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1、模块四土的抗剪强度及地基承载力基础练习：1. 同一种土体，当矿物成分、颗粒级配、密度、含水量完全相同时，这种土的 抗剪强度是否为一定值？为什么？答：不是。影响土的抗剪强度的因素除了土颗粒的矿物成分、形状、大小级颗粒 级配，原始密实度，含水量之外还有土的结构扰动因素。黏性土的结构受到扰动， 土体变得疏松，会丧失部分黏聚力，因而抗剪强度会随之降低。此外有效法向压 力越大，抗剪强度越大。土的应力历史也影响土的抗剪强度。超固结土的抗剪强 度值比正常固结土的大，而正常固结土又高于欠固结土。2. 简述影响土抗剪强度的主要因素。答：（1）土颗粒的矿物成分、形状、大小级颗粒级配；（2）原始密实度；（3）含 水
2、量；（4）土的结构扰动；（5）有效法向压力；（6）土的应力历史。3. 何谓土的极限平衡条件？答：当土中任意一点在某一平面上发生剪切破坏时，该点就处于极限平衡状态， 此时土中最大主应力c 、最小主应力a 3与土的抗剪强度指标c、中之间的关系， 称为土的极限平衡条件。4. 在外部荷载的作用下，剪切破坏是否首先发生在剪应力最大的平面？剪切破 坏面与大主应力之间的夹角是多少？答：不是。450-125. 直剪试验和三轴试验的优缺点是什么？答：直剪试验：优点：仪器设备简单、操作方便等。缺点：剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱的面剪切破 坏； 剪切面上剪应力分布不均匀； 在剪切过程中,土样剪切
3、面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时仍按土样的原截 面积计算； 试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力； 试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。三轴试验：优点：试验可严格控制排水条件； 试验可量测孔隙水压力； 试验破裂面在最软弱处。缺点:。2=。3,而实际上土体的受力状态未必都属于这类轴对称情况;实验比较复杂。6. 十字板剪切试验有何优点？适用于什么情况？答：优点：它不需要取原状土样，试验时的排水条件、受力状态与土所处的天然 状态比较接近。这种试验方法适合于在现场测定难于取样的饱和软黏土的抗剪强 度。7. 地基破坏的形式有哪些？各种破坏常发生在哪些地基土中？答：在荷载作用下，建
4、筑物地基的破坏是由于承载能力不足而引起的剪切破坏，剪切破坏的形式一般又可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种。一般紧密的砂土，硬黏性土地基常发生整体剪切破坏。局部剪切破坏一般发生在中等以下密实的砂土地基中。冲剪破坏容易发生在压缩性较大的松砂、软土地基或基础埋深较大时。8. 什么是地基的临塑荷载？如何计算？答：地基中要出现而没有出现塑性变形区，此时相应的荷载p为临塑荷载Pcr，其表达式如下：p - N r d + N c(4.21)式中：兀 ctg+- + N =2q兀ctg- + MUctgN =c兀ctg- + 9. 什么是地基的极限荷载? 答：地基极限承载力是从地基稳定的角度研究地
5、基土单位面积上所能承受的最大 荷载。10. 如何用理论公式确定地基承载力？地基承载力的大小和那些因素有关？理 论公式存在什么问题？答：地基的极限承载力必须有足够的安全储备，即取pJK作为地基承载力设计 值，其中K为安全系数，对于太沙基理论计算的极限承载力K 一般取23。不同地区，不同成因，不同土质的地基承载力差别较大，地基承载力的主要 影响因素有以下几个方面：(1) 地基方面地基土的成因和堆积年代，堆积年代越久，地基承载力越高；地基土的强度 指标(。、平)，物理性质指标(Y、e、)，级配，结构性，应力历史和地层 倾斜程度等。土的强度指标。、平越大，物理性质指标Y越大、e和越小，级 配越好，颗粒
6、越粗，固结程度越高和地层倾斜程度越小，地基承载力越高。(2) 荷载方面荷载方面的影响因素包括荷载的性质，作用方向和位置等。荷载偏心和倾斜 越大，地基承载力越低。若荷载作用时间很短，如地震荷载，地基承载力相应提 高；若地基为高塑性黏土，呈可塑或软塑状态，在长期荷载作用下，地基承载力 降低。(3) 上部结构和基础方面通常上部结构体型越简单，整体刚度大，对地基的不均匀沉降适应性好，则 地基承载力可取高值。基础方面的影响因素包括基础刚度，底面形状、宽度、埋 深和倾斜程度等。基础刚度、底面宽度和埋深越大、底面倾斜程度越小，地基承 载力越高。(4) 其他除以上三方面的影响因素外，还有地表超载，施工因素，地
7、下水位，如施工 顺序、速率和防扰动措施等。地表超载越大，地基承载力越高；施工速率慢，地 基土来得及固结，承载力提高；施工时地基土受到的扰动小，强度高，承载力大； 地下水位上升会降低地基土的承载力。此外，还有基底倾斜和地面倾斜的影响，地基土压缩性和试验底板与实际基 础尺寸比例的影响、相邻基础的影响等等。在确定地基承载力时，应根据建筑物 的重要性及结构特点，对上述影响因素作具体分析。理论公式在导出过程中作了许多假定和简化，因此计算结果是近似的。并且 公式只考虑了地基土的强度，没有考虑地基土的变形，所以必要时还要进行变形 验算。11.已知地基中某点土样承受的主应力a 1 = 400kPa , a 3
8、= 180 kPa，土的抗剪强度 指标c = 25kPa，p = 20。，试判断该土体处于什么状态。答：已知最小主应力a = 180kPa，得到最大主应力的计算值为：3a =a tan2 (45。+当)+ 2c tan(45o + ?) = 180 x tan2 55。+ 2 x 25 x tan 55。= 439kPaa 的计算结果大于已知值，所以该土样处于弹性平衡状态即安全状态。工程模拟训练1. 答：p = 18。查表 4.1 得：Nc = 5.31 N = 2.82N, = 0.43p = N rd + N c = 2.82*18*2 + 5.31*20 = 204.12kPcr q 0cap 1 = N yb + N r0d + N c = 0.43*18*3 + 2.82*18*2 + 5.31*20 = 227.34kP 42. 答：粉土，黏粒含量c兀10%，查表4.3得：门尸0.5门d = 2.0f = f k +nbY(b-3) +ndY (d -0.5) = 160 + 2.0*18.5*(1.8-0.5) = 208.1kP链接职考：1.B1.A3. C4. 临塑荷载5. C 6.37. 小8. B9. X10. X11. 快剪试验12. 黏聚力
