土力学。。五+土的抗剪强度(简单)(郑教材.ppt

1、摩尔-库仑强度理论 2、试验方法确定土的抗剪强度指标( C、 ) 直接剪切试验 不排水剪（快剪） 单轴压力试验 - 固结不排水剪（固结快剪） 三轴压力试验 排水剪（慢剪） 十字板剪切试验 3、砂土强度 4、粘性土强度 5、应力路径的概念及对土的变形、强度的影响 摩尔-库仑强度理论 任何材料受外力作用会产生一定变形，当材料应力达某一特定值时，材料产生破坏。材料刚刚开始破坏时的应力称为材料的（极限）强度。（抗压、抗拉、抗剪强度） 土不能承受拉力，能承受一定的剪力和压力。在一般工作条件下，土的破坏形态是剪切破坏，所以把土的强度称为抗剪强度。 土的剪坏形式： 脆裂----破坏时形成明显剪裂面  摩尔-库仑强度理论： 土体在外力作用下，沿着某一剪切面（带）发生剪切破坏，在这个剪切面上的最大剪应力 就等于该面上的抗剪强度 土的强度指标： c为土的粘聚力(砂土c=0) 为土的内摩擦角  判断土是否沿某剪切面产生剪切破坏  土中一点的应力状态可用摩尔应力圆表示，判断土中一点是否处于破坏边沿，还可利用应力圆与强度线的关系。 土中一点应力极限平衡  当土中一点应力达到极限平衡后，理论上产生的破裂面是一对，但实际中看到的土体破坏只有一个滑动面或剪切面，这是由于土性质的不均匀性和荷载条件特殊性造成的。 抗剪强度试验 室内测定土的抗剪强度方法： 1、直接剪切试验  2、单轴压力试验  3、 三轴压力试验 将钻孔钻进至要求测试的深度以上75cm左右。清理孔底后，将十字板头压入土中至测试的深度。然后通过安装在地面上的装置施加扭力，旋转钻杆以扭转十字板头，这时十字板周围的土体内形成一个直径为D，高度为H的圆柱形剪切面。 剪切面上的剪应力随扭矩的增加而增加，直到最大扭矩Mmax时，土体沿圆柱面破坏，剪应力达到土的抗剪强度τf。 例题5-1:在某饱和粉质粘土中进行十字板剪切试验，十字板头尺寸为50 mm×100 mm（D×H），测得峰值Mmax=0.0115kN·m，终值扭矩M r=0.0062 kN·m。求该土的抗剪强度和灵敏度。  例题： 砂土的抗剪强度 砂土的强度试验 干砂、饱和砂土排水试验----直剪仪 饱和砂土不排水试验----三轴仪 砂土强度机理 构成砂土抗剪强度的三个组成部分： 1、砂粒表面的滑动摩擦 2、颗粒相互之间的咬合作用 3、当砂土结构受到剪切破坏后，颗粒将进行重新排列，需要消耗一部分剪切能。有的在高压下砂粒受剪切后被压碎，也需要一部分能耗。  影响砂土强度的因素 1、颗粒矿物成分、颗粒形状和级配 2、沉积条件 3、试验条件 4、砂土紧密程度 5、压力大小 等等 粘性土的抗剪强度 粘性土的强度机理： 1、颗粒间的凝聚力 2、为了克服剪账所作的功而需付出的力 3、颗粒间的摩擦力 粘性土的强度试验 在三轴试验中: 正常固结状态 ----压力室的固结压力（围压）大于土 样的前期固结压力 超固结状态 ----压力室的固结压力（围压）小于土样的前期固结压力 重塑土（把粘土样搅拌成泥糊）的前期固结压力为0，试验中正常固结状态。当固结压力为0时，这种土的强度也为0，故其强度线过原点。理想正常固结  不固结不排水剪或快剪强度(UU)  固结不排水剪或固结快剪强度(CU)  固结排水剪或慢剪强度(CD)  在工程实践中，往往需要运用有效强度指标。慢剪试验太费时，常用固结快剪试验方法取得有效强度指标。 不同的试验方法（直接剪切试验、轴压试验）得到土的强度指标有所差异；不同排水条件下的试验方法（快剪、固结快剪、慢剪）得到土的强度指标不同。工程实践中，应使试验方法尽量接近实际地基土的受力和排水条件。实际用的最多的强度试验方法是快剪、固结快剪。  例题5-2：已知地基中某一单元体上的大主应力σ1=420 kPa，小主应力σ3=180kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=18 kPa，φ=20°。试问：①该单元土体处于何种状态？②是否会沿剪应力最大的面发生剪破 。 应力路径及其影响 应力路径指土体中之应力随外力的变化而演变的途径。 土不同于一般材料，应力路径的变化有时会影响到土的力学性质（变形、强度）。 应力路径的不同，对土的强度有无影响，