解：单面排水，Tv=Cv.t/H2=15.2/100=0.152
（1）1 a后的沉降量：St=Vt×258=0.443×258=11.56cm (2) Vt=90% Tv=0.84
Tv= Cv.t/H2 t=5.51a
第五章 思考题
5.1么是土的抗剪强度？什么是土的抗剪强度指标？试说明土的抗剪强度来源。
对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一个定值？为什么？ （蒋藩 01）
答: 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。土的抗剪强度指标是土力学有关稳定性计算分析的工作中最重要的计算参数。抗剪强度来源是土之间的粘结力。土的抗剪强度指标不是一个定值，土分砂土·壤土·黏土，由不同颗粒组成，抗剪强度当然随组成不同而不同。
5.2何谓土的极限平衡状态和极限平衡条件？试用莫尔-库仑强度理论推求土的
极限平衡条件的表达式？ （汤乐昌 02）
答：当土体的某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，将该点即介于破坏的临界状态称为“极限平衡状态”表征该状态下的各种应力状态下的各
种应力之间的关系称之为“极限平衡条件”。 土的极限平衡条件的表达式SinΦ=（σ1-σ3）/(σ1+σ3+2COTΦ)
5.3土中首先发生剪切破坏的平面是否为剪应力最大的平面？为什么？在何种
情况下，剪切破坏面和最大应力面是一致的？在通常情况下，剪切破坏面与
大主应力面之间的夹角是多少？ （汤乐昌 02）
答：根据摩尔-库仑理论：土体处于极限平衡状态时，剪切面上的剪应力应等于该面上土的抗剪强度，该剪应力不一定是这点的最大剪应力，其剪应力状态可按大、小主应力来确定。最大剪应力时，土的内摩擦角=45度。
5.4分别简述直剪试验和三轴压缩试验的原理。比较二者之间的优缺点和试用范围。
（余晓航 03）
答：直剪试验：一、由杠杆系统通过活塞对试样施加垂直压力，水平推力则由等速前进
的轮轴施加与下盒，使试样在沿上、下盒水平接触面产生剪切位移。剪应力大小则根据量
力环上的测微表，由测定的量力环变形值经换算确定。活塞上的测微表用于测定试样在法向
应力作用下的固结变形和剪切过程中试样的体积变化。
三轴压缩试验：轴向加压系统用以对试样施加轴向附加压力，并可以控制轴向应变的速率；周围压力系统则通过液体对试样施加周围压力；试样为圆柱形，并用橡皮膜包裹起来，以使试样中的空隙水与膜外液体完全隔开。试样中的空隙水通过其底部的透水面与空隙水压力测量系统连通，并由空隙水压力阀门控制。 直剪试验缺点：（1）剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀。 （2）剪切面人为地限制在上、下盒的接触面上，而该平面并非是试样抗剪最弱的剪切面。
（3）剪切过程中试样面积逐减小，且垂直荷载发生偏心，但计算抗剪强度时却按受剪面积不变和剪应力均匀分布计算。
（4）不能严格控制排水条件，因而不能测量试样中的空隙水压力。
（5）根据试样破坏时的法向应力和剪应力，虽可算出大、小主应力?1、?2的数值，但主应力?2无法确定。
三轴试验的有点：（1）试验中能严格控制试样的排水条件，准确测定试样在剪切过程中空隙水压力变化，从而可定量获得土中有效应力变化情况；
（2）与直剪试样对比起来，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬性指定破裂面位置：
（3）除抗剪强度指标外，还可测定如土的灵敏度、侧压力系数、空隙水压力系数等力学指标。
5.7试说明在饱和粘性土的不固结不排水试验结果中不管用总应力还是有效应力
表示其莫尔应力园的半径为何都不变？ （刘永良 04）
答：不管是不固结不排水实验中总应力还是有效应力表示，体积总是保持不变，所以莫尔应力圆的半径保持不变。
习题
5.1某砂土试样在法向应力σ=100kPa作用下进行直剪试验，测得其抗剪强度
（a）用作图方法确定该土样的抗剪强度指标ф值；（b）如果?f=60kPa. 求：
试样的法向应力增至σ =250kPa,则土样的抗剪强度时多少？ （蒋藩 01）
解：因为该土样为砂土，所以c=0 （1）?f=? 60=100
=0.6 =31 （2）=
=250*0.6 =150 Kpa
5.2 对饱和黏土试样进行无侧限抗压试验，测得其无侧限抗压强度qu=120kPa。
求：（a）该土样的不排水抗剪强度；（b）与圆柱形试样轴成60?交角面上的法向应力和剪应力。 ??（余晓航 03） 解：（a）Cu=qu/2=120/2=60kPa
（b）?= （qu/2）*sin60°=52kPa
ququ ?=+*sin30°=90kPa
22
5.4对内摩擦角??30?的饱和砂土试样进行三轴压缩试验。首先施加?3=200
kPa 围压，然后使最大主应力?1与最小主应力?3同时增加，且使?1的增量始终为 ?3的增量的４倍，试验在排水条件下进行。试求该土样破坏时的?1值。（刘永良 04） 解：由于内摩擦角??30? ， sin?=（?1--?3）/（?3+?1）=0.5
?1的增量??1始终为?3的增量??3的4倍
sin?=（?1--?3+3??3）/（?3+?1+5??3）=0.5 ??3=400kpa
?1=4*??3+?3=1800kpa
第六章
思考题
6.1土压力有哪几种？影响土压力的各种因素中最主要的因素是什么？ （李斌 05）
答:有3种，1主动土压力2被动土压力3静止土压力
影响土压力各种因数中的最主要因数是挡土墙的位移方向和位移量。
6.2试阐述主动土压力、静止土压力、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小。
（郭静波 06） 答：1、主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称主动土压力，一般用Ea表示。
2、被动土压力：当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称被动土压力，一般用Ep表示。
3、静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为静止土压力，用E0表示。
在相同的墙高和填土条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，即：Ea?E0?EP
6.3 试比较朗金土压力理论和库伦土压力理论的基本假定及适用条件。 （肖煜 07）
答：朗金土压力理论假定挡土墙墙背竖直、光滑，填土面水平，可用于黏性填土和五黏性填土，在工程中应用广泛。
库仑土压力理论的假设为：墙后填土是理想的散粒体（黏聚力ｃ=0）；滑动破裂面为通过墙踵的平面，库仑理论适用于砂土或碎石填料的挡土墙计算。
地基的剪切破坏有哪些形式？发生整体剪切破坏时ｐ-ｓ曲线的特征如何？ （肖煜 07）
答：其破坏形式有整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种。 整体剪切破坏地基变形的发展可分为三哥阶段：①当荷载较小时，基底压力ｐ沉降ｓ基本成直线关系，属线性变形阶段，临塑荷载以?cr表示；②当荷载增加到某一数值时，基础边缘处土体开始发生剪切破坏，随着荷载的增加，剪切破坏区逐渐扩大，土体开始向周围挤出，ｐ-ｓ曲线不再保持直线，属弹塑性变形阶段，
6.8
极限荷载以pu表示；③如果荷载继续增加，剪切破坏区不断扩大，最终在地基
中形成一连续的滑动面，基础急剧下沉或向一侧倾斜，同时土体被挤出，基础四周底面隆起，地基发生整体剪切破坏，ｐ-ｓ曲线陡直下降，通常称为完全破坏阶段。
6.9 什么是塑性变形区？地基的Pcr和P?的物理概念是什么？在工程中有何意义 （孙涛 08）
答：局部剪切破坏的介于整体破坏和冲剪破坏之间的一种破坏形式。随着荷载的增加，剪切破坏区从基础边缘开始，发展到地基内部某一区域，但滑动面并不延伸到地面，基础四周地面虽有隆起迹象，但不会出现明显的倾斜和倒塌。 若zmax =0，则表示地基中将要出现但尚未出现塑性变形区，其相应的荷载即为临塑荷载Pcr。
一般认为，在中心垂直荷载下，塑性区的最大发展深度zmax 可控制在基础宽度的1/4，相应的荷载用P?表示。
Pcr作为地基的承载力偏于保守，即使地基发生局部剪切破坏，只要塑性区范围内部超过一定范围，就不影响建筑物的安全和正常使用，取P?可以提高地基的承载能力。
6.10什么是地基土的极限荷载Pu？其与那些因素有关？ （孙涛 08）
答：地基的极限承载力Pu是地基承受基础荷载的极限压力。
有关因素：土的内摩擦角，基础的埋置深度，基础形状，荷载的倾斜程度及大小有关。
6.11 土坡稳定有何实际意义？影响土坡稳定的因素有哪些？如何防止土坡滑动 （张凯 09）
答：山区的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整场地、开挖基坑而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影响，造成边坡局部土体滑动而丧失稳定性，边坡的坍塌常造成严重的工程事故，并危及人身安全，因此，应选择适当的边坡截面，采取合理的施工方法，必要时还应验算边坡的稳定性以及采取适当的工程措施，以达到保证边坡稳定。减少填挖土方量、缩短工期和安全节约的目的。
影响边坡稳定的因素一般有一下几个方面：
（1）土坡作用力发生变化。例如由于在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受荷，或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的震动改变了原来的平衡状态。 （2）土体抗剪的强度的降低。例如土体中含水量或孔隙水压力的增加。 （3）静水压力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝，对土坡产生侧向压力，从而促进捅破的滑动。
（4）地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常是边坡失稳的重要因素，这是因为渗流会引起动水力，同时土中的细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，使土体的密实度下降。
（5）因坡脚挖方而导致土坡高度或坡脚增大。
在土方开挖或高填方的工程施工中，经常遇到边坡滑动的现象，给正常的工程带来很多困难，如果不及时采取有效的处理措施，将会造成施工难度增大，影响工程质量和工期不能正常完成的后果。因此，必须及时解决好预防土坡滑动和阻止土坡继续滑动的问题。
土坡的滑动是由于促使土坡运动的滑动力与滑动面上的抗滑力相互之间发生变化的结果。土体的容重、土坡的地质条件以及气候温度因素的变化都将直接影响土坡的稳定状态。所以，在工程施工中，我们应根据影响土坡稳定的原因采取相应的措施，预防和阻止土坡的滑动，保证正常施工。笔者根据多年的施工实践，总结出以下几种比较成功的方法，可供业内同行参考。 1． 延缓坡度，增加坡长
斜坡度越平缓，则土坡越稳定：斜坡度越陡，则土坡越易滑动。通过延缓坡度可以减小土坡的下滑力，使土坡达到稳定状态。这是我们在施工中常采用的方法。但这种方法增加了工作量，适用于机械化施工作业，要求施工场地宽阔，多余的土方要随时运走或有地方堆积。
2． 在坡脚处砌挡土墙或打混凝土预制桩，增大抗滑力
由于土坡的滑动都有一个滑动面，土坡滑动时沿滑动面向外推动坡脚处的土，当滑动面到地表面的距离较小时，可以砌挡土墙，使挡土墙的基础超过滑动面。如果滑动面距地表面的距离较大，用人工砌挡土墙很难达到目的，采用打混凝土预制桩的办法较好。
3． 在土坡上用锚杆锚固将要滑动的土体当土坡的土质稳定性较好，无地下水或渗透水量很少时，可将锚杆锚固在土层中，增加土体的整体性和土体的抗滑力，使土坡达到稳定状态。这种方法在滑动面很浅时，效果明显。 4． 在坡顶裂缝处换填渗透性较小的粘性土
当土坡滑动开始后，坡顶处通常有裂缝，当有地表水或下雨时，水从裂缝处渗入，润滑了滑动面，减小了抗滑力，使土坡滑动加快。根据这种情况，应及时将裂缝处的原状土挖除，换填渗透性较小的粘性土并碾压夯实，阻止水的渗入；同时，在坡顶处挖排水沟，防止地面水冲刷土坡，使水从其他地方排下。
在工程施工中，应根据实际情况决定采用何种办法，或几种办法同时采用，以保证工程质量和工程时间。
6.12何谓无黏性土坡的自然休止角？无黏性土坡稳定性与哪些因素有关? （何思翰 10）
答：土坡稳定的极限坡角等于砂土的内摩擦角?时，此坡角称为自然休止角。 影响因素：①土坡作用力发生变化②土坡的抗剪强度降低③水压力的作用。