土力学习题及答案-第七章

试验方法 试验过程 成果表达 试验方法 不固结不排水

试验过程 试样在施加围压

成果表达

试样施加竖向压

快剪

力后,立即快速

(Q-test,

(0.02mm/min)

quick shear

施加水平剪应力

test)

使试样剪切

三轴试验,简称 和随后施加竖向不排水试验 (UU-test,

压力直至剪切破坏的整个过程中

unsolidation 都不允许排水,undrained test)

试验自始至终关闭排水阀门 试样在施加围压

固结不排水三

时打开排水阀门,允许排水固结,待固结稳定后关闭排水阀

允许试样在竖向

轴试验,简称固

固结快剪

压力下排水,待

结不排水试验

(consolidated 固结稳定后,再quick shear test)

快速施加水平剪应力使试样剪切

undrained

破坏

test)

不排水的条件下剪切破坏 试样在施加围压

允许试样在竖向压力下排水,待

慢剪

固结稳定后,则

(S-test, slow 以缓慢的速率施

shear test)

加水平剪应力使试样剪切

consolidation

力至试件剪切破

drained test)

试验

后,再在排水条

(CD-test,

件下施加竖向压

固结排水三轴

时允许排水固

试验,简称排水

结,待固结稳定压力,使试样在

(CU-test,

consolidation 门,再施加竖向

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、

、固结快剪、慢剪三种方法。但直剪试验方法中的“快”和“慢”,并不是考虑剪切速率对土的抗剪强度的影响,而是因为直剪仪不

控制剪切速率的快、慢来近似模拟土样的排水条件。由于试验时的排水条件是影响粘性土抗剪强度的最主要因素,而三轴仪能严格控

的孔隙水压力来求得土的有效应力强度指标。如有可能,宜尽量采用三轴试验方法来测定粘性土的抗剪强度指标。

实用性:

标的取值恰当与否,对建筑物的工程造价乃至安全使用都有很大的影响,因此,在实际工程中,正确测定并合理取用土的抗剪强度指

工程问题,如何合理确定土的抗剪强度指标取决于工程问题的性质。一般认为,地基的长期稳定性或长期承载力问题,宜采用三轴

度指标,以有效应力法进行分析;而饱和软粘土地基的短期稳定性或短期承载力问题,宜采用三轴不固结不排水试验的强度指标,以

题,如果对实际工程土体中的孔隙水压力的估计把握不大或缺乏这方面的数据,则可采用总应力强度指标以总应力法进行分析,分析

据实际工程的具体情况,选择与现场土体受剪时的固结和排水条件最接近的试验方法进行测定。例如,若建筑物施工速度较快,而地

条件不良时,可采用三轴不固结不排水试验(或直剪仪快剪试验)的结果;如果施工速度较慢,地基土土层较薄、透水性较大且排水

试验(或直剪仪慢剪试验)的结果;如果介于以上两种情况之间,可采用三轴固结不排水试验(或直剪仪固结快剪)的结果。

直剪试验各自的三种试验方法,都只能考虑三种特定的固结情况,但实际工程的地基所处的环境比较复杂,而且在建筑物的施工和使

态,要想在室内完全真实地模拟实际工程条件是困难的。所以,在根据实验资料确定抗剪强度指标的取值时,还应结合工程经验。

力系数A为在偏应力增量作用下孔隙压力系数,孔隙压力系数B为在各向应力相等条件下的孔隙压力系数,即土体在等向压缩应力

压力增量。

;在CU试验中,由于试样在

验中,先将土样饱和,此时B=1,在UU试验中,总孔隙压力增量为:

是总孔隙压力增量为:

土的抗剪强度不是常数;(2)同一种土的强度值不是一个定值;(3)土的抗剪强度与剪切滑动面上的法向应力相关,随着的增

土的基本性质,即土的组成、土的状态和土的结构,这些性质又与它的形成环境和应力历史等因素有关;(2)当前所处的应力状态

方法;(4)试样的不均一、试验误差、甚至整理资料的方法等都会影响试验的结果。

根据土体的极限平衡理论可知,土中某点,该点即处于极限平衡状态,它所代表的作用面即为土体的剪切破裂面,且破裂角

平衡条件,可得作用于土体某单元体内与大主应力作用面成角任意方向平面上的法向正应力和剪应力为:

,要使该平面上的剪应力达到最大值,必须使,即。所以,土体中最大剪应力作用面与大主应力作用面

,此时

,所以土体的最大剪应力面不是剪切破裂面。(2)对于饱和软粘土,在不排水条件下,其内摩擦角成立

破裂面。

剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、现场十字板剪切试验

度较快,而地基土的透水性和排水条件不良时,可采用三轴仪不固结不排水试验或直剪仪快剪试验的结果;如果地基荷载增长速率较

低塑性的粘土)以及排水条件又较佳时(如粘土层中夹砂层),则可以采用固结排水或慢剪试验结果;如果介于以上两种情况之间,

结果;由于实际加荷情况和土的性质是复杂的,而且在建筑物的施工和使用过程中都要经历不同的固结状态,因此,在确定强度指标

土的抗剪强度表达式:;粘性土的抗剪强度表达式:。同一土样的抗剪强度不是一个定值,因为它受

影响。

抗剪强度指标:土的粘聚力、土的内摩擦角。室内试验有: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

压缩试验按排水条件的不同,可分为不固结不排水剪.固结不排水剪和固结排水剪三种试验方法。工程应用时,当地基土的透水性和

可选用不固结不排水剪切试验指标;当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时,可选用固结排水剪切试验指标;当地基土

界于两者之间时,可选用固结不排水剪切试验指标。

:简单易行,操作方便;缺点:①不能控制试样排水条件,不能量测试验过程中试件内孔隙水压力变化。②试件内的应力复杂,剪切

破,在边缘发生应力集中现象。③在剪切过程中,应力分布不均匀,受剪面减小,计算抗剪强度未能考虑。④人为限定上下盒的接触

最薄弱面。

动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力

摩擦角

,当时,最大。

时,最大,此时,

水三轴试验(不排水试验);固结不排水三轴试验(固结不排水试验);固结排水三轴试验(排水试验)

2 3 B 18 B 33 C 4 D 19 B 34 A 5 A 20 C 35 C 6 B 21 A 36 B 7 C 22 C 37 B 8 B 23 B 9 D 24 A 10 A 25 C 11 C 26 C 12 C 27 B 13 A 28 B 14 A 29 C 15 A 30 B D 7 A 2 B 题 控制排水条件。 粘聚力。 敏度。 速率”为“排水条件”。 的平面上剪应力虽然为最大,但相应的抗剪强度更大。 。 水性大,通常只进行排水剪试验。 ,所以该平面会发生剪切破坏。

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