土质学与土力学 第七章 土的抗剪强度.ppt

§7.1 概述 §7.2 土的抗剪强度理论 §7.3 土的抗剪强度试验 §7.4 三轴压缩试验中的孔隙压力系数 §7.5 饱和粘性土的土的抗剪强度 §7.6 应力路径与破坏主应力线简介 一、土的强度特点 二、工程中土体的破坏类型 一、土的强度特点： 碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用——主要是抗剪强度与剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力； 2. 三相体系：三相承受与传递荷载——有效应力原理； 3. 自然变异性：土的强度的结构性与复杂性。 乌江武隆县兴顺乡鸡冠岭山体崩塌 1994年4月30日 崩塌体积400万方 10万方进入乌江 死4人，伤5人，失踪12人 击沉拖轮、驳轮各一艘，渔船2只 1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡 崩塌体巨大石块滚入江内，无法通航 滑坡体崩入乌江近百万方；江水位差数米。 一、室内试验 二、野外试验 密度（e, ?? ?? 粒径级配（Cu, Cc） 颗粒的矿物成分 对于?：砂土粘性土； 高岭石伊里石蒙脱石 粒径的形状（颗粒的棱角与长宽比） 在其他条件相同时： 对于砂土，颗粒的棱角提高了内摩擦角? 对于碎石土，颗粒的棱角可能降低其内摩擦角? 真三轴仪 空心圆柱扭剪仪 一. 总应力指标与有效应力指标 二. 三轴试验强度指标 (6)不饱和试样的不排水强度 几种固结不排水强度指标的应用实例 ccu ?cu 几种不排水强度指标 cu 在工程中的应用 §7.6 应力路径与破坏主应力线 一、应力路径及表示法 二、强度包线与破坏主应力线 三、总应力路径与有效应力路径 二. 摩尔圆与 p, q 平面上的应力路径 剪切前固结条件 剪切中排水条件 固结 Consolidated 排水 Drained 1.固结排水试验 （CD） 2.固结不排水试验 （CU） 固结 Consolidated 不排水 Undrained 不固结 Unconsolidated 不排水 Undrained 三种试验 3.不固结不排水试验 （UU） 二.三轴试验强度指标 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 强度指标：cuu (cu)，?uu (?u) (1) 试验条件 (2) 粘土的孔隙比－有效应力－抗剪强度唯一性关系 (3) 饱和试样的不排水强度指标cu (4) 不排水试验与固结不排水试验 (5) 无侧限压缩试验：?3 = 0的不排水试验 (6) 不饱和试样的不排水强度 (1)试验条件 从某一初始状态开始，关闭阀门施加围压??，产生孔隙水压力 ?u1=B??? 施加（?1 -??）时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力?u2 = BA ?(?????) 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 试样 压力室 压力水 排水管 阀门 轴向加压杆 有机玻璃罩 橡皮膜 透水石 顶帽 量测孔隙水压力 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 (2)粘土的孔隙比－有效应力－抗剪强度唯一性关系 强度的影响因素: 土的组成 土的状态 土的结构 应力状态 ef – p′f - qf 唯一性关系 ef – σ′f - τf 唯一性关系 ?’ (p’) ? (q) K’f线 ?f?线 ?? α’ 唯一的ef 应力历史 同一种正常 固结粘土 土的状态 (ρ,e) 应力状态 应力历史相同时 也满足唯一性关系 研究表明 超固结粘土: ?u =0 , cu, 并且有效应力摩尔圆是唯一的 思考题：可否由不排水试验确定有效应力强度指标？ (3)饱和试样的不排水强度指标 ? ? ?? cu ?u = B[??? + A ?(?????)] B=1 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 ? ? ?cu ? pc1 cu1 ? ?pc2 cu2 ? ?pc3 cu3 ? (4)不排水试验与固结不排水试验 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 正常固结粘土层 固结不排水试验强度包线上的每一点对应于一个具有相同先期固结压力的不排水强度指标 cu = qu/2 cu qu = ?? ? ? (5)无侧限压缩试验：?3 =0的不排水试验 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 不饱和区 饱和区 ? ? 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 不固结不排水试验小结 3.不固结不排水试验 二.三轴试验强度指标 饱和试样的不排水强度指标: ?u =0 , cu 饱和试样的固结不排水试验与不排水强度指标: 有关联 无侧限压缩试验： ?3=0, 是一种特殊的不排水试验 不饱和试样的不排水强度