第五章土的抗剪强度.ppt

在不同的垂直压力?下进行剪切试验，得相应的抗剪强度τf，绘制τf -? 曲线，得该土的抗剪强度包线。 其中，c为钢环变形常数；R为变形量 抗剪强度线 二、三轴剪切试验 三轴是指一个竖向和两个侧向而言，由于压力室和试样均为圆柱形，因此，两个侧向（或称周围）的应力相等并为小主应力σ3 ，而竖向（或轴向）的应力为大主应力σ1。 分别在不同的周围压力?3作用下进行剪切，得到3～4 个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线。 抗剪强度包线 ? ? c ? 例. 直剪试验土样的破坏面在上下剪切盒之间，三轴试验土样的破坏面 。 与试样顶面夹角呈45?面 与试样顶面夹角呈45?+ ? /2面 (C)与试样顶面夹角呈45?? ? /2面 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 顶帽 三、工程现场剪切试验-十字板剪切试验 试验时，先将十字板插到要进行试验的深度，再在十字板剪切仪上端的加力架上以一定的转速对其施加扭力矩，使板内的土体与其周围土体产生相对扭剪，直至剪破，测出其相应的最大扭力矩。然后，根据力矩的平衡条件，推算出圆柱形剪破面上土的抗剪强度。 M1 H D M2 适用于在现场测定饱和粘性土的原位不排水强度结果与无侧限抗压强度试验结果接近。 一、砂土的内摩擦角 砂土抗剪强度受密度、颗粒形状、表面粗糙度和级配影响、饱和与干燥。 5.4 砂类土的抗剪强度特征 松砂受剪时，颗粒滚落到平衡位置，排列得更紧密些，所以它的体积缩小，把这种因剪切而体积缩小的现象称为剪缩性。 二、密实度对抗剪强度的影响 紧砂受剪时，颗粒必须升高以离开它们原来的位置而彼此才能相互滑过，从而导致体积膨胀，把这种因剪切而体积膨胀的现象称为剪胀性。 砂土临界孔隙比ecr 随着轴向应变的增加，松砂的强度逐渐增加，曲线应变硬化。 体积逐渐减小 紧砂的强度达到一定值后，随着轴向应变的继续增加，强度反而减小，最后呈应变软化型 体积开始时稍有减小，继而增加，超过它的初始体积 一、不排水试验（UU试验） 在不排水条件下，施加周围压力增量σ3， 然后在不允许水进出的条件下，逐渐施加附 加轴向压力q，直至试样剪破。 工程背景：应用与饱和粘土、软粘土快速 施工测定cu、?u 接近不固结不排水剪切条件。 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 5.5 粘性土的抗剪强度特征 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 有效应力圆 总应力圆 ?u=0 B C cu ? ? uA A ? 3A ? 1A 试验表明：虽然三个试样的周围压力?3不同，但破坏时的主应力差相等，三个极限应力圆的直径相等，因而强度包线是一条水平线。 qu qu 加压框架 量表 量力环 升降螺杆 无侧限压缩仪 ?3=0 试样 无侧限抗压强度试验 无侧限压缩仪 0 cu qu 无侧限抗压强度试验所得的饱和粘土极限应力圆的水平切线就是破坏包线。 qu 原状土无侧限抗压强度 扰动土无侧限抗压强度 还可测定饱和粘土灵敏度 二、固结不排水试验（CU试验） 加部分围压允许试样在周围应力增量下排水，待固结稳定，再在不允许水有进出条件下逐渐施加轴向压力，直至试样剪破。 将总应力圆在水平 轴上左移u得到相 应的有效应力圆 按有效应力圆强 度包线可确定c ?、? ? ? ? ccu c ? ?cu A B C ?? ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 打开排水阀 关闭排水阀 工程背景：正常固结土体，受到大量快速活荷载。 三、固结排水试验（CD试验） 允许试样在周围压力增量下排水，待固结稳定在允许水有进出的 条件下以极慢的速率对试样逐渐施加附加轴向压力，直至试样剪破。 在整个排水剪试验过程中，uf ＝0，总应力全部转化为有效应力，所以总应力圆即是有效应力圆，总应力强度线即是有效应力强度线，强度指标为cd 、?d 。 ? ? cd ?d ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 打开排水阀 例. 一个饱和粘性土试样，进行三轴固结不排水试验，并测出孔隙水压力，可以得到一个总应力圆和有效应力圆，则： (A) 总应力圆大 (B) 有效应力圆大 (C) 两个应力圆一样大 例. 一个饱和的粘性土试样，在三轴仪内进行不固结不排水试验，试问土样的破坏面。 (A) 与水平面呈45? (B) 与水平面呈60? (C) 与水平面呈75? 四、三轴压缩试验中的孔隙水压力及孔压系数 在常规三轴压缩试验中