3.10 具有某一孔隙比的砂土试样的临界围压是σ3cr =1000kPa，如果将它在σ3=1500kPa、1000kPa和750kPa下固结后，分别进行不排水三轴试验，会发生什么现象？定性画出三个固结不排水试验的总应力和有效应力莫尔圆。
答：当试样在1000kPa围压下固结不排水试验，试样体积基本没有变化趋势；当试样在1500kPa围压下固结不排水试验，试样体积增大，发生剪胀；当试样在750kPa围压下固结不排水试验，试验体积减小，发生剪缩。
3.11 一种砂土试样固结后的孔隙比e=0.8，相应的临界围压是σ3cr =500kPa，在σ2=500500kPa时进行三轴排水试验破坏时的应力差σ1-σ3=1320kPa，其内摩擦角φ'是多少?在这个围压下的排水试验，试样破坏时的体应变约为多少？不排水试验时的孔压约为多少？
答：莫尔-库伦准则为：?1??3?2。此围压下的排水?ccos???3sin??，得'?=32.1°
1?sin?试验，试样破坏时的体应变为0，不排水试验时的孔压约为0。
3.12 在上面的试样上进行围压为σ3=300kPa和750kPa两个固结不排水三轴试验（CU），用两个总应力圆的包线确定的强度指标是否为有效应力指标？ 答： 3.13 用一种非常密实的砂土试样进行常规三轴排水压缩试验，围压为100kPa和3900kPa，用这两个试验的莫尔圆的包线确定强度参数有什么不同？
答：当围压由100kPa增加到3900kPa时，内摩擦角会大幅度降低。
3.14 特雷斯卡、米泽斯和莫尔-库伦三个强度准则的讨论
答：特雷斯卡准则和米泽斯准则都没有反映平均主应力p对土抗剪强度的影响，这就未能反映土作为摩擦材料的基本力学特性。尽管这两个准则的―广义‖形式考虑了平均主应力p对抗剪强度的影响，但这个影响并非是破坏面上正应力对该面上的抗剪强度的影响。特雷斯卡准则是最大剪应力准则，米泽斯准则是最大八面体剪应力准则，这两个强度准则与土的摩擦强度是不一致的。其中矛盾最为突出的在于：三轴压缩（σ2=σ3）应力状态与三轴伸长的应力状态（σ1=σ2），用这两个准则预测在同一π平面上（p=常数）的土的抗剪强度(σ1=σ3)f或者qf都是相等的，这是不对的。
莫尔-库伦强度准则描述了剪切面上剪应力τ与该面上正应力σ间的关系，表现了土作为散体材料的摩擦强度的基本特点，是比较合理的，所以它在土力学得到广泛的应用。但它假设中主应力σ2对土的抗剪强度没有影响，它的强度包线常常被假设为直线，即内摩擦角υ是常数，与围压无关，这些近似一般不会引起大的误差，但当应力水平很大时，可能引起比较大的误差。当用莫尔-库伦准则作为塑性模型的屈服准则时，其屈服面及在π平面上轨迹有导数不连续的角点，这在数值计算中不够方便。
第五章 土的压缩与固结
5.1 土的三轴固结试验
（1）三轴固结排水试验：固结排水试验是指在三轴试验中，排水阀门始终打开，试件先在周围压力σ3作用下充分固结。稳定后缓慢增加轴向偏差应力?σ1，让剪切过程中充分排水。这样，试件中恒不出现超静孔隙水压力，总应力恒等于有效应力。排水强度是指加载过程中，孔隙水压力及时并全部消散，密度不断变化情况下的强度。
（2）三轴固结不排水试验：在一定的围压下固结后，在不排水条件下施加偏差应力?(σ1-σ3)进行剪切，剪切过程中试件体积不变。
（3）三轴不固结不排水试验：试件在不固结不排水试验中孔隙比和含水量保持不变。 由于饱和土的孔隙水压力系数，B＝1.0，σ3所产生的孔隙水压力u＝σ3，因此若扣去孔隙水压力，则所有的总应力圆集中为唯一的一个有效应力圆。因为只能得到一个有效应力圆，所以无法绘制有效应力强度包线。应该指出，υu＝0，cu=1/2（σ1–σ3），并不意味着土不具有摩擦强度，因为剪切面上存在法向有效应力就应该有摩擦强度，只不过是这种试验方法，摩擦强度隐含于所测得的粘聚强度内，两者难以区分。
非饱和土由于土样中含有空气，试验过程中，虽然不让试件排水，但在加载中，气体能压缩或部分溶解于水中，使士的密度有所提高，抗剪强度也随之增长，故破坏包线的起始段为曲线，直至土样完全饱和后才趋于水平线，如下图所示。
5.2 实验室中正常固结土的抗剪强度包线通过原点为什么？
答：实验室中正常固结土是在周围压力的作用下正常固结土，不同于正常固结的原位土体，因为原位土体不会因为取样而使土体受扰动，固结压力消散，丧失抗剪强度。
按照―密度—有效应力—抗剪强度‖唯一性关系，破坏包线上的一点代表一种密度，一种有
效应力和一种抗剪强度。实验室中恒处于正常固结状态的土，当σ3＝0 时，必然σp＝0（土的先期固结压力），表示这种土历史上从未受过任何应力的固结，必定处于很软弱的泥浆状态，抗剪强度τf＝0。这就是说实验室正常固结土的抗剪强度包线应该通过原点。
天然土试件的强度包线也是分成超固结和正常固结两段相交的折线ab+bc，如下图。实用上简化为一根破坏包线oe。
5.3 什么是曼代尔-克雷尔效应？产生的原因是什么？
答：在不变的荷重施加于土体上以后的某时段内，土体内的孔隙水压力不是下降，而是继续上升，而且超过应有的压力值，等到某时刻后才开始下降，逐步消散。该现象称为曼代尔-克雷尔效应。
产生曼代尔-克雷尔效应的原因是，在表面透水的地基面上施加荷重，经过短暂的时间，靠近排水面的土体由于排水发生体积收缩，总应力与有效应力均有所增加。土的泊松比也随之改变。但是内部土体还来不及排水，为了保持变形协调，表层土的压缩必然挤压土体内部，使那里的应力有所增大。因此，某个区域内的总应力分量将超过他们的起始值，而内部孔隙水由于收缩力的压迫，其压力将上升。水平总应力分量的相对增长（与起始值相比）比垂直分量的相对增长要大。
5.4 目前计算固结沉降的方法有哪些？他们的基本假设有什么不同？
答：地接沉降计算通常有弹性理论法、工程实用法、经验法和数值计算法。
（1）弹性理论法是将土体视为弹性体，测定其弹性常数，再用弹性理论计算土体中的应力与土的变形量。
（2）工程实用法是应用最多的方法，尤其是单向压缩沉降法和三向效应法。这类方法是按弹性理论计算土体中的应力，通过试验提供各项变形参数，利用分层叠加原理，可以方便地考虑到土层的非均质、应力应变关系的非线性以及地下水位变动等实际存在的复杂因素。
（3）经验法大多是采用现场测试结果，借经验相关关系，求得土的压缩性指标，再代入理论公式求解。
（4）以有限元法为主。利用计算机作为运算手段，以其他理论为依据，借有限元法离散化特点 ，计算复杂的几何与边界条件、施工与加荷过程、土的应力应变关系的非线性、以及应力状态进入塑性阶段等情况。