2014年岩土力学作业答案2

岩土力学 作业二
说明：本次作业对应于文字教材4至6章，应按相应教学进度完成。

一、单项选择题（每小题2分，共计14分） 1、土的强度破坏是（ C ）。

A 、压坏
B 、拉坏
C 、剪坏 2、直接剪切试验测定土的天然强度为（C ）。

A 、
2
3
1σσ- B 、
2u q C 、q q tg C Φσ+ D 、)3
(22max
D
H D M +π 3、地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力为（B ）。

A 、允许承载力
B 、极限承载力
C 、承载力特征值
4、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（ B ）。

A 、流土 B 、管涌 C 、接触流失 D 、接触冲刷
5、条形基础竖直均布荷载下附加应力计算时，附加应力系数的确定应根据（ D ）比值查表确定。

A 、L/
B 和z/B B 、L/B 和x/B
C 、L/B 和z/L
D 、x/B 和z/B 0 6、填土坡面上做挡土墙护坡，作用在挡土墙的土压力（C ）。

A 、土压力为0
B 、主动土压力
C 、静止土压力
D 、被动土压力 7、影响极限承载力的因素主要有（B ）。

A 、土的重度
B 、土的抗剪强度指标c 、φ
C 、基础埋深
D 、基础宽度 8．所谓地基的临界荷载是指（C ）
A 地基中将出现塑性区的荷载
B 地基中出现连续滑动面的荷载
C 地基中出现某一允许大小塑性区时的荷载
9．地基的极限承载力是指（B ）
A 地基的变形达到上部结构极限状态时的承载力
B 地基中形成连续滑动面时的承载力
C 地基中开始出现塑性区时的承载力
10 在挡土墙设计时，是否允许墙体有位移？（ B ） A 不允许 B 允许 C 允许有较大位移 二、填空题（每空1分，共计16分）
1、为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为（快剪）、（慢剪）和（固结快剪）三种类型。

2、根据固结排水条件的不同，相应于直剪试验，三轴试验也可分为（固结不排水剪）、（固结排水剪）和（不固结不排水剪）三种类型。

3、某土单元体抗剪强度指标,18,20
==ϕkPa c 大主应力,4001kPa =σ则该单元体小主
应力=3σ（ 182.7）kPa 时， 该土处于极限平衡状态，若,2003kPa =σ该土处于（剪切破坏）状态。

4、饱和砂土在低围压下受剪时，对于松砂来说，其固结不排水剪试验测得的强度要比固结
排水剪试验测得的强度（ 低 ）（高或低），对于密砂来说，其固结不排水剪试验测得的强度要比固结排水剪试验测得的强度（ 高 ）（高或低）。

5、根据摩尔—库伦破坏准则，理想状态下剪破面与大主应力面的夹角为（)2
+45(±υ ）。

6、太沙基公式中，c q r N N N ,,称为（承载力）系数，由（内摩擦角
υ）确定。

7、地基剪切破坏的三种形式为（整体剪切破坏）、（局部剪切破坏）、（刺入剪切破坏）。

三、简答题（每小题6分，共计30分）
1、什么叫土的抗剪强度？常用的试验方法有哪些？
答：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。

2、试述莫尔——库伦破坏准则，什么是极限平衡条件？ f τ与莫尔——为库仑应力圆的关系
（1）相离→稳定状态； （2）相切→极限平衡状态；
（3）相割→表明该点土体已破坏。

达到极限平衡状态时土的应力状态时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系称为土的极限平衡条件。

)245tan(2)245(tan 231φ
φσσ+++= c
)2
45tan(2)2
45(tan =213υc υσσ
3、土压力有哪些类型？它们产生的条件是什么？
静止土压力：当挡土墙静止不动时，即不能移动也不转动，这时土体作用在挡土墙的压力称为静止土压力。

主动土压力：挡土墙向前移离填土，随着墙位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力减
至最小，称为主动土压力。

被动土压力：挡土墙在外力作用下移向填土，随着墙位移的逐渐增大，土体作用于墙上的土
压力逐渐增大，当墙后土体达到被动极限平衡状态并出现滑动面时，这时作用于墙上的土压力增到最大，称为被动土压力。

4、发生滑坡时，土体内的滑动面上的剪应力达到抗剪强度的原因是什么？
答：根据库伦定律及其强度线，可知土中某点任意平面上作用着该法向应力σ以及剪应力τ，则由τ与抗剪强度f τ对比得：
当τ<f τ（在破坏线以下），表示该点处于稳定状态 当τ=f τ（在破坏线以上），表示该点处于极限平衡状态 当τ>f τ（在破坏线上方），表示该点已经剪切破坏
故：当应力圆与强度线相切时，即为土体濒于剪切破坏的极限应力状态，称极限平衡状态，此时，土体发生滑坡。

（将书中P123页的图4—5画在下面） 5、库伦土压力理论的假定条件是什么？它适用于什么条件？ 假定条件：（1）墙后的的填土是理想的散粒体（粘聚力C=0）。

（2）滑动破坏面为一平面。

（3）墙背与滑裂面间的楔形土体视为刚性体。

适用条件：适用于填土表面为水平或倾斜的无粘性土，对于粘性土只能用图解法。

6.确定地基承载力有哪几种方法？
答：有三种方法：其一，按极限荷载确定地基承载力；其二，按工程规范确定地基承载力；其三，确定地基承载力设计值的方法。

四、计算题（第题10分，计40分）
1、已知地基中一点的大小主应力为,3001kPa =σ,1503kPa =σ土的强度指标
,16,20 ==ϕkPa c 试判断该点是否会剪破？剪破面与大主应力之间的夹角为多少？
kPa
kPa C σσ15021.140=37tan ×20×237tan ×300=)2
1645
tan(2)2
1645
(tan =2213
所以该点没被剪破。

如果剪破时，剪破面与大主应力之间的夹角为：
37143=)]216+45(±[90=)]2+45(±[90
υ
2、某挡土墙高8m ，墙背竖直光滑，填土面水平，填土为无粘性土，
,30,/183
==φm kN r 填土表面作用有连续均布荷载，kPa q 20=。

试用朗肯土压力理论计算主动土压力以及作
用点位置。

解： kPa qk P a a 19.5=)2
3045
(tan ×20==2
1
kPa
Hk γP P a
a a 57.42=)2
3045(tan ×8×18+19.5=+=212
m
kN H P P H P E a a a a /04.191=52.149+52.41=2
8×
)19.557.42(+8×19.5=2×
)(+×=211 a E 距墙底距离为： m
y 96.2=)3
8×52.149+28×52.41(04.1911=
3、在均布条形荷载作用下，土体中A 点的在主应力,4001kPa =σ中、小主应力
,1503kPa =σ土的抗剪强度指标,30,0 ==φc 试求：
（1）A 点处土是否处于极限平衡状态？
（2）最危险的剪应力面与最大主应力面夹角为多少度？
解： m m
f σkPa υσσ122
315.283=)2
30+45(tan ×150=)2+45(tan +=
所以，A 点已剪破。

最危险的剪应力面与最大主应力面夹角为：
60±=)2
30+45(±=)2+45(±=υαf
4、有一条形基础，宽度B 为6m ，埋深D 为1.5m ，其上作用着中心荷载P 为1700kN/m ，地基土质均匀，容重为19kN/m 3，土的强度指标为：,20,20
==ϕkPa c 安全系数为2.5，
假定基底完全粗糙，应用太沙基理论，验算地基的稳定性。

解：
kPa
q N c N N b γP q c γu 75.684=25.185+300+5.199=5
.1×19×5.6+20×15+5.3×6×192
1
=×+×+××21=
当采用安全系数Fs=2.5时
地基承载力设计值:kPa P f u 9.273=5
.225
.684=5.2=
kPa f kPa B d B γF P G k k 9.27333.313=6
5.1×6×20+1700=××+= 所以不稳定.。