第3题 解:根据题意:
(1) B1=0.9 B2=0.95 B3=0.98
A1=-0.21 A2=-0.24 A3=-0.33
?193kPa2 ?1??3q1??93kPa2p1??1??3同理:p2=366.5kPa、q2=166.5kPa p3=539.5kPa、q3=239.5kPa 取以上任意两点可确定Kf线方程的斜率:
tg??q3?q2239.5?166.5??0.42
p3?p2539.5?366.5sin??tg??0.42 ??25?
用点斜式写出Kf线方程:q?q3?tg??p?p3?
令p=0 q?df?11.94kPa c?dfcos??11.94?13.1kPa ?cos25(2)用图解法如下:
分别以(193,0),(366.5,0),(539.5,0)为圆心,以R=93kPa、166.5kPa、239.5kPa为半径在σ-τ坐标内绘制三个极限应力圆,作出公切线,可以得出在τ轴上的截距为13.2kPa,与σ轴夹角为25°,因此,Ccu=13.1kPa、φcu=25°
第4题 解:根据题意:
?1'??1?u?160?20?140kPa
'?3??3?u?80?20?60kPa
在?1'、?3'作用下土体单元达到极限平衡状态,应力圆应和强度线相切。对于正常固结饱和粘土的固结不排水剪试验,其有效抗剪强度线过圆心。 有效应力圆的圆心为:p?''?1'??32'?1'??3?100kPa
有效应力圆的半径为:q?'2?40kPa
q'?040??0.4 ?'?23.6? ∴sin??'p?0100'对于固结不排水剪试验,试样在??3作用下已固结稳定,试样受剪前?u1已消散为
零,所以有:
?u??u2?Af(??1???3)
∴Af??u220??0.25
(??1???3)160?80
第5题 解:根据题意:
土样1破坏时σ1=235KPa,σ3=55KPa,土样2破坏时σ1=429KPa,σ3=120KPa
p1??1??32????3245?55235?55?145kPa q1?1??90kPa 222p2??1??32????3429?120429?120?274.5kPa q2?1??154.9kPa 222通过两点确定出Kf线方程的斜率如下:
tan??q2?q1154.9?90??0.5
p2?p1274.5?145??arcsintan??30?
用点斜式写出Kf线方程: q?q1?tan?(p?p1) 令p=0,可得:df=q=17.5kPa, C?dfcos??20.2kPa
某点σ1=170KPa,σ3=85KPa所处的应力状态:
?1m??3?tg2(45??)?2Ctg(45??)223030?85?tg2(45??)?2?20.2?tg(45??)
22?540kPa??∵?1m?540kPa??1?400kPa ∴ 该土体单元处于稳定状态。
第6题 解:根据题意:
试样破坏时?3?220kPa ?1??3???1?220?170?390kPa
'?1'??1??u?390??u ?3??3??u?220??u
在?1'、?3'作用下土体单元达到极限平衡状态,应满足极限平衡条件
390??u??220??u?tg2(45??2626)?2?20?tg(45??) 22∴ ?u?152.1kPa
固结不排水剪试验,试样在??3作用下已固结稳定,试样受剪前?u1已消散为零,所
以有:
?u??u2?Af(??1???3)
Af??u(??1???3)?152.1?0.895
390?220
第7题 解:根据题意:
(1)?3?190kPa ?u?100kPa
'?3??3??u?190?100?90kPa
试样破坏时,?1'、?3'应满足极限平衡条件
????tg(45?)223?23?2???90?tg(45?)?2?0?tg(45?)
22?205.4kPa2'1'32??')?2Ctg(45?'??'
(2)样破坏时?3?190kPa ?1??3???1?190?185?375kPa
'?1'??1??u?375??u ?3??3??u?190??u
在?1'、?3'作用下土体单元达到极限平衡状态,应满足极限平衡条件
375??u??190??u?tg2(45??2323)?2?0?tg(45??) 22∴ ?u?45.8kPa
(3)对于固结排水剪试验?u?0
?1'??1 ?3'??3
试样破坏时,?1'、?3'应满足极限平衡条件
????tg(45?2?'1'32??'2)?2Ctg(45?'??'2)23?23???190?tg(45?)?2?0?tg(45?)
22?433.7kPa∴ ??1??1??3?433.7?190?243.7kPa
第8题 解:根据题意:
(1)M点超静孔隙水压力?u??wh?10?10?100kPa
M点自重应力力?s??h1??'h2?18?3?11?2?76kPa
加荷瞬间竖向有效应力为?1??s???1?u?76?190?100?166kPa 对于饱和粘性土来说B?1.0
?u1?B???3?1.0?80?80kPa
'?u2??u??u1?100?80?20kPa
对于饱和粘土不固结不排水剪试验,
?u???3?A(??1???3)
A??u???3100?80??0.182
??1???3190?80(2)加荷瞬间水平向有效应力为:
?3'?K0?s???3?u?0.8?76?80?100?40.8kPa
?2
3030?40.8?tg2(45??)?2?0?tg(45??)?122.4kPa22///1m???tg(45?/32??/2)?2Ctg(45?/??/)∵?1m?122.4kPa??1?166kPa ? 该土体单元处于破坏状态。