《土力学》第5章 土的抗剪强度-教学课件（非AI生成）.pptx

第五章土的抗剪强度;5-1概述;土体强度表现为：一部分土体相对与另一部分土体的滑动，滑动面上剪应力超过了极限抵抗能力即抗剪强度。;土的强度特点：;与土体强度有关的工程问题：挡土结构物上的土压力问题、边坡（填方、挖方及天然边坡）的稳定性问题、建筑物地基的稳定性问题。;大阪的港口码头档土墙由于液化前倾;1.挡土结构物的破坏;1.挡土结构物的破坏;平移滑动;2.各种类型的滑坡;2.各种类型的滑坡;2.各种类型的滑坡;;2.各种类型的滑坡;;粘土地基上的某谷仓地基破坏;日本新泻1964年地震引起大面积液化;;土压力

边坡稳定

地基承载力;5-2强度概念与莫尔——库仑理论;合力倾角af，部分摩擦力发挥；合力倾角a＝f，摩擦力全部动用，极限状态；合力倾角af，摩擦力全部动用，滑动产生。;;5-2强度概念与莫尔——库仑理论;5-2强度概念与莫尔——库仑理论;;;三、莫尔—库仑破坏准则;粘性土;5-2强度概念与莫尔——库仑理论;;有效应力指标c?,??;（二）土的极限平衡条件;;5-2强度概念与莫尔——库仑理论;;（三）已知土中大小主应力状态判断土体所处的状态;莫尔应力圆在强度包线以内：土体单元处于稳定状态；;1假定此时的大主应力为破坏时的大主应力，求得破坏时的小主应力。根据破坏时的小主应力和实际的小主应力之间的关系进行判断。;;2假定此时的小主应力为破坏时的小主应力，求得破坏时的大主应力。根据破坏时的大主应力和实际的大主应力之间的关系进行判断。;;【例题5－2】已知某土体单元的大主应力σ1＝480kPa，小主应力σ3＝210kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=20kPa，φ＝18°，问该单元土体处于什么状态？

【解】已知σ1＝480kPa，σ3＝210kPa，c=20kPa，

φ＝18°

（1）直接用τ与τf的关系来判别;由于ττf，说明该单元体早已破坏。;（2）利用公式（5－8）或式（5－9）的极限平衡条件来判别

①由式（5－8）设达到极限平衡条件所需要的小主应力值为σ3f，此时把实际存在的大主应力σ3=480kPa及强度指标c，φ代入公式（5－8）中，则得;②也可由式（5－9）计算达到极限平衡条件时所需要得大主应力值为σ1f，此时把实际存在的大主应力σ3=480kPa及强度指标c，φ代入公式（5－8）中，则得;5-3确定强度指标的试验;影响土的抗剪强度的因素：;直接剪切试验：用直接剪切仪（简称直剪仪）测定土的

抗剪强度的试验。;;剪切位移?（mm）;σ=100KPa;（一）快剪（Q）;固结快剪试验也适用于渗透系数小于10－6cm/s的细粒土。试验时对试样施加垂直压力后，每小时测读垂直变形一次，直至固结变形稳定。变形稳定标准为变形量每小时不大于0.005mm，在拔去固定销，剪切过程同快剪试验。所得强度称为固结快剪强度，相应指标称为固结快剪强度指标，以表示。;慢剪试验是对试样施加垂直压力后，待固结稳定后，再拔去固定销，以小于0.02mm/min的剪切速度使试样在充分排水的条件下进行剪切，这样得到的强度称为慢剪强度，其相应的指标称为慢剪强度指标，以表示。;剪切类型

比较项目;直剪试验的设备简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍为工程单位广泛采用。

缺点：

（1）剪破面固定；

（2）排水条件不易控制；

（3）应力分布不均；;与快剪试验相对应的工程实例;与固结快剪试验相对应的工程实例;与慢剪试验相对应的工程实例;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－库仑准则间接推求土的抗剪强度。;;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。在增加σ1时保持σ3不变，这样条件下的试验称为常规三轴压缩试验。;三轴试验根据试样的固结和排水条件不同，可分为不固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU)和固结排水剪（CD)三种方法。;不固结不排水剪（UU）;固结不排水剪（CU）;固结排水剪（CD）;剪切类型

比较项目;5-3确定强度指标的试验;?1;;三、无侧限抗压强度试验;5-3确定强度指标的试验;十字板剪切试验是一种利用十字板剪切仪在现场测定土的抗剪强度的方法。这种试验方法适合于在现场测定饱和粘性土的原位不