土力学综合练习B及参考答案.doc

综合练习B及参考答案

一、简答题
1．什么是库仑抗剪强度理论，什么是莫尔-库仑破坏准则，什么是土的极限平衡条件？（考虑任选2问）
(1)库仑抗剪强度理论确定了砂土和粘性土的抗剪强度分别为：
砂土：             
粘性土：。      
(2)莫尔-库仑破坏准则把莫尔应力圆与库仑抗剪强度线相切时的应力状态，即时的极限平衡状态作为土的破坏准则。   
(3)当土的强度指标，为已知，若土中某点的大小主应力和满足如下关系式时，则该土正好处于极限平衡或破坏状态，该判定条件即为土的极限平衡条件。
，或      

2．简述砂土液化。
对于饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，由于时间短来不及向外排水，因此就产生了很大的孔隙水应力。按有效应力原理， ，当动荷载引起的超静孔隙水应力u达到时，则有效应力，其抗剪强度，无粘性土地基将丧失其承载力，土坡将流动塌方。

3．土体中发生剪切破坏的平面，是不是剪应力最大的平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成什么角度？
土体中发生剪切破坏的平面，一般不是剪应力最大的平面。      
只有当 =0时，剪切破坏面才与最大剪应力面一致。        
在一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成角度    

4．试在挡土墙的位移与土压力关系的坐标上，定性表示出土压力与墙身位移的关系曲线示意图，并注明土体所处的状态以及几个特定状态时土压力的名称。

Ea:主动土压力状态，E0:被动土压力状态，Ep:静止土压力状态。

5．扼要阐述朗肯土压力理论和库仑土压力理论的主要区别。
朗肯理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力．要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大．   
库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力．墙背可以倾斜，粗糙填土表面可倾斜，计算结果主动压力满足要求，而被动压力误差较大．       
朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏，达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡。       

6．主动土压力是土压力中的最小值，为什么在库仑土压力理论公式推导中却要找最大的Ea值作为主动土压力？
库仑土压力理论公式推导中，主动土压力Ea可以看作是滑动块体在自重作用下克服滑动面上的摩擦力而向前滑动的力，当Ea越大，块体向下滑动的可能性也越大，所以产生最大Ea值的滑动面就是实际发生的真正滑动面。

7．土坡发生滑动的滑动面有哪几种形式？分别发生在何种情况？列举3种粘性土坡的稳定安全系数计算方法？（考虑任选2问）
土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面。             
圆弧滑动通常发生在较均质的粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合滑动面发生在土坡土质很不均匀的土坡中。          
粘性土坡的稳定安全系数计算方法有：φ＝0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法等。        

8．地基破坏的型式有哪几种？未修正的太沙基极限承载力公式适用于哪种破坏型式的地基？利用太沙基极限承载力公式具体说明地下水位的位置对承载力是如何的影响？（考虑任选2问）
地基破坏的型式有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏． 
未修正的太沙基极限承载力公式适用于整体剪切破坏的条形基础的地基。       
太沙基极限承载力公式。 
地下水位埋深较大时，式中第1、2项中的γ均不受影响； 
若地下水位在基底处，则第1项中的γ应用浮容重，承载力降低；  
若地下水位上升到地面处或以上时，则第1、2项中的γ均应用浮容重，承载力进一步降低。

9．现有一砂土地基,基础埋深 2 m,如果土的,和与含水量的变化无关,问: 当地下水位从很深处上升到基础底面时,相应的临塑荷载和极限荷载有何变化,为什么?
临塑荷载不发生变化，    
极限荷载减小。          

二、计算题
1．地基内某点的大主应力为５５０kＰａ，小主应力为３００kＰａ，孔隙水应力为１００kＰａ。土的有效凝聚力为c'=2０kＰａ，有效内摩擦角φ'=24°。判断该点是否达到破坏状态。
б1＇＝б1-u=550-100=450kpa  б3＇=б3-u=300-100=200kpa  
令 б1f’=б1＇=450 kpa
б3f’＝tg2(45-ø＇／2)-2c×tg(45-ø＇2)
＝450×tg2(45-24／2)-2×20×tg(45-24／2)
＝450×0.422－40×0.649＝163.9kPa＜б3＇      
所以该点稳定．     

2．一粘土样进行固结不排水剪切试验，施加围压=200 kPa，试件破坏时主应力差=280 kPa。如果破坏面与水平面夹角=57°，求内摩擦角及破坏面上的法向应力和剪应力。
=57°，=24°    
破坏面上的法向应力为
==283 kPa     
破坏面上的剪应力为
==127.9 kPa         

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

=           

4．某完全饱和土样，已知土的抗剪强度指标为=35 kPa，=0°;=12 kPa,=12°;=3 kPa，=28°，问：
(1) 若该土样在＝200 kPa作用下进行三轴固结不排水试验，则破坏时的约为多少？
(２) 在＝2５0 kPa, =400 kPa,=160 kPa时土样可能破裂面上的剪应力是多少？土样是否会被破坏？请计算说明。
(1)=
=
=334.6 kPa    
(2)=250-160=90 kPa, =400-160=240 kPa  
    破裂角=45+(28/2)=59    
    ==66.2 kPa       
   ==130 kPa 
       =3+130=72 kPa > =66.2,不会破坏    

  5．墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10ｍ，两层填土的性质指标如下图所示，上层粘土厚度5m，试求作用在墙背上总的主动土压力大小，并绘出压力分布图（不必求土压力作用点）

对第一层土
m
各点的主动土压力:
B点交界面上：ea1=r1H1ka1－2c=20×5×tg232.5-2×10×tg32.5=27.8 kPa
B点交界面下：ea2=r1H1 ka2－2c2=20×5×tg230-0=33.3 kPa
C点： ea3=（r1H1＋r2H2）ka2－2c2=（20×5＋18×5）×tg230-0=63.3 kPa
总的主动土压力为:
Ea=0.5×3.43×27.8＋0.5×5×（33.3+63.3）=289 kN/m