土力学课件：土的抗剪强度.pptx

《土力学》

土的抗剪强度

;

外荷载作用下，土体一点任一截面将产

生：法向应力作用使土体产生压密，剪应力作用使土体产生剪切变形。

当剪应力达到土的抗剪强度时，沿剪应

力方向产生相对滑动，发生剪切破坏。

土的破坏主要由于剪切所引起的，剪切

破坏是土体破坏的主要特点。;;;;

土压力 边坡稳定性 地基承载力;;

口黏性土的强度

τf=c+σtan?

摩擦强度+黏聚强度

口总应力表示抗剪强度

口有效应力表示抗剪强度

τf=c+σtan?;;

5-2土中一点极限平衡条件;;

已知大小主应力，可以求得与大主应力作用平面成α角的平面上的法向应力和剪应力

口应力圆的圆心离原点距离(G1+G3)/2

口圆半径(G1?G3)/2;

?利用极点特性求任一平

面的应力分量更为简便;;

?强度包线以内：任何一个面上的一对应力σ与τ都没有达到破坏包线，未破坏；

?与破坏包线相切：该面上的应力达到极限平衡，破坏状态；

?与破坏包线相交：有一些平面上的应力;

应力极限平衡状态：

有一对面上的应力状态达到τ=τf

土的强度包线：

所有达到极限平衡状态的莫尔圆的公切线。;

莫尔-库仑强度理论表达式－极限平衡条件

σ1?σ3

sin?=2

+c?cot?

σ1?σ3

σ1+σ3+2c?cot?;

=tan2(45O+?2) =tan(45O+?2);

若土中某点的大小主应力σ1和σ3满足上列关系式时，则该土体正好处于

极限平衡或破坏状态。

对于有效应力，相应c，φ应该用c’，φ’。;;

(1)直接用τ与τf的关系来判别

分别求出剪破面上的法向应力σ和剪应力τ

σ=1(σ1+σ3)+1(σ1?σ3)cos2α

11

τ=1(σ1?σ3)sin2α=1(400?200)sin(90°+25°)=90.6kPa

求相应面上的抗剪强度τf

τf=σtan?=257.7×tan25°=120.2kPa

由于ττf，故可判断该点未发生剪切破坏。;

(2)利用极限平衡条件来判别

口计算达到极限平衡条件所需要的大主应力值为σ1f

σ1f=σ3tan2(45°+)=200×tan2(45°+)=492.8kPa

由于G1f=492.8kPaG1=400kPa，故该点未发生剪切破坏。;;;

(大范围场地与构建筑系统);;;a)原状土b)掺桐油和糯米汁;;;;

测定土抗剪强度指标的试验称为剪切试验

剪切试验可在室内进行，也可在现场原位条件下测试

按常用的试验仪器可将剪切试验分为:

口直接剪切试验(直剪试验)

口三轴压缩试验(三轴试验)

口无侧限抗压强度试验

口十字板剪切试验;;

+σz;

考虑固结程度和排水条件对抗剪强

度的影响，根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为：

快剪、固结快剪和慢剪3种。;;

慢慢施加剪应力—0.02mm/分，

以保证无超静孔压

(2)固结快剪

施加正应力-充分固结

在3-5分钟内剪切破坏

(3)快剪

施加正应力后

立即剪切3-5分钟内剪切破坏;

σ1

σ3;?优点

设备简单、操作方便 结果便于整理 测试时间短;;;

口不固结不排水试验(UU试验)UnconsolidatedUndrainedTriaxialtest

1)固结过程：关闭排水阀，围压σ3下不固结

2)剪切过程：关闭排水阀，很快剪切破坏，在施加轴向应力差σ1?σ3过程中不排水;

口固结不排水试验(CU试验)ConsolidatedUndrainedTriaxialtest

1)固结过程：打开排水阀，施加