西安理工大学六土的抗剪强度.pptVIP

土的强度理论及应用 邵生俊 西安理工大学岩土工程研究所 一、问题的提出 强度破坏的现象 土坡产生滑坡、地基的侧向挤出与下陷、挡土墙的失稳以及洞室的塌方。 抗剪强度定义 土材料抵抗剪切破坏的能力。 破坏准则（破坏条件） 土材料单元破坏时应力条件所服从的规律，或基本关系。 测试方法 二、应力莫尔圆 二、土的抗剪强度和破坏理论 土的屈服与破坏 土的应力应变曲线 三、莫尔－库伦强度理论 四、土的剪切试验 五、土的抗剪强度机理和影响因素 六、土的剪切性状和各类抗剪强度指标 七、土的抗剪强度应用 确定挡土墙土压力 进行土质边坡的强度稳定分析，评价边坡的安全性 确定地基土的极限承载力，评价地基土的稳定性 * 三维应力状态 莫尔应力圆 平面应变条件 屈服 破坏 峰值强度 残余强度 一般的材料强度理论 物种材料强度理论 最大拉应力理论：认为复杂应力条件下引起材料断裂 破坏的主要原因是最大拉应力。 最大拉应变理论：认为复杂应力条件下引起材料断裂 破坏的主要原因是最大拉应变。 最大剪应力理论：认为复杂应力条件下引起材料屈服 破坏的主要原因是最大剪应力。 最大形状改变比能理论：认为复杂应力条件下引起材料屈服 破坏的主要原因是最大形状改变比能。 双剪强度理论：认为复杂应力条件下引起材料屈服 破坏取决于两个较大剪切应力。 直接剪切试验 库伦定律 极限平衡条件 极限平衡条件（有效应力） 莫尔－库伦强度理论的要点： 1、破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数。 2、当法向应力不大时，抗剪强度可以简化为法向应力的线性函数，即服从库伦定律。 3、土单元体中，任意一个面上的剪应力大于该面上土的抗剪强度时，土单元即发生破坏；用破坏准测表示的应力条件即为极限平衡条件。 4、破坏面与大主应力作用面的夹角一定。 三轴剪切实验 常规三轴剪切试验方法:对于一个圆柱样施加各向均等的压力（通常称之为围压），控制排水条件，在轴向施加荷载，控制加荷速率，进行三轴压缩剪切，可以获得轴向应力增量与轴向应变的变化曲线。这种试验根据施加围压下排水与否可区分为固结（CONSOLIDATION）与不固结(UNCONSOLIDATION)两种情况；根据加荷速率及加荷过程中排水与否又区分为排水(DRAIN)剪切与不排水(UNDRAIN)剪切. 不排水剪UU 固结不排水剪CU 固结排水剪CD 破坏包线及强度指标 应力应变曲线 强度包线 三轴剪切试验的应力路径 总应力路径 有效应力路径 三轴剪切试验的发展 常规三轴剪切试验模拟的应力状态属轴对称情况，还不能模拟一般的三向不等的应力状态，因此，又有平面应变仪、真三轴仪和圆筒扭剪三轴仪等。 直接剪切试验 简单剪切试验 快剪q 固结快剪c q 固结慢剪c s 摩擦强度 粘聚强度 滑动摩擦 咬合摩擦 范德华力 库伦力 胶结作用 毛细压力 密度－有效应力－抗剪强度的唯一性 影响粘性土强度的因素 土的组成、土的密度 土的结构、土的应力状态 当土的组成、湿度、结构一定时 在不排水和排水条件下土的剪切性状 不排水剪 排水剪 总应力强度指标和有效应力强度指标 不固结不排水剪切试验与快剪试验 固结不排水剪切试验与固结快剪试验 固结排水剪切试验与慢剪试验