土力学课件土的抗剪强度与地基承载力.ppt

平板载荷试验要点 平板面积：一般，0.5? 0.5m, 软土，0.707 ? 0.707m, 深层，1.0?1.0m； 测试点：不少于3点； 荷载分级：8-10级； 每级测读时间：10、10、10、15、15、以后每隔 30min； 每级稳定的标准：连续2h内，沉降量＜0.1mm/h。 地基破坏的判定 这张图图示了试样在试验过程中的应力状态的变化 在加剪应力以前，大主应力σ1就是作用于试件上的竖向应力σz。试件处于侧限状况，所以σ2＝σ3＝k0σ1。 加剪应力τ后，主应力的方向产生偏转，如图5-20a中所示。剪应力愈大，偏转角也愈大，所以试验过程中主应力的方向是不断变化的。破坏时，莫尔圆和强度包线相切，破坏面为水平面，法向应力仍为?z §5.4.1 不固结不排水剪（UU） ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 直剪试验：通过试验加荷的快慢来实现是否排水。使试样在3～5min内剪破，称之为快剪。 关闭排水阀 三轴试验：施加周围压力?3、轴向压力△?直至剪破的整个过程都关闭排水阀门，不允许试样排水固结。 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 有效应力圆 总应力圆 ?u=0 B C cu ? ? uA A ? 3A ? 1A 试验表明：虽然三个试样的周围压力?3不同，但破坏时的主应力差相等，三个极限应力圆的直径相等，因而强度包线是一条水平线。 饱和粘性土在三组?3下的不排水剪试验得到A、B、C三个不同?3作用下破坏时的总应力圆，但只能得到一个有效应力圆。 三轴试验：施加周围压力?3时打开排水阀门，试样完全排水固结，孔隙水压力完全消散。然后关闭排水阀门，再施加轴向压力增量△?，使试样在不排水条件下剪切破坏。 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 直剪试验：剪切前试样在垂直荷载下充分固结，剪切时速率较快，使土样在剪切过程中不排水，这种剪切方法为称固结快剪。 打开排水阀 关闭排水阀 §5.4.2 固结不排水剪（CU） ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 将总应力圆在水平轴上左移uf得到相应的有效应力圆，按有效应力圆强度包线可确定c ?、? ? 饱和粘性土在三组?3下进行固结不排水剪试验得到A、B、C三个不同?3作用下破坏时的总应力圆，由总应力圆强度包线确定固结不排水剪总应力强度指标ccu、?cu ? ? ccu c ? ?cu ?? A B C 三轴试验：试样在围压?3作用下排水固结，再缓慢施加轴向压力增量△?，直至剪破，整个试验过程中打开排水阀门，始终保持试样的孔隙水压力为零。 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 直剪试验：试样在垂直压力下固结稳定，再以缓慢的速率施加水平剪力，直至剪破，整个试验过程中尽量使土样排水，试验方法称为慢剪。 打开排水阀 §5.4.3 固结排水剪（UU） 在整个排水剪试验过程中，uf＝0，总应力全部转化为有效应力，所以总应力圆即是有效应力圆，总应力强度线即是有效应力强度线，强度指标为cd、?d。 ? ? cd ?d 总结: ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3＋△? ? 3＋△? 对于同一种土，在不同的排水条件下进行试验，总应力强度指标完全不同。有效应力强度指标不随试验方法的改变而不同，抗剪强度与有效应力有唯一的对应关系。 c ?、? ?为土的有效粘聚力和有效内摩擦角，即土的有效应力强度指标 c 、? 为土的总应力强度指标 有效应力原理表明土的抗剪强度并不是由剪切面上的法向总应力决定，而是取决于剪切面上的法向有效应力。 有效应力法是一种比较合理的分析方法，工程中若能比较正确的确定孔隙水应力u，则建议采用有效应力强度指标。其有效应力强度指标可用直接剪切试验的慢剪、三轴剪切试验的排水剪和固结不排水剪等方法测定有效应力强度指标?′、c′。 §5.4.4 抗剪强度指标的表达与选择 1.抗剪强度的表达 2.抗剪强度指标的选择 地基的透水性较佳（如沙土等低塑性土）或排水条件良好（薄层粉质粘土、微层理结构的粘土、粘土层中夹有砂层土等），且加何载比较缓慢、施工期较长的工程 cd、 ?d cs、 ?s 3.固结排水剪 (慢剪) 建筑竣工后较长时间，又突遇荷载增大（如房屋加层、天然土坡上加堆在）或分级分期加压完成施工，或受突然荷载。可采用该指标分析地基的强度和稳定 ccu、 ?cu ccq、 ?cq 2.固结不排水剪 (固结快剪) 低渗透性k5x10-7cm/s、厚层均质的饱和粘性土，且施工加载速率较快，短期建成的工程，常用于施工期的强度与稳定验算。 cu、?u cq、 ?q 1.不排水剪 (快剪) 应