无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
土的抗剪强度试验方法
土的抗剪强度试验方法【中国地质大学（武汉）工程学院】抗剪强度指标c、υ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。
土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。
室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。
一、直接剪切试验(一)试验仪器与基本原理直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。
目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。
试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。
土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。
在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。
将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。
一般地，将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τf。
变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τf。
在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。
(二)试验方法分类为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。
（1）快剪。
快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用c q、υq表示。
合理-正确测试原状土的无侧限抗压强度
合理\正确测试原状土的无侧限抗压强度摘要：本文作者结合自己多年的实际工作经验，通过实验比对的方式，对如何合理、正确测试原状土的无侧限抗压强度相关问题进行分析探讨，同时给出了自己的看法和意见，仅供参考。
关键词：土工试验；无侧限抗压强度；饱和粘性土；原状土土的抗剪强度指标常用于评价工程建筑地基土的承载力、挡土墙土压力、基坑及边坡的稳定性，是一项重要的力学性质指标，是基础设计的依据。
试验结果的准确性直接影响到工程设计人员对场地土体强度的判断，在实际工程建设中，正确测定并合理取用土的抗剪强度指标是非常重要的。
在土工试验中由于无侧限抗压强度试验简单快捷，试验设备操作方便，因此常用原状土的无侧限抗压强度试验代替三轴不固结不排水剪试验，采用原状土的无侧限抗压强度评价地基土的承载力及其抗剪强度；经常依据原状土的无侧限抗压强度试验结果所反映的土体强度比原位测试结果所反映的土体强度小得多，尽管我国现有的土工试验方法标准、规范、规程对原状土的无侧限抗压强度指标的测试都有详细规定，但其试验结果难以准确反映土体的实际强度及其工程特性。
1 现行国家标准不完善通过比对试验证实国家标准《土工试验方法标准》无侧限抗压强度试验方法不完善，试验结果偏小。
现执行的国家标准《土工试验方法标准》（gb/t 50123-1999）的条款规定原状土的无侧限抗压强度试验适用于饱和粘性土，条款规定试样直径宜为35～50mm（有的行业土工试验规程规定试样直径为40～50mm），试样高度为直径的2.0～2.5倍，其试验条件：原状土试样在不排水、不固结，无侧面压力情况下施加轴向（即垂直向）压力，直至试样发生破坏，测力计出现峰值或取轴向应变15%所对应的轴向压力作为试样的无侧限抗压强度，其物理意义：原状土试样在侧面不受任何限制的条件下，抵抗轴向压力的极限强度。
即式中：qu为土的无侧限抗压强度，kpa；p为试样破坏时（或轴向应变15%所对应）的轴向压力，n；aa为校正后试样的断面积，cm2。
土的抗剪强度及地基承载力
3.1.1.2地基承载力与抗剪强度的关系
3.1.2土的抗剪强度
3.1.2.1抗剪强度计算理论
3.1.2.2影响土的抗剪强度的因素 影响土的抗剪强度的因素是多方面的， 主要的有下述几个方面。 （1）土的组成、土的密度及孔隙程度、含 水量、土体结构扰动情况、试验条件，其 分析见表3-1。
土的抗剪强度及地基承载力
模块概述
土的抗剪强度是土的重要力学性质之一。地 基承载力的确定，挡土墙土压力的计算、土坡稳 定性的研究等问题都与土的抗剪强度直接相关。 所以学习土的抗剪强度对于工程设计施工具有非 常重要的意义。 在建筑工程中，由于地基承载力不足而使地 基产生失稳破坏，导致建筑物出现裂缝、倾缝， 甚至倒塌也是时有发生。为此，工程各部门对地 基土的承载力问题都给予了高度 的重视。 本模块主要研究土的抗剪强度及地基承载力的 确定及影响因素。
测定抗剪强度的方 法室内试验和现场 原位测试的方法， 图3-10所示，本节 着重介绍这几种常 用试验方法。
3.1.4.1直接剪切试验
前面我们简单了解直接剪切试验的工作原理，其目的是根据剪切结果 绘制抗剪强度线，以便确定土样的粘聚力 c 和内摩察角 。 直接剪切实验的主要仪器为直剪仪，它分应变控制式和应力控制式两 种，前者是等速推动试样产生位移，测定相应的剪应力，后者则是对 试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应 变控制式直剪仪（表3-3中插图），该仪器的主要部件由固定的上盒 和活动的下盒组成，试样放在盒内上下两块透水石之间。试验时，由 杠杆系统通过加压活塞和透水石对试件施加某一垂直压力，然后等速 转动手轮对下盒施加水平推力，使试样在上下盒的水平接触面上产生 剪切变形，直至破坏，剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环的变 形值计算确定。它是在室内进行的土工试验，其仪器的构成及操作原 理将在3.3 土的室内直接剪切试验详述。
软土原位测试与室内实验测试指标的对比
软土原位测试与室内实验测试指标的对比1、引言软土是第四纪后期地表流水所形成的沉积物质，多数分布于海滨、湖滨、河流沿岸等地势比较低洼地带，地表终年潮湿或积水。
软土的主要特性是高含水量、低强度、高压缩性、流变性及含有一定的有机物质。
根据笔者经历的某勘察项目，场地内含有深厚的软土，为了能够准确的提供各软土层的物理、力学参数，本项目应用了多种手段，包括原位测试（十字板、静力触探测试）和室内土工試验（直剪快剪、固结快剪、三轴实验、无侧限），得到了该软土层大量的原始数据。
通过对这些数据的分析和对比，初步分析了各参数间的内在关系及参数的应用。
2、本项目各软土地层基本分布情况本勘察项目钻探揭露的软土层共分为6层，分述如下：②-1层淤泥：灰黄、灰色，饱和，流塑状，静力触探锥尖阻力平均值为0.47MPa。
②-2层淤泥：灰色，流塑状，静力触探锥尖阻力平均值为0.51MPa。
③-夹层淤泥混贝壳：灰黑色，流塑状，含大量、密集的白色和浅黄色贝壳碎屑。
③层淤泥：灰、灰黑色，流塑状，静力触探锥尖阻力平均值为0.66MPa。
⑤-1层淤泥：灰、灰黑色，流塑，静力触探锥尖阻力平均值为0.79MPa。
⑤-2层淤泥质粘土：灰、灰黑色，流塑，静力触探锥尖阻力平均值为1.30MPa。
3、本项目地基土物理力学参数标准值统计表4、软土强度参数的关系和对比分析参考相关规范及经验，结合分析本项目得到的各种强度参数，各强度参数（取标准值）之间存在如下的关系：4.1 直剪试验参数间关系各土层快剪试验的内摩擦角均小于固结快剪试验得到的粘聚力，即快剪（C）<固快（C），与本试验数据相符。
4.2 三轴、无侧限试验参数间关系（1）粘聚力根据各土层三轴试验得到的粘聚力数据，UU试验的粘聚力明显大于CU、CD，CU和CD之间的粘聚力存在微小差别，一般CU略大于CD。
粘聚力的整体趋势为：UU> CU >CD，与本试验数据相符合。
经验及规范表明：CU和无侧限抗压强度（qu）之间存在2倍的关系，即CU =qu/2，但本试验数据仅②-2层基本满足2倍关系，其它土层没有得到很好的印证。
地基与基础试题问答题
地基基础问答题1.土是如何形成的土的结构有哪些2.土由几部分组成3.土的颗粒级配的划分依据哪两个指标4.土的颗粒级配试验有哪两种5.土的物理指标哪些是直接测定的其余指标如何确定6.砂土的密实度利用什么方法确定7.粘性土的天然状态是由什么指标来确定的8.理论上讲饱和度可否大于100% 说明理由;9.地基分为哪两类一般建筑物选择哪一种地基10.地基和基础有什么区别11.地基土分为几大类12.粘性土的灵敏度大小反映粘性土的什么性质13.如何区分：漂石与块石,卵石与碎石14.粘性土的定名依据哪一个指标如何计算15.液限与塑限是如何测定的16.简述液、塑限联合测定法的步骤;17.自重应力和附加应力是如何引起的18.地下水对自重应力是否有影响水位以下自重应力计算利用什么重度19.基底压力是哪一部分受到的力20.竖直偏心荷载基底压力分布形式有哪两种21.为什么要计算基底附加压力22.附加应力沿深度方向分布有何特点23.如右图：欲求O点的附加应力,用角点法确定K c24.假设基底压力保持不变,若基础的埋置深度增加对土中的附加应力有何影响25.土体压缩体积减小的原因有哪些26.判断土的压缩性用哪两个指标27.何谓土的固结土固结过程的特征如何28.简述土快速压缩试验的步骤;29.建筑物地基基础设计满足哪两个条件30.写出库仑定律的表达式;31.土的抗剪强度指标有哪些32.影响土抗剪强度指标的因素主要有哪些33.土的抗剪强度的构成有哪两个方面34.土的抗剪强度的测定方法有哪些35.地基承载力的确定方法有哪些36.地基变形有哪三个阶段各有何主要特征37.粘性土的极限平衡条件表达式是怎样的破裂面与最大主应力面的夹角是多少38.按照试验条件将直接剪切试验分为哪三种39.按照排水条件,三轴剪切试验分为哪三种40.土的颗粒大小与内摩擦角之间有什么联系41.根据挡土墙的移动情况,土压力分为那些类型42.影响土压力的因素有哪些43.静止土压力与什么应力有关44.挡土墙后的水对挡土墙压力有什么影响45.无粘性土作为挡土墙的填土,其土压力的分布有何特点46.挡土墙有哪些类型47.为什么要进行建筑场地的工程地质勘察48.工程地质勘查报告主要有哪些部分组成49.完成工程地质勘查报告后为何还要验槽50.地基中如遇到古井应如何处理51、深基础与浅基础有什么区别52、建筑设计规范是如何规定乙级建筑物的53、无筋扩展基础有哪些类型54、扩展基础有哪些类型55、无筋扩展基础与扩展基础有什么区别56、墙下钢筋混凝土条形基础与柱下钢筋混凝土条形基础有什么区别57、基础埋置深度确定时地质条件应从那两个方面来考虑58、减少不均匀沉降的建筑措施有哪些59、减少不均匀沉降的结构措施有哪些60、对于灵敏度较高的软粘土作为持力层,施工时应注意什么61、桩基础按承台高低分为那两类工民建中一般采用哪一种62、什么情况下采用桩基础63、根据桩身材料将桩分为哪些类型64、根据桩的承载形状将桩分为哪些类型65、灌注桩与预制桩有什么区别66、单桩竖向承载力的确定方法有哪几种67、桩基的设计需满足哪两方面的要求68、桩基的平面布置形式主要有哪些69、地基处理的目的是什么70、软弱土主要指那些类型的土71、杂填土由什么组成72、机械压实法适用于怎样的地基处理主要有哪些方法73、通过室内击实试验得到哪两个指标74、简述利用换土垫层法进行地基处理的方法;75、膨胀土产生膨胀的原因是什么76、土中的矿物按成因分为哪两类代表性的矿物有哪些77、粘土矿物有哪三种哪一种的膨胀性最大78、土中的水按存在状态分为哪三类79、土粒表面的结合水有哪两类80、土粒中的自由水有哪两类81、水平自重应力与竖向自重应力有何关系82、什么是地基反力它与基底压力有何关系83、偏心距e>L/6的荷载作用下,地基压力分布有何特点84、简述直接剪切试验结果的整理过程;85、利用现场载荷试验如何确定地基的承载力86、无粘性土与粘性土的抗剪强度有何区别87、什么是地基承载力特征值它与抗剪强度有无关系88、持力层与下卧层有什么区别89、建筑物产生倾斜的原因是什么90、建筑物地基产生破坏的原因是什么91、对于长度较大的建筑物为什么要设计沉降缝92、什么是饱和度它反映土的什么性质93、粘性土的界限含水量包含哪三个指标94、砂土按颗粒大小分为哪五种95、什么是人工填土地基处理时一般对人工填土采取什么措施96、自重应力计算时不透水层界面上应如何计算97、为什么要进行附加应力的计算98、强度与变形是否一样为什么99、三轴剪切试验与直接剪切试验产生的破裂面有何区别100、十字板剪切试验适用于什么样的土答案1、土是如何形成的土的结构有哪些土是由岩石经过风化作用形成的松散的堆积物；有单粒、蜂窝状、絮状的三种结构2、土由几部分组成固体颗粒、水、气体;3、土的颗粒级配的划分依据哪两个指标不均匀系数、曲率系数4、土的颗粒级配试验有哪两种筛分法、密度计法5、土的物理指标哪些是直接测定的其余指标如何确定实测指标：密度、含水量、相对密度；其余指标通过公式计算;6、砂土的密实度利用什么方法确定1相对密实度Dr,2标准贯入试验7、粘性土的天然状态是由什么指标来确定的粘性土的状态是由液性指数IL来确定的;8、理论上讲饱和度可否大于100% 说明理由;理论上讲饱和度不能大于100%,因为饱和度由孔隙中水的体积与孔隙体积的比值,水的体积要小于孔隙体积;9、地基分为哪两类一般建筑物选择哪一种地基地基分为天然和人工两类,一般建筑物选择天然地基;10、地基和基础有什么区别地基是下部承受建筑物荷载的岩土,基础是传递荷载的建筑物的结构;11、地基土分为几大类地基土分为无粘性土和粘性土;12、粘性土的灵敏度大小反映粘性土的什么性质粘性土的灵敏度大小反映粘性土结构受到扰动后强度变化的强弱;13、如何区分：漂石与块石,卵石与碎石主要看它们表面的光滑程度;14、粘性土的定名依据哪一个指标如何计算粘性土的定名依据塑性指数,Ip=ωL-ωP15、液限与塑限是如何测定的通过液塑限试验确定;16、简述液、塑限联合测定法的步骤;1浸泡试样2测三个下落深度及对应的含水量3在双对数坐标上作图,查找液、塑限;17、自重应力和附加应力是如何引起的自重应力由岩土本身的重量引起,附加应力由建筑物荷载引起;18、地下水对自重应力是否有影响水位以下自重应力计算利用什么重度地下水对自重应力有影响,水位以下自重应力计算利用有效重度;19、基底压力是哪一部分受到的力基底压力是地基土受到的力20、竖直偏心荷载基底压力分布形式有哪几种梯形、三角形、上下三角形;21、什么要计算基底附加压力为了计算地基的附加压力,准确地确定地基表面的附加应力;22、附加应力沿深度方向分布有何特点附加应力沿深度方向逐渐减小;23、如右图：欲求O点的附加应力,用角点法确定KK c=K c1+K c224、假设基底压力保持不变,若基础的埋置深度增加对土中的附加应力有何影响基底压力保持不变,基础的埋置深度增加土中的附加应力将减小;25、土体压缩体积减小的原因有哪些1土颗粒重新排列2孔隙减小3水和气体被挤出26、判断土的压缩性用哪两个指标压缩系数和压缩模量27、何谓土的固结土固结过程的特征如何土的变形随时间增加的过程称为土的固结;土固结过程的特征是孔隙水压力不断减小有效应力不断增大;28、简述土快速压缩试验的步骤;1切取土样2把土样装到压缩仪上,并调整好量表3施加荷载按一小时读数,最后一级荷载需要稳定;29、建筑物地基基础设计满足哪两个条件满足强度和变形两个条件30、写出库仑定律的表达式;砂土：τf=σtanφ粘性土：τf=σtanφ+c31、土的抗剪强度指标有哪些内摩擦角φ和粘聚力c32、影响土抗剪强度指标的因素主要有哪些1土的成分、形状、大小、颗粒级配2含水量3密度4土体结构的扰动情况5孔隙水压力的影响33、土的抗剪强度的构成有哪两个方面内摩擦力和粘聚力34、土的抗剪强度的测定方法有哪些1直接剪切试验2三轴压缩试验3十字板剪切试验4无侧限抗压强度试验35、地基承载力的确定方法有哪些1载荷试验2公式计算3经验法36、地基变形有哪三个阶段各有何主要特征1压密阶段或称直线变形阶段相当于p-s 曲线上的oa段;在这一阶段, p-s 曲线接近于直线,土中各点的剪应力均小于土的抗剪强度,土体处于弹性平衡状态;载荷板的沉降主要是由于土的压密变形引起的,把p-s 曲线上相应于a点的荷载称为比例界限p cr,也称临塑荷载;2剪切阶段相当于p-s 曲线上的ab段;此阶段p-s 曲线已不再保持线性关系,沉降的增长率△S/△p随荷载的增大而增加;地基土中局部范围内的剪应力达到土的抗剪强度,土体发生剪切破坏,这些区域也称塑性区;随着荷载的继续增加,土中塑性区的范围也逐步扩大,直到土中形成连续的滑动面,由载荷板两侧挤出而破坏;因此,剪切阶段也是地基中塑性区的发生与发展阶段;相应于p-s 曲线上b点的荷载称为极限荷载p;u3破坏阶段相当于p-s 曲线上的bc段;当荷载超过极限荷载后,载荷板急剧下沉,即使不增加荷载,沉降也将继续发展,因此,p-s 曲线陡直下降;在这一阶段,由于土中塑性区范围的不断扩展,最后在土中形成连续滑动面,土从载荷板四周挤出隆起,地基土失稳而破坏37、粘性土的极限平衡条件表达式是怎样的 破裂面与最大主应力面的夹角是多少)245(2)245(00231 +c tg ++ tg =σσϕϕ α=450+φ/2 38、按照试验条件将直接剪切试验分为哪三种1快剪2固结快剪3慢剪39、按照排水条件,三轴剪切试验分为哪三种①不固结不排水剪UU ②固结不排水剪CU 试验③固结排水剪CD 试验40、土的颗粒大小与内摩擦角之间有什么联系土的颗粒越大,内摩擦角越大41、 根据挡土墙的移动情况,土压力分为那些类型分为静止土压力、主动土压力和被动土压力;42、影响土压力的因素有哪些1挡土墙的位移方向和位移量2挡土墙的形状、墙背的光滑程度和结构形式3墙后填土的性质43、静止土压力与什么应力有关静止土压力与自重应力有关44、挡土墙后的水对挡土墙压力有什么影响挡土墙后的水会增大土压力45、无粘性土作为挡土墙的填土,其土压力的分布有何特点其土压力的分布呈三角形,作用点距离墙底3/1;46、挡土墙有哪些类型重力式、悬背式、扶壁式、锚定板与锚杆式、板桩墙;47、为什么要进行建筑场地的工程地质勘察为了查清建筑场地的工程地质条件,正确合理地设计基础;48、工程地质勘查报告主要有哪些部分组成正文与图表49、完成工程地质勘查报告后为何还要验槽验证勘查报告的正确性;50、地基中如遇到古井应如何处理先将软土挖除掉,然后进行回填夯实;51、深基础与浅基础有什么区别浅基础是埋深小于5m,且用常规方法施工；深基础是埋深大于5m,且用特殊方法施工52、建筑设计规范是如何规定乙级建筑物的甲级和丙级以外的工业与民用建筑53、无筋扩展基础有哪些类型砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础、灰土基础、三合土基础54、扩展基础有哪些类型墙下钢筋混凝土条形基础、柱下独立基础;55、无筋扩展基础与扩展基础有什么区别无筋扩展基础内没有钢筋,扩展基础内有钢筋;56、墙下钢筋混凝土条形基础与柱下钢筋混凝土条形基础有什么区别墙下钢筋混凝土条形基础的上部为承重墙,柱下钢筋混凝土条形基础的上部为独立柱结构;57、基础埋置深度确定时地质条件应从那两个方面来考虑1合理选择持力层,2考虑地下水的水位及水质58、减少不均匀沉降的建筑措施有哪些建筑体形力求简单；设置沉降缝；考虑建筑物基础间的净距；控制建筑物标高;59、减少不均匀沉降的结构措施有哪些减轻结构自重；加强基础整体刚度；控制建筑物的长高比；设置圈量和钢筋混凝土构造柱;60、对于灵敏度较高的软粘土作为持力层,施工时应注意什么要合理安排施工顺序,开挖基槽时预留一定的厚度;61、桩基础按承台高低分为那两类工民建中一般采用哪一种桩基础按承台高低分为高承台和低承台,一般采用后一种;62、什么情况下采用桩基础当地面下5m深度内地层不能作为持力层时,需要选择深部的地层作为持力层;63、根据桩身材料将桩分为哪些类型混凝土桩、钢桩、组合材料桩;64、根据桩的承载形状将桩分为哪些类型摩擦型桩、端承型桩;65、灌注桩与预制桩有什么区别灌注桩先成孔,后放钢筋混凝土；预制桩先做成桩,再利用打桩机打入地下; 66、单桩竖向承载力的确定方法有哪几种载荷试验、静力触探法、公式法、桩身材料验算;67、桩基的设计需满足哪两方面的要求1有足够的竖向和水平承载力；2沉降、水平位移、桩身挠曲在容许范围内; 68、桩基的平面布置形式主要有哪些等间距、不等间距、正方形、矩形网格、三角形、梅花形;69、地基处理的目的是什么提高地基的强度,保证地基的稳定,降低压缩性,减少基础的沉降或不均匀沉降;70、软弱土主要指那些类型的土软的粘性土、淤泥、淤泥质土;71、杂填土由什么组成建筑垃圾、粘性土、砂土、生活垃圾;72、机械压实法适用于怎样的地基处理主要有哪些方法含水量不是很高最优含水量,方法有：重锤夯实法、机械碾压法、振动压实法;73、通过室内击实试验得到哪两个指标最优含水量和最大干密度74、简述利用换土垫层法进行地基处理的方法;将天然软若土层挖去,分层回填强度较高,压缩性较低且无腐蚀性的砂土,粘性土,灰土等;75、膨胀土产生膨胀的原因是什么含有膨胀性的粘土矿物蒙脱石、伊利石76、土中的矿物按成因分为哪两类代表性的矿物有哪些原生矿物：长石、石英、云母次生矿物：高龄石、蒙脱石、伊利石77、粘土矿物有哪三种哪一种的膨胀性最大高龄石、蒙脱石、伊利石；伊利石膨胀性最大;78、土中的水按存在状态分为哪三类固态、液态、气态79、土粒表面的结合水有哪两类强结合水、弱结合水80、土粒中的自由水有哪两类毛细水、重力水81、水平自重应力与竖向自重应力有何关系σcx =σcy=Koσcz82、什么是地基反力它与基底压力有何关系地基对基础的反作用力,它与基底压力大小相等方向相反;83、偏心距e>L/6的荷载作用下,地基压力分布有何特点压力分布图成梯形,有最大值和最小值;84、简述直接剪切试验结果的整理过程;将各级荷载的量表读数乘以钢环的率定系数,得出土的抗剪强度,在直角坐标系内,作τf-σ关系线,读出c和φ;85、利用现场载荷试验如何确定地基的承载力利用现场载荷试验的结果,作压力与变形的关系曲线,找出直线与曲线的拐点对应的荷载作为Pcr.86、无粘性土与粘性土的抗剪强度有何区别无粘性土只有内摩擦力,无凝聚力；粘性土既有内摩擦力,又有凝聚力;87、什么是地基承载力特征值它与抗剪强度有无关系保证地基稳定的条件下,单位面积上所能承受的最大应力称为地基承载力特征值;它的大小由土的抗建强度决定的;88、持力层与下卧层有什么区别持力层直接承受基底压力,下卧层在持力层的下部,承受持力层传过来的压力; 89、建筑物产生倾斜的原因是什么地基产生了不均匀沉降90、建筑物地基产生破坏的原因是什么地基中的应力超过了地基的抗剪强度91、对于长度较大的建筑物为什么要设计沉降缝减小地基的不均匀沉降对建筑物的危害,防止建筑物的倾斜;92、什么是饱和度它反映土的什么性质饱和度是土中水的体积与孔隙体积的比值,它反映了土被水饱和的程度;93、粘性土的界限含水量包含哪三个指标缩限、液限、塑限94、砂土按颗粒大小分为哪五种砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂95、什么是人工填土地基处理时一般对人工填土采取什么措施人工填土是由于人类活动而堆填的土,施工时一般挖除;96、自重应力计算时不透水层界面上应如何计算上部按正常计算,另外还要计算上部的水压力;97、为什么要进行附加应力的计算为了计算地基土的沉降量98、强度与变形是否一样为什么不一样,强度是地基土抵抗外力破坏的能力,变形是地基土受力体积的减小;99、三轴剪切试验与直接剪切试验产生的破裂面有何区别三轴剪切试验的破裂面是一自然面,它与大主应力作用面之间的夹角是45o+φ/2；直接剪切试验产生的破裂面是人为的平面;100、十字板剪切试验适用于什么样的土软的粘性土、淤泥、淤泥质土;。
抗剪强度得试验方法
第三节抗剪强度得试验方法一、直接剪切试验适用范围：室内测定土的抗剪强度，是最常用和最简便的方法仪器：直剪仪直剪仪分类：分应变控制式和应力控制式两种应变控制式直剪仪的试验方法简介：通过杠杆对土样施加垂直压力p后，由推动座匀速推进对下盒施加剪应力，使试样沿上下盒水平接触面产生剪切变形，直至剪破。
通常取四个试样，分别在不同σ下进行剪切，求得相应的τf。
绘制τf -σ曲线。
【讨论】直剪试验为何要取四个原状土样？破坏强度τf的判定：较密实的粘土及密砂土的τ-△l曲线具有明显峰值，如图中曲线1，其峰值即为破坏强度τf；对软粘土和松砂，其τ-△l曲线常不出现峰值，如图中曲线2，此时可按以剪切位移相对稳定值b点的剪应力作为抗剪强度τf。
按排水条件分：快剪（不排水剪）固结快剪（固结不排水剪）慢剪（排水剪）1、快剪（不排水剪）这种试验方法要求在剪切过程中土的含水量不变，因此，无论加垂直压力或水平剪力，都必须迅速进行，不让孔隙水排出。
适用范围：加荷速率快，排水条件差，如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和粘土地基等。
2、固结快剪（固结不排水剪）试样在垂直压力下排水固结稳定后，迅速施加水平剪力，以保持土样的含水量在剪切前后基本不变。
试用范围：一般建筑物地基的稳定性，施工期间具有一定的固结作用。
3、慢剪（排水剪）土样的上、下两面均为透水石，以利排水，土样在垂直压力作用下，待充分排水固结达稳定后，再缓慢施加水平剪力，使剪力作用也充分排水固结，直至土样破坏。
适用范围：加荷速率慢，排水条件好，施工期长，如透水性较好的低塑性土以及再软弱饱和土层上的高填方分层控制填筑等等。
直剪仪特点：构造简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍被工程单 位广泛采用，。
【讨论】直剪仪的不足：①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，也即剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面；②试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力的变化；③由于上下盒的错动，剪切面上的剪应力分布不均匀，而且受剪切面面积愈来愈小。
无侧限抗压强度试验
三轴压缩实验优缺点
土 力 优点： 学 （1）可严格控制排水条件 与 （2）可量测孔隙水压力 地 （3）破裂面在最软弱处 基 缺点： 基 （1）2=3，轴对称 础 （2）实验比较复杂
三、无侧限抗压强度试验
土 力
• 试验时围压σ3=0（无侧限），试样在轴向压力 下产生剪切破坏。
学 与
•
破坏时的轴向压力称为无侧限抗压强度，以 表示。
项目三基础设计
土
任务传达
力
学
与
地
基 城建学院拟建图书馆的东部地基中有一土层，
基 试分别用直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧
础
限抗压强度试验、十字板剪切试验测该土的抗 剪强度。
能力目标
土 • 能做直接剪切试验测该土的抗剪强度 力 • 能做三轴压缩试验测该土的抗剪强度 学 • 能做无侧限抗压强度试验测该土的抗剪强度
20
100
150
200
250
300
350
400
法向压力（kPa）
(2) 验算终值抗剪强度： 5＋267×0.295 = 83.765 < 188， 不安全
验算峰值抗剪强度： 50.5+267×0.521=189.607 > 188， 安全
由此可知，此土样是否剪坏与其应力历史有关，若其已经进入软 化阶段，则破坏，否则安全。
cu
1 2
1
3
地
基
基
1 3 1 u f 3 u f 1 3
在不排水条件下，饱和土体孔隙水压力系数B 1，改变周围
础 压力增量只会引起孔隙水压力的变化，而不会引起土体中的
有效应力的变化，各试样在剪切破坏前的有效应力相等，所
无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
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熊保林副教授加压框架量表量力环升降螺杆无侧限压缩仪无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验无侧限抗压试验无侧限抗压试验是三轴剪切试验的一种特例即对圆柱形试样不施加周围压力0而只对它施加垂直的轴向压力由此测出试样在无侧向压力的情况下抵抗轴向压力的极限强度称之为无侧限抗压强度
土的抗剪强度与地基承载力
无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
无侧限抗压强度试验仪器构造简单，操作方便，可代 替三轴试验测定饱和软粘土的不排水强度。
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
十字板剪切仪是一种使用方便的原位测试仪器，通常用以测定饱 和黏性土的原位不排水强度，特别适用于均匀饱和软黏土。
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
无侧限抗压强度试验机
3
无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
根据试验结果只能作出一个极限应力圆（3=0， 1=qu）。因此对一般粘性土，无法作出强度包线。
cu
u=0
qu
说明：对于饱和软粘土，根据 三轴不排水剪试验成果，其强 度包线近似于一水平线，即 u=0，因此无侧限抗压强度试 验适用于测定饱和软粘土的不 排水强度。
单位：石家庄铁道大学
主讲人：熊保林副教授
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
无侧限抗压试验
quБайду номын сангаас
量表
量力环
qu
升降 螺杆
试 样
加压 框架
无侧限压缩仪
无侧限抗压试验是三轴剪切试验的一种特例，即对圆柱 形试样不施加周围压力（σ3＝0），而只对它施加垂直 的轴向压力，由此测出试样在无侧向压力的情况下，抵 抗轴向压力的极限强度，称之为无侧限抗压强度。 2
《土力学》期末考试模拟试卷二及答案
15.十字板剪切试验属于（）。
(A)不固结不排水剪(B)固结不排水剪(C)固结排水剪(D)慢剪
16.十字板剪切试验常用于测定（）的原位不排水抗剪强度。
(A)砂土(B)粉土(C)粘性土(D)饱和软粘土
17.当施工进度快.地基土的透水性低且排水条件不良时，宜选择（）试验。
(A)三轴压缩试验能严格地控制排水条件
(B)三轴压缩试验可量测试样中孔隙水压力的变化
(C)试验过程中，试样中的应力状态无法确定，较复杂直剪试验
(D)破裂面发生在试样的最薄弱处
31.无侧限抗压强度试验适用于( )的抗剪强度指标的测定。
(A)砂土(B)粘性土(C)粉土(D )饱和粘性土
32.饱和粘性土的抗剪强度指标( )。
《土力学》期末考试模拟试卷二及答案
一、判断改错题
1.直接剪切试验的优点是可以严格控制排水条件，而且设备简单.操作方便。×
2.砂土的抗剪强度由摩擦力和粘聚力两部分组成。×
3.十字板剪切试验不能用来测定软粘土的灵敏度。×
4.对饱和软粘土，常用无侧限抗压强度试验代替三轴仪不固结不排水剪切试验。√
5.土的强度问题实质上就是土的抗剪强度问题。√
(D)当抗剪强度包线与摩尔应力圆相离时，土体处于剪坏状态
26.在直剪试验中，实际土样剪切面上的正应力：
(A)始终不变(B)逐渐减小(C)逐渐增大
27.下面有关直接剪切试验的叙述中，正确的是( )。
(A)土样沿最薄弱的面发生剪切破坏(B)剪切面上的剪应力分布不均匀
(C)剪切面上的剪应力分布均匀(D)试验过程中，可测得孔隙水压力
【答】（1）土的极限平衡条件：即
或土处于极限平衡状态时破坏面与大主应力作用面间的夹角为
土力学名词解释
名词解释：1、土是松散颗粒的堆积物。
地球表层的整体岩石在大气中经受长期风化作用后形成形状不同，大小不一的颗粒，这些颗粒在不同的自然环境条件下堆积（或经搬运沉积），即形成了通常所说的土。
2、不均匀系数：反映土颗粒粒径分布均匀性的系数，定义为限制粒径d60与有效粒径d10 之比3、塑限：可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限。
4、液限：指粘性土从流塑状态过度到可塑状态时的界限含水量。
5、土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量称为。
6、相对密实度是以无粘性土自身最松和最密两种极限状态作为判别的基准，定义为：相对密实度常用来衡量无粘性土的松紧程度。
7、塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号），用Ip表示，取整数，即：8、最优含水率当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大，而当干密度随着含水率的增加达到某一值后，含水率的继续增加反而使干密度减小，干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时相应的含水率称为最优含水率。
9、静止侧压力系数：土体在无侧向变形条件下侧向（水平向）有效应力与自重应力（竖向有效应力）之比。
10、柔性基础：实际工程中对于柔性较大（刚度较小）能适应地基变形的基础可以视为柔性基础。
11、刚性基础：对于一些刚度很大不能适应地基变形的基础可视为刚性基础。
12、有效应力是指由土骨架传递（或承担）的应力。
13、孔隙应力是指由土中孔隙流体水和气体传递（或承担）的应力。
14、水在土中的渗透速度与试样两端水平面间的水位差成正比，而与渗径长度成反比，即：即为达西定律。
15、流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象，它主要发生在地基或土坝下游渗流出处。
16、管涌是指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象，主要发生在砂砾土中。
17、渗透系数：当水利梯度i等于1时的渗透速度。
18、固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。
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无侧限抗压强度试验仪器构造简单，操作方便，可代 替三轴试验测定饱和软粘土的不排水强度。
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
十字板剪切仪是一种使用方便的原位测试仪器，通常用以测定饱 和黏性土的原位不排水强度，特别适用于均匀饱和软黏土。
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
土的抗剪强度与地基承载力
无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
单位：石家庄铁道大学
主讲人：熊保林副教授
无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
无侧限抗压试验
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量表
量力环
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升降 螺杆
试 样
加压 框架
无侧限压缩仪
无侧限抗压试验是三轴剪切试验的一种特例，即对圆柱 形试样不施加周围压力（σ3＝0），而只对它施加垂直 的轴向压力，由此测出试样在无侧向压力的情况下，抵 抗轴向压力的极限强度，称之为无侧限抗压强度。 2
无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
无侧限抗压强度试验机
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无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验
根据试验结果只能作出一个极限应力圆（3=0， 1=qu）。因此对一般粘性土，无法作出强度包线。
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u=0
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说明：对于饱和软粘土，根据 三轴不排水剪试验成果，其强 度包线近似于一水平线，即 u=0，因此无侧限抗压强度试 验适用于测定饱和软粘土的不 排水强度。