第五章土的强度理论

《土力学》第七章习题集及详细解答23页

《土力学》第七章习题集及详细解答 第7章土的抗剪强度 一、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。 二、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 (B)某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度 (C)在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度 (D)在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度 2. 土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为( )。 (A)(B)(C) (D) 3. 土中一点发生剪切破坏时，破裂面与大主应力作用面的夹角为( )。 (A)(B)(C) (D) 4. 无粘性土的特征之一是( )。 (A)塑性指数(B)孔隙比(C)灵敏度较高(D)粘聚力 5. 在下列影响土的抗剪强度的因素中，最重要的因素是试验时的( )。 (A)排水条件（B）剪切速率 (C)应力状态 (D)应力历史

第7章 应力状态和强度理论 (答案)

7.1已知应力状态如图所示（单位：MPa ），试求： ⑴指定斜截面上的应力； ⑵主应力； ⑶在单元体上绘出主平面位置及主应力方向； ⑷最大切应力。 解： 100x MPa σ= 200y MPa σ= 100x MPa τ= 0 30α=- （1）cos 2sin 2211.622 x y x y x ασσσσ σατα+-= + -=sin 2cos 293.32 x y x MPa ασστατα-=+= （2）max 261.82 x y MPa σσσ+= = min 38.22x y MPa σσσ+== MPa 8.2611=σ MPa 2.382=σ 03=σ （3）13 max 130.92 MPa σστ-== 7.2扭矩m kN T ?=5.2作用在直径mm D 60=的钢轴上，试求圆轴表面上任一点与母线成 30=α方向上的正应变。设E=200GPa, 0.3υ=。 解：表面上任一点处切应力为： max 59P T MPa W τ= = 表面上任一点处单元体应力状态如图 30sin 251MPa στα=-=- 120sin 251MPa στα=-= () 00430301201 3.310E εσυσ-= -=? 2 στ τ

7.3用电阻应变仪测得空心钢轴表面某点与母线成 45方向上的正应变4 100.2-?=ε，已知转速min /120r ，G=80GPa ，试求轴所传 递的功率。 解：表面任一点处应力为 max 9550P P P T n W W τ== max 9550 P W n P τ∴= 纯剪切应力状态下，0 45斜截面上三个主应力为：1στ= 20σ= 3στ=- 由广义胡克定律 ()113 1 1E E υ εσυστ+= -= 又()21E G υ= +V 2G τε∴= 代入max 9550 P W n P τ= ，得109.4P KW = 7.4图示为一钢质圆杆，直径mm D 20=，已知A 点与水平线成 60 方向上的正应变4 60101.4-?= ε，E=200GPa ，0.3υ=， 试求荷载P 。 解：0P A σ= 204D P πσ=? 斜截面上 02 060cos 4 σσσα== 2001503cos 4 σσσα== 由广义胡克定律 () 0006015060134E E υεσυσσ-= -= 将060043E εσυ = -代入2 04 D P πσ=? 解得P=36.2KN

土力学习题集答案-第七章

第7章土的抗剪强度 指标实质上是抗剪强度参数，也就是土的强度指标，为什么？ 定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？ 平衡条件？粘性土和粉土与无粘性土的表达式有何不同？ 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？ 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。 验三种方法和三轴压缩试验三种方法的异同点和适用性。 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。 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？ 强度的因素有哪些？ 剪应力面是否就是剪切破裂面？二者何时一致？ 同的试验方法会有不同的土的强度，工程上如何选用？ 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？ 度指标是什么?通常通过哪些室内试验、原位测试测定? 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？ 的优缺点。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 坏的极限能力称为土的___ _ ____。 剪强度来源于____ _______。 力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为。 抗剪强度库仑定律的总应力的表达式，有效 。 度指标包括、。 量越大，其内摩擦角越。 ，，该点最大剪应力值为，与主应力的夹角为。 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。 ，，该点最大剪应力作用面上的法向应力为，剪应力为 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。 2005年招收硕士学位研究生试题】 排水条件可分为、、三种。

水泥稳定土 稳定砂砾的区别

水泥稳定土、稳定砂砾、有什么区别？ 水泥稳定土、稳定砂砾、稳定粒料有什么区别？ 一、水泥稳定土作为道路路基的主基层，它的强度是比较稳定的，且受水分的影响不大，其强度越高，稳定 土经过水泥稳定后能获得重要的技术指标，如抗压强度，抗弯拉强度和承载比等数值。它的强度来源既取决接的。从改变土的固有性质，使土具有新的，稳定的质量方面来讲，它只起着量变的作用。 二、水泥稳定砂砾基层是在砂砾中掺加一定剂量的水泥和水，经拌和得到的混合料，在压实、养生后形成具有较就地取材、施工简便、造价较低的优点。水泥剂量一般为水泥砂砾总质量的3%至5%左右，砂砾质量较差的可 三、水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水稳水泥用面坚实，是高级路面的理想基层材料。 水稳混合料组成设计 采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。 首先，实验室通过经过一定数量的原材料试验，进行配合比设计、击实实验，确定最大干密度和最佳含水量 附： ”基层（底基层）施工技术 基层可分为无机结合料稳定类和粒料类，前者又称为半刚性或整体性型，包括水泥稳定类、石灰稳定类和综合稳半刚性基础材料的显著特点是：整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好，而且比较经济。在我国，半刚性材料”半刚性基层材料的强度形成原理及缩裂特性 ”石灰稳定类材料的强度形成原理 包括石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石土。其强度形成主要指石灰于细粒土的相互作用。石灰加入土中，发生强烈变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高土的强度与稳定性。

第7章土的抗剪强度.

第7章土的抗剪强度 、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i 30kPa， 3 10kPa，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q u ,则土的不固结不排水抗剪强度指标 9. 已知土中某点i 60kPa， 3 20kPa，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 (B) 某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度 (C) 在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度 (D) 在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度 2. 土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为()。 0 0 0 0 (A) 45 (B) 45 —(C) 45 (D) 45 - 2 2 3. 土中一点发生剪切破坏时，破裂面与大主应力作用面的夹角为()。

土的抗剪强度

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

《土质学与土力学》7土的抗剪强度

土质学与土力学 7土的抗剪强度 《土质学与土力学》 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的情况；土粒表面越粗糙，棱角越多，密实度越大，则土的内摩擦系数大。 粘性土的内聚力c 取决于土粒间的连结程度；内摩擦力（σφtg ）较小。

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。 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；

水泥土抗压强度经验公式研究.

水泥土抗压强度经验公式研究 许宏发1 马军庆2 华中民1 赵佩胜 1 (1. 解放军理工大学工程兵工程学院南京市210007 2. 武警工程学院建筑工程系西安市710086 提要水泥土目前被广泛的应用于水利工程、建筑工程以及道路工程, 但由于水泥土抗压强度的影响因素很多, 需要作大量的实验, 费时费力。该文在前人试验工作的基础上, 通过曲线拟合方法, 定量分析了水泥土抗压强度与土质、水泥掺入量、龄期等的关系, 得到了水泥土强度经验公式。该公式在南通人防大厦基坑锚拉水泥土挡墙支护设计中得到验证, 具有一定的理论意义和实用价值。 关键词水泥土抗压强度水泥土挡墙经验公式基坑设计 Study on Empirical Formula of 2Xu H ong fa 1 Ma Junqing 2 1 1 (1. Engineering C of Science &T echnology 2. ,Engineering C ollege of Armed P olice F orce

Abstract 2has been widely applied to hydraulic engineering , architectural engineering as well as highway engineering at present , but it must take a lot of time and energy to do cement 2s oil com pressive strength experiment ,because there are many influential factors on cement 2s oil com pressive strength. Based on previous w orks ,by means of nonlinear curve fitting methods , this paper quantitatively analyzes the in fluence of s oil types , the mixed quantities of cement and ageing etc. on the cement 2s oil com pressive strength. An em pirical formula of cement 2s oil com pressive strength is established. And it is certified by the design with cement 2s oil retaining wall and anchor for foundation pit in Nantong civil air defense building. It has certain theoretical meaning and practical value. K eyw ords cement 2s oil ;com pressive strength ;cement 2s oil retaining wall ;em pirical formula ;design for founda 2tion pit 作者简介:许宏发(1964- , 男, 教授、博士, 从事岩土工程、地下工程方面的教学和科研工作。收稿日期:2008-09-26 1前言 水泥土以及各种工艺所形成的水泥土桩体, 由于其材料来源广泛、性能良好、价格低廉而被广泛应用于水利工程防渗、护坡, 建筑工程的地基基础、基坑防渗、挡土墙护坡以及道路工程的路基改良加固等[1～6]。近年来, 在我国分布有软土的地区, 如浙江、江苏、上海、天津、福建、广东、云南、湖北、山东、海南以及台湾等地, 得到了广泛应用, 发展迅速, 已 经取得了良好的经济效益和社会效益[2,6] 。水泥加固土(简称水泥土的物理力学性质与被加固土性质、状态、水泥掺入比、养护龄期、外掺剂、水泥品种、 水泥级别等因素有关

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

5土的强度理论.

教案表头： 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 2 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。 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。

3 三、土中某点的应力状态 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，在单元体上任取一截面mn，mn平面与大主应力σ1作用面成α角，其上作用有剪应力τ和法向应力σ。 根据楔体abc静力平衡条件可得 这就是莫尔应力圆： 圆心O――[1/2(σ1＋σ3) , 0] 半径——1/2(σ1－σ3) 【讨论】：土中某点的应力状态可用莫尔应力 圆描述即莫尔应力圆上每一点都代表一个斜平面， 该面与大主应力作用面的夹角为α。 四、土的极限平衡条件 把莫尔应力圆与库仑抗剪强度包线绘于同一坐 标系中（如下图），按其相对位置判别某点所处的应 力状态。 1．应力圆Ⅰ与强度包线相离，即τ<τf ，该点 处于弹性平衡状态。

常用水泥的主要特性和适用范围

常用水泥的主要特性和适用范围 硅酸盐水泥的性质、应用与存放 （一）硅酸盐水泥的性质与应用 1、早期及后期强度均高：适用于预制和现浇的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、预应力混凝土工程等。 2、抗冻性好：适用于严寒地区和抗冻性要求高的混凝土工程。 3、耐腐蚀性差：不宜用于受流动软水和压力水作用的工程，也不宜用于受海水和其它腐蚀性介质作用的工程。 4、水化热高：不宜用于大体积混凝土工程。 5、抗炭化性好：适合用于二氧化碳浓度较高的环境，如翻砂、铸造车间等。 6、耐热性差：不得用于耐热混凝土工程。 7、干缩小：可用于干燥环境。 8、耐磨性好：可用于道路与地面工程。 酸盐水泥的运输与储存 水泥在运输过程中，须防潮与防水。散装水泥须分库储存，袋装水泥的堆放高度不得超过十袋；水泥不宜久存，超过三个月的水泥须重新试验，确定其标号。 ①普通硅酸盐水泥的主要特性和适用范围： （一）主要特性：a、比重为3～3．2，容重为1100～1300公斤／立方米；b、早期强度增长快，在标准养护条件下，3天的抗压强度可达28天强度的40％左右； C、水化热高，在低温情况下（ 4～10 t）强度进展很快，耐冻性好；d、和易性好；e、抗腐蚀性差。 （二）适用范围：普通水泥适用于混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土的地上、地下和水中结构（其中包括受反复冰冻作用的结构）以及需要早期达到要求强度的结构，配制耐热混凝土等，但不宜用于大体积混凝土工程及受侵蚀的结构中。 ②矿渣水泥的特性及适用范围： （一）主要特性：a、比重为2．85～3，容重为850～1150公斤/立方米；b、早期强度比同标号普通水泥低，但后期强度增长较快；C、水化热较低，耐冻性较差，在低温环境中强度增长较慢；d、需水量比普通水泥大5％，所以干缩性也较大；e、耐热性较好。

第5章 土的抗剪强度

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

第七章复杂应力和强度理论.

第七章复杂应力和强度理论 本章重点内容及对学生的要求： （1）主平面、主应力以及一点处的应力状态的概念和三种应力状态； （2）构件在二向应力状态下的解析法应力分析； （3）第一、第三和第四强度理论的概念以及相当应力的表达式； （4）弯扭组合的强度计算。 第一节应力状态与二向应力状态分析 1、问题的引出（questions） 前几章我们讨论构件的拉压、弯曲、剪切与扭转的强度时，计算的是杆横截面上的应力，受力状态比较简单，而当构件内危险点处的应力不是单一的一种应力，或者是过该点的两个相互垂直的截面内都有正应力，我们该怎么处理？（利用教材Page.120的例子和相关的图形进行说明） 2、一点的应力状态（state of stress at a given point） 一点处的应力状况就是指构件受力后，过一点有无数的截面，这一点的各个截面上应力情况的集合，称为这点的应力状态。 3、单元体 常采用围绕所要研究点的周围取出一个微小的正六面体，单元体，在知道了单元体的三个相互垂直的平面上的应力后，单元体上的任一斜截面上的应力都可以通过截面法求出。 单元体定义：构件内点的代表物，是包围被研究点的无限小的几何体，常用正六面体。 单元体的性质：a、在两个相互平行面上，应力均布； b、在两个相互平行面上，应力相等。 如果单元体的截取方法改变，那么单元体上的应力也随之改变（如图7－1所示），但是之间存在一定的关系，我们可以从一个单元体上的应力求出另一个与其方位不同的单元体上的应力。此即本节的理论基础。即主要解决从利用静力平衡求得已知应力状态的构件横截面相关的单元体确定主平面的位置和应力状况。 图7－1 不同方位截取的单元体上的应力图7－2三个主应力表示一点的应力状态 4、一点处的应力表达和主平面 在单元体上的三个相互垂直的平面上即可能是正应力，剪应力或者二者的组合。

土的强度理论与强度指标

第二节 土的强度理论与强度指标 一、抗剪强度的库仑定律（剪切定律） 1776年 法国学者 土体发生剪切破坏时，将沿着其内部某一曲面产生相对滑对，而该滑动面上的剪应力就等于土的抗剪强度。1776年 法国学者在法向应力变化范围不大时，根据砂土的试验，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：?στtg f ?= 粘性土：c tg f +?=?στ 式中：f τ：土的抗剪强度，Kpa ； σ：剪切面的法向压力，Kpa ； ?tg ：土的内摩擦系数； ?：土的内摩擦角，度； c ：土的内聚力，Kpa 。 ?σtg ：内摩擦力。 库仑定律说明： （1）土的抗剪强度由土的内摩擦力?σtg 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?tg 。 （3）抗剪强度指标：土的内摩擦角?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的情况；土粒表面越粗糙，棱角越多，密实度越大，则土的内摩擦系数大。 粘性土的内聚力c 取决于土粒间的连结程度；内摩擦力（φσtg ）较小。 二、土的抗剪强度的构成 粘性土的抗剪强度则由内摩阻力和粘聚力两个部分组成。 内摩阻力包括土粒之间的表面摩擦力和由于土粒之间的连锁作用而产生的咬合力。

咬合力是当土体相结滑动时，将嵌在其它颗粒之间的土粒拔出所需的力，土越密实，连锁作用越强。 粘聚力包括有原始粘聚力、固化粘聚力及毛细粘聚力。 原始粘聚力：由于土粒间水膜受到相邻土粒之间的电分子引力而形成的，可以恢复其中的一部分或全部。 固化粘聚力：由于土中化合物的胶结作用而形成的，不能恢复。 毛细粘聚力：由于毛细压力所引起的，一般可忽略不计。 三、土的强度理论－极限平衡理论（莫尔～库仑破坏标准） 1910年摩尔提出材料的破坏是剪切破坏，且： )(στf i = 得到了一条曲线，称为摩尔包线。 1）．莫尔～库仑破坏理论：以库仑公式φστtg f ?=+c 作为抗剪强度公式。根据剪应力是否达到抗剪强度（τ＝τf ）作为破坏标准的理论就称为莫尔～库仑破坏理论。 2）．莫尔～库仑破坏准则（标准）：研究莫尔～库仑破坏理论如何直接用主应力表示，这就是莫尔～库仑破坏准则，也称土的极限平衡条件。 1.单元体上的应力和应力圆 任取某一单元土体，其面积为dxdz ，在单元体上任取某一截面，则得公式： ?? ???-=-++=ασστασσσσσ2sin )(212cos )(21)(21313131 式中：σ：任一截面mn 上的法向应力（Kpa ）； τ：任一截面mn 上的剪应力（Kpa ）； σ1：最大主应力； σ3：最小主应力； α：截面与最小主应力作用方向的夹角。 上述应力间的关系也可用应力圆（莫尔圆）表示。 将上两式变为：?? ???-=-=+-ασστασσσσσ2sin )(212cos )(21)(21313131

土力学课程第七章土的抗剪强度习题附参考答案

土力学课程第七章土的抗剪强度习题 附参考答案 摘要 一、填空题（共14小题） 二、选择题（共37小题） 三、判断改错题（共14小题） 四、简答题（共5小题） 五、计算题（共24小题） 参考答案

土力学课程第七章土的抗剪强度习题 附参考答案 一、填空题（共14小题） 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。 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。 二、选择题（共37小题）

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 (B)某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度 (C)在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度 (D)在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度 2. 土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为( )。 (A) (B)(C) (D) 3. 土中一点发生剪切破坏时，破裂面与大主应力作用面的夹角为( )。 (A) (B)(C) (D) 4. 无粘性土的特征之一是( )。 (A)塑性指数(B)孔隙比(C)灵敏度较高(D)粘聚力 5. 在下列影响土的抗剪强度的因素中，最重要的因素是试验时的( )。 (A)排水条件（B）剪切速率(C)应力状态 (D)应力历史 6．下列说法中正确的是( ) (A)土的抗剪强度与该面上的总正应力成正比 (B)土的抗剪强度与该面上的有效正应力成正比 (C)剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上 (D)破裂面与小主应力作用面的夹角为 7. 饱和软粘土的不排水抗剪强度等于其无侧限抗压强度试验的（）。 (A)2倍(B)1倍(C)1/2倍 (D)1/4倍 8. 软粘土的灵敏度可用（）测定。

水泥的基本性能..

硅酸盐水泥熟料的矿物组成 1、硅酸三钙是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物成分，遇水时水化反应速度快， 水化热大，凝结硬化快，其水化产物表现为早期强度高。硅酸三钙是主要赋予硅酸盐水泥早期强度的矿物。 2、硅酸二钙是硅酸盐水泥中的主要矿物，遇水时水化反应速度慢，水化热很 低，其水化产物表现为早期强度低而后期强度增进较高。硅酸二钙是决定硅酸盐水泥后期强度的矿物。 3、铝酸三钙遇水时水化反应极快，水化热很大，水化产物的强度很低。铝酸 三钙主要影响硅酸盐水泥的凝结时间，同时也是水化热的主要来源。由于在煅烧过程中，铝酸三钙的熔融物是生成硅酸三钙的基因，故被列为“熔媒矿物”。 4、铁铝酸四钙遇水时水化反应速度快，水化热低，水化产物的强度也很低。 由于在煅烧熔融阶段有助于硅酸三钙的生成，同样属于“熔媒矿物”。 硅酸盐水泥的技术要求 按国家标准规定，硅酸盐水泥应确保九项技术要求：水泥中的不熔物、氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量和碱含量，均不得超限；水泥的细度、凝结时间、安定性和强度，均必须达标。

掺加混合材料的硅酸盐水泥 1、普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、适量石膏磨细 制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥，代号P·O。 2、矿渣水泥凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水 硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥），代号P·S。 3、火山灰水泥凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制 成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号P·P。 4、粉煤灰水泥凡由硅酸盐熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝 材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥）,代号P·F。 5、复合水泥凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量 石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P·C。 除普通硅酸盐水泥的上述四种水泥，其组成物料与普通硅酸盐水泥比较，虽然都有硅酸盐水泥熟料和适量石膏但它们的混合材料掺加量较多，且品种不同。因此在使用性能方面，矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合水泥，与普通水泥明显不同。由于这四种水泥的共同点是熟料的相对减少，因此，凝结硬化速度较慢，早期强度较低；水化放热速度慢，发热量低；由于生成的氢氧化钙较少，在与混合材料化合时又耗去很多，故抵抗软水及硫酸盐介质的侵蚀能力较强。由于这四种水泥的共同点是掺加混合材料较多，因此其抗碳化、耐磨、抗冻等性能显差，干缩量也较高。此外，由于这四种水泥的混合材料品种不同，导致他们在性能上也有所差异。如矿渣水泥泌水显

水泥土与石灰土

石灰土 石灰土又称石灰稳定土，即在土中掺入一定量的石灰（一般为土质量的3%~5.5%）和水均匀搅拌而成，该稳定土有良好的板体性，但其水稳性、抗冻性及早期强度较其他无机结合料低。石灰土还有个最明显的劣势：即干缩及温缩特性十分明显，容易导致道路基层开裂。故现阶段，石灰土已严禁用于高等级道路基层，如高速公路、一级公路、二级公路及城市快速路、主干路。但可以用于各级道路的底基层。其适用性不如水泥稳定土。 石灰稳定土中的火山灰反应是土中活性硅、铝物质与石灰提供的游离钙之间的化学反应。石灰与土的离子交换作用、絮凝团聚作用，加上石灰本身的剥离、结晶和碳化作用，使稳定土在结构上发生了明显的变化，土颗粒“丛生”在一起，成为颗粒较大的“聚集体”稳定土的密度也随之发生了变化。 石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层，也可用作二级和二级以下公路的基层，但石灰土不得用作二级的基层和二级以上公路高级路面的基层。 石灰土基层洒水养护时间不应小于7天。 石灰土基层不应在冬期施工，施工期的日最低气温应在 5 ℃以上。石灰稳定土类材料宜在冬期开始前30-45天完成施工。石灰土基层应在第一次重冰冻（—3℃~—5 ℃）到来之前一个月到一个半月完成。石灰土基层养生期进人冬期，应在石灰土内掺加防冻剂，如掺加3%~6%的硝盐。 水泥土 水泥稳定土可适用于各级公路的基层和底基层，但水泥稳定细粒土不得用做二级和二 级以上公路高级路面的基层。水泥稳定中粒土和粗粒土用做基层时，水泥稳定土的水泥剂量一般在3%左右，不超过6%。必要时，应首先改善集料的级配，然后用水泥稳定。 在只能使用水泥稳定细粒土做基层时或水泥稳定集料的强度要求明显大于规定时，水 泥剂量不受此限制。 水泥稳定土结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期的日最低气温应在5℃以上，在有冰冻的地区，并应在第1次重冰冻（-3~-5℃）到来之前半个月到一个月完成。 水泥土因为水化和结硬左右比较快，施工期短，水泥稳定土基层必须保湿养护，防止忽干忽湿，常温下应经7d养护，方可在其上铺筑上层。 水泥土与石灰土作为低等级路面基层施工适用范围差异不大，且对施工环境及养护方式要求相似。

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。