段土力学第五章microsoft.pptx

本章提要 学习难点;§5.1 概述 §5.2 抗剪强度的测定方法 §5.3 孔隙压力系数 §5.4 土的抗剪强度指标 §5.5 应力路径 ;§5.1 概述 - 土体强度及其特点;土的强度及其特点;土的强度及其特点;土体强度的特点;各种类型的滑坡;1994年4月30日 崩塌体积400万方，10万方进入乌江 死4人，伤5人，失踪12人；击沉多艘船只 1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡 滑坡体崩入乌江近百万方；江水位差数米，无法通航。;滑坡堰塞湖—易贡湖 湖水每天上涨50cm！;锚固破坏;广州京光广场基坑塌方;大阪的港口码头挡土墙由于液化前倾;地基的破坏;;; 土压力 边坡稳定性 地基承载力 振动液化特性;法国军事工程师，在摩擦、电磁方面做出了奠基性的贡献。1773年发表了关于土压力方面论文，成为土压力的经典理论; 应力状态与莫尔圆 极限平衡应力状态 莫尔-库仑强度理论 破坏判断方法 滑裂面的位置;应力状态;莫尔圆应力分析符号规定;c和?是决定土的抗剪强度的两个指标，称为抗剪强度指标;5.1 土体强度理论;由库伦公式可知： 无粘性土的抗剪强度与剪切面上的法向应力成正比，其本质是由于土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力，其大小决定于土粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级配等因素。 粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是摩擦力(与法向应力成正比)，另—部分是土粒之间的粘结力，它是由于粘性土颗粒之间的胶结作用和静电引力效应等因素引起的。 大量试验表明，土的抗剪强度不仅与土的性质有关，还与试验时的排水条件、剪切速率、应力状态和应力历史等许多因素有关。其中最重要的是试验时的排水条件．根据K．太沙基(Terzaghi)的有效应力概念，土体内的剪应力仅能由土的骨架承担，由此，土的抗剪强度应表示为剪切破坏面上法向有效应力的函数．库伦公式应修改为： 无粘性土: τf =?′tan?′ =(? -u) tan?′ 粘性土: τf = c′＋?′tan?′ = c′＋(? -u) tan?′ 式中 ?′—— 剪切滑动面上的法向有效应力，kPa u —— 孔隙水压力， kPa； c ′ ???— 土的有效粘聚力(内聚力)，kPa ? ′—— 土的有效内摩擦角，度。;二. 土的抗剪强度的构成;;;摩 擦 强 度;凝 聚 强 度;应力莫尔圆; 三、莫尔—库仑强度理论 1910年莫尔(Mohr)提出材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破坏，并提出在破坏面上的剪应力τf 是该面上法向应力? 的函数，即τf ＝f (?) 这个函数在τf ～ ? 坐标中是一条曲线，称为莫尔包线(或称为抗剪强度包线)，莫尔包线表示材料受到不同应力作用达到极限状态时、滑动面上法向应力?与剪应力τf的关系。理论分析和实验都证明，莫尔理论对土比较合适，土的莫尔包线通常近似地用直线代替，该直线方程 就是库仑公式。由库伦 公式表示莫尔包线的强 度理论称为莫尔—库仑 强度理论。 ;极限平衡应力状态;●当土体中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就发生剪切 破坏。即土体处于极限平衡状态，根据莫尔—库伦理论、和莫尔应力圆可得到土体中一点的剪切破坏条件，即土的极限平衡条件。 ●极限平衡状态时，大、小主应力之间的关系，称为莫尔—库仑破坏准则。 ●将抗剪强度包线与莫尔应力圆画在同一张坐标图上。它们之间的关系有以下三种情况。; 土体中任意点的应力（莫尔应力圆） ●土体内部的滑动可沿任何一个面发生，只要该面上的剪应力等于它的抗剪强度。所以，必须研究土体内任一微小单元的应力状态。 ●在平面问题或轴对称问题中。取某一土体单元，若其大主应力? 1和小主应力?3的大小和方向已知，则与大主应力而成?角的任一平面上的法向应力? 和剪应力τ可由力的平衡条件求得。 ? 方向的静力平衡条件可得： τ方向的静力平衡条件可得： 消去上式中? ，则可得到： ;无粘性土（c=0）的极限平衡条件为：;应力莫尔圆与强度包线;土单元的某一个平面上的抗剪强度?f是该面上作用的法向应力?的单值函数, ?f=f(?) （莫尔：1900年） 在一定的应力范围内，可以用线性函数近似?f=c+?tg? 某土单元的任一个平面上?=?f ，该单元就达到了极限平衡应力状