《土力学与地基基础》第4章土的抗剪强度.ppt

第4章土的抗剪强度 4.1概 述 土的破坏主要是由于剪切引起的，剪切破坏是土体破坏的重要特点 工程实践中与土的抗剪强度有关的工程主要有以下3类 （1）土质土坝的稳定 （2）土压力 （3）地基的承载力问题 工程实例－土坡稳定 This photo shows a failure of a tailings dam retaining gypsum tailings in Florida. It can be seen that the wet gypsum tailings flowed like a viscous liquid when the dam failed. 工程实例－土坡稳定 This tailings dam in South Africa retained tailings from a platinum mine. Note the very flat slope formed by the tailings as they came to rest, indicating their very low shear strength. 工程实例－土坡稳定 The slide extended for about 1100 feet along the embankment. At the north end, near the inlet-outlet structure visible in this photo, the scarp at the top of the slide was about 30 feet high. At the bottom of the slope the toe of the slide moved horizontally about 30 feet out into the reservoir. 工程实例－土坡稳定 The slide in the upstream shell is shown here with the reservoir emptied. The paved road surface identifies the former crest of the dam. 工程实例－土坡稳定 工程实例－土坡稳定 工程实例－地基承载力问题 工程实例－地基承载力问题 工程实例－地基承载力问题 工程实例－地基承载力问题 工程实例－地基承载力问题 4.2 土的抗剪强度的基本理论 强度的概念与莫尔－库仑理论 库仑的抗剪强度定律将土的抗剪强度表示为剪切面上法向应力的函数，即τf=c+ σ ·tg Φ ， 式中，c，Φ分别为土的粘聚力和内摩擦角，亦称为土的强度指标。 砂土的抗剪强度表达式为τf= σ ·tg Φ ，粘性土的抗剪强度表达式为τf=c+ σ ·tgΦ ， 前者是后者的特殊形式，即前者是粘聚力c=0的后者形式。 强度的概念与莫尔－库仑理论 强度的概念与莫尔－库仑理论 强度的概念与莫尔－库仑理论 强度的概念与莫尔－库仑理论 强度的概念与莫尔－库仑理论 强度的概念与莫尔－库仑理论 土的极限平衡条件 土的极限平衡条件 土的极限平衡条件 土的极限平衡条件 土的极限平衡条件 土体中剪破面并不发生在最大剪应力的作用面α= 45°上，而是发生在与最大主应力平面成α= 45°+ Φ/2夹角的斜面上。 P124 例4-1已知有关参数σ1、σ3 、c、Φ, 判断土样的状态 4.3 抗剪强度试验方法 测定土抗剪强度指标的试验称为剪切试验 按照常用的试验仪器将剪切试验分为 直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧向抗压强度试验 十字板剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 直接剪切试验 在直剪试验过程中，不能量测孔隙水应力，也不能控制排水，所以只能以总应力法来表示土的抗剪强度。但是为了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可将试验划分为快剪、固结快剪、慢剪三种试验类型。 快剪(P125释义) 固结快剪 慢剪 直接剪切试验 直接剪切试验 直剪试验的缺点 剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面 试验中试验的排水程度靠试验速度的快慢控制 由于上下土盒的错动，剪切过程中试样的有效面积减小，使试样中的应力分布不均匀，主应力方向发生变化，当剪切变形较大时这一缺陷表现更为突出 三轴压缩试验 三轴压缩试验直接量测的是试样在不同恒定周围压力下的抗压强度，然后利用莫尔－库仑破坏理论间接推求土的抗剪强度。 三轴压缩试验 三轴压缩试验 三轴压缩试验 三轴压缩试验 三轴压缩试验 三轴试验根据试样的固结