21. 某饱和黏性土在三轴仪中进行固结不排水试验，得，如果这个试件受到和的作用，测得孔隙水压力，问该试件是否会破坏？为什么？

21.解：

，所以，不会破坏。

22. 某正常固结饱和黏性土试样进行不固结不排水试验得，对

同样的土进行固结不排水试验，得有效抗剪强度指标，如果试样在不排水条件下破坏，试求剪切破坏时的有效大主应力和小主应力。

22.解：对于不固结不排水，见下图，知 ①

对于固结不排水，见上图，知 ②

由①②解得：

23. 在22题中的黏土层，如果某一面上的法向应力突然增加到200kPa，法向应力刚增加时沿这个面的抗剪强度是多少？经很长时间后这个面抗剪强度又是

多少？

23.解：①当时，瞬间相当于不排水条件

这时，任何面的抗剪强度均为

②当时，，相当于排水条件，但又由于很接近，故用CU的指标进行计算：

该面必然满足

24. 某黏性土试样由固结不排水试验得出有效抗剪强度指标，

如果该试件在周围压力下进行固结排水试验至破坏，试求破坏时的大主应力。

24.解：思想：CU和CD中的很接近

土的抗剪强度试验方法(经典)

土的抗剪强度试验方法 【中国地质大学（武汉）工程学院】 抗剪强度指标c、φ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。 土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。 一、直接剪切试验 (一)试验仪器与基本原理 直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。 试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。 将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。一般地， 。 将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τ f

变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τ f 。在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。 (二)试验方法分类 为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。 （1）快剪。快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用 c q 、φ q 表示。 （2）固结快剪。固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。然后很快施加 水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用c cq 、φ cq 表示。 （3）慢剪。慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。使试样在受剪过程中一直充分排水和产生体积变 形，得到的抗剪强度指标用c s 、φ s 表示。

土的抗剪强度试题及答案

1. 已知地基土的抗剪强度指标，，问当地基中某点的大主应力，而小主应力为多少时，该点刚好发生剪切破坏？ 1.解： 2. 已知土的抗剪强度指标，，若作用在土中某平面上的正应力和剪应力分别为.，问该平面是否会发生剪切破坏？ 2.解： 因为，所以该平面会发生剪切破坏。 3. 对某砂土试样进行三轴固结排水剪切试验，测得试样破坏时的主应力差 ，周围压力，试求该砂土的抗剪强度指标。 3.解： 4.一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结排水试验，施加周围压力 ，试样破坏时的主应力差，整理试验成果得有效应力强度指标.。问：（1）破坏面上的法向应力和剪应力以及试样中的最大剪应力为多少？（2）为什么试样的破坏面发生在的平面而不发生在最大剪应力的作用面？

解： （1） （2）破坏面上 在最大剪应力作用面上 5. 一正常固结饱和粘性土样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，试件在周围压力作用下，当通过传力杆施加的竖向压力达到200kPa时发生破坏，并测得此时试件中的孔隙水压力。试求土地有效粘聚力和有效内摩擦角.破坏面上的有效正应力和剪应力。 5.解： 正常固结饱和粘性土进行固结不排水剪切试验时，。 破坏面上的有效正应力和剪应力分别为：

6.某土样.，承受大主应力.小主应力 的作用，测得孔隙水压力，试判断土样是否达到极限平衡状态。 6.解：该土样未达到极限平衡状态。 7. 一饱和粘性土试样进行固结不排水剪切试样，施加的周围压力，试样破坏时的主应力差。已知土的粘聚力，内摩擦角 ，是说明为什么试样的破坏面不发生在最大剪应力的作用面？ 7.解： 8. 从饱和粘性土层中取出土样加工成三轴试样，由固结不排水试验得， 。若对同样的土样进行不固结不排水试验，当试样放入压力室时测得初始孔隙水压力，然后关闭排水阀，施加周围压力，随后施加竖向压力至试样破坏，测得破坏时的孔隙压力系数，求此试样的不排水抗剪强度。 8. 解： 根据土的极限平衡条件： 即

抗剪强度得试验方法

第三节抗剪强度得试验方法 一、直接剪切试验 适用范围：室内测定土的抗剪强度，是最常用和最简便的方法 仪器：直剪仪 直剪仪分类：分应变控制式和应力控制式两种 应变控制式直剪仪的试验方法简介：通过杠杆对土样施加垂直压力p后，由推动座匀速推进对下盒施加剪应力，使试样沿上下盒水平接触面产生剪切变形，直至剪破。通常取四个试样，分别在不同σ下进行剪切，求得相应的τf。绘制τf -σ曲线。 【讨论】直剪试验为何要取四个原状土样？ 破坏强度τf的判定： 较密实的粘土及密砂土的τ-△l曲线具有明显峰值，如图中曲线1，其峰值即为破坏强度τf；对软粘土和松砂，其τ-△l曲线常不出现峰值，如图中曲线2，此时可按以剪切位移相对稳定值b点的剪应力作为抗剪强度τf。 按排水条件分： 快剪（不排水剪） 固结快剪（固结不排水剪） 慢剪（排水剪） 1、快剪（不排水剪） 这种试验方法要求在剪切过程中土的含水量不变，因此，无论加垂直压力或水平剪力，都必须迅速进行，不让孔隙水排出。 适用范围：加荷速率快，排水条件差，如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和粘土地基等。

2、固结快剪（固结不排水剪） 试样在垂直压力下排水固结稳定后，迅速施加水平剪力，以保持土样的含水量在剪切前后基本不变。 试用范围：一般建筑物地基的稳定性，施工期间具有一定的固结作用。 3、慢剪（排水剪） 土样的上、下两面均为透水石，以利排水，土样在垂直压力作用下，待充分排水固结达稳定后，再缓慢施加水平剪力，使剪力作用也充分排水固结，直至土样破坏。 适用范围：加荷速率慢，排水条件好，施工期长，如透水性较好的低塑性土以及再软弱饱和土层上的高填方分层控制填筑等等。 直剪仪特点：构造简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍被工程单 位广泛采用，。 【讨论】直剪仪的不足： ①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，也即剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面； ②试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力的变化； ③由于上下盒的错动，剪切面上的剪应力分布不均匀，而且受剪切面面积愈来愈小。 ④试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。 ***以下为试验过程 1、取样要求：用环刀取，环刀面积不小于30cm 2，环刀高度不小于2cm ，同一土样至少切取4个试样。 2、试验方法 （1）快剪（q ）：试样在垂直压力施加后立即进行快速剪切，试验全过程都不许有排水现象产生。 （2）固结快剪（cq ）：试样在垂直压力下经过一定程度的排水固结后，再进行快速剪切。 （3）慢剪（s ）：试样在垂直压力排水固结后慢慢的进行剪切，剪切过程中孔隙水可自由排出。 试验结果：一般情况下，快剪所得的?值最小，慢剪所得的?值最大，固结快剪居中。 3、指标计算 直接剪切试验的结果用总应力法按库仑公式?στtg c f +=，计算抗剪强度指标。

土的抗剪强度的测定方法

土的抗剪强度的测定方法 包括三轴剪切试验、直剪试验、无侧限压缩试验。 直剪试验 主要部分是剪切盒，剪切盒分上下盒，上盒通过量力环固定于仪器架上，下盒放在能沿滚珠槽滑动的底盘上。用环刀切出的一块厚20mm的圆饼形，试验时，将土饼推入剪切盒内，现在试样上加垂直压力p，然后通过推进螺杆推动下盒，使是试样沿上下盒间的平面直接接受剪切，剪力T由量力环测定，剪切变形S由百分表测定。 对于饱和试样，在直剪试验过程中，无法严格控制试样的排水条件，只能通过控制剪切速率近似模拟排水条件。根据固结和剪切过程中的排水条件，直剪试验分为固结慢剪、固结快剪、快剪。 缺点：人为固定的破坏面，剪切面上的应力状态复杂，在剪切前，最大主应力是作用于试样上的竖向应力，试样处于侧限状况，σ2=σ3=k0σ1。加剪应力t后，主应力的方向发生偏转，且剪应力越大，偏转角也越大，所以主应力的大小与方向在试验过程中均是不断变化的。应力和应变分布不均，且在试验中随剪切位移的增大，剪切面积逐渐减小。排水条件不明确。 三轴剪切试验，三轴试验中，可同时变化周围压力σ3和偏差应力（σ1-σ3），工程中最常用的是σ3=常数的常规三轴压缩试验。试样始终处在轴对称应力状态，轴向应力σa是最大主应力σ1，两个侧向应力总是相等，即σ2=σ3。 将常规三轴压缩试验分为两个阶段： 1、施加围压阶段，通过橡皮膜对试样施加一个各向相等的围压力σ1=σ2=σ3=σc。在 这个阶段，如果打开排水阀门，并让试样中由围压产生的超静孔压完全消散，孔隙 水排出，伴以土样体积的压缩，这一过程成为固结，如果关闭排水阀门，不允许试 样中的孔隙水排出，试样内保持有超静孔隙水压力，这个过程成为不固结。 2、剪切阶段，保持σ3=σc不变，通过轴向活塞杆对试样施加轴向偏差应力 ?σ1=（σ1-σ3）进行剪切。在剪切过程中，如果打开排水阀门，允许试样内的孔隙 水自由进出，并根据土样渗透性的大小控制加载速率，使试样内不产生超静孔压，这个过程成为排水。在剪切过程中关闭排水阀门，不允许试样内的孔隙水进出，试 样内保持有超静孔压，这个过程成为不排水。在不排水剪切过程中，饱和土试样的 体积保持不变。 固结排水CD，固结不排水CU，不固结不排水UU。 三轴试验中强度包线的确定方法 三轴试验可以完整地反映土样受力变形直到破坏的全过程，研究土体的应力-应变关系，研究土体的强度特性。 要确定土体的强度包线，要确定土样的破坏点及其应力状态， 1、当应力-应变曲线存在峰值时，（密砂或超固结黏土试验结果，应变软化），取峰值对 应的最大偏差应力作为破坏偏差应力（σ1?σ3） 。研究土的残余强度时，取试验 f 作为破坏偏差应力。 曲线的终值（σ1?σ3） r 2、当应力应变曲线为持续硬化型，不存在峰值（松砂或正常固结黏土试验结果），取 。 规定的轴向应变值（15%）所对应的偏差应力作为破坏偏差应力（σ1?σ3） f

土的抗剪强度 粘聚力和内摩擦角

土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角 内摩擦角与黏(内)聚力: 土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切)和土的内摩阻力两部分组成。 内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用,内摩擦角反映了土的摩阻性质。 黏聚力是黏性土的特性指标,黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。 土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力，土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题。土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏(内)聚力C φ——土的内摩擦角（°） C——土的粘聚力（KPa） φ、C与土的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。（直剪实验、三轴剪切试验等） 土的抗剪强度 第一节概述 建筑物由于土的原因引起的事故中，一部分是沉降过大，或是差异沉降过大造成的；另一方面是由于土体的强度破坏而引起的。对于土工建筑物（如：路堤、土坝等）来说，主要是后一个原因。从事故的灾害性来说，强度问题比沉降问题要严重的多。而土体的破坏通常都是剪切破坏；研究土的强度特性，就是研究土的抗剪强度特性。 ）：是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏 ①土的抗剪强度（τ f 时滑动的剪应力。 ②剪切面（剪切带）：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移，这个面通常称为剪切面。 其物理意义：可以认为是由颗粒间的内摩阻力以及由胶结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成。 无粘性土一般无连结，抗剪强度主要是由颗粒间的摩擦力组成，这与粒度、密实度和含水情况有关。 粘性土颗粒间的连结比较复杂，连结强度起主要作用，粘性土的抗剪强度主要与连结有关。 决定土的抗剪强度因素很多，主要为：土体本身的性质，土的组成、状态和结构；而这些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关；此外，还决定于它当前所受的应力状态。 土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定，试验中，仪器的种类和试验方法以及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确定强度值有很大的影响。 第二节抗剪强度的基本理论 一、库仑定律（剪切定律）1773年法国学者 在法向应力变化范围不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。

土的抗剪强度试题及答案

第5章土的抗剪强度试题及答案 一、简答题 1. 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 2. 同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么 3. 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 4. 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 5. 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。 6. 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。 7. 根据孔隙压力系数A、B的物理意义，说明三轴UU和CU试验中求A、B两系数的区别。 8. 同钢材、混凝土等建筑材料相比，土的抗剪强度有何特点同一种土其强度值是否为一个定值为什么 9. 影响土的抗剪强度的因素有哪些 10. 土体的最大剪应力面是否就是剪切破裂面二者何时一致 11. 如何理解不同的试验方法会有不同的土的强度，工程上如何选用 12. 砂土与粘性土的抗剪强度表达式有何不同同一土样的抗剪强度是不是一个定值为什么 13. 土的抗剪强度指标是什么通常通过哪些室内试验、原位测试测定 14. 三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标 15. 简述直剪仪的优缺点。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、填空题 1. 土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的___ _ ____。 2. 无粘性土的抗剪强度来源于____ _______。 3. 粘性土处于应力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为。 4. 粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式，有效应力的表达式。 5. 粘性土抗剪强度指标包括、。 6. 一种土的含水量越大，其内摩擦角越。 7. 已知土中某点，，该点最大剪应力值为，与主应力的夹角为。 8. 对于饱和粘性土，若其无侧限抗压强度为，则土的不固结不排水抗剪强度指标。

土的抗剪强度试验

实验一 土的抗剪强度试验 一、实验目的 本试验的目的在于测定土的内摩擦角及内聚力，以供计算承载力、评价地基稳定性及计算土侧压力等用。 二、土的抗剪强度 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，土内某一面上的抗剪强度就是抵抗该面两侧土体发生滑动的最大阻力，这阻力由土的内摩擦力和内聚力所组成，可近似地用库仑公式表示如下： 粘土性 c tg a f +=?στ (a kp ) 砂土 ?στtg a f = (a kp ) 式中f τ——土的抗剪强度 （a kp ） a σ——剪切面上土所承受的垂直压力，?——土的内摩擦角（度） c ——土的内聚力 （a kp ） 测定土的抗剪强度试验设备可分成两类：一类是具有能控制剪切面的仪器、其中广泛应用的是单剪切面应变控制式直接剪切仪和应力控制式直接剪切仪；另一类是三轴剪切仪。 就土样剪切过程中孔隙水变化情况的不同，采用直剪仪的试验方法有： （1）慢剪法 加垂直压力使土样压缩达到稳定，然后以小于0.02 mm ／min 的剪切速度慢慢施加水平剪力，固结渗出的水能及时排出。 （2）快剪法 加垂直压力后，以0.8mm ／min 的剪切速度迅速施加剪力，在3~5分钟内剪断为止，整个试验过程中土样的含水量基本保持不变。 （3）固结快剪 先加垂直压力使土样完全固结，然后迅速施加剪力至剪断为止，在剪切过程中土样的含水量基本保持不变。 选定剪切方法时，应尽量与土在工程中的情况相符。 本试验采用应变控制式直接剪切仪作固结快剪。 三、设备及仪器 1、ZJ-2型等应变直剪仪主要部分为:（1） 剪切推动座部分；（2）剪切盒部分；（3）

测力环部分；（4）竖向加荷部分.主要技术指标如表： 表 ZJ-型直剪仪主要技术指标 2、百分表（精度0.01mm）两只； 3、停表一只。 四、仪器操作说明 1、仪器试用前，先校准杠杆水平（调节件16平衡锤），杠杆水平时，杠杆下沿应平齐立柱件（14）的中间红线。 2、将限位板10钢珠在导轨上放好，放上件18滑动框，按土工试验要求，放入土样，透水石，盖上传压板，放好钢珠（12），调节件5传压螺钉与钢珠接触，使杠杆下沿抬至立柱的上红线左右（若试样未经预压，可略抬高些），杠杆下沿处于上下红线之间，出力都有在精度范围内。 3、调整量力环、百分表对零。若需测下沉量，则安装垂直百分表、并对零。 kp）重复试验或连续试验中，无需 4、按试验需施加垂直载荷，吊盘为一级荷重（50 a 每次将砝码、吊盘取下，加荷时可左旋手轮乙，使支起的杠杆慢慢放下，卸荷时右旋手轮乙，使传压螺钉脱离钢珠，容器部件能自由取放为止。 5、待土样达到固结要求时，拧出螺丝插销，以均匀速率转动手轮甲，进行剪切，若量力环中的百分表指针不再前进，或有显著后退，表示土样已剪坏，记下所需数据。 6、退回时，反方向旋转手轮甲，推动座上附有插销，以便每次试验结束后，拔出插销，手旋推进杆，可快速退至原位。 7、卸荷 8、试验结束后，应注意：（1）将砝码、吊盘取下，以保护刀口。（2）应将仪器全部擦拭干净，金属表面涂薄油脂，以防锈蚀，还要定期打开面板，在齿面、回转等处加适量黄油。 五、试验步骤

第七章 土的抗剪强度

第七章 土的抗剪强度 第一节 概述 建筑物由于土的原因引起的事故中，一部分是沉降过大，或是差异沉降过大造成的；另一方面是由于土体的强度破坏而引起的。对于土工建筑物（如：路堤、土坝等）来说，主要是后一个原因。从事故的灾害性来说，强度问题比沉降问题要严重的多。而土体的破坏通常都是剪切破坏；研究土的强度特性，就是研究土的抗剪强度特性。 ①土的抗剪强度（τf ）：是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动的剪应力。 ②剪切面（剪切带）：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移，这个面通常称为剪切面。 其物理意义：可以认为是由颗粒间的内摩阻力以及由胶结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成。 无粘性土一般无连结，抗剪强度主要是由颗粒间的摩擦力组成，这与粒度、密实度和含水情况有关。 粘性土颗粒间的连结比较复杂，连结强度起主要作用，粘性突的抗剪强度主要与连结有关。 决定土的抗剪强度因素很多，主要为：土体本身的性质，土的组成、状态和结构；而这些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关；此外，还决定于它当前所受的应力状态。 土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定，试验中，仪器的种类和试验方法以及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确定强度值有很大的影响。 第二节 抗剪强度的基本理论 一、库仑定律（剪切定律） 1773年 法国学者 在法向应力变化范围不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。 无粘性土：φστtg f ?= 粘性土：φστtg f ?=+c 式中：f τ：土的抗剪强度，Kpa ； σ：剪切面的法向压力，Kpa ； φtg ：土的内摩擦系数； υ：土的内摩擦角，度； c ：土的内聚力，Kpa 。 σφtg ：内摩擦力。 库仑定律说明：（1）土的抗剪强度由土的内摩擦力σφtg 和内聚力c 两部分组成。 （2）内摩擦力与剪切面上的法向应力成正比，其比值为土的内摩擦系数φtg 。 （3）表征抗剪强度指标：土的内摩擦角υ和内聚力c 。 无粘性土的c ＝0，内摩擦角（φtg ）主要取决于土粒表面的粗糙程度和土粒交错排列

土力学第五章(剪切)

第一章：土的物理性质及工程分类 名词解释 1、土的抗剪强度：土体对外荷载产生剪应力的极限抵抗能力。 2、土的极限平衡状态：摩尔应力圆与抗剪强度线相切时的应力状态。 3、极限平衡条件：根据摩尔库仑破坏准则来研究土体单元处于极限平衡状态时的应力条件及大小主应力之间的关系，该关系称为土的极限平衡条件。 4、孔压系数B ：土体在等向应力状态下由外荷载所引起的孔隙水压力与应力增量的比值。 5、孔压系数A ：土体在偏向应力状态下由外荷载所引起的孔隙水压力与应力增量的比值。 6、应力路径：用摩尔应力圆上一点的轨迹来表示土体斜截面上的应力变化过程，该点移动的轨迹线称为应力路径。 7、灵敏度：原状土的单轴抗压强度与重塑土的单轴抗压强度的比值。 简答 1、什么是土的抗剪强度，其有何特点？ 答：土体对外荷载产生剪应力的极限抵抗能力。土的抗剪强度来源于土粒间的摩擦强度和粘聚强度，而不是土粒的强度。对于无粘性土只有抗剪强度，而无抗拉强度；粘性土既有抗剪强度，也有抗拉强度。 2、无粘性土抗剪强度的来源及影响因素是什么？ 答：无粘性土抗剪强度的来源于土粒间的内摩擦力，包括表面摩擦力和咬合力。影响无粘性土抗剪强度的因素有土的物理化学性质、天然密度、含水率及土的结构的影响；此外还受土中孔隙水应力的影响，孔隙水应力越小,有效应力越大,抗剪强度也越大。 3、为什么试验条件不同所测得的抗剪强度不一样？ 答：土的抗剪强度不仅与土的种类、性质有关，还与试验时的排水条件、剪切速度、应力历史、应力路径等因素有关，其中排水条件影响最为显著。 4、什么是土的极限平衡条件，写出表达式？ 答：根据摩尔-库伦破坏准则研究土体单元处于极限平衡状态时的应力条件以及大小主应力之间的关系，该关系称为土的极限平衡条件。对于粘性土： 对于无粘性土： ? ? ? ? ? ++??? ? ?+=245tan 2245tan 231??σσo o c ? ? ? ? ? --?? ? ? ?-=245tan 2245tan 213??σσo o c ? ? ? ? ? -=245tan 213?σσo ? ?? ? ? +=245tan 2 31?σσo

第7章土的抗剪强度.

第7章土的抗剪强度 一、简答题 1. 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？ 2. 同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？ 3. 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？ 4. 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？ 5. 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。 6. 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。 7. 根据孔隙压力系数A、B的物理意义，说明三轴UU和CU试验中求A、B两系数的区别。 8. 同钢材、混凝土等建筑材料相比，土的抗剪强度有何特点？同一种土其强度值是否为一个定值？为什么？ 9. 影响土的抗剪强度的因素有哪些？ 10. 土体的最大剪应力面是否就是剪切破裂面？二者何时一致？ 11. 如何理解不同的试验方法会有不同的土的强度，工程上如何选用？ 12. 砂土与粘性土的抗剪强度表达式有何不同？同一土样的抗剪强度是不是一个定值？为什么？ 13. 土的抗剪强度指标是什么?通常通过哪些室内试验、原位测试测定? 14. 三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法？工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标？ 15. 简述直剪仪的优缺点。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、填空题 1. 土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的___ _ ____。 2. 无粘性土的抗剪强度来源于____ _______。 3. 粘性土处于应力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为。 4. 粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式，有效应力的表达式。

土的抗剪强度试题(卷)与答案解析教学教材

土的抗剪强度试题(卷)与答案解析

第5章土的抗剪强度试题及答案 一、简答题 1. 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？ 2. 同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？ 3. 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？ 4. 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？ 5. 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。 6. 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。 7. 根据孔隙压力系数A、B的物理意义，说明三轴UU和CU试验中求A、B 两系数的区别。 8. 同钢材、混凝土等建筑材料相比，土的抗剪强度有何特点？同一种土其强度值是否为一个定值？为什么？ 9. 影响土的抗剪强度的因素有哪些？ 10. 土体的最大剪应力面是否就是剪切破裂面？二者何时一致？ 11. 如何理解不同的试验方法会有不同的土的强度，工程上如何选用？ 12. 砂土与粘性土的抗剪强度表达式有何不同？同一土样的抗剪强度是不是一个定值？为什么？ 13. 土的抗剪强度指标是什么?通常通过哪些室内试验、原位测试测定? 14. 三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法？工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标？ 15. 简述直剪仪的优缺点。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、填空题 1. 土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的___ _ ____。

2. 无粘性土的抗剪强度来源于____ _______。 3. 粘性土处于应力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为 。 4. 粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式，有效应力的表达式。 5. 粘性土抗剪强度指标包括、。 6. 一种土的含水量越大，其内摩擦角越。 7. 已知土中某点，，该点最大剪应力值为，与主应力的夹角为。 8. 对于饱和粘性土，若其无侧限抗压强度为，则土的不固结不排水抗剪强度指标。 9. 已知土中某点，，该点最大剪应力作用面上的法向应力为，剪应力为。 10. 若反映土中某点应力状态的莫尔应力圆处于该土的抗剪强度线下方，则该点处于____________状态。 【湖北工业大学2005年招收硕士学位研究生试题】 11. 三轴试验按排水条件可分为、、三种。 12. 土样最危险截面与大主应力作用面的夹角为。 13. 土中一点的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，表示它处于状态。 14. 砂土的内聚力（大于、小于、等于）零。 三、选择题 1．若代表土中某点应力状态的莫尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点 ( )。 (A)任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度

土的抗剪强度

第5章土的抗剪强度 ５。１概述 土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时,土体就会发生一部分相对于另一部分的移动，该点便发生了剪切破坏。工程实践和室内试验都验证了建筑物地基和土工建筑物的破坏绝大多数属于剪切破。例如堤坝、路堤边坡的坍滑(图5。1a),挡土墙墙后填土失稳（图5.1b）建筑物地基的失稳（图5。1ｃ)，都是由于沿某一些面上的剪应力超过土的抗剪强度所造成。因此土的抗剪强度是决定地基或土工建筑物稳定性的关键因素。所以研究土的抗剪强度的规律对于工程设计、施工和管理都具有非常重要的理论和实际意义。 由于土的抗剪强度是岩土的重要力学性质之一，本章主要讲述叙述土抗剪强度的基本概念、土地抗剪强度的基本理论、土的抗剪强度的试验方法及土的抗剪强度指标的应用. 5.2土的抗剪强度的基本理论 5．２．1直剪试验 土的抗剪强度可以通过室内试验与现场试验测定.直剪试验是其中最基本的室内试验方法. 直剪试验使用的仪器称直剪仪。按加荷方式分为应变式和应力式两类。前者是以等速推动剪切盒使土样受剪,后者则是分级施加水平剪力于剪力盒使土样受剪.目前我国普遍应用的是应变式直剪仪如图 5.２所示．试验开始前将金属上盒和下盒的内圆腔对正，把试样置于上下盒之间.通过传压板和滚珠对土样先施加垂直法向应力σ=p/Ｆ(Ｆ—土样的截面积），然后再施加水平剪力T,使土样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。在剪切过程中,隔固定时间间隔,测读相应的剪变形,求出施加于试样截面的剪应力值。于是即可绘制在一定法应力条件下,土样剪变形λ与剪应力τ的对应关系(图５。３a)。 为τf。同一 种土的几个 不同土样分 别施加不同 的垂直法向 应力σ做直 剪试验都可 得到相应的 剪应力-剪 切位移曲线 （图5.3a）， 根据这些曲线求出相应于不同的法向应力σ试样剪坏时剪切面上的剪应力τｆ。在直角坐标σ—τ关系图中可以作出破坏剪应力的连线（图5。３ｂ).在一般情况下,这个连线是线性的，称为库

土的抗剪强度

第5章土的抗剪强度 5.1概述 土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时,土体就会发生一部分相对于另一部分的移动，该点便发生了剪切破坏。工程实践和室内试验都验证了建筑物地基和土工建筑物的破坏绝大多数属于剪切破。例如堤坝、路堤边坡的坍滑(图5.1a)，挡土墙墙后填土失稳(图5.1b)建筑物地基的失稳(图 5.1c)，都是由于沿某一些面上的剪应力超过土的抗剪强度所造成。因此土的抗剪强度是决定地基或土工建筑物稳定性的关键因素。所以研究土的抗剪强度的规律对于工程设计、施工和管理都具有非常重要的理论和实际意义。 由于土的抗剪强度是岩土的重要力学性质之一，本章主要讲述叙述土抗剪强度的基本概念、土地抗剪强度的基本理论、土的抗剪强度的试验方法及土的抗剪强度指标的应用。 5.2土的抗剪强度的基本理论 5.2.1直剪试验 土的抗剪强度可以通过室内试验与现场试验测定。直剪试验是其中最基本的室内试验方法。 直剪试验使用的仪器称直剪仪。按加荷方式分为应变式和应力式两类。前者是以等速推动剪切盒使土样受剪，后者则是分级施加水平剪力于剪力盒使土样受剪。目前我国普遍应用的是应变式直剪仪如图5.2所示。试验开始前将金属上盒和下盒的内圆腔对正，把试样置于上下盒之间。通过传压板和滚珠对土样先施加垂直法向应力σ=p/F(F-土样的截面积)，然后再施加水平剪力T，使土样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。在剪切过程中，隔固定时间间隔，测读相应的剪变形，求出施加于试样截面的剪应力值。于是即可绘制在一定法应力条件下，土样剪变形λ与剪应力τ的对应关系(图5.3a)。 τf。同一种 土的几个不 同土样分别 施加不同的 垂直法向应 力σ做直剪 试验都可得 到相应的剪 应力-剪切 位移曲线 (图5.3a)， 根据这些曲线求出相应于不同的法向应力σ试样剪坏时剪切面上的剪应力τf。在直角坐标σ-τ关系图中可以作出破坏剪应力的连线(图5.3b)。在一般情况下，这个连线是线性的，称为库伦强

土力学直剪试验(完整报告,含实验数据、强度图)

直接剪切实验 一、实验目的 直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。 二、实验原理： 土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。 三、实验设备： 1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力 环等组成。 2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。 四、实验步骤： 1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。本实验使用扰动 土试样。制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试验。 2.取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。 3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢 珠和加力框架。 4.徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针 =0。 调至零，即R 5.在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa。 6.拔去固定销，以8s/r的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分钟内剪破。 剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，以剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm 时才停止剪切。 7.卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。 8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa进行试验。 五、数据分析：

土的抗剪强度教案

教案表头： 第五章土的抗剪强度 课堂教学实践教学 课时62 { 内容提要 1．土的抗剪强度与极限平衡原理； 2．土的剪切试验方法； 3．不同排水条件时的剪切试验成果×。 能力培养 要求 1．理解土的强度的定义，掌握库仑定律； 2．能够用直剪试验确定土体强度指标； 3．熟练运用土的极限平衡条件式判别土的状态； / 4．了解确定抗剪强度指标的原位试验方法； 5．了解不同排水条件对强度指标的影响。 教学形式教师主讲、课堂讨论、学生讲评、提问答疑、工程案例分析等 日期班级< 课室时间90min 复习旧课第四章知识架构及反馈信息 新课题目； 第一节土的抗剪强度与极限平衡原理 教学目标 1．理解土体强度之定义； 2．正确运用库仑定义求土的抗剪强度； 3．熟练借助莫尔应力圆确定土体的应力状态； 4．能够利用土的极限平衡条件式判别土的状态； 5．熟悉土体的破坏规律。 教学内容 设计及安 排 ~ 第一节土的抗剪强度与极限平衡原理 【基本内容】 土的抗剪强度——土体抵抗剪切破坏的极限能力。 注意：土体受荷作用后，土中各点同时产生法向应力和剪应力，其中法向应力作用将使土体发生压密，这是有利的因素；而剪应力作用可使土体发生剪切，这是不利的因素。因此， 土的强度破坏通常是指剪切破坏，所谓土的强度往往指抗剪强度。 一、库仑定律 库仑（Coulomb）根据砂土的剪切试验，得到抗剪强度的表达式 * 粘性土的抗剪强度表达式 式中f――土的抗剪强度，kPa； ――剪切面上的法向应力，kPa； ――土的内摩擦角，o；

c ――土的粘聚力，kPa。 c和称为土的抗剪强度指标 以上两式为著名的抗剪强度定律，即库仑定律，如下图： ， 【讨论】：土的抗剪强度不是一个定值，而是剪切面上的法向总应力的线性函数；对于无粘性土，其抗剪强度仅仅由粒间的摩擦力（tan）构成；对于粘性土，其抗剪强度由摩擦力（tan）和粘聚力（c）两部分构成。 二、土的抗剪强度影响因素 摩擦力 ? ? ? ? ? ? 咬合摩擦 滑动摩擦 影响因素 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 土粒级配 土粒表面的粗糙程度 土粒的形状 剪切面上的法向总应力 土的原始密度 粘聚力 ? ? ? ? ? ? 颗粒之间的分子引力 土粒之间的胶结作用 影响因素 ? ? ? ? ? ? ? 土的结构 含水量 矿物成分 粘粒含量 【注意】：c和是决定土的抗剪强度的两个重要指标，对某一土体来说，c和并不/ 是常数，c和的大小随试验方法、固结程度、土样的排水条件等不同而有较大的差异。 35