七 土的抗剪强度
一、填空
1、无粘性土的抗剪强度来源于__________，粘性土的抗剪强度来源于________和___________。
2.粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式f τ=___________，有效应力的表达式
f τ=____________。
3.剪切试验按排水条件不同，划分为_________，__________，_________；一般________的指标比__________的指标小。
4.饱和粘性土的固结度=U __________，也可以表示成=U __________，随着固结度的提高，饱和粘性土的抗剪强度__________。
5.无粘性土的抗剪强度公式是____________，其中σ是___________应力。
6.地基为厚粘土层，施工速度快，应选择_____________抗剪强度指标。
7.某些工程施工工期较长，能固结排水，当工程完工后，使用荷载短期内突增，宜选择__________试验的抗剪强度指标。
8.土体的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的___________的状态。
9.土的抗剪强度指标是____________，测定抗剪强度指标的工程用途是_____________。 10.破裂角指的是___________与____________的夹角，其大小为______________。
11.十字板剪切试验适用于原位测定___________土的抗剪强度，测得的土体相当于___________实验条件下的抗剪强度指标。
答案：
1.土颗粒间的摩擦及啮合，土粒间的胶结，土粒间的摩擦力
2.?σtan +c 、
?μσ'-+'tan )(c 3.快剪、慢剪、固结快剪、快剪、慢剪 4.
σσ'、∞
S S t
，增长 5．?σtan ，正 6.快剪 7.固结快剪 8.极限平衡 9.C 和? ，强度及稳定性验算 10破裂面，大主应力作用面，2
45?
α+=
11.饱和软粘土，不排水
剪
二、选择题
1 某房屋地基为厚黏土层，施工速度快，则在工程上地基土抗剪强度指标宜用下列哪种试验
确定？（ ）。
（A ）固结快剪 （B ）快剪 （C ）慢剪
2 某土样的20?=，则该土样破坏面与小主应力作用面间的夹角为（ ）。 （A ）35 （B ）45 （C ）55
3 某黏性土的15,15C kpa ?==，当作用在剪切面上法向应力为零时，其抗剪强度为 （ ）。
（A ）7.5kpa （B ）15kpa (C)0
4 已知土中某点13320,140kpa kpa σσ==，而土的60,15C kpa ?==，则该点处于 （ ）。
(A)弹性平衡状态 （B ）剪切破坏状态 （C ）极限平衡状态 5 饱和黏性土的抗剪强度指标是（ ）。
（A ）与排水条件有关 （B ）与排水条件无关
（C ）与试验时的剪切速度无关 （D ）与土中孔隙水压力是否变化无关 6 用无侧限抗压强度试验可以测得黏性土的（ ）。 （A ）a 和s E （B ）c C 和u C （C ）u C 和t S （D ）u C 和r S 7 土中某点处于极限平衡状态时，其破坏面与最大主应力1σ的作用面的夹角为（?为土的内摩擦角）（ ）。 （A ）452
?
-
（B ）452
?
+
（C ）45?+ （D ）45
8 黏性土的内摩擦角20,10C kpa ?==，当土中某点的大主应力1400kpa σ=时，该点发生破坏时的小主应力3σ为（ ）。
（A ）294kpa （B ）266kpa （C ）210kpa （D ）182kpa 9 某土样进行直剪试验，在法向应力为100kpa 、200kpa 、300kpa 、400kpa 时，测得抗剪强度f τ分别为52kpa 、83kpa 、115kpa 、145kpa ，若在土中的某一平面上作用的法向应力为260kpa ，剪应力为92kpa ，该平面是否会剪切破坏？（ ）。
（A ）512.2kpa （B ）621.04kpa （C ）78.09kpa (D) 120.58kpa 10 土的抗剪强度取决于土粒间（ ）。
（A ）总应力 （B ）有效应力 （C ）孔隙水压力 11 下列说明正确的是（ ）。
（A ）土的抗剪强度是常数 （B ）土的抗剪强度与金属的抗剪强度相同 （C ）砂土的抗剪强度仅由内摩擦力组成 （D ）黏性土的抗剪强度仅由内摩擦力组成 12 在土抗剪强度的影响因素中，最主要的是（ ）。
（A ）剪切速率 （B ）应力历史 （C ）排水条件 （D ）应力状态 13 土的强度指（ ）。
（A ）抗剪强度 （B ）抗压强度 （C ）抗拉强度 （D ）抗弯强度 14 现场十字板试验得到的强度与室内哪一种试验方法测定的强度相当？（ ）。 （A ）快剪 （B ）固结快剪 （C ）慢剪 15 下列关于孔压系数A 、B 说法正确的是( )。
（A ）干土1B = （B ）土的饱和度越小，B 越大 （C ）高压缩性土A 值较大 （D ）A 值均为正 16 下列说法错误的是( ).。
（A ）正常固结饱和黏性土的不固结不排水强度试验得到0u ?= （B ）超固结饱和黏性土的不固结不排水强度试验得到0u ?= （C ）饱和黏性土在正常固结和超固结情况下，u C 相等 （D ）饱和黏性土正常固结的u C 小于超固结的u C
17 在三轴压缩试验中，比较三种排水条件下内摩擦角的大小（ ）。
（A ）d u cu ???>> （B ）cu u d ???>> （C ）d cu u ???>> 18 以饱和黏性土试样，在室压3σ作用下固结，然后在不排水条件下增加轴向压力1σ?使土样破坏，若土样的孔隙水压力参数 1.0A =，则土样破坏时的有效大主应力1σ'为（ ）。 （A ）13σσ'= （B ）131σσσ'=+? （C ）11σσ'=? 19 下列说法错误的是（ ）。
（A ）松砂在剪切过程中应力-应变呈应变硬化型
（B ）紧砂在剪切过程中应力-应变关系先达到一定峰值后，再呈应变软化型 （C ）正常固结黏性土在剪切过程中性状类似松砂
（D ）超固结黏性土在剪切过程中产生正的孔隙水压力
答案：
1（B ） 2（A ） 3（B ） 4（A ） 5（A ） 6（C ） 7（B ） 8（D ） 9（B ） 10（B ） 11（C ） 12（C ） 13（A ） 14（A ） 15（C ） 16（C ） 17（C ） 18（A ） 19（D ）
三、简答及思考题
1 土体发生剪切破坏的平面是否为最大剪应力作用面？在什么情况下，破坏面与剪应力面一致？
2 根据土的排水情况，三轴试验分为哪几种方法？各适用何种实际情况？
3 比较直剪试验与三轴试验的优缺点？
4 十字板剪切试验测得的抗剪强度相当于试验是用什么方法测得的抗剪强度？有何优点？
5 说明孔隙压力系数A 、B 的物理意义，并写出三轴试验三种排水条件下孔隙水压力的表达公式。
6 什么是土的极限平衡状态？什么是极限平衡条件？实际意义？
7 砂类土与黏性土的抗剪强度规律有何不同？同一种土的抗剪强度是不是一个定值，为什么？
8 什么是土的无侧限抗压强度？它与土的不排水强度有何关系？如何用无侧限抗压强度试验来测定黏性土的灵敏度？
9 如图所示，说明土体在1、2、3点所表示的剪切面上的剪应力和抗剪强度的大小关系。
10 什么是摩尔强度破坏包线？什么是摩尔-库仑强度理论?
11 为什么饱和黏性土不排水试验得到的强度包线为一水平线？
12 通常用哪一种试验方法测定土的有效强度指标,C ?''？用固结排水剪测得的,d d C ?与
,C ?''是否一致？
13 在正常固结饱和黏性土固结不排水抗剪强度试验中，抗剪强度包线均通过原点，是否说明内黏聚力为零？
14 简述砂土在受剪时，密实度在对其应力-应变-体变有何影响?
15 土的抗剪强度为什么和试验方法有关，饱和软粘土不排水剪为什么得出0?=的结果？ 16 什么情况下剪切破坏面与最大应力面是一致的？一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成什么角度？
17 试分析土的抗剪强度影响因素？
答案： 1[答]
（1）不是，最大剪应力面与大主应力面夹角为45，而破坏面与大主应力面夹角为452
?
+，
（?为土的内摩擦角）。
（2）当土的内摩擦角为0?=，破坏面与最大剪应力面一致。
2[答]
（1）按排水情况不同，三轴试验可分为不固结不排水、固结不排水、固结排水三种试验方法。不固结不排水的强度指标用,u u C ?表示，固结不排水强度指标用,cu cu C ?表示，固结排水强度指标用,d d C ?表示。
（2)一般，由三轴固结不排水试验确定的,C ?''用于分析地基的长期稳定性，而对于饱和软黏土的短期稳定问题，宜用不固结不排水指标。一般工程上多采用总应力分析法，其强度指标选择如下：若施工速度较快，地基土的透水性、排水条件不良时，可采用不固结不排水指标；若施工速度较慢，地基土透水性不太小，排水条件较佳时，可采用固结排水试验；介于二者之间情况采用固结不排水指标。确定强度指标应结合工程经验。
3[解]
（1）直剪试验：
优点：构造简单，操作方便。
缺点：剪切破坏面不是最薄弱面；剪切面上应力分布不均匀，边缘处出现应力集中现象；剪切过程中土样剪切面积减小，但计算抗剪强度按原面积计算；试验时不能严格控制排水条件，不能测孔隙水压力，特别对饱和黏性土不理想。 （2）三轴压缩试验：
优点：能严格控制排水条件及测孔隙水压力；破坏面为最弱面；可测土的其他力学性质。 一般三轴试验结果可靠，对于重要工程，必须用三轴试验测土的强度指标。 缺点：试件中主应力23σσ=，而实际上土的受力状态未必都为轴对称情况。
4[答]
（1）十字板剪切试验在现场测土的抗剪强度，属于不排水剪切试验条件，结果与试验室无侧限抗压强度试验结果接近。
（2）适用于饱和软黏土，特别适用于难于取样或试样在自重下不能保持原形状的软黏土，具有构造简单，操作方便，试验对土的结构性扰动性小等的优点。 5[答]
（1）在复杂应力状态下孔隙压力表达式为313[()]u B A σσσ=+-。
式中， B →各向等应力状态下孔隙压力系数，对于饱和黏性土1B =，非饱和土1B < A →偏压力条件下的孔隙压力系数。 （2）三轴实验中，不固结不排水试验
313[()]u B A σσσ=+-
固结排水试验
13()u B A σσ=?-
固结排水试验 0u = 6[解]
（1）如果通过土中某点的任意平面上的剪应力等于土的抗剪强度()f ττ=，则该点处于极限平衡状态。
（2）极限平衡条件： 砂土：
213231tan (45)
2
tan (45)
2
?
σσ?
σσ=+=-
或
13
13
sin σσ?σσ-=
+
黏性土：
213231tan (45)2tan(45)
2
2
tan (45)2tan(45)
2
2
C C ??
σσ??
σσ=+++=---
13
13sin 2cot C σσ?σσ?
-=
++
破坏面与最大主应力面的夹角452
?
+
?→土内摩擦角 C →土内黏聚力
（1） 已知土单元体受到的应力和土的抗剪强度指标,C ?，可利用极限平衡条件判断单元
体是否发生剪切破坏。
7[解]
（1）砂类土：tan f τσ?=，黏性土：tan f C τσ?=+，黏性土中多了黏聚力一项。 （2）同一种土的抗剪强度不是一个定值。因为土的抗剪强度不仅与土的性质有关，还与试验时的排水条件、剪切速率、应力状态和应力历史等因素有关。 8[解]
（1）土的无侧限抗压强度即对试样不加周围压力，仅对其施加垂直轴向压力，则剪切破坏时，试样所受的轴向压力称为土的无侧限抗压强度。
（2）土的无侧限抗压强度试验所得的极限应力圆的水平切线，即为饱和软黏土的不排水抗剪强度包线，不排水抗剪强度/2u u C q = （3） /t u u S q q '=
t S →土的灵敏度；
u q →原状试样的无侧限抗压强度；
u q '→重塑试样的无侧限抗压强度。
9[解]
123,,f f f ττττττ<=>
10[解]
（1）莫尔提出材料的破坏是剪切破坏，当任意平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时，该点就发生破坏，并提出破坏面上的剪应力f τ是该面上法向应力σ的函数：()f f τσ=，这个函数在f τσ-坐标中是一曲线，称为莫尔曲线（抗剪强度包线）。
（2）土的莫尔包线通常可近似地用直线代替，该直线方程就是用库仑公式表示。由库仑公
式表示摩尔包线的强度理论为莫尔-库仑强度理论。 11[解]
由于在不排水条件下，试样在试验过程中含水量不变，体积不变，饱和黏性土的孔压力系数1B =，改变周围压力只能引起孔隙水压力变化，不会改变试样中有效应力，而各试件在剪切前有效应力相等，因此抗剪强度相等，应力圆半径相同，故抗剪强度线为一水平线。 12[解]
（1）通常用固结不排水方法测,C ?''。
（2）,d d C ?与,C ?''很接近，由于固结排水时间长，故通常用,C ?''代替,d d C ?。但二者试验条件有差别，固结不排水试验在剪切过程中不排水，试样体积不变，而固结排水试验在剪切过程中排水，体积一般要变化，通常,d d C ?略大于,C ?''。
13[解] 否，抗剪强度包线通过原点说明土体未受任何固结压力时抗剪强度为零，但不等于内黏聚力为0。 14[解]
松砂：应力-应变关系呈应变硬化，体积减小，为剪缩现象；
紧砂：应力-应变关系先达到一定峰值后，再呈应变软化，体积开始稍有减小，继而增加，呈剪胀现象。 15[解]
不同的试验方法，它们各自的排水条件不同，加荷方式和加荷速度不同，同时各试验土样的受力状态也不同，这些条件和因素都会影响土体的抗剪强度。
饱和软粘土在不排水条件下，试样在试验过程中含水量不变，体积不变，饱和软粘土的孔隙压力系数B ＝1，所以改变周围压力增量只能引起孔隙水压力的变化，并不会改变试样中的有效应力，各试样在剪切前的有效应力相等，因此抗剪强度不变，0?=
16[解]
在直接剪切试验中，剪切破坏面与最大主应力面是一致的。一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成0
452
?
+
17[解]
（1）土的结构性的影响：地基中原状土都有一定的结构性。由于地质历史以及环境条件的不同，土的结构性强弱差别很大。一般，土的结构性未破坏前，土的结构性越强，土的抗剪强度越高。由于原状土的结构性，使正常固结原状土的由试验得到的摩尔包线往往不通过原点。（2）应力历史的影响：应力历史不同，土的抗剪强度摩尔包线也不同。（3）应力路径的影响：在剪切过程中沿着不同的应力路径进行剪切破坏时，土体具有的抗剪强度也是不同的（4）土体各向异性的影响：（5）中主应力的影响：（6）加荷速率的影响：（7）蠕变对土体抗剪强度的影响：（8）土体固结对粘性土抗剪强度的影响：
四、计算题
1.一种土，测得其9.8C kpa =，15?=，当该土某点280kpa σ=，80kpa τ=时，该点
土体是否已达到极限平衡状态。
2.有一含水量较低的粘土样，做单轴压缩试验，当压力加到90kpa 时，土样开始破坏，并呈现破裂面，此面和竖直线成35角，试求内摩擦角?和粘聚力C 。
3.一粘土样进行固结不排水剪切试验，施加围压3200kpa σ=，试样破坏时主应力差
13280kpa σσ-=，如果破坏面与水平夹角57α=，试求内摩擦角及破坏面上的法线应力
和剪应力。
4.对某饱和试样进行无侧限抗压试验，得无侧限抗压强度为160kpa ，如果对同种土进行快剪三轴试验，周围压力为180kpa ，问总竖向压应力为多少，试验将发生破坏？
5.某干砂试样进行直剪试验，当300kpa σ=，测得200f kpa τ=，求： （1）干砂的内摩擦角?。
（2）大主应力与剪切破坏面所成的角度。
6.已知地基中某点1600kpa σ=，3100kpa σ=。求： （1）最大剪应力。
（2）最大剪应力作用面与大主应力作用面的夹角；计算作用在与小主应力成30面上的正应力和剪应力。
7.某中砂试样，经试验测得其内摩擦角30?=，试验围压3150kpa σ=，若垂直压力1σ达到200kpa ，试问该土样是否被剪坏。
8.已知土样的25C kpa '=，29?'=，3200kpa σ=，0.2f A =。求f σ等于多少时正好达到极限平衡？
9.饱和粘性土的三轴固结排水剪试验，测得有效应力的抗剪强度参数为0C '=，30?'=，试问：
（1）在三轴压力室保持300kpa 的压力条件下做不排水试验，破坏时的孔隙水压力为
150kpa ，求土的实际破坏面上的剪应力值及破坏面的方位。
（2）在固结不排水试验时测得三轴室压力为300kpa ，轴向主应力差为400kpa ，求破坏时的孔隙水压力及孔隙水压力系数f A 、B 。
（3）求出不排水剪、固结不排水剪和排水剪的抗剪强度指标值，并说明它们大小关系。 10.正常固结土饱和粘土试样，在周压力3100kpa σ=下固结，孔压消散后，关闭排水阀门，
进行三轴不排水剪切试验。
（1）先增加三轴室压使3300kpa σ=，然后在垂直方向不断加荷，直至试样破坏，试样破坏前孔压系数A 不变（0.5A =）。若已知该正常固结饱和粘土有效内摩擦角30?=，计算试样破坏时垂直偏差应力f σ?值及该土样不排水剪强度指标uu C 值；在上述相同条件下，如果3400kpa σ=，则相应的f σ?及uu C 值是多少？分别给出上述两个不排水剪的总应力圆和有效应力圆。
（2）如果该正常固结饱和粘土在周压力3200kpa σ=下固结，关闭试样排水阀门，进行三轴不排水剪时室压3300kpa σ=，其余条件不变，计算试样破坏时相应的f σ?及uu C 值。 （3）根据（1）、（2）计算结果，试概括正常固结饱和粘土三轴不排水剪强度指标有哪些特点，并说明这些特点和工程实践的关系。
11.土样在周压力3σ下固结，然后进行排水剪。应力路径线如图中AB 所示，B 点在f K '线
上，f K '线通过原点，倾角30θ=。若使应力路径线
AB 最短，试验中需不断减小周压力及增加垂直压力，假设周压力减小为3σ-?，垂直压力增加为1σ+?，当应力路径线AB 最
短时，求13
σσ??为多少。
13(
)
2
q σσ''
-30
θ=
12.如图所示一用细砂粒填筑的土坝，浸润线自下游坡面逸出，逸出段水流的流向与边坡平行。土的指标如图4-2所示。
问：满足安全系数 1.2s F =时，下游边坡的坡角β应为多大？为提高坡角应采取什么措施？
上游水位
不透水地基
0.652.650
35
s e d C ?==== 孔隙比 土粒相对密度 抗剪强度指标 浸润线β
13.三轴试验中试件先在0K 状态下固结至垂直应力10100(0.5)kpa K σ==，然后各个方向均匀卸减荷载（即1σ和3σ相同的数量卸减），当3σ降低至20kpa 时，试件发生破坏。 （1）在13
(
)2
p σσ+，13
(
)2
q σσ-坐标图上绘加载和卸载的应力路径。
（2）绘出土样破坏时的应力圆。
14.做正常固结土试件的三轴固结不排水试验，首先依次加室压力为100kpa 、200kpa ，然后再加垂直应力，使试件在00.5K =状态下固结，在固结完成后进行剪切试验，当施加垂直应力增重1100kpa σ?=时试件剪坏。求： （1）用总应力法求总应力强度指标cu ?。
（2）假设试件的孔压系数0.5A =， 1.0B =，求破坏时试件的有效应力1σ'、3σ'及有效应力强度指标?'。
（3）在p q -坐标上绘出试验全过程的应力路线。 提示3
01
K σσ=
、132p σσ+=、132q σσ-=
15.正常固结土在试验室做三轴试验测的32(0)C ?'==。 （1）在p q -图上绘出破坏主应力线。
（2）用一个试件做排水试验，先加固结压力3100kpa σ=，再加偏差应力1σ?直至破坏，在p q -图上绘出应力路径、并求破坏时45面上的剪应力。
（3）若该试件在3100kpa σ=固结后，保持1σ不变，减小3σ直至破坏（排水情况），绘出其应力路径。并求破坏时45面上的剪应力。
（4）说明在侧限条件下加荷（即按301K σσ?=?加荷，试件的应力状态总保持301K σσ=状态）土样不会发生剪切破坏。 正常固结土001sin K ?=-
16.有一饱和圆柱型试样，在13100kpa σσ==作用下尚未固结，测得孔隙水压力40u kpa = ，然后沿1σ方向施加应力增量150kpa σ?=，又测得孔隙水压力增量32u kpa ?=，求： （2） 孔隙水压力系数B 和A 。
（3） 求有效应力1σ'和3σ'。
17.已知饱和砂土30?=，做三轴CU 试验。求：
（1）施加围压3200kpa σ=后，排水前的孔隙水压力2u ?及孔压系数B 。
（2）固结后施加轴压力，若破坏时的孔压系数0.2f A =，求破坏时的轴压力及孔隙水压力
1u ?。
（3）根据1u ?确定有效内摩擦角?'。
18.在三轴压缩试验中，试样先在100kpa 压力下等向固结，然后保持侧向压力不变，逐步增大轴向压力到1250kpa σ=。此后保持轴向压力不变，增大侧向压力到3σ，也等于250kpa ，试按一定比例尺在p q -坐标图上画出应力路径，并注明各个转折点的坐标值和应力值，以及各个线段的斜率。
19.一个粘土试件在周围压力为200kpa 的三轴压力室内充分固结，然后对试件做三轴不排水剪切试验。当周压力增至350kpa ，土样内孔隙水压力升高到144kpa ，接着开始对试件施加垂直轴向压力直至破坏。试验量测记录经整理如下表(应力单位为kpa )
(%)
轴向应变ε
周压力轴向压力偏差应力孔隙水压力
孔压系数
)
(破坏()kpa ()kpa ()
kpa ()
kpa 3σ1
σ13
σσ-u A B
24
6
8
10350350350350350350
350551602625632
633
201252275282
283
144
244
240
222
219209
（1）计算试件的不排水抗剪强度指标u C 。
（2）说明孔压系数A 、B 的意义，并根据A 值的变化情况分析该粘性土的应力历史。 20.由钻孔中取出一饱和粘土试样，经手工整形制成一个三轴试件，放入三轴室中测得试件初始孔压为44kpa -，然后将压力室充满水，并施加70kpa 的室压力，进行不固结不排水剪，直至试件破坏，测得破坏时的孔压系数0.2f A =-。如果已测知该土的0C '=、25?'=，
问：该试件的不排水剪强度u C 等于多少？
21.在一软粘土地基上修筑土堤，堤高10m ，若连续快速施工一次筑成时，很可能导致地基土破坏。若改为分期填筑，每次填筑2m ，然后停歇一段时间（例如2~3个月）则土堤可顺利建成。试用土力学原理对上述现象加以解释，并在p q '-图上用有效应力路径表示出两种情况下地基土中的应力变化情况（分析地基内某点再施加荷载前的应力状态时可假设01K =）
。 22.三轴排水试验应力路径如图中AB 线所示，AB 应力路径表示为31/K σσ''??=。求：
'
（1）AB 线与p '轴的夹角。
（2）图中f K '线是摩尔破裂圆顶点连线，若已知土的摩擦角30?'=，10C kpa '=，写出在p q ''-坐标上f K '线的方程，并说明该线的物理意义。
（3）当位于横轴上的A 点的横坐标100p kpa '=，若0.1K =，计算试件破坏时1σ'和3σ'的
值。
23.已知地基中某点的两主应力1300kpa σ=，3100kpa σ=，地基强度指标40C kpa =，
22?=，试问图中AB 面及CD 面的剪应力各为多少？哪个面最接近剪破状态？
1
1
σσ3
σC
4556
24 某饱和黏性土，有无侧限抗压强度试验侧得不排水抗剪强度70u C kpa =，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3150kpa σ=。求当轴向压力为300kpa 时，试件能否发生破坏？
25饱和黏土试样在三轴仪中进行固结不排水试验，破坏时1400kpa σ=,3200kpa σ=，孔隙水压力150f u kpa =，60C kpa '=，30?'=。求破坏面上法向有效应力、剪应力及剪切破坏时的孔隙水压力系数A 。
26某黏土有效强度指标：0C '=，30?'=，作不固结不排水和固结不排水三轴试验。在每一种试验中，三轴周围压力保持不变为2
200/kN m 。试计算：
（1）在不固结不排水试验中，破坏时孔隙水压力是2
120/kN m 。求试验破坏时的有效竖向压力强度是多少？
（2）固结不排水试验测得在破坏时的有效竖向压力强度为2
150/kN m 。求破坏时孔隙水压力为多少？
27 某土工实验室进行应变式直剪试验，数据如表所列。试整理分析得出该土样的抗剪强度
指标。已知剪力盒面积2
30A cm =，应力环系数0.2/0.01K kpa mm =，百分表每格0.01mm =。
表
垂直荷载（kN ） 应力环百分表读数（格）28 某饱和黏性土进行三轴固结不排水试验，3300kpa σ=，孔隙水压力100f u kpa =。已知抗剪指标30?'=，10C kpa '=。求破坏时轴向有效应力1σ'及斯开普顿孔隙水压力系数
A 。
29砂土地基中某点，其最大剪应力及相应的法向应力为150kpa 和300kpa ，若该点发生剪
切破坏。求：
（1）该点的大、小主应力； （2）砂土的内摩擦角；
（3）破坏面上的法向应力和剪应力。
30 某正常固结黏土层，0C '=，30?'=，其固结不排水剪切强度为150kpa 。若该土在固结不排水条件下发生破坏，求有效大、小主应力？
31 建筑物地基上某点的应力为300z kpa σ=，100x kpa σ=，50zx kpa τ=，土的强度指标30?=，0C =。求该点是否剪坏？
32 某饱和黏土试样的直剪仪慢剪试验得30d ?=，20d C kpa =，进行固结快剪试验时，当200p kpa =，90kpa τ=时，土样达极限平衡。 （1）求固结快剪试样中的孔隙水压力f u 。 （2）判断土样是否为正常固结土？为什么？
33某扰动饱和土(0)C C '==进行固结排水试验破坏时，1150kpa σ=，350kpa σ=，进行固结不排水试验破坏时，1250kpa σ=，3160kpa σ=。求?'，cu ?及固结不排水试验中的孔隙水压力系数A 。
34某黏性土试样做不固结不排水试验，关闭排水阀后施加周围压力100kpa ，测孔隙压力为
100kpa ，再施加轴向压力使轴向应力达500kpa 时破坏，测此时孔压为200kpa 。求孔隙
压力系数A 、B 。
35已知土体30?=，60C kpa =，若作用在该土某平面上的总应力为170kpa θσ=，其与该平面正应力夹角为37θ=。试问会不会剪切破坏？
36 某饱和黏性土在三轴仪中进行固结不排水试验，0C '=，30?'=。如果这个试件受到
1300kpa σ=，3200kpa σ=，100u kpa =，求试件是否会破坏？
37.某土体粘聚力10a c kp =，内摩擦角0
20?=，若土体中3100a kp σ=，1220a kp σ=，试用图解法和数解法判断该土体是否处于极限平衡状态？
38.对一组3个饱和粘性土试样进行CIU 试验，3个土样分别在3100a kp σ=、200a kp 、
300a kp 下固结，产生剪切破坏时轴向应力分别是为1220a kp σ=、402a kp 、599a kp ，孔
隙水压力分别为60f a u kp =、132a kp 、204a kp ，试用绘图法求出该土样的总应力强度指
标cu c 、cu ?和有效应力强度指标c '、?'，并求出剪切破坏时孔隙压力系数A 。
39. 某饱和粘性土用CIU 试验得到有效应力强度指标0c '=，030?'=，如果该土样受到
1280a kp σ=和3200a kp σ=的作用时，测得孔隙水压力100a u kp =，问该土样是否会破
坏？
40. 某粘性土有效应力抗剪强度指标0c '=，030?'=，如该土样在围压3150a kp σ=下进行三轴固结排水剪切试验直至破坏，试求破坏时的轴向应力。
41. 已知土的抗剪强度指标100a c kp =，030?=，作用在此土中某平面上的总应力为
0180a kp σ=，080a kp τ=，倾斜角036θ=，试问会不会发生剪切破坏？
42.某条形基础下地基土体中的一点应力为：300z a kp σ=，150x a kp σ=，50a kp τ=。已知土的0
30?=，20a c kp =，问该点是否会剪切破坏？如x σ和z σ不变，τ的值增加70a kp ，则该点又如何？
43.已知作用在两个相互垂直的平面上的正应力分别为1800a kp 和600a kp ，剪应力为
400a kp 。求①大主应力和小主应力；②这两个平面和最大主应力面的夹角？
答案：1.解：
抗剪强度tan 9.8280tan1584.8f C kpa τσ?=+=+?= 8084.8kpa kpa τ=< 该点处于弹性平衡状态。 2.解： 破裂角
903555
452
2902090
452sin 90cot 45
cot 2
C C α?
α?α???=-==+
=-===
++
解之：31.5C kpa =
1
35
()
kpa σ
3.解：
452
2902579024
?
α?α=+
=-=?-= 破裂面上的正应力：
1313
480200280
cos 2cos(257)
2222
340140cos (0.4067)283kpa
σσσσσα+-+=
+
=
+?=+?-= 剪应力：
1311()sin 2280sin(257)127.92
2
kpa τσσα=-=???=
4.解： 饱和软粘土
21331600,8022
tan (45)2tan(45)22
2
180280340u u q C kpa C C kpa
???
σσσ==
===++?+=+=+?=
5.解：
干砂0C =，200tan ,arctan
arctan 33.7300
f f ττσ??σ===
= 破裂角33.7
454561.82
2
?
σ=+=+
= 7.解：
破裂角30
4545602
2
?
σ=+
=+
= 破裂面上的正应力与剪应力
1313
200150200150
cos 2cos(260)
222217525cos (0.5)162.5kpa σσσσσα+-+-=
+
=
+?=+?-=
131
1()sin 250sin(260)21.652
2
kpa τσσα=-=???=
抗剪强度tan 162.5tan3093.8f kpa τσ?===
f ττ<，该点没有剪坏。
8.解：
1311()0.2(200)0.240f f u A σσσσ=-=?-=-
极限平衡面与大主应力面的夹角
4559.52
?
α=+
=
极限平衡面上的剪应力
1131200
1()sin 2sin(259.5)0.43887.52
2
στσσασ-=-=
??=-
极限平衡面上的抗剪强度
13131313
11112cos 2cos 222222002(0.240)200cos(259.5)
22
0.06188.48
f
u σσσσσσσσσαα
σσσσ''''
+-+--'=
+
=
+
+-??--=+?=+
11tan (0.06188.48)tan 2925
0.033129.47
f C τσ?σσ'''=+=+?+=+
令f ττ=有
1110.43887.50.033129.47
535.73kpa
σσσ-=+=
在1535.73kpa σ=时达到极限平衡。 9.解：
（1）破坏时的最大主应力为
2132tan (45)2tan(45)
2
2
30
(300150)tan (45)259.812
C kpa ??σσ'
'
'''=+
++
=-?+
=
剪切面与最大主应力作用面间的夹角为
30
4545602
2
?
α=+
=+
= 破坏面上的剪应力值为
131259.81150
()sin 2sin(260)47.552
2
f kpa τσσα-''=-=
??=
（1） 固结不排水时，对于饱和土1B =,f A 为
13150
1.5400300
f u A σσ?=
==?-?-
10.解：
()
kpa σ()
kpa τ
（1）当3300kpa σ=，3200kpa σ?=，设施加偏应力后的总孔压为u ?，则
22131315tan (45)(300)tan (45)2
2
9003(9003)3006002f u u
u u u
?σσσσσ'
''=+
=-?+
=-??=-=-?+?-=-?
根据孔压公式313[()]u B A σσσ?=?+?-? 对饱和土, 1B =，则
31311()
2000.5(6002200)2009002500u A u u u kpa
u u kpa
σσσσσ?=?+?-??=+?-?-∴?='∴=+?=-?=
1311
()(500300)10022
uu C kpa σσ=
-=?-= 当3400kpa σ=时，3300kpa σ?=
22131331330tan (45)(400)tan (45)2
2
12003(12003)4008002()3000.5(8002300)f u u
u u u
u A u u ?σσσσσσσσ'
''=+
=-?+
=-??=-=-?+?-=-??=?+?-??=+-?
-
1127512002650u kpa
u u kpa
σσ∴?='∴=+?=-?=
1311
()(650400)12522
uu C kpa σσ=
-=-= （2）33300,100kpa kpa σσ=?=设施加偏应力的总孔压为u ?，则
2131330
tan (45)(300)390032
(9002)3006002f u u
u u
σσσσσ''=+
=-??=-??=-=-?-=-? 根据孔压公式有
313313()100(6002100)0.5
175250900255011
()(550300)12522
f uu u A u A u A u kpa kpa
u kpa
C kpa σσσσσσσ?=?+?-??=+-?-=∴?=∴
?==-?==
-=-=
（3）略
11.解：
因为是固结排水试验，所以总应力等于有效应力
313331331331311
[()()]()
22
11
[()()]()
22
p q σσσσσσσσσσσσσ''''''''=+?+-?=+?-?''''''=+?--?=?+?
3
当应力路径线AB 最短时，应力路径与f K '垂直，图示AB '线，则
tan p q
q
θ-= 1313tan σσθσσ''
?-?=''?+?
11331tan 3.731tan σσθ
σθ
σ'??+∴
===?-'? 12.解： 由公式得
tan tan s sat F γα
γβ
'=
又因为
1
11s w
s sat
w
G e
G e e
γγγγ-'=++=+
所以
1tan 2.651tan35
tan 0.292.650.65 1.2
s s s d d e F ?β--=
==++
16.26β=
为使设计经济合理，工程上一般要在下游坝址处设置排水棱体。
13.解：
（1）0K 状态下，1100kpa σ=，30150K kpa σσ==
第5章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
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定 1. 抗剪强度的物理意义及基本理论 土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。 在法向应力不大时，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。 S=c+σtanφ 2. 抗剪强度的试验方法 2.1室内剪切试验 包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。 2.2 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法 (1) 动力触探 沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于） 砂土、碎石土内摩察角标准值Φk (2) 标准贯入试验 国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值fak计算时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N为经杆长修正后的标贯击数）。根据计算成果，N 与Φ的对应关系见下表： N与内摩察角Φ（度）的经验关系表
(3) 静力触探试验 《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。 砂土的内摩察角Φ 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值 该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。 3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据 3.1 土的抗剪强度指标经验数据 (1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系 (2) 不同成因粘性土的力学性质指标 3.2 岩石的抗剪强度指标经验数据
地基土抗剪强度指标Cφ值的确定 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定 1. 抗剪强度的物理意义及基本理论 土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。 在法向应力不大时，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。 S=c+σtanφ 2. 抗剪强度的试验方法 室内剪切试验 包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法 2.2.1 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法 (1) 动力触探 沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于15m） 砂土、碎石土内摩察角标准值Φk
(2) 标准贯入试验 国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=+27计算出的数值实际能较为吻合（N 为经杆长修正后的标贯击数）。根据计算成果，N与Φ的对应关系见下表： N与内摩察角Φ（度）的经验关系表 (3) 静力触探试验 《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。 砂土的内摩察角Φ 2.4.2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值 该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。 3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据 土的抗剪强度指标经验数据 (1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系
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。
第七章土的抗剪强度 一、单项选择题 1. 土体的破坏从本质上讲是由于。 (A) 压坏(B) 拉坏(C) 剪坏 2. 一个饱和粘性土试样，在三轴仪内进行常规固结不排水试验，在恒侧压力下增加竖向应力至破坏， 若土的孔压参数A=1，试问试验过程中有效应力路线ESP线为。 3. 有三种塑性指数不同的土样（Ⅰ）I P>17，（Ⅱ）I P=10，（Ⅲ）I P<7，试问哪一种土的内摩擦角?最大？B (A) （Ⅰ）(B) （Ⅲ）(C) （Ⅱ） 4. 松砂或软土，在剪切破坏时，其体积。C (A) 不会变化(B) 膨胀(C) 缩小 5. 直剪试验土样的破坏面在上下剪切盒之间，三轴试验土样的破坏面。B (A) 与试样顶面夹角呈45?面(B) 与试样顶面夹角呈45?+φ/2面 (C) 与试样顶面夹角呈45?-φ/2面 6. 有一个饱和粘土试样，在室压σ3=70kPa应力下固结，然后在不排水条件下增加轴力（σ1-σ3）至50kPa 时土样发生破坏。若土样的孔隙水压力参数B=1，A=0，试问破坏时的有效大主应力σ1'为。 C (A) 50 kPa (B) 70 kPa (C) 120 kPa 7. 一个饱和粘性土试样，进行三轴固结不排水试验，并测出孔隙水压力，可以得到一个总应力圆和有 效应力圆，则。C (A) 总应力圆大(B) 有效应力圆大(C) 两个应力圆一样大 8. 一个饱和的粘性土试样，在三轴仪内进行不固结不排水试验。试问土样的破坏面。A (A) 与水平面呈45?(B) 与水平面呈60?(C) 与水平面呈75? 9. 饱和的粘性土，在同一竖向荷载p作用下进行快剪、固结快剪和慢剪，试验方法所得的 强度最大。C
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。 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。
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； φ：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φ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
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
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？【答】土的抗剪强度可表达为，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。 2. 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。 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？【答】（1）土的极限平衡条件：即 或 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，且 （2）当为无粘性土（）时，或 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？【答】因为在剪应力最大的平面上，虽然剪应力最大，但是它小于该面 上的抗剪强度，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 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。【答】直剪试验土样的应力状态：；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。 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。【答】孔隙压力系数A为在偏应力增量作用下孔隙压力系数，孔隙压力系数B为在各向应力相等条件下的孔隙压力系数，即土体在等向压缩应力状态时单位围压增量所引起的孔隙压力增量。三轴试验中，先将土样饱和，此时B=1，在UU试验中，总孔隙压力增量为：
第五章 土的抗剪强度 名词解释 1、抗剪强度：指土体抵抗剪切破坏的极限能力。 2、库仑定律：将土的抗剪强度ιf 表示为剪切面上法向应力σ的函数，即φστtan +=c f ， 式中c 、Ф分别为土粘聚力和内摩擦角，该关系式即为库仑定律。 3、莫尔一库仑强度理论：由库仑公式表示莫尔包线的强度理论。 填空: 1．根据莫尔一库仑破坏准则，土的抗剪强度指标包括 和 。 2．莫尔抗剪强度包线的函数表达式是 。 3．土的抗剪强度有两种表达方法：一种是以 表示的抗剪强度总应力法，另一种是以 表示的抗剪强度有效应力法。 4．应力历史相同的一种土，密度变大时，抗剪强度的变化是 ；有效应力增大时，抗剪强度的变化是 。 5．直接剪切仪分为 控制式和 控制式两种，前者是等速推动试样产生位 移，测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移。 6．排水条件对土的抗剪强度有很大影响，实验中模拟土体在现场受到的排水条件，通过控制加荷和剪坏的速度，将直接剪切试验分为快剪、 和 。 7．对于孔隙中充满水的完全饱和土，各向等压条件下的孔隙压力系数等于 ，表明施加的各向等压等于 ；对于干土，各向等压条件下的孔隙压力系数等于 。 8．对于非饱和土，土的饱和度越大，各向等压条件下的孔隙压力系数越 。 参考答案 1．粘聚力，内摩擦角； 2．φστtan +=c f ； 3．总应力，有效应力； 4．增 大，增大；5．应变，应力； 6．固结快剪，慢剪； 7． 1，孔隙水压力，o ；8.大 选择题 1、建立土的极限平衡条件依据的是（ 1 ）。 (1)极限应力圆与抗剪强度包线相切的几何关系； (2)极限应力圆与抗剪强度包线相割的几何关系； (3)整个莫尔圆位于抗剪强度包线的下方的几何关系 (4)静力平衡条件 2、根据有效应力原理，只要（ 2 ）发生变化，土体强度就发生变化 (1)总应力；(2)有效应力；(3)附加应力；(4)自重应力。 3．无侧限抗压强度试验可用来测定土的（ 4 ）。 (1)有效应力抗剪强度指标； (2)固结度； (3)压缩系数； (4)灵敏度。 4．对于高灵敏度饱和软粘土，室内试验测得的强度值与原位土强度的关系是
地基土抗剪强度指标C、0值的确定 1.抗剪强度的物理意义及基本理论 土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。 在法向应力不大时，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。 S=c+（T tan ? 2.抗剪强度的试验方法 2.1室内剪切试验 包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度 制备土样。 2.2除土工试验以外其他确定抗剪强度C、①值的方法 2.2.1根据原位测试数据确定抗剪强度C、①值的经验方法 （1）动力触探 沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于15m） 砂土、碎石土内摩察角标准值①k
（2）标准贯入试验 国外砂土N与①的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193o经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角①的关系（按公式计算））采用①值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用①=（12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用①=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N 为经杆长修正后的标贯击数）。根据计算成果，N与①的对应关系见下表： N与内摩察角①（度）的经验关系表 （3）静力触探试验 《工程地质手册》（第四版）P210,砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。 砂土的内摩察角① 2.4.2根据现场剪切试验确定抗剪强度C、①值 该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234o粗粒混合土的抗剪强度C、①值通过现场剪切试验确定。 3.岩土体抗剪强度指标的经验数据 3.1 土的抗剪强度指标经验数据 （1）砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系 ⑵ 不同成因粘性土的力学性质指标
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
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
卞首蓉1陈贵喜2 （1.三峡电力职业学院建筑工程系，湖北宜昌443000；2.北京振冲股份有限公 司，北京100102） 摘要：土的抗剪强度是土体的重要力学性质之一，作为工程设计重要的基础资料，与工程建筑物的稳定和正常使用有着密切关系。土的抗剪强度指标φ、c是一对随机变量，必须选择合适的统计方法，分析其统计规律，以保证设计取值的合理与可靠，φ、c的相关性影响着工程的可靠度指标；含水量的变化，施工开挖过程等也会对抗剪强度指标值产生明显影响。本文将说明在工程中应用土的抗剪强度参数值应注意的一些问题。 关键词：抗剪强度指标；统计特征；相关性；施工影响；取值 1.引言 土是一种非连续、各向异性明显的多孔松散堆积物，即使是同一土层，其性质仍有一定的差异。它既不是理想的弹性材料，也不是理想的塑性材料，土的三相组成使其工程性质表现相当复杂。 土的抗剪强度是工程设计中极其重要的影响因素，在工程上的应用很广，主要有下列三个方面： (1)地基承载力与地基稳定性； (2)土坡稳定性； (3)挡土墙及地下结构上的土压力。 其间都包含了土的强度值或强度指标的作用。因此，土的抗剪强度指标值的选取将直接影响到分析结果的精度和实际工程的可靠性。 2.土的抗剪强度指标基本值的确定 2.1土的抗剪强度指标φ、c的统计方法 土的抗剪强度指标φ、c值通常是由试验获得的[1,2]，各种仪器的构造与试验方法都不一样，测定的强度值也不同。利用现有的测试设备和技术条件，欲准确测定土的抗剪强度指标是较为困难的，只能作近似模拟。在《规范》(GB5007-2 002)中明确规定一般应选用三轴UU或CU试验测定强度指标。
土的抗剪强度 要的性质之一。本文主要介绍了与土的抗剪强度的有关的试验，并对于相关试验优缺点进行评价分析。 1. 概述 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。在土力学中，采用摩尔-库仑强度准则，用内摩擦角和内聚力两个指标描述土的抗剪强度规律，即在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长的规律。土的抗剪强度在计算承载力、评价地基稳定性以及计算挡土墙土压力时，都有重要的应用。因此，正确的测定土的抗剪强度，对于计算和评价土体的性质有重要的意义。根据土体受力面和受力方式不同，测定土的抗剪强度的方法和仪器也不同，目前常用的方法主要有室内的直接剪切试验、无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验及原位的十字板剪切试验等。本文主要针对直接剪切试验和三轴压缩试验进行分析对比。 2. 实验室测定土的抗剪强度的方法 实验室测定土的抗剪强度主要通过直接剪切试验和三轴压缩试验，其对应的仪器为直接剪切仪和三轴压缩仪。 2.1 直接剪切试验。
直接剪切试验是在某一预订的面上剪切土的试件，测定该面上的剪应力和抗剪强度的试验。我国目前普遍采用的是应变控制式直剪仪，如图1，对试样施加某一法向应力，然后等速推动下盒，使试样在沿上下盒之间的水平面上受剪直至破坏，剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环而确定。根据试样在剪切过程中剪应力与剪切位移之间的关系曲线，如图2（2-a），可以确定抗剪强度f。通常同一种土取4个试样，分别在不同的法向应力下剪切破坏，可将试验结果绘制成如图2（2-b）所示的抗剪强度f与法向应力之间的关系曲线。 按照剪切前土的固结程度，剪切时排水的条件以及剪切加荷的快慢，直接剪切试验方法可分3种： （1）快剪试验(不排水剪) 。对试样施加竖向压力后，立即快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。一般从加荷到剪坏只用3～5min。由于剪切速率快，可认为整个过程不排水。 （2）固结快剪试验(固结不排水剪) 。在法向压力下试样充分排水，待完全固结后，再快速施加水平剪力使试样剪切破坏。 （3)慢剪试验(排水剪) 。对试样施加竖向压力后，给予充分时间，使试样孔隙中的水全部排出而达到完全固结，再以缓慢的速率施加水平剪应力直至试样剪切破坏，从而使试样在受剪过程中一直充分排水和产
地基土抗剪强度指标C、0值的确定 1. 抗剪强度的物理意义及基本理论 土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗 剪强度。土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。 在法向应力不大时，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。 S=c+(T tan ? 2. 抗剪强度的试验方法 2.1室内剪切试验 包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度 制备土样。 2.2除土工试验以外其他确定抗剪强度C、①值的方法 2.2.1根据原位测试数据确定抗剪强度C、①值的经验方法 (1)动力触探 沈阳地区《建筑地基基础技术规范》(DB21-907-96)资料(深度范围不大于15m) 砂土、碎石土内摩察角标准值①k
(2)标准贯入试验
国外砂土N与①的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193o经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角①的关系（按公式计算））采用①值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用①= （12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用①=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N 为经杆长修正后的标贯击数）。根据计算成果，N与①的对应关系见下表： N与内摩察角①（度）的经验关系表 （3）静力触探试验 《工程地质手册》（第四版）P210,砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。 砂土的内摩察角① 该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234o粗粒混合土的抗剪强度C、①值通过现场剪切试验确定。 3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据 3.1 土的抗剪强度指标经验数据 （1）砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系 ⑵ 不同成因粘性土的力学性质指标
地基土抗剪强度指标 cφ值的确定 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定 1. 抗剪强度的物理意义及基本理论 土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。 在法向应力不大时，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。 S=c+σtanφ 2. 抗剪强度的试验方法 室内剪切试验 包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法 2.2.1 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法 (1) 动力触探 沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于 15m） 砂土、碎石土内摩察角标准值Φ k
(2) 标准贯入试验 国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。经试算（详见国外砂土标贯击 计算 数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值f ak 时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=+27计算出的数值实际能较为吻合（N为经杆长修正后的标贯击数）。根据计算成果，N与Φ的对应关系见下表： N与内摩察角Φ（度）的经验关系表 (3) 静力触探试验 《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。 砂土的内摩察角Φ 2.4.2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值 该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。 3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据 土的抗剪强度指标经验数据 (1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系
第四章土的抗剪强度（4学时） 内容提要 1．土的抗剪强度及其破坏准则； 2．土的极限平衡条件； 3．土的抗剪强度指标的测定； 4. 强度指标的表达方法及指标的选用。 能力培养要求 1．掌握测定土的抗剪强度指标的试验仪器和试验方法。 2．会用土中一点的极限平衡条件式，判别土所处的应力状态。 3．会用库仑定律判别土的状态。 4．掌握强度指标的选用。 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 第一节土的抗剪强度及其破坏准则 教学目标 1．理解直接剪切试验与抗剪强度定律。 2．理解抗剪强度指标c、φ及其影响因素。 教学内容设计及安排 一、土的强度与破坏形式 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。 二、土的抗剪强度规律----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τf――土的抗剪强度，kPa； σ――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σ 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（σ tan ?）构成；对于粘性土，其抗剪强度由摩擦力 （σ tan ?）和粘聚力（c ）两部分构成。 三、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。 第二节 土的极限平衡条件 教学目标 1．掌握土中一点的极限平衡条件及其土中一点的应力状态的判定。 2．了解摩尔----库仑强度准则。 教学内容设计及安排 一、土中一点的应力状态 现以平面课题为例分析土中某点的应力状态。设作用 在单元体上的大、小主应力分别为σ1和σ3， 在单元体上任
第6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。 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、。