7第7章土的抗剪强度讲解.ppt

* * * * * 测量试验破坏时的孔隙水压力uf，根据太沙基有效应力原理，可得到破坏时有效应力圆。 （1）不固结不排水抗剪强度 计算结果表明：三个试样只能得到用一个有效应力圆，且有效应力圆直径与三个总应力圆直径相等。 这是由于在不排水条件下，试样在试验过程中含水量不变，体积不变，饱和粘性土的孔隙压力系数B=1，改变周围压力增量只能引起孔隙水压力的变化，并不会改变试样中的有效应力，各试件在剪切前的有效应力相等，因此抗剪强度不变。不排水强度仅与前期固结压力有关。 * 由于一组试件实验结果，有效应力圆是同一个，因而就不能得到有效应力破坏包线和和c?、f?值，所以这种试验一般只用于测定饱和土的不排水强度。 这里的“不固结”是在三轴压力下不再固结，而保持试样原来的有效应力不变。如果饱和黏土从未固结过，将是泥浆状土。天然土层的试样相当于在某一压力下已经固结了。 （1）不固结不排水抗剪强度 * 由于试验时存在土体的固结，因此固结不排水抗剪强度在一定程度上受应力历史的影响，需要区别正常固结和超固结。 （2）固结不排水抗剪强度 分两种情况讨论：一种是试样所受到的周围压力s3大于前期固结压力pc ，属正常固结状态的试样；如果s3小于pc ，则属于超固结试样。这两种状态，其抗剪强度的性状是不同的。 * 1. 正常固结土的抗剪强度 CU试验破坏摩尔圆及摩尔包线如下图所示。图中摩尔包线通过原点，破坏时， ，所以总应力摩尔圆和有效应力摩尔圆半径相等，两摩尔圆距离等于破坏时孔隙水压力u值。 （2）固结不排水抗剪强度 实线为总应力圆和总应力破坏包线，虚线为有效应力圆和有效应力破坏包线。总应力与有效应力关系为： * 1. 正常固结土的抗剪强度 （2）固结不排水抗剪强度 对于正常固结土，由于破坏时产生的孔隙水压力为正，因此有效应力圆总在应力圆的左方。因此： * 2. 超固结土的抗剪强度 （2）固结不排水抗剪强度 对于超固结土，其破坏包线是一条略平缓曲线，可近似用直线ab代替，与正常固结破坏包线bc相交，bc的延长线仍过原点。 应用中，用一条直线代替abc折线。 * 2. 超固结土的抗剪强度 （2）固结不排水抗剪强度 超固结土破坏时，孔隙水压为负，有效应力圆在总应力圆右侧。 正常固结土破坏时，孔隙水压为正，有效应力圆在总应力圆左侧。 * （2）固结排水抗剪强度 固结排水验在整过试验过程中，超孔隙水压为0，总应力全部转化为有效应力，总应力圆就是有效应力圆，总应力破坏包线就是有效应力破坏包线。 正常固结土的破坏包线通过原点，粘聚力cd=0，内摩擦角fd为20°~40°。超固结土的破坏包线略弯曲，实用上用一条直线代替，cd约为5~25kPa，fd比正常固结土的内摩擦角要小。 * 三种不同排水条件下的试验结果： 如果以总应力表示，将得出完全不同的试验结果，而以有效应力表示，则不论采用那种试验方法，都得到近乎一条有效应力破坏包线(虚线)，可见，抗剪强度与有效应力的唯一对应关系。 * 例题讲解： P206 例题7-1 * 一种土的有效应力指标 和 应该是常数，不随试验方法而变；但是其总应力强度指标的三种三轴试验结果各不相同，一般来讲， ，所得的 值也不相同。因此要根据不同的情况正确选用抗剪强度指标。 一般认为，由三轴固结不排水试验确定的有效应力指标 和 宜于分析地基的长期稳定性；而对于饱和软粘土的短期稳定问题，宜采用不固结不排水试验的强度指标 、 ，用总应力法进行分析。 一般工程多采用总应力分析法。若建筑物施工速度较快，而地基土的透水性和排水条件不好时，可采用三轴不固结不排水试验或直剪仪快剪试验的结果；若地基荷载增长速率较慢，地基透水性和排水条件较好时，则可以采用固结排水或慢剪试验结果；如果介于上述两种情况之间的，可用固结不排水或固结快剪试验结果。在确定强度指标时还应结合工程经验。 7.5.4 抗剪强度指标的选择 * 抗剪强度指标的选择举例 * §7.6 应力路径（需要了解基本概念） 应力路径是指在外力作用下土中某一点的应力变化过程在应力坐标图中的轨迹。 通过土的应力路径可以模拟土体实际的应力历史，对全面研究应力变化过程对土的力学性质的影响具有重要意义。 * 应力路径表示方法 （1）σ －τ直角坐标系统 （2）p－q直角坐标系统：其中p=(σ1＋σ3 )/2，q=(σ1－σ