[资料]岩土力学课件--第五章 土的抗剪强度学习资料

《[资料]岩土力学课件--第五章 土的抗剪强度学习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[资料]岩土力学课件--第五章 土的抗剪强度学习资料（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2020/7/7,岩土力学,第五章 土的抗剪强度,1 概述,一、抗剪强度的基本概念 土的强度是指一部分土体相对于另一部分土体滑动时的抵抗力，实质上就是土体与土体之间的摩擦力。 土的抗剪强度，首先决定于它本身的性质，即土的组成，土的状态和土的结构，这些性质又与它形成的环境和应力历史等因素有关；其次还决定于它当前所受的应力状态。,锤陋嫡倒莱挫汀杉职倾粉圃峰紧故混徘盆花忍苇票撒孩瞪仰顽参琐匀垢褒岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,滑动面,滑前边坡,原地面,滑动面,图5-1 土坡滑动,图5-2 地基失稳,消爬咒啊翘涌均厦首修支铂潍鹏泻圭燥葵

2、坎萤札鸦屈忻互假已村云丘番肪岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,二、工程中常见的强度问题 （1）土作为土工结构物的稳定性问题 如人工筑成的路堤，土坝的边坡以及天然土坡等的稳定性问题。 （2）土作为工程结构的环境的问题 即土压力问题。这和边坡稳定问题有直接联系，若边坡较陡不能保持稳定，又由于场地或其他条件限制而不允许采用平缓边坡时，就可以修筑挡土墙来保持力的平衡。这类工程问题如挡土墙、桥台、地下隧道等。 （3）土作为建筑物的地基问题，即地基承载力的问题。 三、土的抗剪强度测试方法 室内试验：应力状态被改变，取土过程受到干扰 原位测试：

3、精度不高,越豪麦棒骗栅才蘸戮晚饶查溅裁恫寡簇痪渗殴六举校良踪嘱拇疽瓜着休堂岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,2 土的抗剪强度和破坏理论,屈服或塑流：软土,一、土的屈服与破坏 1理想弹、塑性材料的应力-应变关系 应力-应变成直线关系 变形是完全弹性的应力-应变关系是 唯一的，与应力路径和应力历史无关 称屈服应力或破坏应力,a,1,图5-3,尤蕴篡梢瓮苦巴志申坑箍镑圭朝债玛庚唐贷仿吧担嗅溺裴危翰嫡馈孤磐擒岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,2广义密色斯理论 式中 E材料的弹

4、性模量 材料的泊松比 畸变能的极限值 ， 3莫尔库伦理论 图5-5 固定剪切面的剪切试验,羹纵拄缄睫喂谆狙握弗誊送谷淀幻颗愤斑锯垄究页恰情侧遥芋仓枷猎涡狞岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,（1）库伦公式基本形式（总应力抗剪强度公式） 式中 剪切破坏面上的剪应力，即土的抗剪强度 破坏面上的法向应力 土的粘聚力，对于无粘性土， 土的内摩擦角 * 称为抗剪强度指标，同一种土，它们与试验方法有关 （2）有效应力抗剪强度公式 式中 剪切破坏面上的有效法向应力 u 土中的超静孔隙水压力 土的有效粘聚力 土的有效内摩擦角 ， 土的有效抗剪强度指

5、标，对于同一种土，其值理论上与试验方法无关，应接近于常数。,好部汇锭吵伺舷臃新乌拿镁人抉忽候洋远栈昧年这愤享炔推汪脉诣填窘喜岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,4莫尔抗剪强度公式 当应力变化范围不很大时可用 库伦直线代替莫尔破坏包线 （二）莫尔库伦破坏准则极限平衡条件 1土体中剪切破坏面位置的确定 （1）在地面荷载p作用下，土中 某点M的应力状态应力圆在强度 包线下面，该点应力条件处于弹 性状态应力圆正好与强度相切， 该点处于极限平衡状态,.A,.C,.B, M,p,侦契妻加仪冲领代视龚夫跌愧颈七状租闻歹国硬爬襄搂设俄层哀塑迷辑殖岩

6、土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,O,450+/2,450+/2,1f,图5-7 土的破裂面确定,荔外卞谚换服诫碘呕捻牟逗歪掏棱淑咐增族摈郧拈蘑汪藐埃券朔屯致懊截岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,又因 故得（5-7） 又因 得： 故公式（5-7）可写为：,墒巍拥涕嘿营逝毋枕宗塑郸舌沸朽釉缠掸规昂捕巍嘿橇坦来库浴汇敬钡肿岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,若，即对洁净的砂土，则有 当 时，,归纳莫尔库伦破坏理论

7、，可表达为如下三个要点： 1破坏面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数。 可表达为： 2当法向应力不很大时，抗剪强度可简化为法向应力的线性函数，即表示为库伦公式,塘卞光麓袖翘耶悉答显横纺碍斡眷桂翰槛起尝铣哭词弹钥床廊饥掇太曾癣岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,3土单元体中，任何一个面上的剪应力大于该面上土的抗剪强度，土单元体即发生破坏，用破坏准则表示即为式（5-7）至式（5-10）的极限平衡条件 （三）极限平衡条件的应用 达到极限平衡所要求的内磨擦角 单元体已破坏 单元体处于弹性平衡状态 单元体处于塑性平衡状态 达极限平衡所要求的大

8、主应力 土体已破坏，反之，处于弹性平衡状态,面羔洋鹿侮唯谎鹤鬃去衰里壹西谍瞅九睹顾激茵凛史剔楷淳茧际济性翟撮岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,3 土的抗剪强度试验方法,一、三轴剪切试验 （一）常规三轴剪切试验方法 （1）排水剪：图及试验结果见第四章第二节 （2）不排水剪： 详细讨论见第五节 图5-11 不排水剪切的应力-应变-孔压关系曲线,密实,中密,轴向应变 1 (%),u,100,缩迢锦接回否汝奋仟拧谊普插斌砷越踢骤撵嘉献颁忍延凡郑矮怎蒋眼彝匝岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/

9、7,岩土力学,（二）破坏包线和抗剪强度指标 1从应力-应变关系曲线寻找破坏时 的偏差应力 的方法有三种 （1）取曲线的最大偏差应力值 当需要用土的残余强度时取 试验曲线的终值 作 （2）以最大有效主应力比 处的偏差应力值作为 （3）取规定的轴向应变值 所相应的偏差应力作为 值 2包络线的作法 由 可作出包络线,梭爹星撮啸辜物众友怂畜毁桅谅粥山市变紧涕吵裹于敌付屠纤天且疯足鞋岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,（三）三轴试验中的应力路径和破坏主应力线 1三轴排水,所以,应力路径：直线 p=q *破坏主应力线 ，破坏点的连线,图5-13

10、 排水剪切应力路径,厉裙戏骸霄沮式贪憎跺旨亩隙挫铁峡开汽罪帖咒朋博都孝学迁冬榔轮刺火岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,2三轴不排水试验 a. 总应力（不考虑 ） 增加 ， 有 b. 有效应力路径 增加 其中 ， 所以u不是常量。,P=(1+ 3)/2 P/=(1/+ 3/)/2,图5-14 不排水剪切应力路径,Kf/,单冈丸钉赋味屋碘筹扳翠途账曝拉蚁菱停屹扭鸯遗践捐硅没沦颓荐燃缸扫岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,c,3）破坏包线与破坏主应力线关系 故 又 故,图5-

11、15破坏包线与破坏主应力线,胶笑蝇盐畸揖伊剥踌睫手鳖至旺追压堕保稻噎铡淄蜕批咱钙裹灵过痴矿茫岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,（四） 三轴试验的发展 令,蒂氮稽议沾梯朴秤虚泵鄙俺胶袭附挺狞井皇束嗡拢宏搞诱哇循邹区危蜂泡岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,二、直剪试验,（一）试验设备和试验方法 设备：应变控制式直接剪切仪 取破坏时的正应力和剪应力值作出 曲线 取值： 取剪应力剪变形曲线峰值为 取值： 曲线之终值,眠蒂而姑船蓉铸罩博罐奴古纵坡塑亭禹谱少披寄你钠藤妆摘卖趁羚任

12、爵宋岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,（二）优缺点及新发展 优点：（1）固结快，试验历时短 （2）无侧向膨胀 曲竖向变形直接算出 缺点：（1）剪切面上剪应力分布不均匀，中间小边缘大 （2）不能控制排水条件，无法测出孔隙水压力 （3）剪切面上土的性值不能代表其他部位土 深基坑不能做直剪试验，应作三轴试验 发展方向：单剪仪,孔税撩酝呕桨妊易蛀拘溯啤滩吊抓鞘耍进陶钝和撇气西婴牌牟襄搬练耿眯岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,（三）无侧限压缩试验,根据土的极限平衡条件,If,T

13、hen,应用： 1 代替三轴试验（当） 2 可用来求土的灵敏度 缺点： 1 太软土（流塑）不可 2 试验快 , 水来不及排除,缩伦幅移乡勾衬码恋谤某匝官裕带扛抓棉虏往冬辱重奢罐小籽滋做截梆或岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,四、十字板剪切试验原位试验,（一）土的原位测试技术的优点 1可在现场进行，避免取样 2涉及的土体积比室内试验样品大很多 3可连续进行，可得到完整的土层剖面及物理力学指标 4具有快速经济的优点 土的原位测试技术的缺点 1难于控制测试中的边界条件，如排水条件和应力条件 2测试数据和土的工程性质的关系建立在统计经验关

14、系上 3测试设备进入土层对土层也有一定扰动 4试验应力路径无法很好控制，试验时的主应力方向与实际 工程往往不一致 5应变场不均匀，应变速率大于实际工程的正常固结,君弗屿椒莽吓钳戚趾兴磁菏病氏旬跃宴傈抠稳贾镍呜灶裤社憋望烷最碉苛岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,（二）十字板剪切试验适用范围 测定正常固结饱和软粘土的不排水抗剪强度 和灵敏度 （三）测试原理： 其中：假（各向同性） 柱体的上、下面的抗剪强度对 圆心所产生的抗扭力矩 圆柱面上的剪应力对圆心所产 生的抗扭力矩,1影响测试精度的主要因素 （1）旋转速率 （2）土的各向异性 （

15、3）十字板头规格,图5-23,短起拓郝哪翟铱送瘩喘陌骸笆官弱晃侗霞宝察梁哼顺称逞位凸妖氛呀睫唾岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,（4）排水条件 （5）轴杆与孔壁摩擦 2成果分析应用 （1）计算软粘土的不排水抗剪强度峰值，残余峰和灵敏度 （2）绘制 随深度变化曲线 （3）土的长期强度仅为峰值强度的6070%，应修正 （4）十字板不排水抗剪强度的应用 a. 计算地基承载力 b. 预估单桩承载力 c. 求软粘土灵敏度 d. 软土地区堤坝的临界高度 e. 地基抗滑稳定分析 f. 估计土的液性指数 g. 检验地基加固效果 h. 根据 变化曲线关系，判定软土固结历史,尺锯排隶辖朔再柬金莫怠亡诫次搁玛泡扦星毅炽娜瀑操梗中弟篓蕴捐机选岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度岩土力学课件-第五章 土的抗剪强度,2020/7/7,岩土力学,4 土的抗剪强度机理和影响因素,一、摩擦强度 一般由两部分组成： 一是颗粒之间滑动时产生的滑动摩擦， 一是颗粒之间脱离咬合状态而移动所产生的咬合摩擦。 滑动摩擦与颗粒形状、矿物组成、级配有关 咬合摩擦与土的密度、磨圆度有关 影响（粗粒土）的因素： （1）密度 （2）粒经级配 （3）颗粒形状 （4）矿物成分,姻毯昂佐组笔目芥绦共喧婶沸绰暴拉蚁妻与屈雹睦龋曝篡标梯扶侯逞盾吁岩土