岩土力学课件-第五章土的抗剪强度.pptVIP

*课件*§5土在剪切中的性状和各类抗剪强度指标

土的特点：同一种土，用同一台仪器做试验，如果采用的试验方法，特别是排水条件不一样，测得的结果往往差别很大，有时甚至相当悬殊。一、土在排水和不排水条件下的剪切状态土与弹性材相比，有一个重要的特征：即受剪切时不仅产生形状的变化，还要产生体积的变化——“剪胀性”，它包括体积剪胀和剪缩。对于 土体积的变化完全由于孔隙流体（水和气）体积的变化非饱和土：变化——首先表现为气体的体积变化 ——与土的透气性有关饱和土：变化——吸入或挤出水分——与渗透系数K有关，K大，体积变化时间短*课件*1、排水剪密砂：→很小，收缩→膨胀→密度降低→承受剪应力能力降低→峰值→残余值松砂：→剪缩→密度增大→稳定的应力竖向应变密砂?l松砂松砂竖向应变体积应变增大密砂?v图3-3三轴试验应力应变曲线结论：若两种不同密实状态的砂的组成相同，则剪应变很大时两种砂的密度和残余强度将趋于一致，对应于该密度的孔隙比，称为临界孔隙比，它表示土处于这种密实状态时，受剪切作用只产生剪应变而不产生体应变。*课件*细粒土：类似粗料土性状正常固结及轻度超固结土类似于松砂和中密砂重度的超固结土则类似于密砂。2．不排水剪剪切中不让土样排水，控制体积固定不变机理：①土体积有膨胀趋势→土产生负值的孔隙水压力→作用于骨架的有效应力增加，使土体不能膨胀。②土体有收缩的趋势而控制不让其收缩时→土产生正的孔隙水压力→减小作用于骨架上的有效应力→土体不发生收缩。结论：密砂产生负值孔隙水压力，增加土的抗剪强度；松砂则产生正值孔隙水压力，降低土的抗剪强度正常固结土和轻度超固结土，类似于松砂和中密砂，重度超固结土类似于密砂。二、总应力抗剪强度指标和有效应力抗剪强度指标*课件*砂：总应力： 有效应力：式中：——总应力内摩擦角——有效应力内摩擦角同一个试件，同一种试验方法测得的强度只有一个，但却有两种表达方式显然：例：松砂： 密砂：???/u??f?/图5-32有效应力破坏包线和总应力破坏包线结论*课件*”有效应力强度指标与总应力强度指标的差别实质上是反映试件中孔隙水压力对土的抗剪强度的影响。总应力法：用试验方法模拟原位土体的工作条件测 。有效应力法：确切反映土的抗剪强度的实质，是今后发展方向。但孔隙水压力不易测得。说明：理论上，若试件中的孔压比 （为滑动面上的正应力）与原位土体的孔压比相同，则用总应力法与有效应力法得到的抗剪强度就能相互一致。课件课件第五章土的抗剪强度*课件*§1概述一、抗剪强度的基本概念土的强度是指一部分土体相对于另一部分土体滑动时的抵抗力，实质上就是土体与土体之间的摩擦力。土的抗剪强度，首先决定于它本身的性质，即土的组成，土的状态和土的结构，这些性质又与它形成的环境和应力历史等因素有关；其次还决定于它当前所受的应力状态。滑动面滑前边坡原地面滑动面图5-1土坡滑动图5-2地基失稳*课件*二、工程中常见的强度问题（1）土作为土工结构物的稳定性问题如人工筑成的路堤，土坝的边坡以及天然土坡等的稳定性问题。（2）土作为工程结构的环境的问题即土压力问题。这和边坡稳定问题有直接联系，若边坡较陡不能保持稳定，又由于场地或其他条件限制而不允许采用平缓边坡时，就可以修筑挡土墙来保持力的平衡。这类工程问题如挡土墙、桥台、地下隧道等。（3）土作为建筑物的地基问题，即地基承载力的问题。三、土的抗剪强度测试方法室内试验：应力状态被改变，取土过程受到干扰原位测试：精度不高2土的抗剪强度和破坏理论

*课件*屈服或塑流：软土材料破坏形式断裂：岩石，硬粘土一、土的屈服与破坏1．理想弹、塑性材料的应力-应变关系①应力-应变成直线关系②变形是完全弹性的应力-应变关系是唯一的，与应力路径和应力历史无关③ 称屈服应力或破坏应力abba123应变硬化应变软化弹性阶段?1图5-3*课件*2．土的应力-应变关系（1）正常固结（松砂），图5-3曲线（3）加工硬化,屈服点至b点,无峰值（2）超固结（密松），图5-3曲线（2）加工软化，出现峰值3．实际计算时土的弹塑性问题（1）按线弹性体（2）按理想塑性材料二、