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粘聚力和内摩擦角

内摩擦角与黏内聚力:

土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切和土的内摩阻力两局部组成.

内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用,内摩擦角反映了土的摩阻性质.

黏聚力是黏性土的特性指标,黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物

的胶结作用形成的固化黏聚力.因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标.

土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力,土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题.

土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏内聚力C

φ——土的内摩擦角〔°〕

C——土的粘聚力〔KPa〕

φ、C与土的性质有关,还与实验方法、实验条件有关.因此,谈与强度指标时,应注明它的试

验条件.〔直剪实验、三轴剪切试验等〕

土的抗剪强度

第一节概述

建筑物由于土的原因引起的事故中,一局部是沉降过大,或是差异沉降过大造成的；另

一方面是由于土体的强度破坏而引起的.对于土工建筑物〔如：路堤、土坝等〕来说,主要是

后一个原因.从事故的灾害性来说,强度问题比沉降问题要严重的多.而土体的破坏通常都是

剪切破坏；研究土的强度特性,就是研究土的抗剪强度特性.

①土的抗剪强度〔τ〕：是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力,其数值等于剪切破坏时

f

滑动的剪应力.

②剪切面〔剪切带〕：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移,这个

面通常称为剪切面.

其物理意义：可以认为是由颗粒间的内摩阻力以与由胶结物和束缚水膜的分子引力所

造成的粘聚力所组成.

无粘性土一般无连结,抗剪强度主要是由颗粒间的摩擦力组成,这与粒度、密实度和含

水情况有关.

粘性土颗粒间的连结比拟复杂,连结强度起主要作用,粘性突的抗剪强度主要与连结有

关.

决定土的抗剪强度因素很多,主要为：土体本身的性质,土的组成、状态和结构；而这

些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关；此外,还决定于它当前所受的应力状态.

土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定,试验中,仪器的种类和试验方法以与

模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏,对确定强度值有很大的影响.

第二节抗剪强度的根本理论

一、库仑定律〔剪切定律〕1773年法国学者

在法向应力变化X围不大时,抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线,这就是抗剪

强度的库仑定律.

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上述应力间的关系也可用应力圆〔莫尔圆〕表示.

从应力园的几何条件可知：

1、快剪〔不排水剪〕

这种试验方法要求在剪切过程中土的含水量不变,因此,无论加垂直压力或水平剪力,都必须

迅速进展,不让孔隙水排出.

适用X围：加荷速率快,排水条件差,如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和粘土地基等.

2、固结快剪〔固结不排水剪〕

试样在垂直压力下排水固结稳定后,迅速施加水平剪力,以保持土样的含水量在剪切前后根

本不变.

试用X围：一般建筑物地基的稳定性,施工期间具有一定的固结作用.

3、慢剪〔排水剪〕

土样的上、下两面均为透水石,以利排水,土样在垂直压力作用下,待充分排水固结达稳定后,

再缓慢施加水平剪力,使剪力作用也充分排水固结,直至土样破坏.