土力学基地及基础(陈兰云)第三章.ppt

普通高等教育“十一五”国家级规划教材;教学目标;重 点; 土的抗剪强度是指在外力作用下，土体内部产生剪应力时，土对剪切破坏的极限抵抗能力。 ;?;讨论:影响土体抗剪强度因素;太沙基有效应力原理 ;3.1.2 土中一点的应力状态 ;莫尔应力圆描述土中某点的应力状态;3.1.3 土的极限平衡条件 ;莫尔－库仑破坏准则; 土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作用面的夹角为? f; 【 例3-1 】 地基中某一点的大主应力 kPa，小主应力 kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=18kPa、 ，问最大主应力面是否破坏？该点处于什么状态？小主应力减小时，该点状态如何变化？ ;该面上的抗剪强度; （3）当小主应力 变小时，摩尔圆直径变大，与强度包络线相割，如图3-6中的B圆，该点已破坏。 ;3.2 抗剪强度的确定及试验方法 ;试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）;;百分表;根据试验时剪切速率和排水条件的不同 ; 快剪试验用于模拟在土体来不及固结排水就较快加载的情况，对实际工程中，对渗透性差，排水条件不良，建筑物施工速度快的地基土或斜坡稳定分析时，可采用快剪；固结快剪用于模拟建筑场地上土体在自重和正常荷载下作用下达到完全固结，而后遇到突然施加荷载的情况例如地基土受到地震荷载的作用属于此情况；慢剪指标用于模拟在实际工程中，土的排水条件良好（如砂土层中夹砂层）、地基土透水性良好（如低塑性黏土）且加荷速率慢的情况。因此，应根据实际的工程情况选择合适的试验方法。 ;直剪试验的优缺点;3.2.2 三轴剪切试验 ; 在三轴剪切试验中，根据试件排水条件的不同，可分为不固结不排水剪(UU)，固结不排水剪（CU）和固结排水剪（CD）3种试验方法。 ;固结不排水剪试验（测孔压）确定c′和 的方法 ; 【 例3-2 】对某饱和土做固结不排水试验，4个试样破坏时的 、 和相应的孔隙水压力u列表于3-1中。试确定该试样 、 和 、 。 ;【解答】;图 3-13 例3-2 ;3.2.3无侧限压缩试验 ;土的灵敏度;3.2.4十字板剪切试验 ;3.3 地基承载力 ;3.3.1 地基的破坏形式 ;1.整体剪切破坏;2.局部剪切破坏; 整体剪切破坏的曲线1有两个转折点a和b，相应于a点的荷载称为临塑荷载pcr，指地基土即将出现剪切破坏时的基础底面的压力；相应于b点压力称为极限荷载pu，是地基承受基础荷载的极限压力，当基底压力达到Pu时，地基就会发生整体剪切破坏。临塑荷载pcr和极限荷载pu称为地基的两个临界荷载。 ;3.3.2 理论公式法确定地基承载力 ;（2）临界荷载 p1/4和p1/3 ; 承载力系数; 【 例3-3 】某条形基础，宽度b=3m，埋置深度d=1.0m。地基土为粉质黏土，其物理力学性质指标为： =18kN/m3，黏聚力c=10kPa，内摩擦角 =10°，饱和重度 kN/m3。试求：①地基承载力 、 ；②当地下水位上升至基础底面时，承载力有何变化。 ;（2）当地下水位上升至基础底面时，若抗剪强度指标c、 不变，则承载力系数也不变，但基底以下土的重度按浮重度计，其值为 ;2．按极限荷载确定地基承载力 ; 对于局部剪切破坏的松软土，太沙基建议用修正后的 、 值来计算，由此得出的承载力系数 、 、 列入表3-3中供查用。其中 ， 。则修改后的太沙基公式为; 【 例3-4 】某条形基础，宽度b=2m，埋置深度d=1.0m。地基土为粉质黏土，其物理力学性质指标为： =18.5kN/m3，黏聚力c=10kPa，内摩擦角 =20°，试按太沙基公式计算地基的极限荷载与地基承载力特征值。 ;3.3.3 按载荷试验确定地基承载力 ; 对于有一定强度的中、高压缩性土，如松砂、填土、可塑黏土等，其p－s曲线无明显转折，但曲线的斜率随荷载的增大而逐渐增大，最后稳定在某个最大值，即呈渐进破坏的“缓变型”，如图3-19b，当加载板面积为0.25~0.50m2，可取s／b＝0.01~0.015所对应的荷载，但其值不大于最大加载量的一半。; 同一土层参加统计的试验点数不应少于三点，当试验实测值的极差（即最大值减去最小值）不超过平均值的30%时，取此平均值作为地基承载力特征值。 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验确定的地基承载力特征值，尚应按下式进行宽度和