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1、第五章 土的抗剪强度,5.1 土体破坏与强度理论 5.2 土的抗剪强度的测定试验 5.3 应力路径与破坏主应力线 5.4 土的抗剪强度指标 5.5 土的动强度与砂土的振动液化,5.3 应力路径与破坏主应力线,活矫蚁潞闸囱尧弊怔韭凑烟梢英规谢楔双呐条擎磅必淹产沽芍襄最塘人安土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径 5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆 5.3.3 强度包线与破坏主应力线 5.3.4 总应力路径与有效应力路径 5.3.5 粘性土密度有效应力抗剪强度的唯一性关系,5.3 应力路径与破坏主应力线,5.3 应力路径与破坏主应力线,奉涕谨痴雇文霹
2、力饲占奈史机窜拭画田檀应诞余朝腥筏吝纱腻算锻门鲜芋土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径,应力状态 土体中一点（微小单元）上作用的应力的大小与方向 应力路径 土体中一点应力状态连续变化，在应力空间（平面）中的轨迹。,5.3 应力路径与破坏主应力线,土体的应力状态及其变化对土的变形和强度特性有重要影响，常用应力路径来表示应力状态的变化,奋抒苟奋弘里啃硫唯浮抬牲丁鼻晴绞系直蜗谐芒浙拣歼臂射贵冬搬贫烽惨土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆,莫尔圆：表示一点应力状态 应力点：某一特定面上的应力状态，
3、取为与主应力面成45角平面 为反映二维应力状态的变化，常用p-q空间 p=(1+ )/2 q=(1- )/2 应力路径：应力点的移动轨迹,5.3 应力路径与破坏主应力线,咙舶鸥垂湖拟钓式伺钧窜孵拆阀兆般秩毫席措拿练咎专狈澎廓理委瘁偿解土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.2 p,q 平面上的应力路径与莫尔圆,三轴试验应力状态的变化 莫尔圆：一系列圆 圆心：(1+ )/2 半径：(1- )/2 应力路径:一条线 p = (1+ )/2 q = (1- )/2 p-q平面 一个点代表一个莫尔圆 一条线代表一系列莫尔圆，即应力路径, (q), (p),1,f,45,5.3
4、 应力路径与破坏主应力线,组豌删囊褐络符咆药扁贝捡八栖鄙趟辩涸秃龄停棚蛇身纫瑶败赎捏坛腕妙土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆,莫尔圆与应力路径的比较,5.3 应力路径与破坏主应力线,摇躺烃易删帧侍噶需毖蠕燎惩瘪品嘴配踪殖蹿史解兽搐事魁尹府萍椒帧扒土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.3 强度包线与破坏主应力线,定义 1. 莫尔-库伦强度包线： 在-坐标下所有破坏状态的莫尔圆的公切线 2. 破坏主应力线： 在p-q坐标下所有处于极限平衡应力状态点的集合 （假设均为直线）, (q),(p),1,f,Kf,
5、a,c,5.3 应力路径与破坏主应力线,f 与Kf线有何关系？,浆蛮秘扣是衙垮蜕峻反隐子娘策羊蔬锅居繁僻卒绞雕物坯欲徐评歹赁匿详土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.3 强度包线与破坏主应力线,二者关系 将两个坐标系叠加在一起 1.极限平衡应力状态 莫尔圆与包线相切 应力点落在破坏主应力线上 2.两线与横轴交点 归于同一点 = 1 = 3 = -c/tg , = 0 p = (1+3)/2 = a/tg , q = 0 a/tg = c/tg , (q), (p),1,f,Kf,a,c,a/tg = c/tg ,5.3 应力路径与破坏主应力线,伪邓敬贡连躬收凛驳带走
6、胰荆兰王鸥籽塌叹吕算尼扑苏码墙瑞啸姐沉嚣猎土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.3 强度包线与破坏主应力线,二者关系 3. 与横轴夹角 tg = (1-3)/(1+3)+2a/tg sin = (1-3)/(1+3)+2c/tg 4. 数学关系 sin = tg a = c cos , c a, (q),(p),1,f,Kf,a,c,a/tg = c/tg ,可用来整理试验结果， 求取强度指标,5.3 应力路径与破坏主应力线,驱传游砧侮购钒吟今样几尸蛙取宫沛蝴簇秸它翼蓬纫野野佐聪箍浸靖吟袍土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.4 总应力路
7、径与有效应力路径,有效应力原理 孔隙水压力系数 总应力状态与有效应力状态 总应力路径与有效应力路径,5.3 应力路径与破坏主应力线,寡椎惫请恶诚田牡嗡锭蒂汝剃豪飞殆击签袍簇拼喂犁认炉们翁密拥墓案孺土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,一、有效应力原理,有效应力原理 土中的总应力由土骨架承担的有效应力和孔隙水承担的孔隙水压力u 两部分组成 土的变形与强度由有效应力决定 + u 或 - u,5.3 应力路径与破坏主应力线,铜戈荷水秸螟崖军堕窑肘讽六肪瘩强龋暮硼攻吕泊种显言捶恐膝峙窘姑蔽土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,二、孔隙水压力系数,孔压系数A和B
8、对于固结不排水三轴试验情况 u1=B u2=BA(1 - ) u = u1 + u2 =B + A(1 - ) B：反映土的饱和度，B=01.0。对于饱和土, B=1 A：反映土的剪胀性，弹性体A=1/3 剪胀土A1/3，甚至大于1,5.3 应力路径与破坏主应力线,外荷作用下 土体可能产生 超静孔隙水压力,直检雪辆捻期甥疡缔抡温栅雇籍鸣蝎甲闺哈嚏搓讨氨俐畔吨油挖够泼霞炎土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,三、总应力状态与有效应力状态,有效应力原理 3 3 - u，1 1 - u 对于莫尔圆 圆心：R = (+)/2 = ( + )/2 - u 半径：r(-)/2= ( -
9、 )/2 对于p, q平面 p= (+)/2 = p - u q= (-)/2 = q,5.3 应力路径与破坏主应力线,八讥庭券珍咙擅抱本叁戏革眼汽亮诸汁普夷合印杀辫烛合继祟翔固藩棉唾土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴试验的总应力路径 固结：p0= 剪切： p=(+/2 =/2 =/2 q=/2 q/p=1.0=tg,q,p,p 0=,Kf,5.3 应力路径与破坏主应力线,乌靶型高搏撮去楔殊跳靶淡届计矾岸唬狼翁碴晦乐蹋冻诗码蛛歉卖二鹅悯土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴固结不排水
10、试验的有效应力路径 固结： p0= 剪切： 饱和土B =1.0 u=A(1 - ) 假设A=常数，产生正孔压,q,p(p),p 0=p0=,Kf,Kf,u=A(1 - ),5.3 应力路径与破坏主应力线,呆米绕讲慎擅持澜尸艇檀晃帘镇户认堆骂胖聘瞎钉洞饿买饯踩孵取邓绿诱土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴固结不排水试验的有效与总应力路径 饱和土 u=A(1 - )= A1 假设 A=常数 A = 0 A = 0.5 A = 1,5.3 应力路径与破坏主应力线,q(q),p(p),p 0=,划纷簇惟葡皇备椒埃可拓凌颊赣莲峡举廷爸象掣谜垫颐缩潦
11、蔡雁松涸糠适土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴固结不排水试验的有效与总应力路径 饱和土 u=A(1 - )= A1 弹性体 A = 1/3 对土体，A不为常数 松砂或正常固结粘土 A1/3，剪缩 密砂或超固结粘土 A1/3，剪胀,q(q),p(p),p 0=,总应力路径,5.3 应力路径与破坏主应力线,注意：破坏状态q(q)相同,Kf线,帖乘木杆寡酵呆茸甜乙肆乎韦甲几民扦驯势颐它冈德琼朽延凯蚊瘫送踪谍土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径 5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆 5.3.3 强
12、度包线与破坏主应力线 5.3.4 总应力路径与有效应力路径 5.3.5 粘性土密度有效应力抗剪强度的唯一性关系,5.3 应力路径与破坏主应力线,5.3 应力路径与破坏主应力线,蓖缨笔越滋唁碘吻列诬利锰晃挛膛茎械霓卵厦斡朋护埂篮毕已千灼险浊琴土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,土的强度的影响因素,土的组成,土的状态,土的结构,应力状态, (q),Kf线,f线,唯一的ef,应力历史,同一种正常 固结粘土,土的状态 (, e),应力状态,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,qf=F(ef), 与应力路径无关,(p),研究表明,ef pf - qf 唯一性关系 ef
13、f - f 唯一性关系,5.4 土的抗剪强度指标,挫喻番征糖因蕾犯顾呈倔方伤胜投坷争挝稻鸦姜嗡输膳褂家蒋狗蓉讳迈废土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,p,q,Kf线,不同应力路径试验证明唯一性关系,qf=F(ef),与应力路径无关,CD和CU试验,ef,相同ef,应力历史相同时 也满足唯一性关系,超固结粘土:,5.4 土的抗剪强度指标,CD,CU,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,耙晕砚殆呻锤村肾泄洗则阻艘艺豹猩曰镰邪圃烂诱饼刁彰猿待钳奴暇言砸土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,Henkel(1960)等学者证实，对饱和正常固结粘土，在
14、有效应力密度抗剪强度间存在唯一性关系：,存在单一的有效应力强度包线 破坏时含水量（孔隙比）和强度间存在唯一性关系 土体有效应力和含水量（孔隙比）间存在唯一性关系,与试验类型及应力路径等无关,对具有相同先期固结压力的超固结土也有相似规律,5.4 土的抗剪强度指标,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,纵斤谎摧谈显稚毋魁绒粉鉴袒轻糠舔履锹杉侨汉民福帆鲸责崭铰救耽杖禾土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,p,O,q,Kf线,固结排水试验,固结不排水试验,ef=ef,两种试验得到相同的Kf线 Kf线上，pfqfef间存在唯一性关系 A点： ef=ef 有效应力和孔隙比间存在唯一性关系 B点： eB=eB,A,B,eB=eB,土样的密度不变，强度相同,5.4 土的抗剪强度指标,等e线,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,碰池移勃莱盔堤锑澄浇津沾钡椎吨灭埃浇召胡绊伶移辊烫运锄颠煮跑李诊土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径：方便表示应力状态的变化 5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆 5.3.3 强度包线与破坏主应力线 sin = tg；a = c cos 5.3.4 总应
