第一章：土的物理性质及工程分类
名词解释
1、土的抗剪强度：土体对外荷载产生剪应力的极限抵抗能力。
2、土的极限平衡状态：摩尔应力圆与抗剪强度线相切时的应力状态。
3、极限平衡条件：根据摩尔库仑破坏准则来研究土体单元处于极限平衡状态时的应力条件及大小主应力之间的关系，该关系称为土的极限平衡条件。
4、孔压系数B ：土体在等向应力状态下由外荷载所引起的孔隙水压力与应力增量的比值。
5、孔压系数A ：土体在偏向应力状态下由外荷载所引起的孔隙水压力与应力增量的比值。
6、应力路径：用摩尔应力圆上一点的轨迹来表示土体斜截面上的应力变化过程，该点移动的轨迹线称为应力路径。
7、灵敏度：原状土的单轴抗压强度与重塑土的单轴抗压强度的比值。
简答
1、什么是土的抗剪强度，其有何特点？ 答：土体对外荷载产生剪应力的极限抵抗能力。土的抗剪强度来源于土粒间的摩擦强度和粘聚强度，而不是土粒的强度。对于无粘性土只有抗剪强度，而无抗拉强度；粘性土既有抗剪强度，也有抗拉强度。
2、无粘性土抗剪强度的来源及影响因素是什么？ 答：无粘性土抗剪强度的来源于土粒间的内摩擦力，包括表面摩擦力和咬合力。影响无粘性土抗剪强度的因素有土的物理化学性质、天然密度、含水率及土的结构的影响；此外还受土中孔隙水应力的影响，孔隙水应力越小,有效应力越大,抗剪强度也越大。
3、为什么试验条件不同所测得的抗剪强度不一样？
答：土的抗剪强度不仅与土的种类、性质有关，还与试验时的排水条件、剪切速度、应力历史、应力路径等因素有关，其中排水条件影响最为显著。
4、什么是土的极限平衡条件，写出表达式？
答：根据摩尔-库伦破坏准则研究土体单元处于极限平衡状态时的应力条件以及大小主应力之间的关系，该关系称为土的极限平衡条件。对于粘性土：
对于无粘性土：
⎪
⎭
⎫ ⎝
⎛
++⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=245tan 2245tan 231ϕϕσσo o c ⎪
⎭
⎫ ⎝
⎛
--⎪⎭
⎫ ⎝
⎛-=245tan 2245tan 213ϕϕσσo o c ⎪
⎭
⎫ ⎝
⎛
-=245tan 213ϕσσo ⎪
⎭⎫ ⎝
⎛
+=245tan 2
31ϕσσo
5、单轴抗压强度试验能否测定一般粘性土的抗剪强度指标？为什么？
答：不能，因为通过单轴抗压强度试验只能得到一个摩尔应力圆，对于一般的粘性土，单轴抗压强度试验无法得到抗剪强度包线。但对于饱和软粘土，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ϕu =0，因此无侧限抗压强度试验可用于测定饱和软粘土的不排水强度。
6、同一种土的抗剪强度是定值吗？为什么？
答：根据库伦抗剪强度公式，抗剪强度的大小与土的抗剪强度指标有关，试验条件不同土的抗剪强度指标也不一样；另一方面抗剪强度的大小还与截面上的正应力有关，正应力越大，抗剪强度越大。
7、施工单位抢修铁路，在一段原为水塘的地段填筑路基，填筑速度很快，不久发现填土面明显降低，在路基两侧洼地有隆起现象，试说明发生该现象的原因？
答：由于软粘土的排水条件较差，施工速度太快，孔隙水来不及排出，孔隙水压力急剧增加，有效应力下降，土的有效抗剪强度降低，地基承载力下降，土体出现了强度破坏，出现填土面明显降低，在路基两侧洼地有隆起现象。
8、什么是K f 线和τf 线？二者有何关系？
答：摩尔应力圆的最大剪应力平面的连线，或摩尔应力圆顶点的连线成为K f 线，其倾角为α，截距为d f ；土的抗剪强度线为τf 线，其倾角为内摩擦角φ，截距为粘聚力c 。二者有如下关系：
αϕtg =sin
ϕ
cos f d c =
第1题 解：根据题意： 1）数解法
kpa
tg tg c f 9.6212
324510223245tan 1802
4522
45tan 0000
2
002
31=+⨯⨯++⨯=+⨯++⨯=）（）（）
（）（φφσσ
kpa f 400
11=>σσ 土体处于弹性平衡状态。 kpa
tg tg c tg f 8.1112
324510223245tan 4002
45224500
00200213=-⨯⨯--⨯=-⨯--=）（）（）
（）（φφσσ
kpa f 18033=<σσ 土体处于弹性平衡状态。
2）图解法
以
），（02902
3
1kpa =+σσ为圆心
kpa R 1102
3
1=-=）（
σσ为半径,绘制摩尔应力圆。
绘制库仑直线10320+⨯=tg f στ直线与圆相离，故土体处于弹性平衡状态。
第2题 解：根据题意：
已知C /=15KPa ，φ/=30°，u=50KPa ，σ1=280KPa ，σ3=150KPa 根据有效应力原理 kPa u 230502801/1=-=-=σσ
kPa u 100501503/3=-=-=σσ
kPa
6.254)2
30
45(152)23045(100)245(2)2
45(2/
//
2/3
/
1=+⨯⨯++⨯=+
++
⨯=
tg tg tg C tg m
φφσσ
∵kPa kPa m 4106.425/1/1=>=σσ ∴ 该土体单元处于稳定状态。 或 kPa 1.153)2
45(2)2
45(/
//
2/1
/3=-
--
⨯=φφσσ
tg C tg m
∵kPa kPa m 160
1.153/
3/3=<=σσ ∴ 该土体单元处于稳定状态。 第3题 解：根据题意：
(1) B 1=0.9 B 2=0.95 B 3=0.98
A 1=-0.21 A 2=-0.24 A 3=-0.33
kPa
q kPa
p 9321932
3
113
11=-==+=
σσσσ
同理：p 2=366.5kPa 、q 2=166.5kPa p 3=539.5kPa 、q 3=239.5kPa 取以上任意两点可确定K f 线方程的斜率：
42.05
.3665.5395
.1665.2392323=--=--=
p p q q tg α
42.0sin ==αϕtg 25=ϕ
用点斜式写出K f 线方程：()33p p tg q q -=-α
令p=0 kPa d q f 94.11== kPa d c f 1.1325cos 94
.11cos ==
=
φ
(2)用图解法如下：
