7.土力学第七章

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土力学课程讲解第7章

一、土体中任一点的应力状态
1 2 3 最大主应力与最小主应力任意斜面上的应力用莫尔－用莫尔－应力圆表示斜面上的应力
二、莫尔库仑破坏理论三、土体的极限平衡状态
土力学
厦门大学土木系
6
7.2 土的极限平衡条件
土的强度破坏通常是指剪切破坏。土的强度破坏通常是指剪切破坏。极限平衡状态——当土体的剪应力等于土的抗剪强度极限平衡状态——当土体的剪应力等于土的抗剪强度 —— 时的临界状态称为极限平衡状态。时的临界状态称为极限平衡状态。土的极限平衡条件——指土体处于极限平衡状态时土土的极限平衡条件——指土体处于极限平衡状态时土 —— 的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系式，的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系式，即σ1、与内摩擦角φ 粘聚力c之间的数学表达式。 σ3与内摩擦角φ、粘聚力c之间的数学表达式。
γ
z
M
（a）
σ1
dy
σ2 dz
dx （b）
作用在微元体侧面上的水平向法向应力 σ 3 σ 2 = σ 3 = K 0 γz 土力学厦门大学土木系
8
一、土体中任一点的应力状态
2 任意斜面上的应力
任一截面mn与大主应力面成α 任一截面mn与大主应力面成α角，求 mn与大主应力面成法向应力σ和剪应力τ的计算公式。法向应力σ和剪应力τ的计算公式。据静力平衡条件，据静力平衡条件，水平与竖向合力为零
第7章土的抗剪强度
第7章土的抗剪强度
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6
土力学
概述土的极限平衡条件土的抗剪强度指标的确定饱和粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度影响土的抗剪强度指标的因素
厦门大学土木系

土力学习题集答案_第七章

第7章土的抗剪强度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？所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？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？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？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。

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。

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。

）土的极限平衡条件：即或衡状态时破坏面与大主应力作用面间的夹角为，且粘性土（）时，或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。

直剪试验三轴压缩试验试验方法试验过程成果表达试验方法试验过程成果表达快剪(Q-test, quick sheartest)试样施加竖向压力后，立即快速（0.02mm/min）施加水平剪应力使试样剪切，不固结不排水三轴试验，简称不排水试验(UU-test,unsolidation试样在施加围压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水，，undrained test)试验自始至终关闭排水阀门固结快剪(consolidated quick shear test)允许试样在竖向压力下排水，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪切破坏，固结不排水三轴试验，简称固结不排水试验(CU-test,consolidation undrainedtest)试样在施加围压时打开排水阀门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，再施加竖向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏，慢剪(S-test, slowshear test)允许试样在竖向压力下排水，待固结稳定后，则以缓慢的速率施加水平剪应力使试样剪切，固结排水三轴试验，简称排水试验(CD-test,consolidationdrained test)试样在施加围压时允许排水固结，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，室内测定土的抗剪强度指标的常用手段一般是三轴压缩试验与直接剪切试验，在试验方法上按照排水条件又各自分为不固结不排水剪结排水剪与快剪、固结快剪、慢剪三种方法。

土力学与地基基础第七章

根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： 1 .所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 2 .设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形规定； 3.表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 1）地基承载力特征值小于130kpa，且体型复杂的建筑； 2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 4.对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； 5.基坑工程应进行稳定验算； 6.当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在地基承载力的确定
一、按土的抗剪强度指标计算当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满足变形要求：
式中 fa---由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值； Mb,Md,Mc---承载力系数，按表5.2.5确定； b---基础底面宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土小于 3m时按3m取值； ck---基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。
第五节基础底面尺寸的确定
基础底面的压力，应符合下式要求： 1. 当轴心荷载作用时 pk≤fa 式中 pk--相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值； fa--修正后的地基承载力特征值。 2. 当偏心荷载作用时，除符合式要求外，尚应符合下式要求： pkmax≤1.2fa 式中 pkmax--相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。

《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 。

土力学习题及答案-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？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？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。

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？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。

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。

，，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。

截面与大主应力作用面的夹角为。

摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，表示它处于状态。

力 (大于、小于、等于)零。

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（）。

平面上的剪应力都小于土的抗剪强度平面上的剪应力超过了土的抗剪强度切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为（ ).(B）（C）(D)剪切破坏时，破裂面与大主应力作用面的夹角为（）.(B）(C）（D)特征之一是（）。

土力学第七章：土压力理论

滑裂面
三种土压力之间的关系
E
- +△ △
静止：无摩阻力，仅重力作用，故居中。
(0.01~0.1)
hEp
(0.001~0.00
5)h Ea
o
Eo
-
△
△
a
△
p
+△
规律：
Ea <Eo <<Ep △p >>△a
§7.2 静止土压力计算
作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量
静止土压力强度
【解】（１）主动土压力计算
主动土压力系数为：
K atan2(45o 2)tan2(45o32 0o)0.33
土压力零点位置为：
z02c Ka 192 100.33=1.83m
沿墙高各点土压力为： sazKa2c Ka
主动土压力合力为：
Ea1 2H2Ka2cHKa2c2
(1 1 9 6 2 0 .3 3 2 1 0 6 0 .3 3 2 1 0 2 )k N /m
【解】根据δ＝２０°，α＝１０°，β ＝３０°， φ＝３０°，由式得到库仑主动土压力系数：
K acos2cos() c 1 o s2( cso i n s( ( ) ))s cio n s(( )) 21.051
同时，由式计算主动土压力：
E a H 2 K a /2 = 1 8 4 2 1 . 0 5 1 /2 = 1 5 1 . 3 k N /m 3
45o＋/2
pa K0z
z
pp s
sa
主动极限水平方向均匀伸展土体处于水平方向均匀压缩被动极限
平衡状态
弹性平衡
平衡状态
状态

土力学第7章土坡稳定分析

土力学第7章土坡稳定分析土力学是研究土的力学性质和土体力学行为的科学，其应用范围广泛，其中土坡稳定分析是土力学的重要内容之一。

本文将介绍土力学第7章土坡稳定分析的相关知识。

一、引言土坡稳定分析是土木工程领域中常见的问题，主要涉及到土体的坡面稳定性，通过合理的土坡稳定分析，可以有效预防土体的滑坡和坍塌等不稳定现象的发生，保障工程的安全运行。

二、土坡的稳定性分析方法1. 极限平衡法极限平衡法是土坡稳定性分析中常用的一种方法，主要通过确定土体内部的抗剪强度参数和荷载作用下的地下水位来评估土坡的稳定性。

该方法的基本原理是在土体发生滑动时，抗剪强度趋向于零，并以它为基础，推导出坡面上的切线力和压住力相平衡的几何关系。

2. 推移滑坡法推移滑坡法也是一种常用的土坡稳定性分析方法，它是通过计算土体受力平衡的状态下，坡面上产生滑动的可能性来进行稳定性评估。

在该方法中，通过施加水平力和重力对土坡进行计算，计算过程中考虑土体的切线力、压实力和滑动力等因素，以确定滑动的可能性。

3. 数值模拟法数值模拟法是近年来发展起来的一种土坡稳定性分析方法，它基于计算机技术和数值计算方法，通过建立数学模型对土坡进行力学分析。

数值模拟法可以更精确地描述土体的变形、滑动过程，并且可以考虑更多的影响因素，如土体的非线性行为和边界条件等，从而提高了分析的准确性和可靠性。

三、土坡稳定分析的应用案例1. 坡度较陡的公路土方工程对于坡度较陡的公路土方工程，土坡稳定性分析显得尤为重要。

在该案例中，可以采用极限平衡法来评估土坡的稳定性，并结合现场勘察数据和实验结果对土体的参数进行调整，从而得出最终的稳定性评估结果。

2. 水土保持工程水土保持工程中的护坡设计也需要进行土坡稳定性分析。

通过采用推移滑坡法，可以对护坡结构进行设计和评估，确保其能够承受地表径流和土壤侵蚀的作用，保持坡面的稳定性。

3. 基坑开挖工程在基坑开挖工程中，经常需要进行土坡稳定性分析，以确保土坡在开挖和施工过程中的稳定性。

土力学第七章详解

3. 极限平衡应力状态
三、摩尔-库仑强度理论
f
强度包线以内：下任何一个面上的一对应力与都没有达到破坏包线，不破坏；与破坏包线相切：有一个面上的应力达到破坏；与破坏包线相交：有一些平面上的应力超过强度；不可能发生。
3. 极限平衡应力状态
三、摩尔-库仑强度理论
极限平衡应力状态：有一对面上的应力状态达到 = f土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔园的公切线。
莫尔-库仑强度理论表达式－极限平衡条件
1f
3
三、摩尔-库仑强度理论
4. 莫尔—库仑强度理论
三、摩尔-库仑强度理论
莫尔-库仑强度理论表达式－极限平衡条件
根据应力状态计算出大小主应力σ1、σ3
判断破坏可能性
由σ3计算σ1f比较σ1与σ1f
σ1<σ1f 弹性平衡状态σ1=σ1f 极限平衡状态σ1>σ1f 破坏状态
试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）
直剪仪(图1)
1. 直接剪切试验
通过控制剪切速率来近似模拟排水条件
1. 固结慢剪：施加正应力-充分固结慢慢施加剪应力-小于0.02mm/分，以保证无超静孔压2. 固结快剪施加正应力-充分固结在3-5分钟内剪切破坏3. 快剪施加正应力后立即剪切3-5分钟内剪切破坏
cu 、u
（2）试验类型
（4）三轴试验结果
三轴试验结果—抗剪强度包线
c
分别在不同的周围压力3作用下进行剪切，得到3～4 个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线
有效应力圆
总应力圆
u=0
cu
uA
饱和粘性土在三组3下的不排水剪试验得到A、B、C三个不同3作用下破坏时的总应力圆

《土质学与土力学》第7章土的抗剪强度

直剪仪内土样的应力和应变
Nanjing University of Technology
三轴压缩试验
三轴压缩试验也称三轴剪切试验，是测定土抗剪强度较为完善的方法。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加围压系统、孔隙水压力
量测系统等组成。
Nanjing University of Technology
土的抗剪强度指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的主要力学性质之一。土体的破坏通常部是剪切破坏。建筑物地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变形，土具有抵抗剪应力的
潜在能力——剪阻力，它随着剪应力的增加而逐渐发挥，剪阻力被完全发挥时，
土就处于剪切破坏的极限状态，此时剪应力也就到达极限，这个极限值就是土的抗剪强度。如果土体内某—部分的剪应力达到土的抗剪强度，在该部分就开始出现剪切破坏。随着荷载的增加．剪切破坏的范围逐渐扩大，最终在土体中形成连续的滑动面，地基发生整体剪切破坏而丧失稳定性。剪阻力的发挥
Nanjing University of Technology
土体中任意点的应力（莫尔应力圆）
土体内部的滑动可沿任何一个面发生，只要该面上的剪应力等于它的抗剪强度。所以，必须研究土体内任一微小单元的应力状态。
在平面问题或轴对称问题中。取某一土体单元，若其大主应力1 和
小主应力3的大小和方向已知，则与大主应力而成角的任一平面上的法向应力和剪应力τ可由力的平衡条件求得。
正比)，另—部分是土粒之间的粘结力，它是由于粘性土颗粒之间的胶
结作用和静电引力效应等因素引起的。
Nanjing University of Technology
大量试验表明，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许多因素有关。其中最重要的是试验时的排水条件．根据K ．太沙基(Terzaghi) 的有效应力概念，土体内的剪应力仅能由土的骨架承担，由此，土的抗剪强度应表示为剪切破坏面上法向有效应力的函数．库伦公式应修改为： τf =′tan′ τf = c′＋′tan′ 式中 ′—— 剪切滑动面上的法向有效应力，kPa c′—— 土的有效粘聚力(内聚力)，kPa

土力学-第七章土的抗剪强度

7.3.2 三轴压缩试验
土力学
天津城市建设学院土木系岩土教研室
7.3 土的抗剪强度试验
7.3.2 三轴压缩试验抗剪强度包线
土力学
分别在不同的周围压力3作用下进行剪切，得到3～4 个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线

抗剪强度包线

c

天津城市建设学院土木系岩土教研室
2 2
土力学
圆心坐标[1/2(1 +3 )，0]
应力圆半径r＝1/2(1－3 )

A(, )
O
3

2 1/2(1 +3 )
1
土中某点的应力状态可用莫尔应力圆描述
天津城市建设学院土木系岩土教研室
7.2 土的抗剪强度理论
7.2.2 莫尔—库伦强度理论及极限平衡条件土的极限平衡条件
f
f f ( )

f f ( )
这是一条曲线，称为莫尔包络线，简称莫尔包线（破坏包线、抗剪强度包线）。理论和实践证明，土的莫尔包线通常可用直线代替，该直线方程就是库伦公式表达的方程。
c

莫尔—库伦强度理论：由库伦公式表示莫尔包线的强度理论。
天津城市建设学院土木系岩土教研室
天津城市建设学院土木系岩土教研室
7.3 土的抗剪强度试验
7.3.3 无侧限抗压强度试验量表量力环
qu
土力学
升降螺杆
试样
加压框架
qu
无侧限压缩仪
无侧限抗压强度试验是三轴剪切试验的特例，对试样不施加周围压力，即3=0，只施加轴向压力直至发生破坏，试样在无侧限压力条件下，剪切破坏时试样承受的最大轴向压力qu，称为无侧限抗压强度

土力学课件(清华大学)-第七章__天然地基上浅基础的设计

3、对材料的要求
基础用材料必须有足够的强度和耐久性。
(1)砖：必须用黏土砖或蒸压灰砖.砖的强度等级不低于MU10；严寒地区饱和地基砖的强度等级不低于MU20。
(2) 石料：包括毛石、块石和经加工平整的料石，应选用不易风化的硬岩石。石料厚度不宜小于15 ㎝，石料强度等级不小于MU25。
1、浅基础设计所需资料：（1）建筑场地的地形图；（2）岩土工程勘察报告；（3）建筑物平面图、立面图，荷载，特殊结构物
布置与标高；
（4）建筑场地环境，邻近建筑物基础类型与埋深，地下管线分布；
（5）工程总投资与当地建筑材料供应情况；（6）施工队伍技术力量与工期要求。
2、浅基础的设计内容与类型
四、建筑场地的环境条件
1、邻近存在建筑物
建筑场地邻近已存在建筑物时，新建工程的基础埋深不宜大于原有建筑物。当埋深大于原有的建筑物时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据原有的建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时，应采取分段施工，设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措施，或加固原有的建筑物基础，
2、靠近土坡
建筑物靠近各种土坡，基础埋深应考虑邻近土坡临空面的稳定性。
7.4 地基计算
一、基本规定
1.地基基础设计等级根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为甲级、乙级和丙级三个设计等级（见下表）。
地基基础设计等级
3、当地经验参数法
4、地基承载力特征值的深宽修正
当基础宽度大于3米或埋深大于0.5米时，应对地基承载力特征值加以修正：
f a f a kb( b 3 ) dm ( d 0 .5 )

土力学第七章土压力

2
h
1 2 Ea h 2
1 Ea h 2 K a 2
土对挡土墙背的摩擦角，根据墙背光滑，排水情况查表确定
库仑主动土压力系数，查表确定
C A

主动土压力
1 Ea h 2 K a 2
Ea

h
•主动土压力与墙高的平方成正比

•主动土压力强度
h
h/3
B
hKa
pa
dEa d 1 2 z K a zK a dz dz 2
作用在墙背的总压力：土压力+水压力，作用点在合力分布图形的形心处
3.填土表面有均布荷载
q A
填土表面深度z处竖向应力为(q+z)
z
z＋q
h
相应主动土压力强度
pa (q z) K a 2c K a
当z=0： paA qKa 2c K a If paA<0 ,临界深度. (q z0 ) K a 2c K a 0 求出z0 paB (q h) K a 2c K a 当 z=h：
2.墙后填土存在地下水作用在墙背上的土侧压力有土压力和水压力两部分，可 A 分两层计算，一般假设地下水位上下土层的抗剪强度指 B 标相同，地下水位以下土层用浮重度计算
C
(h1+ h2)Ka
h2
h
h1
B点下
w h
2
z)K a2 pa ( 1h1 2 2c2 K a 2
外摩擦角δ
• 取决于墙背的粗糙成都、填土类别以及墙背的排水条件。还与超载及填土面的倾角有关。表7-1
• 粘性土
• 对于填土为的性土或者填土面不是平面，而是任意折线或者曲线时，前述库仑公式就不能使用，可以用图解法来求解土压力。

《土力学》第七章习题及答案

《土力学》第七章习题及答案《土力学》第七章习题及答案第7章土的抗剪强度一、填空题1.直剪试验一般分为剪、慢剪和剪三种类型。

2.若建筑物施工速度较慢，而地基土的透水性较大且排水良好时，可采用直剪试验的剪试验结果或三轴压缩试验的剪试验结果进行地基稳定分析。

3. 粘性土当采用三轴压缩试验的方法时，其抗剪强度包线为水平线。

二、名词解释1.无侧限抗压强度2.抗剪强度三、单项选择题1.由直剪实验得到的抗剪强度线在纵坐标上的截距、与水平线的夹角分别被称为：（A）粘聚力、内摩擦角（B）内摩擦角、粘聚力（C）有效粘聚力、有效内摩擦角（D）有效内摩擦角、有效粘聚力您的选项（）2.固结排水条件下测得的抗剪强度指标适用于：（A）慢速加荷排水条件良好地基（B）慢速加荷排水条件不良地基（C）快速加荷排水条件良好地基（D）快速加荷排水条件不良地基您的选项（）3.当摩尔应力圆与抗剪强度线相离时，土体处于的状态是：（A）破坏状态（B）安全状态（C）极限平衡状态（D）主动极限平衡状态您的选项（）4.某土样的排水剪指标Cˊ=20 kPa，?ˊ=30?，当所受总应力σ1=500kPa，σ3=120kPa时，土样内尚存的孔隙水压力u＝50kPa，土样所处状态为：（A）安全状态（B）破坏状态（C）静力平衡状态（D）极限平衡状态您的选项（）5.某土样的粘聚力为10KPa，内摩擦角为300，当最大主应力为300KPa，土样处于极限平衡状态时，最小主应力大小为：（A）88.45KPa（B）111.54KPa（C）865.35KPa（D）934.64KPa您的选项（）6.分析地基的长期稳定性一般采用：（A）固结排水实验确定的总应力参数（B）固结不排水实验确定的总应力参数（C）不固结排水实验确定的有效应力参数（D）固结不排水实验确定的有效应力参数您的选项（）7.内摩擦角为100的土样，发生剪切破坏时，破坏面与最大主应力方向的夹角为：（A）400（B）500（C）800（D）1000您的选项（）8.根据三轴试验结果绘制的抗剪强度包线为：（A）一个摩尔应力圆的切线（B）一组摩尔应力圆的公切线（C）一组摩尔应力圆的顶点连线（D）不同压力下的抗剪强度连线您的选项（）9.现场测定土的抗剪强度指标采用的实验方法是：（A）三轴压缩试验（B）标准贯入试验（C）平板载荷试验（D）十字板剪切试验您的选项（）10.某饱和粘土进行三轴不固结不排水剪切试验，得到的抗剪强度指标C、?大小为：（A） C= 0.5（σ1－σ3）、?＝00（B） C= 0.5（σ1－σ3）、?＞00（C） C =0.5（σ1+σ3）、?＝00（D） C =0.5（σ1+σ3）、?＞00您的选项（）第7章土的抗剪强度一、填空题1.快、固结快2.慢、固结排水3.饱和、不固结不排水二、名词解释1.无侧限抗压强度：在不施加任何周围压力的情况下，施加垂直压力，直到试样剪切破坏为止，剪切破坏时试样所能承受的最大轴向压力。

《土力学》电子课件第七章土力学

堤等的边坡。
坡高 H
坡肩坡顶
坡面
坡角θ
滑动面
坡脚边坡各部位名称
§7.2 土坡稳定及其影响因素（二）
▪ 影响土坡稳定的因素 ➢ 边坡的坡角θ，θ越小愈稳定但不经济； θ太大则经济而不
安全。
➢ 坡高H，其他条件相同，H越大越不安全。 ➢ 土的性质，如重度γ和强度参数 φ、c值。φ 、c值大，则
土坡安全。有时由于地震等原因，使得φ值降低或产生孔隙水压力，可使原来稳定的边坡失稳而滑动，地下水位上升，对土坡不利。
Ks ttaan n ta1n/332 1.87
稳定
2）有顺坡向渗流时，土坡的安全因数为
K ssa'ttta a n n (19 1 1 9 0 ) 1/ta 3 n320.89
3）若将坡比改成1:4，土坡的稳定安全因数为
'tan (1910)tan32 K ssattan 191/4 1.18
▪ 7.3.2 有渗流作用的无粘性土土坡 ➢ 在坡面上渗流逸出处取一单元土体，除自重外还受到渗
流力作用。若渗流为顺坡，则逸出处渗流方向与坡面平行，渗流力的方向也与坡面平行，下滑的剪切力为：
T J W s in J
➢ 单元土体所能发挥的最大抗剪力仍为Tf，则安全因数为
J
Tα
N
α
W
有渗流的无粘性土坡
稳定数Ns：
Ns
H
c
查图。
例题2
▪ 已知某工程基坑开挖深度H=5m，地基土的天然重度γ
= 19 kN/m3，内摩擦角φ=15°，内聚力c=12kPa。求稳定坡角为多少？
解：1）洛巴索夫图解法
Ns
c
H
0.126
查图得：坡角β=64°

土力学第七章课后习题答案答案

7-1 某挡土墙高6m，填土ψ＝34°，c＝0，γ＝19kN/m3，填土面水平，顶面均布荷载q ＝10kPa，试求主动土压力及作用位置。

解7-2 某挡土墙，墙背填土为砂土，试用水土分算法计算主动土压力和水压力。

解7-3 某挡土墙，墙高5m，墙背倾角10°，填土为砂，填土面水平β＝0，墙背摩擦角δ＝15°，γ＝19kN/m3，ψ＝30°，c＝0，试按库仑土压力理论和朗肯土压力理论计算主动土压力。

解(1)按库仑土压力理论计算α＝80°，β＝0，δ＝15°，η＝0，ψ＝30°，K q＝1主动土压力系数(2)按朗肯土压力理论计算朗肯主动土压力适用于墙背竖直(墙背倾角为0)、墙背光滑(δ＝0)、填土水平(β＝0)的情况。

该挡土墙，墙背倾角为10°，δ＝15°，不符合上述情况。

现从墙脚B作竖直线BC，用朗肯主动土压力理论计算作用在BC面上的主动土压力。

近似地假定作用在墙背AB 上的主动土压力为朗肯主动土压力正。

与土体ABC重力G的合力。

作用在BC上的朗肯主动土压力土体ABC的重力作用在AB上的合力E合力E与水平面夹角θ7-4 某拱桥，高6m，土层分布和土指标如图所示，试计算墙背静止土压力和被动土压力(K0＝0.5)。

解(1)静止土压力计算a点σ0＝0b点σ0＝K0γh＝0.5×18×4＝36kPa6点黏土顶面σ0＝0.5×18.0×4＝36kPac点σ0＝0.5×(γ1h1+γ2h2)＝0.5×(18×4+17.5×2)＝0.5×107＝53.5kPa(2)被动土压力计算7-5 某挡土墙高12m,试计算主动土压力。

解将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚度。

a点土压力强度e a＝γhK a1＝20×2.5×0.333＝16.65kPab点土压力强度e b1＝γhK a1＝20×(2.5+2.0)×0.333＝29.97kPab点水位处土压力强度e b2＝20×(2.5+2.0)×0.39＝35.1kPac点土压力强度e c＝(q+γ1h1+γ2h2)×K a2＝(50+20×2+10×10)×0.39＝74.1kPab点水压力强度e bw＝0c点水压力强度e cw＝γw h＝10×10＝100kPa总压力E＝E a+E w＝592.6+500＝1092.6kN/m7-6 某挡土墙高6m，试计算墙所受到的主动土压力。

土力学第七章

圆心O，半径R
O
R
C
条
分条
分
编号
ai
bB 21
3
i
法
列表计算 Wi bi i A n
计
算
计算Fsi
步
变化圆心O和半径R
骤 Fs最小
END
W
Ti
Ni i
7-5
毕肖普法
有效应力分析
作用力有：土条自重；作用于土条底面的切向抗剪力、
有效法向反力、孔隙水压力；在土条两侧分别作用有法
向力和及切向力。
7－1 概述
天然边坡 • 山、岭、丘、岗、天然坡
贵州洪家渡
7－1 概述
人工边坡
¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露天矿
7－1 概述
人工边坡
¤ 填方：堤、坝、路基、堆料
小浪底土石坝
7－1 概述
天生桥一级面板堆石坝
7－1 概述
什么是滑坡?
边坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另一部分土体滑动的现象称滑坡。
7-1
假定：平面应变问题
滑动面的形状
概述
Slope in cohesionless soil
Rupture plane
无粘性土:平面
均质粘性土：光滑曲面（圆柱面/圆弧）
非均质的多层土或含软弱夹层的土坡: 复合滑动面
7-1
滑动面的位置
概述
最危险滑动面及土坡稳定安全系数的大小都是试算找出。
7-5 毕肖普法
有效应力分析
Wi Xi Ti sini Nicosi uibi 0
Ti

1 Fs
(cili

Nitgi )

《工程地质与土力学》第七章：土的渗透性

一、渗流的概念
水在重力作用下，通过土中的孔隙发生流动的现象叫水的渗透。土体能被水透过的性质，叫土的渗透性，它是土的力学性能之一。流动的水叫渗流，如图1所示。土坝在挡水后，水在浸润线以下的坝体中产生渗流；水闸挡水后，在上下游水位差作用下，水从上游经过闸基渗透到下游.
第七章土的渗透性
图1 坝、闸渗透示意图（a）土坝渗透：（b）闸基渗透
——土样的横截面积，cm2；
第七章土的渗透性
（3）水的动力粘滞系数水温愈高，水的动力粘滞系数η 愈小，渗透系数 k 值愈大，试验时某一温度下测定的渗透系数，应按下式换算为标准温度20°C下的渗透系数 T 即 k 20 kT
20
式中
kT k 20
——ToC和20oC时土的渗透系数；
第七章土的渗透性
QL k Aht
式中：
k
Q
――土样的渗透系数，cm/s； ——时间
t 秒内流经土样的水量，cm3；
L ——土样厚度（即渗透路径），cm；
A
——土样的横截面积，cm2；
——试验时的水头差, cm； ——时间，s。
h
t
第七章土的渗透性 2、变水头试验法
变水头试验就是在试验过程中，渗透水头随时间而变化的一种试验方法，如图4
见图11；12；13。
第七章土的渗透性
图11 心墙坝的粘土截水槽示意图
第七章土的渗透性
图12 心墙坝混凝土防渗墙示意图
第七章土的渗透性
图13 水平粘土铺盖示意图
第七章土的渗透性
2、下游设置反滤层、盖重或减压井，滤土排水，使渗流逸出，又防止细小颗粒被带走。见图14
图7.14 水闸防渗示意图

土力学课件第7章1-2节

2 2 σ1 −σ3 τ= sin 2α 2
σ=
σ1 +σ3
+
σ1 −σ3
P186
cos 2α
小主应力面大主应力面
式中：α —土中一点任一平面（ mn面）与大主应式中：土中一点任一平面（面土中一点任一平面的夹角，力作用面的夹角以逆时针为正（补充）力作用面的夹角，以逆时针为正（补充）由上两式可导出莫尔应力圆方程：（补充）由上两式可导出莫尔应力圆方程：（补充）莫尔应力圆方程：（补充
σ=
σ1 + σ3
2
2、土中一点的极限平衡条件（剪切破坏条件）、土中一点的极限平衡条件（剪切破坏条件）要判断土中一点是否剪切破坏，要判断土中一点是否剪切破坏，可将莫尔应力圆与抗剪强度包线画在同一张坐标图上莫尔应力圆与抗剪强度包线之间的关系有以下三种莫尔应力圆与抗剪强度包线之间的关系有以下三种情况： P187）情况：（P187）莫尔应力圆与抗剪强度包线相离（不相交） ①莫尔应力圆与抗剪强度包线相离（不相交） P187 莫尔应力圆Ⅰ位于抗剪强度包线的下方）（莫尔应力圆Ⅰ位于抗剪强度包线的下方） •说明土中这一点的任一平说明土中这一点的任一平面上的τ＜面上的＜ τf 所以该点未剪切破坏，所以该点未剪切破坏，该点未剪切破坏处于弹性平衡状态（处于弹性平衡状态（稳定状态）定状态）
与土的抗剪强度有关的工程问题主要有：与土的抗剪强度有关的工程问题主要有：P183 ①土坡和地基稳定性都必须选用合适的抗 ②挡土墙侧土压力剪强度指标进行计算 ③地基承载力
滑动面
§7.2 土的抗剪强度理论
一、库伦公式及抗剪强度指标抗剪强度τ 有两种表达方法：抗剪强度 f 有两种表达方法：P185 总应力法（库伦公式）应用上较方便总应力法（库伦公式）←应用上较方便有效应力法←反映了土的强度本质比较合理，反映了土的强度本质，有效应力法反映了土的强度本质，比较合理，但应用有一定困难 1、库伦公式（库伦定律）（P184）、库伦公式（库伦定律））无粘性土（砂土）无粘性土（砂土）: 粘性土和粉土: 粘性土和粉土反映了τ 反映了 f 的变化规律