[农学]第六章 土的抗剪强度和地基承载力.ppt

与土体强度有关的工程问题：建筑物 地基稳定性、填方或挖方边坡、挡土 墙土压力等。 土体强度表现为：一部分土体相对与另一部分土体的滑动，滑动面上剪应力超过了极限抵抗能力－抗剪强度；土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。 直剪仪 三轴压缩仪 三轴试样 三轴压缩仪 第三节 地基的临塑荷载、临界荷载和极限荷载 一、地基承载力概念 二、地基变形的三个阶段 三、地基的破坏形式 三、地基的临塑荷载和临界荷载 2、临塑荷载pcr和临界荷载 四、地基的极限荷载——太沙基公式 第四节 地基承载力的确定 2.静力触探试验法 3.标准贯入试验法 太沙基理论的极限承载力理论解 Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与?有关，太沙基给出关系曲线，可以根据相关曲线得到 上式适用于条形基础整体剪切破坏情况，对于局部剪切破坏，将c和tan?均降低1/3 方形基础 局部剪切破坏时地基极限承载力 Nr? 、Nq? 、Nc?为局部剪切破坏时承载力系数，也可以根据相关曲线得到 对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后的公式 圆形基础 一、按地基载荷试验确定承载力 pu p 0 s 千斤顶 荷载板 平衡架 拉锚 由拐点得地基极限承载力pu，除以安全系数Fs得容许承载力[p] p-s曲线确定地基承载力特征值: 1. p-s曲线有明确的比例界限时，取比例界限所对应的荷载值 2.极限荷载能确定，且值小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半 3.不能按上述两点确定时，取s/b=0.01～0.015对应荷载值；但值不应大于最大加载量的一半 如果使试样在另一个较高的剪前固结压力 下固结稳定后进行一组不固结不排水试验，那么，由于固结压力增大，试样的剪前孔隙比将减少，试样的不排水强度 将增大。 与 通常呈线性关系，即 ，其中 为比例系数。如图（a）、（b）所示。 2、固结不排水强度（CU） 固结不排水剪切试验的过程如图所示。 正常固结土的CU试验总强度线是如图所示一条通过坐标原点的直线，倾角为 ， 。其抗剪强度可表示为 若在固结不排水剪试验中量测孔隙水应力，则结果可用有效应力整理。从破坏时的总应力中减去 ,可得到相应破坏时的有效大主应力 和有效小主应力 及破坏应力圆，绘出这些破坏应力圆的包线，可得有效应力强度包线。由于正常固结土剪破时的孔隙水应力为正值，则剪破时的有效应力圆总在总应力圆的左边。有效应力强度包线也是通过坐标原点的直线，直线的倾角 大于 ， ，于是用有效应力表示的CU试验抗剪强度为 3.固结排水强度（CD) 固结排水剪切试验的过程如图所示。 如上图所示，由于试验过程中孔隙水应力始终保持为零，有效应力就等于外加总应力，极限总应力圆就是极限有效应力圆，因而总应力强度包线即为有效应力强度包线。CD试验中的有效应力强度指标常用 ， 表示。其强度包线是一条通过坐标原点的直线，其倾角为 ， 。于是，CD试验抗剪强度可表示为 将上述三种三轴压缩试验的结果汇总 于图5－30中。由图可见，对于同一 种正常固结的饱和粘土，当采用三种 不同的试验方法来测定其抗剪强度时， 其强度包线是不同的。其中UU试验结 果是一条水平线，CU和CD试验各是 一条通过坐标原点的直线。三种方法 所得到的强度指标间的关系是 ， 。试验结果表明，当用有效应力表示试验结果时，三种剪切试验将得到基本相同的强度包线及十分接近的有效应力强度指标，这就意味着同一种土三种试验的试样将沿着同一平面剪破。 实测资料表明，θf通常约为60°，而粘性土的 一般在30°左右，实测的θf角接近于 ，这也是有效应力概念下的理论剪破角。 正常固结土为应变硬化型，体变多表现为剪缩； （二）超固结粘土 1.不固结不排水强度（UU试验） 超固结饱和粘性土的试验方法和过程与正常固结土的情况完全相同。它们的试验结果主要不同点在于：对试样施加的周围压力即初始有效固结应力σc小于原位应力（或先期固结应力）pc，即σc＜ pc，体现试样剪前为超固结状态。 在UU试验中，由于试样不允许有水进入，所以强超固结土破坏时的孔隙水应力为负值；弱超固结土破坏时的孔隙水应力虽仍为正值，但比正常固结土要小的多。如图所示。 由于UU试验不允许试样固结排水，所以，一组试样在剪前的有效应力和孔隙比均相同。因此，它们具有相同直径的破坏应力圆，其