题目
某土的抗剪强度指标为 cφ,该土受剪时将首先沿与大主应力作用面成()的面被剪破。A. 45°;B. 45°+φ/2;C. 45°-φ/2;D. 45°+φ。 参考
某土的抗剪强度指标为 cφ,该土受剪时将首先沿与大主应力作用面成()的面被剪破。
A. 45°;
B. 45°+φ/2;
C. 45°-φ/2;
D. 45°+φ。 参考
题目解答
答案
B. 45°+φ/2;
解析
本题考查莫尔-库仑强度理论的应用,核心在于理解土体破坏面的方向与主应力作用面的关系。关键点在于:
- 莫尔圆与抗剪强度包线相切时,切点对应平面即为破坏面;
- 破坏面方向由内摩擦角φ决定,与最大主应力作用面的夹角为45°+φ/2;
- 当φ=0(纯粘性土)时,破坏面与最大主应力面夹角为45°,验证结论合理性。
莫尔-库仑理论基础
土体的抗剪强度由粘聚力c和内摩擦角φ决定,满足关系式:
$\tau = c + \sigma \tan \phi$
莫尔圆表示不同应力状态下的剪切强度,圆心横坐标为平均应力,半径为应力差的一半。
破坏面方向推导
- 相切条件:当莫尔圆与抗剪强度包线相切时,切点对应平面即为破坏面;
- 几何关系:破坏面与最大主应力作用面的夹角θ满足:
$\tan \theta = \frac{\sigma_1 - \sigma_3}{2c + (\sigma_1 + \sigma_3) \tan \phi}$
当达到极限平衡时,θ简化为:
$\theta = 45^\circ + \frac{\phi}{2}$
临界情况验证
- φ=0(纯粘性土):θ=45°,符合粘性土破坏面方向;
- c=0(纯砂性土):θ=45°+φ/2,与砂土破坏特性一致。