土力学第五讲 土的抗剪强度.ppt

三轴仪简图 5.3 土的剪切试验 三、排水条件和抗剪强度的种类 1、不固结不排水剪强度(UU强度) A u u B C Cu —不排水内摩擦角 —不排水内聚力 （1）三轴试验 （2）无侧限抗压强度试验 Cu 总应力圆 有效应力圆 只有一个 三、排水条件和抗剪强度的种类 2、固结不排水剪强度(CU强度) 以不同的固结压力 做一组试验 Ccu 总应力法得抗剪强度 有效应力法得抗剪强度 uf 5.3 土的剪切试验 * 5.1 概述 5.2 土的抗剪强度 5.3 土的剪切试验 5.4 砂土和粘土的静剪切特性 5.5 砂土的动剪切特性 5.6 粘土的时间效应特性 5.7 原位剪切特性 5.1 概述 土的抗剪强度： 土体抵抗剪切破坏的最大能力 主应力线 最大剪应力线 附加应力 等值线 附加应力 等值线 5.1 概述 1、地基承载力问题 2、边坡稳定问题 3、挡土墙稳定问题 5.1 概述 三轴压缩试验中砂土的剪切破坏状况 5.1 概述 钢材与粒状体材料 剪切破坏的比较 5.1 概述 三轴压缩试验中砂土的剪切破坏状况 剪切破坏面 最大剪应力比 摩擦法则 N 推力S 摩擦力 剪应力 滑动破坏 5.1 概述 抗剪强度与正应力相关 不同深度的土， 抗剪强度不同 地面的砂石可以随风移动，深埋于地下的砂层可以作为桩的持力层。 5.1 概述 5.2 土的抗剪强度 一、直接剪切试验 活动下盒 土样 透水石 加压板 N S 固定上盒 直剪试验示意图 1、试验 加设计荷载N 分级加水平推力S 剪切破坏 2、绘制 —D关系图 ⊿（水平位移） 密砂、坚硬粘土 松砂、软粘土 做三组以上试验 剪切破坏面 — 土的内摩擦角(度） 3、绘制 关系图 0 100 200 300 400 4、库仑公式 砂土 粘性土 c 粘性土 C — 土的内聚力（kPa) 砂土 — 剪切滑动面上的法向 总应力（kPa) — 土的抗剪强度(kPa) 破坏线 破坏线 5.2 土的抗剪强度 一、直接剪切试验 —土的有效内摩擦角(度） 5、用有效应力表示的库仑公式 粘性土 —土的有效内聚力（kPa) 砂土 —剪切滑动面上的法向有效 应力（kPa) —土的抗剪强度(kPa) 说明：总应力法与有效应力法二者的计算结果稍有不同，总应力法 方便适用，而若能准确地求出有效应力，从道理上更合理。 5.2 土的抗剪强度 一、直接剪切试验 试样 压力室 压力水 排水管 阀门 轴向加压杆 有机玻璃罩 橡皮膜 透水石 5.2 土的抗剪强度 二、三轴压缩试验 1、试验 2、绘制破坏时的摩尔应力圆 破坏面 3、绘制抗剪强度包线 （做三个以上试验） 抗剪强度包线 求抗剪强度指标 5.2 土的抗剪强度 二、三轴压缩试验 4、绘制 — 关系曲线 —最大主应力差 —轴向应变 —体积应变 三轴试验优点 1、可以严格控制排水条件 2、应力状态明确，破坏在最薄 但：试验复杂，试验时间长 弱处，结果可靠 5.2 土的抗剪强度 二、三轴压缩试验 三、摩尔圆的意义及用法 1、土中任意一点的应力状态 M z m n ds 由静力平衡条件 求得 5.2 土的抗剪强度 2、摩尔应力圆 半径： 圆心： 摩尔圆上的点 A坐标 A 摩尔圆上各点的坐标表示了该点在相应面上的正应力和剪应力 三、摩尔圆的意义及用法 5.2 土的抗剪强度 四、土的极限平衡条件 1 2 3 A 情况1：摩尔圆位于抗剪强度线以下 情况2：摩尔圆与抗剪强度线相切 极限平衡状态 情况3：摩尔圆与抗剪强度线相割 不破坏 破坏（不存在） 极限平衡状态 A c D R 由三角形ARD 5.2 土的抗剪强度 A c D R 化简得 极限平衡条件 四、土的极限平衡条件 5.2 土的抗剪强度 —大主应力作用面与破坏面的夹角 A c D R 无粘性土 c=0 由图可知 破坏面 四、土的极限平衡条件 5.2 土的抗剪强度 (5)若 ，问试样是否破坏 某干砂试样进行直剪试验，当 = 300kPa时， 测得 = 200kPa 求： (2)破坏时的大小主应力（绘出摩尔圆） (3)大主应力作用面与剪切面所成的角度 (4)当 时，土样是否破坏 (1)砂土的内摩擦角 四、土的极限平衡条件 5.2 土的抗剪强度 例