第5章土的抗剪强度试题及答案
土力学地基基础章节计算题及答案
章节习题及答案第一章 土的物理性质1 有一块体积为60 cm 3的原状土样，重 N, 烘干后 N 。
已只土粒比重（相对密度）s G =。
求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d、饱和重度sat、浮重度’、孔隙比e 及饱和度S r解：分析：由W 和V 可算得，由W s 和V 可算得d，加上G s ，共已知3个指标，故题目可解。
363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ 363s d kN/m 2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ 3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs s G G%5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12) %71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14) 注意：1．使用国际单位制； 2．w为已知条件，w=10kN/m 3；3．注意求解顺序，条件具备这先做； 4．注意各的取值范围。
2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，使其含水量增至15%，试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解：分析：加水前后M s 不变。
于是：加水前： 1000%5s s =⨯+M M （1）加水后： w s s 1000%15M M M ∆+=⨯+ （2）由（1）得：kg 952s =M ，代入（2）得： kg 2.95w =∆M 注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，swM M w =。
3 用某种土筑堤，土的含水量w ＝15％，土粒比重G s ＝。
分层夯实，每层先填0.5m ，其重度等＝16kN/ m 3，夯实达到饱和度r S ＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。
解：分析：压实前后W s 、V s 、w 不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ，则压实前后h s 不变，于是有：2211s 11e he h h +=+=（1） 由题给关系，求出：919.0116)15.01(1067.21)1(s 1=-+⨯⨯=-+=γγw e 471.085.015.067.2s 2=⨯==r S w G e 代入（1）式，得： m 383.05.0919.01471.011)1(1122=⨯++=++=e h e h4 某砂土的重度s γ＝17 kN/ m 3，含水量w ＝%，土粒重度s γ＝ kN/ m 3。
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，则土的不固结不排水抗剪强度指标。
土力学第五章土的抗剪强度
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本章主要内容
5.1 抗剪强度概述 5.2 土的抗剪强度试验 5.3 土的抗剪强度及破坏理论 5.4 砂类土的抗剪强度特征 5.5 粘性土的抗剪强度特征 5.6 特殊粘性土的抗剪强度特征 5.7 粘性土的流变特性 5.8 土的动力强度特性
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土工结构物或地基
土
▪渗透问题 ▪变形问题 ▪强度问题
随着轴向应变的增 加，松砂的强度逐渐增 加，曲线应变硬化。
体积开始时稍有 减小，继而增加，超 过它的初始体积 体积逐渐减小
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§ 5.5 粘性土的抗剪强度特征
一.不排水试验（UU试验）
在不排水条件下，施加周围压力增量σ3 ， 然后在不允许水进出的条件下，逐渐施加附 加轴向压力q，直至试样剪破 工程背景：应用与饱和粘土、软粘土快速
土的破坏主要是由于剪切所引起的，剪切破坏是土体破坏的 主要特点。
与土体强度有关的工程问题：建筑物地基稳定性、填方或挖 方边坡、挡土墙土压力等。
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概述
崩塌
平移滑动
旋转滑动
流滑
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概述
乌江武隆县兴顺乡 鸡冠岭山体崩塌
• 1994年4月30日上午11时 45分
• 崩塌体积530万m3，30万 m3堆入乌江，形成长110m、 宽100m、高100m的碎石 坝，阻碍乌江通航达数月 之久。
剪应力τ= (σ1- σ3 )/2=130kPa 由于τ< τf，说明土单元中此编点辑p尚pt 未达到破坏状态。
§ 5.3 抗剪强度实验
按常用的试验仪器可将剪切试验分：
直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧限抗压强度试验 十字板剪切试验四种
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一、直接剪切试验
工程地质及土力学第5章土的抗剪强度
一、不固结不排水抗剪强度
1. 三轴仪不排水强度UU
土 的 抗 剪 强 度
u 0 f
1 c u 1 3 2
1 u f 3 u f 1 3 1 3 3 ) f ( 1 3 ) fA ( 1 3 ) fB ( 1 在不排水条件下，饱和土体孔隙水压力系数B 1，改变周围 压力增量只会引起孔隙水压力的变化，而不会引起土体中的 有效应力的变化，各试样在剪切破坏前的有效应力相等，所 以抗剪强度不变。
（二）摩尔库伦极限平衡条件
土 的 抗 剪 强 度
根 据 Mohr-Coulomb 破坏理论，破坏时 的 Mohr 应力圆必定 与破坏包线相切。 切点所代表的平面 满足τ=τf的条件，该 点处于极限平衡状 态。
f 45
2
AD RD sin
即：
1 1 （ 1 3） [c ctg ( 1 3 )]sin 2 2 2 1 3tg 45 2c tg 45 2 2
• 砂土: τf=σtg • 粘性土: τf=c+σtg • 式中：c 和为抗剪强度指标(抗剪强度参数) • c-土的粘聚力 -土的内摩擦角
土的抗剪强度机理
土 的 抗 剪 强 度
1、摩擦强度（摩擦力）包括滑动摩擦和咬合摩擦 滑动摩擦由颗粒间接触面粗糙不平所引起。 咬合摩擦是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用。 • 摩擦强度的影响因素有： • 颗粒形状、矿物成分、 粒径级配、密度等。 2、粘聚强度（粘聚力） • 取决于土粒间的各种 胶结作用和静电引力。 •用有效应力表达
土 的 抗 剪 强 度
国开电大岩土力学形考任务土力学参考答案
国开电大岩土力学形考任务（土力学）参考答案第1章土的物理性质及工程分类一、单选题（5分*15）=75分题目1盛放在金属容器中的土样连同容器总重为454g，经烘箱干燥后，总重变为391g，空的金属容器重量为270g，那么用百分比表示的土样的初始含水量为（）。
选择一项：a.62. 48b.52. 07c.34. 23d.25. 00题目2土的三相比例指标中可直接测定的指标为（）选择一项：a.含水率、孔隙比、饱和度b. 土粒相对密度、含水率、密度c.密度、含水率、孔隙比d. 密度、含水率、干密度题目3某饱和土体，土粒比重Gs = 2. 70,含水率（含水量）w=30%,水的重度Y w=10kN/m3,则该土的饱和重度为（）选择一项：a.20.2kN/m3b.19.4kN/m3c.21.2kN/m3d.20.8kN/m3题目4随着击实功的减小，土的最大干密度及最佳含水率将发生的变化是（）选择一项：a.土的最大干密度减小，最佳含水率减小b.土的最大干密度减小，最佳含水率增大c.土的最大干密度增大，最佳含水率减小d.土的最大干密度增大，最佳含水率增大题目5关于土的灵敏度，下面说法正确的是（）。
选择一项：a.灵敏度越大，表明土的强度越高b.灵敏度越小，表明土的强度越高c.灵敏度越大，表明土的结构性越强d.灵敏度越小，表明土的结构性越强题目6级配良好的砂土应满足的条件是（Cu为不均匀系数，Cc为曲率系数）选择一项：a.Cu <10b.Cu<5c.Cu>10d.Cu>5题目7能传递静水压力的土中水是（）选择一项：a.薄膜水b.弱结合水c.毛细水d.强结合水题目8判别粘性土软硬状态的指标是（）。
选择一项：a.塑性指数b.液限c.液性指数d.塑限题目9土的孔隙比是指：选择一项：a.土中孔隙体积与水的体积之比b.土中孔隙体积与气体体积之比c.土中孔隙体积与土粒体积之比d.土中孔隙体积与土的体积之比题目10某土样的天然含水量w为25%，液限wL为40%，塑限wp为15%，其液性指数IL为（）选择一项：a.1.66b.0.4c.0.6d.2.5题目11粘性土由可塑状态转入流动状态的界限含水量被称为（）选择一项：a.缩限b.塑限c. 塑性指数d.液限题目12某土样的重度Y=l7.1kN/m3,含水率w=30%, 土粒相对密度ds=2.7,则土的干密度P d为: 选择一项：a.13.15kN/m3b.1. 62g/cm3c.1. 31g/cm3d.16. 2kN/m3题目13用粘性土回填基坑时，在下述哪种情况下压实效果最好（）选择一项：a.土的含水率接近最优含水率b.土的含水率接近液限c.土的含水率接近缩限d.土的含水率接近塑限题目14土的饱和度是指（）选择一项：a.土中水的体积与气体体积之比b.土中孔隙体积与气体体积之比c.土中水的体积与土粒体积之比d.土中水的体积与孔隙体积之比题目15当粘性土含水量增大，土体积开始增大，土样即进入下列哪种状态（）选择一项：a.固体状态b.半固体状态c.可塑状态d.流动状态第2章土的渗透性一、单选题与多选题（11分*5+15*2）=85分题目1达西定律的适用范围是（）选择一项：a.只适用于紊流b.只适用于层流c.既适用于层流又适用于紊流d.适用于任何流动形态题目2渗透破坏的基本类型有（）选择一项或多项：a. 流土b.接触流失c.接触冲刷d.管涌题目3达西定律表明，水的渗透速度与水力坡降成（）a.倒数b.正比c.反比d.相反数题目4（）反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为水力坡降i = 1时的渗流速度选择一项：a.水力半径b.水力坡降c.水力梯度d. 渗透系数题目5在渗流作用下，土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中流失的现象称为（）选择一项：a.接触流失b.接触冲刷c. 流土d.管涌题目6流网的特征有（）选择一项或多项：a.相邻等势线间的水头损失相等b.流线与等势线彼此正交c.各流槽的渗流量相等d.每个网格的长度比为常数，为了方便常取1，这时的网络就为正方形或曲边正方形题目7在上升流作用下，动水压力超过土重度时，土体的表面隆起、浮动或某一颗粒群的同时起动而流失的现象称为（）选择一项：a.流土b.管涌c.接触流失d.接触冲刷第3章土体的应力与变形一、单选题（5分*14+15分*2）=100分题目11、宽度均为b，基底附加应力均为p0的基础，附加应力影响深度最大的是（）选择一项：a.矩形基础b. 方形基c.圆形基础（b为直径）土中附加应力起算点位置为（）选择一项：a.天然地b. 基础底面c.室外设计地面d.室内设计地面题目3地下水位上升将使土中自重应力减小的土层位置是（）选择一项：a.原水位以下b.变动后水位以下c.不透水层以下d.变动后水位以上题目4深度相同时，随着离基础中心点距离的增大，地基中竖向附加应力将如何变化（）选择一项：a.斜线增大b.斜线减小c.曲线增大d.曲线减小题目5单向偏心的矩形基础，当偏心距e=L/6（L为偏心一侧基底边长）时，基底压应力分布图简化为（）选择一项：a.矩形b.三角形c.梯形d.抛物线题目6宽度为3m的条形基础，偏心距e=0. 7m,作用在基础底面中心的竖向荷载N= 1000kN/m, 基底最大压应力为（）选择一项：a.800kPab.833kPac.417kPad.400kPa题目7埋深为d的浅基础，基底压应力p与基底附加应力p0存在的大小关系为（）选择一项：a.p>p0b.p=p0题目8饱和粘土的总应力。
《土力学》1-6章作业参考答案
第一章 土的物理性质及其工程分类P 60[2-2] 解：V=21.7cm 3，m=72.49－32.54＝39.95g ，m S =61.28－32.54＝28.74g ，m W =72.49－61.28=11.21g7.2195.39==V m ρ＝1.84g/ cm 3，74.2821.11==sw m m w ＝39％ 07.1184.1)39.01(174.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρW S d eP 60[2-3] 解：963.0185.1)34.01(171.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρWS d e 963.01963.071.21++=++=e e d s sat ρ＝1.87 g/ cm 3，87.0187.1=-=-='W sat ρρρ g/ cm 3g ργ'='＝0.87×10＝8.7 kN/m 3P 60[2-4] 解：已知77.1=ρg/cm 3, w ＝9.8％，s d ＝2.67，461.0min =e ,943.0max =e∴656.0177.1)098.01(167.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρW S d e ，∈=--=--=6.0461.0943.0656.0943.0min max max e e e e D r （0.33，0.67）∴该砂土处于中密状态。
P 60[2-5] 解：已知s d ＝2.73，w ＝30％，=L w 33％，=P w 17％土样完全饱和→1=r S ，sat ρρ=819.073.23.01=⨯=⇒==e e wd S S r ，819.01819.073.21++=++=e e d s sat ρ＝1.95 g/ cm 3 3.0195.11+=+=w d ρρ＝1.5 g/ cm 3，161733=-=-=P L p w w I 81.0161730=-=-=P P LI w w I 10＜16=p I ≤17→该土为粉质粘土0.75＜81.0=L I ≤1→该土处于软塑状态[附加1-1]证明下列换算公式：（1）w s d e d ρρ+=1；（2）γee S sw r ++=1γγ；（3）n n w S w s r γγ)1(-=（1）证明：设e V V V V V Ve V S V V SV S +=+===⇒=1,1w s s w s s s s d ed V V d V V V m ρρρρ+====1 （2）证明：设e V V V V V Ve V S V V SV S +=+===⇒=1,1V g V V V g m m V mg V G s s w w s w )()(ρργ+=+===ee S V V V S sw r s s w v r ++=+=1γγγγ （3）证明：设n V n V n VVV s v v -==⇒==1,,1∴nn w gV gV w V V w V V m m V m V V S w s v w s s v w s s ss v w s wv w w v w r γγρρρρρρρ)1(-====== [附加1-2]解：V=72cm 3，m=129.5g ，m S =121.5g ，m W =129.5－121.5=8g%6.65.1218===⇒S W m m ω 6.0172/5.129)066.01(17.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρωρW S d e %7.296.07.2066.0=⨯==e d S S r ω 0.1872105.129=⨯===V mg V G γkN/m 36.20106.16.07.21=⨯+=++=W S sat e e d γγkN/m 36.10106.20=-=-='W sat γγγkN/m 39.16106.17.21=⨯=+=W S d e d γγkN/m 3∴γγγγ'>>>d sat[附加1-3]解：已知s d ＝2.68，w ＝32％，土样完全饱和→1=r S86.068.232.01=⨯=⇒==e ed S Sr ω02.1986.1)32.01(1068.286.01)1(=+⨯⨯=⇒=-+=γγωγW S d e kN/m 3[附加1-4]解：已知66.1=ρg/cm 3,s d ＝2.69，（1）干砂→w ＝0 ∴62.0166.1)01(169.21)1(=-+⨯⨯=-+=ρρw d e W S（2）置于雨中体积不变→e 不变∴%2.969.262.04.04.0=⨯=⇒==w e wd S S r [附加1-5]解：已知m=180g ，1w ＝18％，2w ＝25％，sss s s w m m m m m m m w -=-==18011＝18％→s m ＝152.54g∴)(12w w m m s w -=∆＝152.54×（0.25－0.18）＝10.68g[附加1-6]实验室内对某土样实测的指标如下表所示，计算表土中空白部分指标。
土力学地基基础章节计算题及答案
土力学地基基础章节计算题及答案本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March章节习题及答案第一章 土的物理性质1 有一块体积为60 cm 3的原状土样，重 N, 烘干后 N 。
已只土粒比重（相对密度）s G =。
求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d 、饱和重度sat 、浮重度’、孔隙比e 及饱和度S r解：分析：由W 和V 可算得，由W s 和V 可算得d ，加上G s ，共已知3个指标，故题目可解。
363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ 363s d kN/m 2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs s G G%5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12) %71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14) 注意：1．使用国际单位制； 2．w 为已知条件，w =10kN/m3；3．注意求解顺序，条件具备这先做； 4．注意各的取值范围。
2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，使其含水量增至15%，试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解：分析：加水前后M s 不变。
于是：加水前： 1000%5s s =⨯+M M （1） 加水后： w s s 1000%15M M M ∆+=⨯+ （2） 由（1）得：kg 952s =M ，代入（2）得： kg 2.95w =∆M 注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，swM M w =。
3 用某种土筑堤，土的含水量w ＝15％，土粒比重G s ＝。
分层夯实，每层先填0.5m ，其重度等＝16kN/ m 3，夯实达到饱和度r S ＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。
土力学题库及答案
习题第一章 土的物理性质及工程分类选择题1.土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒级配曲线来表示的。
级配曲线越平缓表示：A ．土颗粒大小较均匀，级配良好 B.土颗粒大小不均匀，级配不良C. 土颗粒大小不均匀，级配良好2.作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数u C 的关系：A ．u C 大比u C 小好 B. u C 小比u C 大好 C. u C 与压实效果无关3.有三个同一种类土样，它们的含水率w 都相同，但是饱和度r S 不同，饱和度r S 越大的土，其压缩性有何变化？A.压缩性越大B. 压缩性越小C. 压缩性不变4.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。
试问土样的重度γ和含水率w 怎样改变？A ．γ增加，w 减小 B. γ不变，w 不变 C. γ增加，w 增加5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？A ．天然土的含水率最大不超过液限B. 液限一定是天然土的饱和含水率C. 天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率判断题6.甲土的饱和度大与乙土的饱和度，则甲土的含水率一定高于乙土的含水率7.粘性土的物理状态是用含水率表示的，现有甲、乙两种土，测得它们的含水率乙甲ww ，则可以断定甲土比乙土软 8.土的液性指数L I 会出现L I >0或L I <0的情况9.土的相对密实度r D 会出现r D >1或r D <1的情况10.土的天然重度越大，则土的密实性越好计算题11.击实试验，击实筒体积1000cm 2，测得湿土的质量为1.95kg ，取一质量为17.48kg 的湿土，烘干后质量为15.03kg ，计算含水率w 和干重度d r 。
12.已知某地基土试样有关数据如下：①天然重度r =18.4 kN/m 3，干密度d r =13.2 kN/m 3；②液限试验，取湿土14.5kg ，烘干后质量为10.3kg ；③搓条试验，取湿土条5.2kg ，烘干后质量为4.1kg ，求（1）土的天然含水率，塑性指数和液性指数；（2）土的名称和状态。
注册二级结构工程师考试：2022第五章 地基与基础真题模拟及答案(2)
注册二级结构工程师考试：2022第五章地基与基础真题模拟及答案(2)共399道题1、某承重墙下条形基础，底宽2.6m，埋深1.2m，板高0.35m，如下图所示，已知上部结构传来荷载设计值F=290kN/m，M=10.4kN·m。
采用C20混凝土，HPB235钢筋。
若F=250kN/m，则基底净反力的最大值最接近于（）kN/m 2。
（单选题）A. 105.5B. 110.9C. 115.6D. 121.4试题答案：A2、基底土的承载力特征值f a最接近于（）kN/m2。
（单选题）A. 251.7B. 259.6C. 267D. 276.3试题答案：C3、某一内墙基础传至室内地面处的荷载值F k＝204kN，基础埋深d＝1.20m，基础自重和基础上的土重二者折算平均重度γG＝20kN/m 3；换填材料采用中、粗砂，其承载力特征值f ak＝160kPa，重度γ＝18kN/m 3，压缩模量E ξ＝18MPa；建筑场地是很厚的淤泥质土，其承载力特征值f ak＝70kPa，重度γ＝17.5kN/m 3，压缩模量E ξ＝1.7kPa。
则该内墙的最小基础宽度和最小砂垫层厚度分别为（）。
（单选题）A. 2.5m；1.5mB. 2.0m；1.0mC. 1.5m；1.5mD. 1.5m；1.0m试题答案：C4、假定，柱A的基础采用五桩承台，相应于荷载效应基本组合时，作用于基础承台顶面的竖向力F=6000kN，水平力H=300kN，力矩M=500kN?m。
不考虑底板的影响及承台的重量。
试问，柱A承台截面最大弯矩设计值（kN·m）与下列何项数值最为接近？（）（单选题）A. 1250B. 1450C. 1650D. 2750试题答案：C5、土的有效重度γ′最接近于（）kN/m3。
（单选题）A. 6.5B. 9.44C. 11.4D. 13.85试题答案：B6、假定f a＝165kPa，F k＝300kN/m，M k＝150kN·m/m。
黄志全土力学课后习题答案第五章土的抗剪强度
习题5-1解：[作图法] 由题意得，试验结果中已知法向应力 和抗剪强度f ，画出法向应力 和抗剪强度f 关系如下图：由库仑公式f c+tan 可得，a c 50.5kP tan =0.52127.5 ，，即， 于是该土样的内摩擦角27.5 ，黏聚力a c 50.5kP 。
[数学法] 利用最小二乘法做线性回归分析，将抗剪强度看作因变量，法向应力看作自变量，从而2fi 2fi tan 0tan 0tan i i c c c经整理得，fi fi tan 0tan 0i i i c cfi2fi tan tan i i i inc c 最终，τ=50.5+ 0.521σ0501001502002503000100200300400τσfi fi 22fi 1tan 111tan i i i i in n c n n得，tan =0.52127.5 ，即a c 50.5kP 习题5-2解：由题意得，a 1a 3a =26c 20kP 450kP 100kP ，，， 。
代入公式23f 1tan 452c tan 4522，得到处于极限平衡状态时的小主应力：23f 12a 3atan 452c tan 45222626 450tan 45220tan 4522 150.7kP 100kP≥ 所以该土样处于破坏状态。
习题5-3解：（1）由题意得:30 ,1313a13a +400+150400150+cos 2+cos 60337.5kP 2222400150sin 2sin 60108.3kP 22所以与最大主应力面成夹角30 倾斜面上的正应力a 337.5kP ，剪应力a 108.3kP 。
（2）由题已知A 点大主应力1a 400kP ，小主应力3a 150kP ，土的抗剪强度指标c 0 30 ，，代入公式223f 1a 3a30tan 452c tan 45400tan 450222 133.3kP 150kP≤所以A 点土处于稳定状态。
第5章 土的抗剪强度的相关计算问题集锦
1．剪切破坏面位置的确定
按莫尔库仑破坏理论，破坏应力圆与破坏包线相切，可确定 破裂面与大主应力平面成
τ
φ
α = 45° +
ϕ
2
σ3 2α σ1f
推断： 土是一种具有内摩擦强度的材料， 内摩擦强度的材料 推断： 土是一种具有内摩擦强度的材料，破裂面不产生于最大剪应 力面， 力面，而与最大剪应力面成 ϕ/2 的夹角
Porous plates
方法： 方法： 施加每级法向压力后，逐级增加剪切面上的剪应力直到试 件破坏，绘制剪应力值—剪变形曲线
剪 应 力
峰值 终值
τ
峰值强度
残余强度
C
剪变形
σ
取值： 一般取剪应力—剪变形曲线峰值为抗剪强度 剪变形曲线峰值为抗剪强度， 取值： 一般取剪应力 剪变形曲线峰值为抗剪强度，必要时取 终值作为残余强度
τf =
应用：
qu = Cu 2
cu qu
1. 代替三轴试验（当 ϕu = 0 ） 2. 可用来求土的灵敏度
St = qu qu '
5.2.4 十字板剪切试验
一种方便的原位测试仪器，通常用以测定饱和粘性土的不排 水强度，特别适用于均匀饱和软粘土
设备装置： 板头、加力装置、量测装置。 板头：正交金属板，厚2mm， 刃口60o，常用尺寸 D × H = 50mm × 100mm
试验原理： 试验原理：
将钻孔钻进至要求测试深度以上75cm，将十字板头压入土中至 测试深度，旋转钻杆以扭转板头，这时十字板周围的土体内形成一 个圆柱形剪切面。剪切面上的剪应力随扭矩的增加而增加，直到最 大扭矩时，土体沿圆柱面破坏，剪应力达到土的抗剪强度
Mmax = M1 + M2
第五章土的抗剪强度题解
第五章 土的抗剪强度一、名 词 释 义l. 抗剪强度：指土体抵抗剪切破坏的极限能力。
2．破坏准则：当土体中的应力组合满足一定关系时，土体即发生破坏，这种应力组合即为破坏准则，亦即判定土体是否破坏的标准。
破坏准则又称为极限平衡条件。
3．库仑定律： 将土的抗剪强度f τ表示为剪切面上法向应力σ的函数，即φστtg c f ⋅+= 式中，φ,c 分别为土粘聚力和内摩擦角，该关系式即为库仑定律。
4．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。
5．莫尔包线：土体发生剪切破坏时，剪切破坏面上的剪应力f τ是该面上的法向应力σ 的函数，这个函数在στ−f 坐标中是一条曲线，该曲线称为莫尔包线。
6．快剪试验：在试样施加竖向压力后，立即快速施加水平应力使试样剪切破坏的直接剪切试验，要求在3～5min内将土样剪坏。
7．固结快剪试验：是允许试样在竖向压力下充分排水，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪切破坏的直接剪切试验，要求在3～5min内将土样剪坏。
8. 慢剪试验：是允许试样在竖向压力下排水，待固结稳定后，再缓慢地施加水平剪应力使试样剪切破坏的直接剪切试验，为了保证剪切过程中土样内不产生孔隙水压力，施加水平剪应力使试样剪切破坏历时较长，对粘性土一般历时4～6h。
9. 不固结不排水试验：试样在施加周围压力和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过程中都不允许排出，自始至终关闭排水阀门的三轴压缩试验。
10．固结不排水试验：施加周围压力，打开排水阀门，允许排水固结，固结完成后关闭排水阀门，再施加竖向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏的三轴压缩试验。
11．固结排水试验：试样在施加周围压力后允许排水固结，待固结稳定后，再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏的三轴压缩试验。
12．无侧限抗压强度：将圆柱形土样放在无侧限抗压仪中，在不加任何侧向压力的情况下施加垂直压力，直到使土样剪切破坏，剪切破坏时试样所能承受的最大轴向压力称为无侧限抗压强度。
第5章_土的抗剪强度(视频版)
三种强度指标： 根据应力变 形特性分 根据应力分 析方法分 根据试验方 法分
峰值强度与残余强
度指标
总应力强度与有效
应力强度指标
直剪强度与三轴试
验指标
§5.5
土的抗剪强度指标 – 指标类型
q= () qf qr
峰值强度残余强度指标
直剪和三轴试验中应变软化时: f 峰值强度指标 r 残余强度指标
f r
大变形完全破坏了土的结
构强度和咬合作用，残余 强度破坏包线通过原点， 其内摩擦角r只决定于土 的矿物成分，与其所受的 应力历史等因素无关
§5.5
土的抗剪强度指标 – 指标类型
总应力指标与有效应力指标
抗剪强度的有效应力指标 c， c+ tg = -u 符合土的破坏的机理， 但有时孔隙水压力u 无法确定
1-3 (1-3)f
3=500kPa 3=300kPa 3=100kPa
强度包线
c O
3
1f
15%
1
由不同围压的三轴试验，得到破坏时相应的（1-)f 分别绘制破坏状态的应力摩尔圆，其公切线即为强度包线，
可得强度指标c与
§5.3 土的抗剪强度试验方法 – 三轴试验类型与强度指标
试验条件
横梁 百分表 量力环
量 水 管
试 样
施加围压充分固结 施加(1 -)时，排
水阀门关闭，量测剪 切过程中产生的超静 孔隙水压力u
孔压 量测
一般u0，=-u=,
总应力指标同有效应 力指标不同
围压 力 3
阀门
马达
阀门
§5.3 土的抗剪强度试验方法 – UU试验
土力学题库及答案
习题第一章 土的物理性质及工程分类选择题1.土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒级配曲线来表示的。
级配曲线越平缓表示：A ．土颗粒大小较均匀，级配良好 B.土颗粒大小不均匀，级配不良C. 土颗粒大小不均匀，级配良好2.作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数u C 的关系：A ．u C 大比u C 小好 B. u C 小比u C 大好 C. u C 与压实效果无关3.有三个同一种类土样，它们的含水率w 都相同，但是饱和度r S 不同，饱和度r S 越大的土，其压缩性有何变化？A.压缩性越大B. 压缩性越小C. 压缩性不变4.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。
试问土样的重度γ和含水率w 怎样改变？A ．γ增加，w 减小 B. γ不变，w 不变 C. γ增加，w 增加5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？A ．天然土的含水率最大不超过液限B. 液限一定是天然土的饱和含水率C. 天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率判断题6.甲土的饱和度大与乙土的饱和度，则甲土的含水率一定高于乙土的含水率7.粘性土的物理状态是用含水率表示的，现有甲、乙两种土，测得它们的含水率乙甲ww ，则可以断定甲土比乙土软 8.土的液性指数L I 会出现L I >0或L I <0的情况9.土的相对密实度r D 会出现r D >1或r D <1的情况10.土的天然重度越大，则土的密实性越好计算题11.击实试验，击实筒体积1000cm 2，测得湿土的质量为1.95kg ，取一质量为17.48kg的湿土，烘干后质量为15.03kg ，计算含水率w 和干重度d r 。
12.已知某地基土试样有关数据如下：①天然重度r =18.4 kN/m 3，干密度d r =13.2 kN/m 3；②液限试验，取湿土14.5kg ，烘干后质量为10.3kg ；③搓条试验，取湿土条5.2kg ，烘干后质量为4.1kg ，求（1）土的天然含水率，塑性指数和液性指数；（2）土的名称和状态。
土的抗剪强度_试题及答案
i. 已知地基土的抗剪强度指标川:；「，门• r ,问当地基中某点的大主应 力s 二，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；■ I", m uJ 匚I ，问该平面是否会发生剪切破坏？2 解.Tj 二r + crtan 卩二 20 +100x tan22° 二 604fcPa因为I 二-，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- - . ■' - - J，周围压力丄…」J ，试求该砂土的抗剪强度指标。
3 解.=100+400 = 5004fa拊7)sin 恥= ----------77(5+6)轨-arcsin 0.667 = 418°5=04. 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 J - L -，试样破坏时的主应力差-<-■ 1 ,整理试验成果得有效应力强度指标」二!.；；“。
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二；I 的平面而 不发生在最大剪应力的作用面?-2rtan1 2>L 2Oj — b] t3fl400xtan a(30°\-2xl0xtan45°- —1 211 2J=121,8 上P 说500-100500 + 100= 0.667解:(1)「: -亠a； -45°+ —= 60°7 22(巧+巧)+扌6 -屯)匸加2a=-(500 + 200)+ -(500 - 200)cosl20°= 275^ 2 2三二£(斫-crjsin 2tr = -^x300xsin 120°= 129.9上PaT = — x300 = X^kPaJlLQA- ：)(2)破坏面上T V -在最大剪应力作用面上T ------- 二-■'-- -二」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- - L-作用下，当通过传力杆施加的竖向压力…I达到200kPa时发生破坏，并测得此时试件中的孔隙水压力.二。
土的抗剪强度习题
1．某黏性土的c=15kPa，υ=15º，当作用在剪切面上的法向应力为零时，计算其抗剪强度。
2．某黏性土的c=10kPa，υ=20º，当土中某点的最大主应力为400KPa时，则该点发生破坏时的小主应力为？3．已知某土样的强度指标＝20kPa，＝26°，所承受的主应力＝450kPa，＝50kPa，试问该土样是否达到了极限平衡状态?4．饱和软黏土的不排水抗剪强度等于无侧限抗压强度的多少倍？5．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？6．已知土中某点=320kPa，=140kPa，而土的c＝60kPa，＝15°，则该点处于什么状态？7．某试样有效应力抗剪强度指标＝34kPa，＝26°，若该试样在周围压力＝200kPa时进行排水剪切至破坏，破坏时可能的最大主应力为？8．砂土地基中某点其最大剪应力及相应的法向应力分别为150kPa和300kPa，若该点发生剪切破坏。
试求：A、该点的大、小主应力。
B、砂土的内摩擦角。
C、破坏面上的法向应力和剪应力。
9．在均布铅直条形荷载作用下，地基中某点M的最大主应力σ1 =350kPa，最小主应力σ3=150kPa，且知地基土的抗剪强度指标：υ=28°，c=10kPa。
试求：（1）与最大主应力作用面成59°夹角的斜面上的正应力σ和剪应力τ。
（2）M点处的土是否达到极限平衡状态？10．已知某土的有效内摩擦角Ф/=25º，c/=40kPa。
并测得土体中某点的孔隙水压力为50kPa，试求当剪切面上的总法向应力σ=160kPa时土的抗剪强度。
11．已知土中一点，大主应力为600kPa，小主应力为100 kPa，试求：（1）最大剪应力值及最大剪应力与大主应力面的夹角；（2）求作用与小主应力面成30°角面上的正应力和剪应力。
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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(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。
(A)直接剪切试验(B)室内压缩试验(C)标准贯入试验(D)十字板剪切试验9．饱和粘性土的抗剪强度指标（）。
(A)与排水条件有关(B)与基础宽度有关(C)与试验时的剪切速率无关(D)与土中孔隙水压力是否变化无关10.通过无侧限抗压强度试验可以测得粘性土的（）。
(A)和(B)和(C)和(D)和11.土的强度破坏通常是由于（）。
(A)基底压力大于土的抗压强度所致(B)土的抗拉强度过低所致(C)土中某点的剪应力达到土的抗剪强度所致(D)在最大剪应力作用面上发生剪切破坏所致12．（）是在现场原位进行的。
(A)直接剪切试验(B)无侧限抗压强度试验(C)十字板剪切试验(D)三轴压缩试验13.三轴压缩试验的主要优点之一是（）。
(A)能严格控制排水条件(B)能进行不固结不排水剪切试验(C)仪器设备简单(D)试验操作简单14.无侧限抗压强度试验属于（）。
(A)不固结不排水剪(B)固结不排水剪(C)固结排水剪(D)固结快剪15.十字板剪切试验属于（）。
(A)不固结不排水剪(B)固结不排水剪(C)固结排水剪(D)慢剪16.十字板剪切试验常用于测定（）的原位不排水抗剪强度。
(A)砂土(B)粉土(C)粘性土(D)饱和软粘土17.当施工进度快.地基土的透水性低且排水条件不良时，宜选择（）试验。
(A)不固结不排水剪(B)固结不排水剪(C)固结排水剪(D)慢剪18.三轴压缩试验在不同排水条件下得到的内摩擦角的关系是（）。
(A)(B)(C)(D)19.对一软土试样进行无侧限抗压强度试验，测得其无侧限抗压强度为40kPa，则该土的不排水抗剪强度为（）。
(A)40kPa(B)20kPa(C)10kPa(D)5kPa20.现场十字板剪切试验得到的强度与室内哪一种试验方法测得的强度相当？（）(A)慢剪(B)固结快剪(C)快剪21.土样在剪切过程中，其应力-应变曲线具有峰值特征的称为（）。
(A)加工软化型(B)加工硬化型(C)塑性型22.取自同一土样的三个饱和试样进行三轴不固结不排水剪切试验，其围压分别为50、100、150kPa，最终测得的强度有何区别？（）。
(A)越大，强度越大(B)越大，孔隙水压力越大，强度越小(C)与无关，强度相似23.一个密砂和一个松砂饱和试样，进行三轴不固结不排水剪切试验，试问破坏时试样中的孔隙水压力有何差异？（）(A)一样大(B)松砂大(C)密砂大24.下列叙述中，正确的是()。
(A)土的强度破坏是由于土中某点的剪应力达到土的抗剪强度所致(B)土体发生强度破坏时，破坏面上的剪应力达到最大值(C)土的抗剪强度就是土体中剪应力的最大值(D)粘性土和无粘性土具有相同的抗剪强度规律(C)仪器设备简单(D)试验操作简单14.无侧限抗压强度试验属于（）。
(A)不固结不排水剪(B)固结不排水剪(C)固结排水剪(D)固结快剪15.十字板剪切试验属于（）。
(A)不固结不排水剪(B)固结不排水剪(C)固结排水剪(D)慢剪16.十字板剪切试验常用于测定（）的原位不排水抗剪强度。
(A)砂土(B)粉土(C)粘性土(D)饱和软粘土17.当施工进度快.地基土的透水性低且排水条件不良时，宜选择（）试验。
(A)不固结不排水剪(B)固结不排水剪(C)固结排水剪(D)慢剪18.三轴压缩试验在不同排水条件下得到的内摩擦角的关系是（）。
(A)(B)(C)(D)19.对一软土试样进行无侧限抗压强度试验，测得其无侧限抗压强度为40kPa，则该土的不排水抗剪强度为（）。
(A)40kPa(B)20kPa(C)10kPa(D)5kPa20.现场十字板剪切试验得到的强度与室内哪一种试验方法测得的强度相当？（）(A)慢剪(B)固结快剪(C)快剪21.土样在剪切过程中，其应力-应变曲线具有峰值特征的称为（）。
(A)加工软化型(B)加工硬化型(C)塑性型22.取自同一土样的三个饱和试样进行三轴不固结不排水剪切试验，其围压分别为50、100、150kPa，最终测得的强度有何区别？（）。
(A)越大，强度越大(B)越大，孔隙水压力越大，强度越小(C)与无关，强度相似23.一个密砂和一个松砂饱和试样，进行三轴不固结不排水剪切试验，试问破坏时试样中的孔隙水压力有何差异？（）(A)一样大(B)松砂大(C)密砂大24.下列叙述中，正确的是()。
(A)土的强度破坏是由于土中某点的剪应力达到土的抗剪强度所致(B)土体发生强度破坏时，破坏面上的剪应力达到最大值(C)土的抗剪强度就是土体中剪应力的最大值(D)粘性土和无粘性土具有相同的抗剪强度规律34.在厚度较大的饱和软粘性土层上修建筒仓建筑时，对土的抗剪强度宜采用（）(A)不排水剪(B)固结不排水剪(C)排水剪35.在饱和粘土三轴不排水试验中，围压越大，则测出的不排水强度（）。
(A)越大(B)越小(C)不变36.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？（）【湖北工业大学2005年招收硕士学位研究生试卷】(A)与试样顶面夹角呈面(B)与试样顶面夹角呈(C)与试样顶面夹角呈37.饱和粘性土的不固结不排水强度主要取决于()【三峡大学2006年研究生入学考试试题】(A)围压大小(B)土的原有强度(C)孔隙压力系数大小(D)偏应力大小四、判断改错题1.直接剪切试验的优点是可以严格控制排水条件，而且设备简单.操作方便。
2.砂土的抗剪强度由摩擦力和粘聚力两部分组成。
3.十字板剪切试验不能用来测定软粘土的灵敏度。
4.对饱和软粘土，常用无侧限抗压强度试验代替三轴仪不固结不排水剪切试验。
5.土的强度问题实质上就是土的抗剪强度问题。
6.在实际工程中，代表土中某点应力状态的莫尔应力圆不可能与抗剪强度包线相割。
7.当饱和土体处于不排水状态时，可认为土的抗剪强度为一定值。
8.除土的性质外，试验时的剪切速率是影响土体强度的最重要的因素。
9.在与大主应力面成的平面上剪应力最大，故该平面总是首先发生剪切破坏。
10.破裂面与大主应力作用线的夹角为。
11.对于无法取得原状土样的土类，如在自重作用下不能保持原形的软粘土，其抗剪强度的测定应采用现场原位测试的方法进行。
12.对施工速度很快的砂土地基，宜采用三轴仪不固结不排水试验或固结不排水试验的强度指标作相关的计算。
13.由不固结不排水剪切试验得到的指标称为土的不排水抗剪强度。
14.工程上天然状态的砂土常根据标准贯入试验锤击数按经验公式确定其内摩擦角。
五、计算题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？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？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。
4.一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水试验，施加周围压力，试样破坏时的主应力差，测得孔隙水压力，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？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。