地基土抗剪强度指标C、φ值的确定

东北大学智慧树知到“土木工程”《土力学与地基基础(二)》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.只要地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备，则无需验算地基变形。

()A、错误B、正确2.某柱下方形基础边长2m，埋深d=1.5m，柱传给基础的竖向力F=800kN，地下水位在地表下0.5m处，则基底压力等于()A.220kPaB.230kPaC.210kPaD.215kPa3.由某土的颗粒级配曲线获得，则该土的不均匀系数Cu为()。

A.50%B.6C.155D.10.9354.在相同条件下，主动土压力Ea与被动土压力Ep的大小关系是()A.Ea≤EpB.EaC.Ea>EpD.Ea≥Ep5.桩侧负摩阻力的产生，使桩身轴力()。

A、增大B、减小C、不变D、无法确定6.下列描述正确的是() A.墙后填土选用粘性土时，因粘性土的蠕变性质能使主动土压力向静止土压力状态发展，从而引起墙背侧压力随时间增加B.墙后填土选用砂性土时，墙后土体的主动土压力状态能够长时间保持C.对填土速度较快、高度较大的挡土墙，粘性填土的抗剪强度指标宜选用不排水剪指标D.在季节冻土地区，墙后填土应选用非冻胀性填料，如碎石、砾砂等7.局部剪切破坏是介于整体剪切破坏和冲剪破坏之间的一种破坏型式。

()A、错误B、正确8.当载荷试验得来的荷载沉降p一s曲线无明显转折点时，压板面积为0.25一0.50m²时的情况下，规定取s=()所对应的压力作为地基承载力特征值，但其值不应大于最大加载量的一半。

A、0.02bB、(0.0—0.02)bC、(0.01—0.015)bD、0.01b9.垫层设计内容包括()。

A、确定垫层的厚度B、确定垫层的宽度C、垫层材料选择D、确定下卧土层承载力10.土体总应力抗剪强度指标为c，φ，有效应力抗剪强度指标为c’，φ’，则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为()A.B.C.D.11.设计中选择挡土墙形式时，应遵循的原则包括()。

地基土抗剪强度指标Cφ值的确定地基土抗剪强度指标C、φ值的确定1. 抗剪强度的物理意义及基本理论土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。

土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。

在法向应力不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。

S=c+σtanφ2. 抗剪强度的试验方法2.1室内剪切试验包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。

2.2 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法2.2.1 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法(1) 动力触探沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于15m）砂土、碎石土内摩察角标准值Φk(2) 标准贯入试验国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。

经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N为经杆长修正后的标贯击数）。

根据计算成果，N与Φ的对应关系见下表：N与内摩察角Φ（度）的经验关系表(3) 静力触探试验《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。

砂土的内摩察角Φ2.4.2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。

粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。

3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据3.1 土的抗剪强度指标经验数据(1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系(2) 不同成因粘性土的力学性质指标3.2 岩石的抗剪强度指标经验数据3.3 岩石结构面的抗剪强度指标经验数据(1)岩体结构面的抗剪强度指标宜根据现场原位试验确定。

土力学与地基基础（一） 14秋学期《土力学与地基基础(一)》在线作业2一,单选题1. 由于土固体颗粒在工程常见应力范围内认为是不可压缩的，土体的体积变化与孔隙体积变化的大小关系是A. 前者大于后者B. 前者小于后者C. 二者相等D. 无法确定?正确答案：C2. 饱和粘性土的不固结不排水抗剪强度主要取决于A. 围压大小B. 土的原有强度C. 孔隙压力系数大小D. 偏应力大小?正确答案：B3. 土体总应力抗剪强度指标为c，φ，有效应力抗剪强度指标为c’，φ’，则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为A.B.C.D.?正确答案：C4. 对正常固结饱和粘性土进行固结不排水试验，得到总应力破坏包线的倾角为φcu，有效应力破坏包线的倾角为φ’，则φ’与φcu的大小关系是A. φ’>φcuB. φ’<φcuC. φ’=φcuD. 无法确定?正确答案：A5. 压缩系数α1-2的下标l—2的含义是A. l表示自重应力，2表示附加应力B. 压应力从lMPa增加到2MFaC. 压应力从100kPa增加到200kPaD. 无特定含义，仅是个符号而已?正确答案：C6. 桩基承台发生冲切的原因是（）。

A. 底板配筋不足B. 承台的有效高度不足C. 钢筋保护层不足D. 承台平面尺寸过大?正确答案：B7. 某筏形基础底面宽度为b＝15m，长度l＝38m埋深d＝2.5m，地下水位在地表下5.0m，场地土为均质粉土，粘粒含量ρc＝14％，载荷试验得到的地基承载力特征值fak＝160kPa，地下水位以上土的重度γ＝18.5kN／m3，地下水位以下土的重度γsat＝19.0kN／m3，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）的地基承裁力修正特征值公式，计算的地基承载力修正特征值最接近下列哪一个数值（）。

A. 175kPaB. 210kPaC. 282kPaD. 232kPa正确答案：D8. 某墙下条形基础底面宽度b＝1.2m，基础埋深d＝1.2m，墙体传至地表的竖向荷载标准值Fk＝180kN／m，弯距标准值Mk＝36kN·m／m，则最大、最小基底压力值分别为（）。

《土力学与地基基础》作业答案1、表示该点土体处于稳定状态的是（ C ）。

A、τf＞τB、τ=τ fC、Τ＜τ f2、归纳总结摩尔-库仑强度理论，可以表述为如下要点：（ A ）A、剪切破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数B、当法向应力不很大时，抗剪强度可以简化为法向应力的线性函数，即表示为库伦公式C、土单元体中，任何一个面上的剪应力大于该面上土体的抗剪强度，土单元体即发生剪切破坏，可用摩尔-库伦破坏准则表示3、已知地基土中某点的最大主应力为σ1=600kPa，最小主应力σ3=200kPa。

绘制该点应力状态的摩尔应力圆。

求最大剪应力τmax值及其作用面的方向，并计算与大主应面成夹角α=15°的斜面上的正应力和剪应力。

（ C ）A、τmax=200kpa，α=45°，σ=373kPa，τ=100kPaB、τmax=200kpa，α=45°，σ=573kPa，τ=150kPaC、τmax=200kpa，α=45°，σ=573kPa，τ=100kPaD、τmax=150kpa，α=45°，σ=573kPa，τ=100kPa4、一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水试验，施加周围压力Δσ3=200kpa，试件破坏时的主应力差σ1-σ3=280kPa，测得孔隙水压力μf=180kPa，如果破坏面与水平面的夹角为57°，试求破坏面上的法向应力和剪应力以及试件中的最大剪应力。

（ A ）A、σ=283kpa，τ=127kpa，τmax=140kpaB、σ=183kpa，τ=127kpa，τmax=140kpaC、σ=283kpa，τ=127kpa，τmax=240kpaD、σ=283kpa，τ=227kpa，τmax=140kpa5、直剪试验要分快剪，固结快剪及慢剪主要是模拟实际工程中的不固结排水、固结不排水和固结排水三种条件，一般说来，快剪，固结快剪和慢剪得出的强度值是（B）。

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、φ 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、φq表示。

（2）固结快剪。

固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。

然后很快施加水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用c cq、φcq表示。

（3）慢剪。

慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。

求解土的直剪试验抗剪强度指标值的数值方法摘要：介绍了利用土的直剪试验所得数据求解土的抗剪强度指标c 、φ值的数值方法，并分析了计算机求解的基础。

关键词：土的直剪试验；抗剪强度指标值；求解；数值方法0 引言土工试验工作者熟知，通过土的直剪试验可得到一组数据（σ，τf ），利用其求解土的抗剪强度指标c 、φ值常用的方法是图解法，即以抗剪强度（τf ）为纵坐标轴、作用于剪切面上的法向应力亦称正应力（σ）为横坐标轴，绘制σ—τf 关系曲线（抗剪强度包线），然后在图上量得抗剪强度指标值。

下面介绍另外一种求解土的抗剪强度指标值的方法—数值方法计算。

1 求解土的抗剪强度指标值的原理土力学中土的抗剪强度公式是库伦（Coulomb.C.A 1776）通过剪切试验得出的，一般表达式为：τf =σtan φ+c (1)式中 τf —土的抗剪强度（kPa ）；σ—作用于剪切面上的法向应力（kPa ）； φ—土的内摩擦角（°）； c —土的粘聚力（kPa ）。

c 、φ合称为土的抗剪强度指标或土的抗剪强度参数。

该公式既适合于粘性土，又适合于砂土，只不过对砂土而言：τf =σtan φ，即c=0kPa 罢了。

由（1）式不难看出，土的抗剪强度（τf ）与正应力（σ）之间呈现出直线关系，从而，可利用此关系通过土的直剪试验数据（σ，τf ）来求解土的抗剪强度指标c 、φ值。

2 数据的直线型—最小二乘拟合推导已知一组数据（x i ，y i ），i=1，2，…，m ，可以拟合直线L ：y=ax+b 。

则R （a ，b ）=∑=-+mi i i y b ax 12)(表征了各对数据点与拟合直线L 的总的远近程度，是随不同的a 与b 值而变化的，根据最小二乘原则，要使R （a ，b ）最小，由极值的必要条件0=∂∂=∂∂bR a R ，简化后得如下方程组： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+∑∑∑∑∑=====m i m m i 1i i 1i 2i m 1i i 1i m 1i i )3....(..........y x )a x ()b x ()2......(....................y )a x (mb 写成矩阵形式为：)4......(..........................1 (1)11......11...1 (11212)12121⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛m m m m y y y x x x a b x x x x x x 这就是拟合直线L 时所要求的a 、b 值需满足的关系式。

对土的强度参数C、φ值的认识和探讨李保恒1，李维昌2，张炜3（1.邯郸市安达岩土工程有限公司邯郸市 056001；2.河北冶建勘察设计有限公司邯郸市 0560033.河北省地勘局第一地质大队邯郸市 056001）摘要：通过对土的抗剪强度公式的回顾和对强度参数C、φ值的分析，得出测试理论、测试方法、测试仪器、测试结果等具有多样性，选取C、φ值时，要注意理论、方法、仪器及结果的配套，不要盲目崇拜某种理论、方法、仪器和测试结果。

关键词：土力学；C、φ值；参数；选择0 前 言地基承载力的确定、土压力的计算以及边坡稳定性评价都涉及到C、φ值两个参数，论证上述岩土工程时，C、φ值的选取往往是一个焦点问题，合理地选取C、φ值，需要岩土工程师对岩土的工程性质有深刻的洞察力。

在土力学教科书中，地下水位以下饱和的粘性土的不固结不排水剪的φ值应该为00。

然而，笔者见到某获工程勘察二等奖的高层大厦岩土工程实录中，地下水位以下的粘性土的不固结不排水剪的φ值为80～400。

此现象引起了笔者的关注，笔者留意了一些勘察报告，具有一定的普遍性。

孰对孰错是值得讨论的。

下面是笔者学习的一些粗浅认识和体会，不当之处请大家批评指正，共同交流提高。

1 对土的强度参数C、φ值的认识1.1.1抗剪强度公式回顾土是一种摩擦材料，在生产实践中，常用C、φ值这两个参数来描述岩土的抗剪强度，其数学表达式是：τf=C+σtanΦ （1） 式中：τf为抗剪强度，tanΦ为摩擦系数项，用内摩擦角的正切表示。

σ为作用在摩擦界面上的法向压应力。

C表示法向压应力为0时的颗粒之间的连结力。

式（1）是在库仑于1776年通过砂土的剪切试验得到的τf=σtanΦ基础之上，又进一步将τf=σtanΦ这种关系推广到粘性土中得到的。

随着科学实践的发展，人们对土的工程性质认识的深入，对土的抗剪强度的认识也越来越深刻，对强度公式及C、φ值也有了新的认识。

简述如下：1.兰姆（Lambe,T.W）的粘聚力和摩擦强度不同时发挥的抗剪强度理论，他将粘性土的抗剪强度τf 分成三个基本分量：即粘聚力、剪胀和摩擦。