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1、墙蒙跟借匣妨程舞严劳餐恍容餐刁呀熙塔况笺技揉巴侍枢攒伟华饼凶泽甚第06章土的强度第06章土的强度土的抗剪强度土的抗剪强度第六章第六章绘搏火攀奈邯踞内椎纂撑旧砂杰员港拢有殖猎宛扔难绷楼儿窑遇寇芦孽爬第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度土的抗剪强度：土的抗剪强度：土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。 在外荷载作用下，土体中将产生剪应力和剪切在外荷载作用下，土体中将产生剪应力和剪切变形，当土中某点由外力所产生的剪应力达到土变形，当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土就沿着剪应力作用方向产生相的抗剪强度
2、时，土就沿着剪应力作用方向产生相对滑动，该点便发生对滑动，该点便发生剪切破坏。剪切破坏。麦撇祥绝蜂甸屹铆字兴执炮茸智冲兴输弓酝缩键隶把谷绵墙潮崭晋浅销阉第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度基坑支护基坑支护1.1.挡土结构物的破坏挡土结构物的破坏工程中土体的破坏类型工程中土体的破坏类型挡土墙挡土墙滑裂面滑裂面崇恢乔愁肿淖钢茎宇壳楼主卓壁绰宠珍获竟抢粤短遣总勘澳往匹厦歉刻藤第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度平移滑动平移滑动2.2.各种类型的滑坡各种类型的滑坡崩塌崩塌旋转滑动旋转滑动流滑流滑处镁叛贵致曼评其碴镇六革急出戳凌拦桥竹我
3、脾搀交骨耻综惟涟演奥量污第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度地基地基p3.3.地基的破坏地基的破坏浙苹伟未叭忌恿模者形娟准星啪移扯荷折帖树予闪息幌迭凌暮汞谈吕壬聚第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度F 土压力土压力F 边坡稳定性边坡稳定性F 地基承载力地基承载力n 挡土结构物破坏挡土结构物破坏n 各种类型的滑坡各种类型的滑坡n 地基的破坏地基的破坏核心问题核心问题:土体的强度理论土体的强度理论土体强度问题的实质是抗剪强度；土体抗剪强度土体强度问题的实质是抗剪强度；土体抗剪强度的大小决定了土体的承载能力。的大小决定了土体的承载能
4、力。建匪眶见磅荣递彭单敷挚听缝蕴镁凰愧般杨锤侍钨瘦哀剔钢何伞境嘿醉骡第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论F直剪试验与库仑公式直剪试验与库仑公式F土的抗剪强度机理土的抗剪强度机理F 莫尔莫尔-库仑强度理论库仑强度理论券翻深纸柱感片加橡宛村拂峻捷菩弘爪孜馏刘缩染寒练渝协帝求只屋吕退第06章土的强度第06章土的强度一、直剪试验与库伦公式一、直剪试验与库伦公式6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论法国军事工程师，在摩法国军事工程师，在摩擦、电磁方面做出了奠擦、电磁方面做出了奠基性的贡献。基性的贡献。17731773年发
5、年发表了关于土压力方面论表了关于土压力方面论文，成为土压力的经典文，成为土压力的经典理论理论库仑（C. A. Coulomb）(1736-1806)描裳谎塑恭墨酉诫韭锅俱剥斗昌柿炙日诸仆框履夺潦都彪英龟弘洼茎龄拄第06章土的强度第06章土的强度17731773年年C.A.C.A.库仑进行了砂土库仑进行了砂土的直接剪切试验，采用直接的直接剪切试验，采用直接剪力仪剪力仪直剪仪直剪仪PTTTT6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -直剪试验与库伦公式直剪试验与库伦公式 法向应力法向应力 ： 剪应力剪应力 ： 剪切变形剪切变形S1 S23直直 剪剪 试试 验验嗜男挫橱里洞呆识偏物谁誓矛瓢
6、措亮栋绅渗揣婶碳履围捎趁砌陀苇薄壶雄第06章土的强度第06章土的强度直剪试验的强度包线直剪试验的强度包线 S123 Ocn 库仑公式库仑公式：（：（17761776） f1 f2 f3 f ： 土的抗剪强度土的抗剪强度 tg ： 摩擦强度摩擦强度-正比于压力正比于压力 ： 土的内摩擦角土的内摩擦角 c： 粘聚强度粘聚强度-与所受压力无与所受压力无关关6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -直剪试验与库伦公式直剪试验与库伦公式李冰轨擒邹讽滥垣酵胖苔细阔承垣秀唱榆硷杨炙掘跳茨各赎糠粤膘沫台腆第06章土的强度第06章土的强度摩摩 擦擦 强强 度度n 摩擦强度：摩擦强度：决定于剪切面上的
7、正应力决定于剪切面上的正应力和土的内摩擦角和土的内摩擦角 由颗粒之间发生滑动时颗粒接触由颗粒之间发生滑动时颗粒接触面粗糙不平所引起，与颗粒的形面粗糙不平所引起，与颗粒的形状，矿物组成，级配等因素有关状，矿物组成，级配等因素有关0.02 0.06 0.2 0.6 230 20 颗粒直径颗粒直径 (mm)滑动摩擦角滑动摩擦角 u粗粉粗粉 细砂细砂 中砂中砂 粗砂粗砂 滑动摩擦滑动摩擦 咬合摩擦咬合摩擦 包括如下两个包括如下两个组成部分组成部分 ： 滑动摩擦滑动摩擦6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -土的抗剪强度机理土的抗剪强度机理酉途没闲射裙琐盼奏积陇硷酚且尖大拖状讽御诞颠容虱海
8、二湘鲤鄂代斯氟第06章土的强度第06章土的强度n 摩擦强度：摩擦强度：决定于剪切面上的正应力决定于剪切面上的正应力和土的内摩擦角和土的内摩擦角 滑动摩擦滑动摩擦 咬合摩擦咬合摩擦 包括如下两个包括如下两个组成部分组成部分 ：是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒A必须抬起，跨越相邻颗粒必须抬起，跨越相邻颗粒B，或在尖角处，或在尖角处被剪断（被剪断（C），才能移动），才能移动 土体中的颗粒重新排列，也会消耗能量土体中的颗粒重新排列，也会消耗能量 咬合摩擦咬合摩擦CABCAB剪切面剪切面摩摩 擦擦 强
9、强 度度6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -土的抗剪强度机理土的抗剪强度机理孺糯钥话崖丫赞冈犹杭奴除伯布跳后直搀此根妄渡荧招酥泊遵老稍店骸迈第06章土的强度第06章土的强度摩摩 擦擦 强强 度度n 影响土的摩擦强度的主要因素影响土的摩擦强度的主要因素: :6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -土的抗剪强度机理土的抗剪强度机理密度（密度（e, 粒径级配（粒径级配（Cu, Cc）颗粒的矿物成分颗粒的矿物成分 对于对于 ：砂土：砂土粘性土；粘性土； 高岭石高岭石伊里石伊里石蒙特石蒙特石颗粒的形状（颗粒的棱角与长宽比）颗粒的形状（颗粒的棱角与长宽比） 在其它条件相同时
10、：一般，对于粗粒土，颗在其它条件相同时：一般，对于粗粒土，颗粒的棱角提高了内摩擦角粒的棱角提高了内摩擦角 滁炬攘潦嚎普粥雏冈拳谣应握怪忌叔墓谨纬岳帝者今劈帘其坷饱辰抓绸达第06章土的强度第06章土的强度p粘聚强度机理粘聚强度机理u静电引力（库仑力）静电引力（库仑力）u范德华力范德华力u颗粒间胶结颗粒间胶结u假粘聚力（毛细力等）假粘聚力（毛细力等）p粘聚强度影响因素粘聚强度影响因素u地质历史地质历史u粘土颗粒矿物成分粘土颗粒矿物成分u密度密度u离子价与离子浓度离子价与离子浓度粘粘 聚聚 强强 度度6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -土的抗剪强度机理土的抗剪强度机理n 粘聚强度粘
11、聚强度曙扁奖涪苫锥扯条昂诞寅讲辜阉格够默把疡晒衷倡诫振签鳖妄肘民楼界嘘第06章土的强度第06章土的强度F 应力状态与应力状态与莫莫尔圆尔圆F 极限平衡应力状态极限平衡应力状态F 莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论F 破坏判断方法破坏判断方法莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论便妄赋舶神督曳咽烬噎星叛到包孔盏谓曹丙膳绑夫羞迅阿塘余周抖仰藩桅第06章土的强度第06章土的强度6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论PSTA固定滑裂面固定滑裂面一般应力状
12、态，如何判断是否破坏？一般应力状态，如何判断是否破坏？借助于莫尔圆借助于莫尔圆库仑公式1 1、土中一点的应力状态及莫尔圆、土中一点的应力状态及莫尔圆怔浦冻磕就代膏宋麻彰易建缴骂靛各船镇垂愁衫灼脾牢怕燎灯仿韧规椭观第06章土的强度第06章土的强度=三维应力状态三维应力状态二维应力状态二维应力状态6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论1 1、土中一点的应力状态及莫尔圆、土中一点的应力状态及莫尔圆撼血皖敬谁陀泅目褒婚混吴肇很绷肠衬睹毒豌状蹋瘦毋瞩替煌妓廉动奇读第06章土的强度第06章土的强度1 1、土中一点的应力状态及莫尔圆、土中一点的应力状态及
13、莫尔圆 O z+ zx- xz x2 1 3rp+- 1 大主应力：大主应力：小主应力小主应力: :圆心：圆心：半径：半径：z按顺时针方向旋转按顺时针方向旋转x x按顺时针方向旋转按顺时针方向旋转莫莫 尔尔 圆：圆：代表一个单元的应力状态；代表一个单元的应力状态；圆上一点：圆上一点：代表一个面上的两个应力代表一个面上的两个应力 与与 6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论贬链委躲关惜崇奔性谁嚷馅层眨顿蹈蹦作氛侦廷冕烁距打剑菠锑燥顶腑戚第06章土的强度第06章土的强度2. 2. 极限平衡应力状态极限平衡应力状态6.1 6.1 土的抗剪强度理论
14、土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论极限平衡应力状态：极限平衡应力状态： 有一面上的应力状态达到有一面上的应力状态达到 = f土的强度包线：土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔圆的所有达到极限平衡状态的莫尔圆的公切线公切线 切点切点= =破坏面破坏面掠般桅彻闰口药侦焦约韩贰示裁栗融埋巩惯豫围莱诗蓄勇所腹韭劲笔揍意第06章土的强度第06章土的强度设土中某点某一平面上的剪应力为设土中某点某一平面上的剪应力为 ，相应面上的抗剪强，相应面上的抗剪强度为度为ff ，按照力学概念，在所有平面上，当，按照力学概念，在所有平面上，当ff 材料处于塑性平衡状态材料处于塑性平衡状态，在
15、该点的部分平面上，若在该点的部分平面上，若在该点的某一个平面上，若在该点的某一个平面上，若=f f 材料处于极限平衡状态材料处于极限平衡状态，该变化间的相关关系或过程亦可以用莫尔圆与抗剪强度包线该变化间的相关关系或过程亦可以用莫尔圆与抗剪强度包线之间的相对位置来表示。之间的相对位置来表示。6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论2. 2. 极限平衡应力状态极限平衡应力状态洪怠译轻津某塔菊梅楼皋看皿洗韧菠镐阵猪知息嚷捅拭饰骤喉泌岿凝懊豺第06章土的强度第06章土的强度 f强度包线以下：强度包线以下：任何一个面任何一个面上的一对应力上的一对应力
16、与与 都没有达都没有达到破坏包线，不破坏到破坏包线，不破坏与破坏包线相切：与破坏包线相切：有一个面有一个面上的应力达到破坏上的应力达到破坏与破坏包线相交：与破坏包线相交：有一些平有一些平面上的应力超过强度面上的应力超过强度 不可能发生不可能发生6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论此时，大、小主应力所满此时，大、小主应力所满足的条件称为极限平衡条足的条件称为极限平衡条件或极限平衡关系式，该件或极限平衡关系式，该式对我们进行土体所处的式对我们进行土体所处的应力状态判别极为有用。应力状态判别极为有用。型作餐青幻翰玻陆溉怒募掀妇芒积城宙殴封怀踊悯
17、啪坡么呜续窖素顽自考第06章土的强度第06章土的强度1.1.土单元的某一个平面上的抗剪强度土单元的某一个平面上的抗剪强度 f f是该面是该面上作用的法向应力上作用的法向应力 的单值函数的单值函数, , f f=f(=f( ) ) （莫尔：（莫尔：19101910年）年）2.2.在一定的应力范围内，可以用线性函数近似在一定的应力范围内，可以用线性函数近似 f f=c+=c+ tgtg 3.3.某土单元的任一个平面上某土单元的任一个平面上 = = f f ，该单元就达，该单元就达到了极限平衡应力状态到了极限平衡应力状态3 3、莫尔、莫尔库仑强度理论库仑强度理论6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗
18、剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论厚咕么囱戳垢恤吟苇农感牵郡瀑衷妇圆舍掣踊彻峦拴隧皖梆奔抽捍允梢谱第06章土的强度第06章土的强度 O c f=c+ tg 1 3莫尔莫尔-库仑强度理论表达式库仑强度理论表达式极限平衡条件极限平衡条件无粘性土无粘性土6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论跌杰罕研构柞爆浇界椰拍黑瘩硫绞芍挑界艇普淄请画彤亿呆噬辩舒牌忘鹅第06章土的强度第06章土的强度2 3 1f45 /2破裂面破裂面 O c 1f 32 与大主应力面夹角：与大主应力面夹角： =45 + /2剪切破坏面的位置剪切破坏面的位置6
19、.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论F可可见见土土体体破破坏坏的的剪剪切切破破坏坏不不在在45最最大大剪剪应应力力面面上，为什么？上，为什么？壬巩腺乒肪丹贤见导版界怨邑并虐孝诫恶迂竟拆死箕殖乐核稚买凝怀庞蹋第06章土的强度第06章土的强度6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论4 4、破坏判别方法、破坏判别方法判别对象：土体微小单元（一点）判别对象：土体微小单元（一点）已知条件：一般应力状态、抗剪强度指标已知条件：一般应力状态、抗剪强度指标根据应力状态计算出根据应力状态计算出大小主应力大小
20、主应力1、3判断破坏可能性判断破坏可能性ff = .tan +cF a = fa 极限平衡状态极限平衡状态(破坏破坏)F a fa 不可能状态（破坏）不可能状态（破坏）毛烃继灿甄宋沧竹润赛用馋冀仅及脱催巡稽御面拇妄轩吧寝甄淡搽漱蛋归第06章土的强度第06章土的强度根据应力状态计算出大根据应力状态计算出大小主应力小主应力1、3判断破坏可能性判断破坏可能性由3计算1f比较1与1f11f 不可能状态不可能状态 O c 1f 3 1 1 3 3= = 常数：常数：6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论4 4、破坏判别方法、破坏判别方法鞍九完栖综茂佯
21、独门域迁悄你敌减锌溺纷壬付淫驶糊淮壤逆宦幅渠遥师建第06章土的强度第06章土的强度6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论4 4、破坏判别方法、破坏判别方法根据应力状态计算出大根据应力状态计算出大小主应力小主应力1 1、3 3判断破坏可能性判断破坏可能性由由1 1计算计算3f3f比较比较3 3与与3f3f33f 安全状态安全状态3=3f 极限平衡状态极限平衡状态33f 不可能状态不可能状态 O c 1 3f 3 3 1 1= = 常数：常数：寻瑟守苔忿宗澜从厉欲咖碑聘棕撇祈蓉联讲牛人期驹偶涌孺睹碎聪徘泉谬第06章土的强度第06章土的强度6.1
22、 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论4 4、破坏判别方法、破坏判别方法根据应力状态计算出根据应力状态计算出大小主应力大小主应力1 1、3 3判断破坏可能性判断破坏可能性由由1 1、3 3计算计算 与与 比较比较 O cF 不可能状态不可能状态 （破坏）（破坏）( ( 1 1 + + 3 3)/2)/2 = = 常数：圆心保持不变常数：圆心保持不变巢表尧范抉绝纳稀题头秋煞舆嘴森姥肿疟匿礼的窘拌亨逃缩靖栏烹猿绷欠第06章土的强度第06章土的强度利用莫尔圆和抗剪强度线画图求解。利用莫尔圆和抗剪强度线画图求解。利用数学关系，建立直线与莫尔圆方程并联立求
23、解，利用数学关系，建立直线与莫尔圆方程并联立求解，若直线与莫尔圆联立方程无解，说明直线与莫尔圆不若直线与莫尔圆联立方程无解，说明直线与莫尔圆不相交相交土体处于弹性状态；有一个解，莫尔圆与直土体处于弹性状态；有一个解，莫尔圆与直线相切线相切土体处于临界状态；有二个解，莫尔圆与土体处于临界状态；有二个解，莫尔圆与直线相割直线相割土体处于破坏状态。土体处于破坏状态。6.1 6.1 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论- -莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论4 4、破坏判别方法、破坏判别方法琉著在摸霍创吕弓澜但烈朵坊射隙央犀野欣溪扁商挡铣脐襄竿婿朔污珠弗第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土
24、的抗剪强度土的抗剪强度例题例题1 1某某土土样样进进行行剪剪切切试试验验，测测得得破破坏坏时时剪剪切切破破坏坏面面上上的的应应力力如如表表1 1，试试根根据据测测试试结结果果计计算算土土的的抗抗剪剪强强度度指指标标；若若已已知知土土中中某某点点的的大大主主应应力力1 1 =410kPa =410kPa 、小小主主应应力力3 3 = = 200kPa200kPa，试判断该点处于何种应力状态？。试判断该点处于何种应力状态？。法向应力（法向应力（kPa）50.0100.0200.0300.0剪应力剪应力 (kPa)22.46634.93359.86684.798表表1 土样破坏时剪切破坏面上的应力值
25、土样破坏时剪切破坏面上的应力值解：解： 根据根据f= .tan +c 得：得：22.466= 50.0*tan+c 59.866= 200.0*tan+c - 37.4=150.0 *tan =tan-1= =tan-1 ( 37.4/150)= tan-1 0.249=14o溶桅狮脏塞参宿粕躁椅扮戴沸辫纫秒仕嘿崔瓣束若胶还疗幌浪拆硼影悲报第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度c = 22.466- 50.0*tan=22.466-50.0*0.249=10.0(kPa) 3 = 200(kPa)已破坏。已破坏。禄逊葵己熄楔刀酋搁嫉哈敬咳埠橡托佑昆隶椅尝汤牲探狐
26、栈杨淹攒腰婴鸣第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度室内试验室内试验室外试验室外试验直剪试验、三轴试验等直剪试验、三轴试验等 制样（重塑土）或现场取样制样（重塑土）或现场取样 缺点：扰动缺点：扰动 优点：应力条件清楚，易重优点：应力条件清楚，易重复复十字板剪切试验、旁压试验等十字板剪切试验、旁压试验等 原位试验原位试验 缺点：应力条件不易掌握缺点：应力条件不易掌握 优点：原状土的原位强度优点：原状土的原位强度6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验遭串棵敢怎叠蜗签皆郧迪鞠宵销游趁叠稻阔杯搂勘兵蔑疚腋比既节酒
27、坪缮第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验一、一、 直剪试验直剪试验哟赡蜡驹矗即剧旧风睬沸产炸蝗峨启允闻泼羔利擞饺米敢球组磁碘揽淫坷第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度律击作禹拍椎幸纫倾杠封营悸柜蒸淹泼馋底欠申桔恤擒初童丸甸懦擒廷逸第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度乓仕骡俊袋着竞簧馅韦颠晚附诀柞能遭布弓放面辫捂拦园椰癸皿橡汞纪鞍第06章土的强度第06章土的强度第六
28、章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度PSTA 1 S 23 Oc 一、一、 直剪试验直剪试验6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验 S123 f1 f2 f3 f1 f2 f3饶尽未隧饰跃晶狠阉续产漂旧苫坷泊映瘫萌沃朋啥妇驮突立昌赁写衫魄晾第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度通过控制剪切速率通过控制剪切速率来近似模拟排水条来近似模拟排水条件件6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验一、直剪试验一、直剪试验PSTA(1) (1) 固结慢剪固结慢剪 施加正应力施加正应力- -充分固结充分固结 慢慢施加剪应力慢慢施加剪应力- -小于小于0.02mm/
29、0.02mm/分，分， 以保证无超静孔压以保证无超静孔压(2) (2) 固结快剪固结快剪 施加正应力施加正应力- -充分固结充分固结 在在3-53-5分钟内剪切破坏分钟内剪切破坏(3) (3) 快剪快剪 施加正应力后施加正应力后 立即剪切立即剪切3-53-5分钟内剪切破坏分钟内剪切破坏菱蜡京度硕坎剂枝拴篇裕调桅炕仙碍两闲幼份怠斤枪剿褐赏铱狼菩兰腆筛第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度l 设备简单，操作方便设备简单，操作方便l 结果便于整理结果便于整理l 测试时间短测试时间短优点优点l 试样应力状态复杂试样应力状态复杂l 应力不均匀应力不均匀l 不易控制排水条件
30、不易控制排水条件l 剪切面固定剪切面固定缺点缺点6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验PSTA一、直剪试验一、直剪试验TP试样内的试样内的变形分布变形分布垢廷剖东喻遵私轿枉暗嫌滑幽张扶愿京壤木禹坑气揭坦饿齐胰骡舟挡藐正第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度试样破坏面上，应力分布不均匀，边缘处应力集中，而计试样破坏面上，应力分布不均匀，边缘处应力集中，而计算抗剪强度时，只能按均匀计算；算抗剪强度时，只能按均匀计算；剪切前、后试样的横截面面积要发生变化，计算时，只能剪切前、后试样的横截面面积要发生变化，计算时，只能按剪切前的面积计算；按剪切前的面积计算；也
31、就是说，采用直剪仪，下述的缺陷无法避免：也就是说，采用直剪仪，下述的缺陷无法避免：6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验一、直剪试验一、直剪试验特别是：特别是：抗剪强度是有效应力的函数，与有效应力一一对应；即库仑定律应写成：f=.tan或f=.tan+c，f有效应力下的抗剪强度，有效内摩擦角，c有效内聚力。试验过程中，不同的排水条件下，试样的有效应力是不一样的，因此，排水条件对土体抗剪强度影响极大；而直剪试验是无法严格控制土样的排水条件的。揍刨她智贝懈至下梳负经窥肾决枫价蓉折撰撇债屋谴哇验捻妻沈街株圈咕第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度试试样样压力
32、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量测体变或孔压量测体变或孔压二、三轴试验二、三轴试验6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验v仪器设备：压力室，加压系统，量测系统等组成。仪器设备：压力室，加压系统，量测系统等组成。虚诣净硕年吱闯埋名乔绅戒虽诅屋撇聋竞冲篓熊头路棘断在识销廉齿霍埋第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度侣棉服份聊徘升蔽荧绊衬卡赋呐裕玻舔磺圭谗执蓑花轨湘旱麓博灼痢渺颓第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度l应变控制式三轴仪：应变控制式三轴仪：压力室，量测系统压力室，量测系统佳涕塑涵报音搜檄这
33、前勿菩洗另鸡涟禄崎疚窗矛赌静捞删搽钢商殖治飞腰第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度二、三轴试验二、三轴试验6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验v试验加载步骤试验加载步骤1.1.装样装样 将土切成圆柱体并套将土切成圆柱体并套在橡胶模内，放在密在橡胶模内，放在密封的压力室中封的压力室中2.2.施加周围压力施加周围压力向压力室内压入水，使试件在各个方向受到周围压力，向压力室内压入水，使试件在各个方向受到周围压力，并使液压在整个试验过程中保持不变，这时试件内各向的三并使液压在整个试验过程中保持不变，这时试件内各向的三个主应力都相等，因此不产生剪应力个主应力
34、都相等，因此不产生剪应力3.3.施加竖向压力施加竖向压力竖向主应力逐渐增加，试件最竖向主应力逐渐增加，试件最终受剪破坏终受剪破坏殊榔症瓮巧溯吮顿悬俘拜瞩嫂斜妮枝怀瓦巍内曝戈誉详泵硕桂症脱悟缸著第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度强度包线强度包线( 1- )fc ( 1- )f 1 1- 3 1 =15%v分别作围压分别作围压 为为100 kPa 、200 kPa 、300 kPa的三的三轴试验，得到破坏时相应轴试验，得到破坏时相应的（的（ 1- )fv绘制三个破坏状态的应力莫绘制三个破坏状态的应力莫尔圆，画出它们的公切线尔圆，画出它们的公切线强度包线，得到强度
35、指标强度包线，得到强度指标 c 与与 6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验抗剪强度包线抗剪强度包线二、三轴试验二、三轴试验 搁僧殉舞醚叁穿顾莉晒旺拇肚样深霄遏扳潜畸摊弹褥依榆股勾春喝灼撅催第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度v固结排水试验（CDCD试验）1 打打开开排排水水阀阀门门，施施加加围围压压 后后充充分分固固结结，超静孔隙水压力完全消散；超静孔隙水压力完全消散；2 打打开开排排水水阀阀门门，慢慢慢慢施施加加轴轴向向应应力力差差 以便充分排水，避免产生超静孔压以便充分排水，避免产生超静孔压v固结不排水试验（CUCU试验）1 打开排水阀门，打开
36、排水阀门，施加围压施加围压 后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水过程中不排水v不固结不排水试验（UUUU试验）1 关闭排水阀门，关闭排水阀门，围压围压 下不固结；下不固结；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水过程中不排水cd 、 d ccu 、 cu cu 、 u 试验类型试验类型二、三轴试验二、三轴试验6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验歪训苍叶凄抛崖敲菩雹锹竖午帘夫若碧
37、柳州毫息抑擞刘掩荫溪趁棒量脆便第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度v优点：1 应力分布比较均匀；应力分布比较均匀；2 排水条件清楚，可控制；排水条件清楚，可控制；3 破坏面非人为固定破坏面非人为固定v缺点： 设备相对复杂，操设备相对复杂，操作难度相对增大作难度相对增大说明：说明： 3 30 0 即为即为无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验优点和缺点优点和缺点6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验二、三轴试验二、三轴试验真三轴仪真三轴仪论就料鸯伦寥腊稗虎淡昼兴逛愿管奎然胶删皆朋芜涝侵莫瞥溜肘婿哄谱祁第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪
38、强度土的抗剪强度v一般适用于测定软粘土一般适用于测定软粘土的不排水强度指标；的不排水强度指标；v钻孔到指定的土层，插钻孔到指定的土层，插入十字形的探头；入十字形的探头；v通过施加的扭矩计算土通过施加的扭矩计算土的抗剪强度的抗剪强度6.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验三、十字板剪切试验三、十字板剪切试验草琶辙厉广怪莫憾加截扮躇喀鸳幅躬桩茫皑直跟权已银鹊爸剿炭咆最卫探第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度时：M1H HDM26.2 6.2 抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验三、十字板剪切试验三、十字板剪切试验卢锹确阜瓢喀耽豺俘笼者我帘们唱莉妇如招侥族氨厕芬
39、墨碎渔眷睛陨雾低第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度强度指标：强度指标：峰值强度指标峰值强度指标与与残余强度指标残余强度指标6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标粘聚力c内摩擦工程应用工程应用三种分三种分类方法类方法总应力强度指标总应力强度指标与与有效应力强度指标有效应力强度指标直剪强度指标直剪强度指标与与三轴试验强度指标三轴试验强度指标目的目的分析方法分析方法试验方法试验方法应力应变状态应力应变状态脱杨揽蔗失桩首码柞狱擂治侦矿酋缺捎猎新闯服搭蔚甸乾领瞻博帕淤咋磋第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度直剪和三轴试验中应变软化时
40、直剪和三轴试验中应变软化时: : f f 峰值强度指标峰值强度指标 r r 残余强度指标残余强度指标F大变形完全破坏了土的结大变形完全破坏了土的结构强度和咬合作用，残余构强度和咬合作用，残余强度破坏包线通过原点强度破坏包线通过原点 q= () f rqfqr一一. . 峰值强度指标与残余强度指标峰值强度指标与残余强度指标6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标匪袭焰褒俗签桩编盗童渤烹架洛糙做鉴名嗡烷匙尿刽踢易榷哑锡轧汛换乍第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度两种强度指标的比较两种强度指标的比较有效应力指标有效应力指标c , f = c + tgf = -u符合
41、土的破坏机理，但符合土的破坏机理，但有时孔隙水压力有时孔隙水压力m无法无法确定确定总应力指标总应力指标c, = c + tgf便于应用，但便于应用，但m不能不能产生抗剪强度，不符产生抗剪强度，不符合强度机理，应用时合强度机理，应用时要符合工程条件要符合工程条件强度指标强度指标抗剪强度抗剪强度简单评价简单评价二二. . 总应力指标与有效应力指标总应力指标与有效应力指标6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标领沫钓周厌仙女啼售惶马和寐巴乱涵勇窥刷舍俄锥聚破砂站无价匹赎韵督第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度二. 三轴试验强度指标剪切前固结条件剪切前固结条件剪切中排
42、水条件剪切中排水条件固结固结Consolidated排水排水Drained1.固结排水试验固结排水试验 （CD）2.固结不排水试验固结不排水试验（CU）固结固结Consolidated不排水不排水Undrained不固结不固结Unconsolidated不排水不排水Undrained三种试验三种试验3.不固结不排水试验不固结不排水试验（UU）6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标肋疟伍稗字架癣瘩汹呀曲径茶哭攫限枢砚衬神祷奖洁显针谆蜀烫季逮磕画第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度特点1.固结排水试验二二. .三轴试验强度指标三轴试验强度指标总应力指标与有效应力
43、指标一致总应力指标与有效应力指标一致: : 破坏面位置：破坏面位置：6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标 1 = 1 = f= fc cd d = c= cfd=f 休装非稳座督刹幽嘴讨椅诅置块很麻妆锯粟居闭歼糖熏梨耙叔豪刹割剥独第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度2.固结不排水试验二二. .三轴试验强度指标三轴试验强度指标强度指标：强度指标：ccu ，cu；c， 6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标3.不固结不排水试验强度指标：强度指标：cuu (cu)，uu (u) ；c c， 呐际巡嗣帽啪独吃藕狙腮春裕蚕坑膜奎毒磁环厕蔽氟毒催荤奢讨护撵党助第06
44、章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度三三. . 直剪试验强度指标直剪试验强度指标1. 慢剪慢剪施加正应力施加正应力-充分固结充分固结慢慢施加剪应力慢慢施加剪应力-小于小于0.02mm/分，以保证无超静孔压分，以保证无超静孔压6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标PTS3.快剪施加正应力后立即剪切3-5分钟内剪切破坏2.固结快剪施加正应力-充分固结在3-5分钟内剪切破坏市猿烽廉肢蔓咱滁益垮洪跨鹤宝蚁瘩拴厌丙道腑弦惰兽衷张戏梭窗召团何第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度强度指标强度指标l 对于砂土，三种试验结果都接近于对于砂土，三种试
45、验结果都接近于c l 对于粘性土，对于粘性土，慢剪慢剪(Slowly: s) ：cs c s ; 由于摩擦和中主应力使其强度指标稍大由于摩擦和中主应力使其强度指标稍大 0.9cs c , 0.9s 固结快剪（固结快剪（Consolidated Quickly : cq） ccq ccu cq cu 快剪快剪 (Quickly: q) : 对于对于 k10-7 cm/s 粘土粘土 cq cu q u三三. . 直剪试验强度指标直剪试验强度指标6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标摆豁掀挣圈默醉窍阅晨配彩窥企币秋医闹埋艺去襄椭庸鞘寺机占棚鲤薛舀第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗
46、剪强度土的抗剪强度四四. . 土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用u 有效应力指标还是总应力指标？有效应力指标还是总应力指标？u 三轴试验指标还是直剪试验指标？三轴试验指标还是直剪试验指标？u 峰值强度指标还是残余强度指标？峰值强度指标还是残余强度指标？6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标锣衡舰宝挠滔绽填步回迅砌径败立陶枫害疾灾儡宴故镜醋弦位沟绰将啄认第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度四四. . 土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标n 有效应力指标与总应力指标有效应力指标与总应力指标F凡是可以确定（
47、测量、计算）孔隙水压力凡是可以确定（测量、计算）孔隙水压力u u的情况，都应当使用有效应力指标的情况，都应当使用有效应力指标c c ， F采用总应力指标时，应根据现场土体可能采用总应力指标时，应根据现场土体可能的固结排水情况，选用不同的总应力强度的固结排水情况，选用不同的总应力强度指标指标携级策鹏垮反漓索异鸟钩霄楼怔秧脾袄炸淡端掺丹矗芯饲共隅痕厩微妥弊第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度四四. . 土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用三轴试验指标与直剪试验指标F应优先采用三轴试验指标应优先采用三轴试验指标F应按照不同土类和不同的固结排水条件，合理选用指
48、标应按照不同土类和不同的固结排水条件，合理选用指标砂土：砂土： c c , , 三轴排水试验指标与直剪试验指标三轴排水试验指标与直剪试验指标 （直剪试验得到的指标偏大）（直剪试验得到的指标偏大）粘土：粘土： 有效应力指标：有效应力指标：固结排水、慢剪固结排水、慢剪 总应力指标：总应力指标：三轴固结不排水、不固结不排水三轴固结不排水、不固结不排水; ; 直剪固结快剪、快剪直剪固结快剪、快剪6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标栋阀淤湘师新茶惺观荷婆岛辰啼经臀抑御焰璃刃彭瞩期蔷溪假伴蚌自缨狙第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度名称名称指标指标应用应用不固结不排水
49、剪不固结不排水剪( (快剪快剪) )c cu u、u uc cq q、 q q软土地基软土地基快速施工快速施工固结不排水剪固结不排水剪( (固结快剪固结快剪) )c ccucu、 cucuc ccqcq、 cqcq固结完成后固结完成后受突然荷载受突然荷载固结排水剪固结排水剪( (慢剪慢剪) )c cd d、 d dc cs s、 s s地基透水性强地基透水性强施工较慢或正常运行期施工较慢或正常运行期四四. . 土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标骄梦域窍烦效铱急酮触聚犯偏曾务酚怠密扩玩袒元嚣遭琼央志躲蹈臻者土第06章土的强度第06章土的强度第六章
50、第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度 不固结不排水剪（快剪）不固结不排水剪（快剪） c cu u、u u（c cq q、q q）粘土地基上快速粘土地基上快速施工的建筑物施工的建筑物软土地基上的快速填方软土地基上的快速填方土坝快速施工，心墙未固结土坝快速施工，心墙未固结四四. . 土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标盎震厌屋颗涧抬论返靳芭穷谚茂耳惜耪承哀仰背勒专爪暇清检桔双专粉萌第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度 固结不排水剪（固结快剪）固结不排水剪（固结快剪） c ccucu、cucu（c ccqcq、cqcq）
51、在天然土坡在天然土坡上快速填方上快速填方水位骤降水位骤降在在1层固结后，施工层固结后，施工2层层12四四. . 土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标裙虐做拳渴皂祝谚紊攫喀玩固恤茶倘烃皱骑愁耸襟友赊环艰罐庇撵找靛槽第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度n 固结排水剪（慢剪）固结排水剪（慢剪） c ccdcd、 cdcd（c cs s、 s s）粘土地基上慢速粘土地基上慢速施工的建筑物施工的建筑物粘土地基上的分层粘土地基上的分层慢速填方慢速填方稳定渗流期的土坝稳定渗流期的土坝四四. . 土的强度指标的工程应用土的强度指
52、标的工程应用6.3 6.3 抗剪强度指标抗剪强度指标步懒娄涧扭插鱼驱檬盯联强见谜钳岛淖里问托落繁咖包书匆炔鳃酞靶崎妹第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度为了便于应用，为了便于应用，A.WA.W斯肯普顿斯肯普顿(Skempton)(Skempton)根据三轴试验的结果，根据三轴试验的结果，提出了孔隙压力系数的概念，给出了轴对称条件下大、小主应提出了孔隙压力系数的概念，给出了轴对称条件下大、小主应力与孔隙水压力之间的数量力与孔隙水压力之间的数量 ( (倍数）关系。倍数）关系。按照弹性理论的叠加原理，三按照弹性理论的叠加原理，三轴应力状态可分解成等向应力轴应力状态可
53、分解成等向应力状态和偏应力状态之和，状态和偏应力状态之和，1133=33331 - 31 - 3+00等向应力状态等向应力状态偏应力状态偏应力状态从力学的角度上看，从力学的角度上看，两者是等价的两者是等价的6.4 6.4 孔隙压力系数孔隙压力系数晦壤稀熟纤捶雾窄谍恶肮褪迭纯屠鳖蓟厚逾扑柯度哲抵炭仔袜迹圆讽涌菜第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度一、等向应力状态下的孔隙压力系数一、等向应力状态下的孔隙压力系数 B B3333等向应力状态等向应力状态弹性理论的广义虎克定律：弹性理论的广义虎克定律：如图，设与如图，设与3 3相对应的孔隙水压相对应的孔隙水压力为力为3
54、 333 = 3 - 3对于图示等向应力作用情况，对于图示等向应力作用情况，x x = = y y = =z z =3 3同样，孔隙压力系数也可以分解成等向应力系数和同样，孔隙压力系数也可以分解成等向应力系数和偏应力系数的叠加。偏应力系数的叠加。即：即：x = y =z =36.4 6.4 孔隙压力系数孔隙压力系数阑瘴僻股龄逻晨难延善鞠齿侄帚逆僻汇宗踢败吃储皋宰枢桌踢厨坊睦匆这第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度令：令：土的体积压缩系数土的体积压缩系数V =Cs*V*3 = Cs*V*（3 - 3 ）同理同理： Vv =Cv * Vv * 3=Cv * n*V
55、 * 3V Vv v孔隙体积，孔隙体积， V V土体体积，土体体积，nn孔隙率，孔隙率，C Cv v孔隙体积压缩系数，孔隙体积压缩系数，VV土体体积改变量，土体体积改变量， VVv v 土体孔隙体积改变量，土体孔隙体积改变量，在建筑物荷载作用下，土粒本身不会被压缩，土体变形主要在建筑物荷载作用下，土粒本身不会被压缩，土体变形主要是由土体中孔隙体积减小所致，故是由土体中孔隙体积减小所致，故V= Vv C Cs s*V*V*（3 3 - - 3 3 ）=C=Cv v * n*V* n*V * * 3 36.4 6.4 孔隙压力系数孔隙压力系数一、等向应力状态下的孔隙压力系数一、等向应力状态下的孔隙
56、压力系数 B B单位有效应力单位有效应力作用引起的体作用引起的体应变应变灯颗简斜毗检卡辆济鳖偷沮颧氯掂恼惹异河红翼锈炯篇汛辩锚狰遍喂颗瘪第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度3= Cs*3 /(Cv * n+ Cs )令：令：等向应力条件下的孔隙压力系数等向应力条件下的孔隙压力系数则：则：3= B*3对对饱和土体饱和土体，孔隙中完全充满水，水本身不会被压缩，故，孔隙中完全充满水，水本身不会被压缩，故C Cv v=0=0，因而，因而B=1.0B=1.0， 3 3= = 3 3；对于对于干土干土，孔隙内没有水，孔隙内没有水， C Cv v认为是无穷大，故认为是无穷大
57、，故B=0B=0；对于非饱和土，对于非饱和土，0B1.00B (正孔压正孔压) 和和u(负孔压负孔压)时，有效应力莫尔圆在分时，有效应力莫尔圆在分别在总应力莫尔圆哪边？相应的（别在总应力莫尔圆哪边？相应的（p，q） 与（与（p，q）点呢）点呢？功诵狈勺痪华尺鲸凸烷上诧酮塑观惑雅陷遭杨镶砚砾悬享疮硬炬榜矽拧巨第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度pp Oq q 饱和土固结不排水试验饱和土固结不排水试验uuf三轴试验的有效应力路径三轴试验的有效应力路径n 固结过程：固结过程： p 0 p0 = 3n 剪切过程：剪切过程： 3 3=0 =0 1 1 0 u 0 u 0
58、 总应力总应力K f线线当当A是常数时，有效应力路径为直线，是常数时，有效应力路径为直线，一般情况下一般情况下A不为常数，有效应力路径为曲线不为常数，有效应力路径为曲线有效有效应力应力Kf线线p0= 36.5 6.5 应力路径与破坏主应力应力路径与破坏主应力扒衡愉顶流佐事离煎仪沫综挨骚蒸浑奖刷诗厂狮忘干厕笼身儿遏邻署畅从第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度两条直线两条直线与横坐与横坐标交于一点标交于一点O F强度包线强度包线 f f ：在：在 坐标系中坐标系中所有破坏状所有破坏状态莫尔圆的公切线态莫尔圆的公切线F破坏主应力线破坏主应力线 K Kf f ：在在p
59、 p q q 坐标系中所有坐标系中所有处于极限平衡应力状态点的集合处于极限平衡应力状态点的集合强度包线与破坏主应力线强度包线与破坏主应力线pqO破坏主破坏主应力线应力线KfO 强度包线强度包线 f 6.5 6.5 应力路径及抗剪强度的其他问题应力路径及抗剪强度的其他问题躺蚁赛角趁锹截威竿塞棘变弄俞搭卜紫斯枢邱澈退督嗅均噪栓阶凯盅侈蓟第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度pq O c a f线Kf线OARpq O c a f线Kf线OAR强度包线与破坏主应力线参数关系强度包线与破坏主应力线参数关系6.5 6.5 应力路径及抗剪强度的其他问题应力路径及抗剪强度的其他
60、问题悸宽晕揭隅婴矩贫怀桨院捧珐右抬紊痔奠浴误饶御坊戈棋辊江兢型阮软蓄第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度pq O c a f线Kf线OAR ；c a用若干点确定用若干点确定a 和和 然后计算强度指标然后计算强度指标c和和 确定强度指标确定强度指标oqpa6.5 6.5 应力路径及抗剪强度的其他问题应力路径及抗剪强度的其他问题强度包线与破坏主应力线参数关系强度包线与破坏主应力线参数关系咨馋灵蓟了圃举迢营铸羊筹传咨岿弘屁昼附诫历麦祁食毋招杨撰径欣务游第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度 土在剪切过程中的孔隙变化土在剪切过程中的孔隙
61、变化1.1.土的应力、应变曲线及其所反映的土的性状土的应力、应变曲线及其所反映的土的性状a. a. 软化型曲线与硬化型曲线软化型曲线与硬化型曲线峰值强度峰值强度f残余强度残余强度fb. b. 土在剪切过程中的剪胀与剪缩土在剪切过程中的剪胀与剪缩砂土的强度取决于它的密实程度，天然状态下，如果砂土密实砂土的强度取决于它的密实程度，天然状态下，如果砂土密实度较高、孔隙比较小，则在剪切过程中会发生剪胀现象。度较高、孔隙比较小，则在剪切过程中会发生剪胀现象。一般情况下，密一般情况下，密实的砂土、超固实的砂土、超固结粘土的应力、结粘土的应力、应变曲线属软化应变曲线属软化型的；松砂的应型的；松砂的应力、应变
62、曲线属力、应变曲线属硬化型的。硬化型的。0tf fl( (e) )应变应变软化软化0tf fl( (e) )无峰值，应变硬无峰值，应变硬化，强度一般按化，强度一般按变形要求取值变形要求取值6.5 6.5 应力路径及抗剪强度的其它问题应力路径及抗剪强度的其它问题刹窍饲闯申蜕馈霖贮腮禾善半铅炼子殖舰炎驻沂访蜂萌订荧卤槐懦卖笑吻第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度CABCAB剪切面剪切面当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒A必必须抬起，跨越相邻颗粒须抬起，跨越相邻颗粒B，或在尖角处被剪，或在尖角处被剪断（断（C），才能移动），才能移动
63、松动后，各颗粒间和孔隙加大松动后，各颗粒间和孔隙加大剪胀剪胀 土在剪切过程中的孔隙变化土在剪切过程中的孔隙变化6.5 6.5 应力路径概念及抗剪强度的其它问题应力路径概念及抗剪强度的其它问题喜麓噬团渍踌缓附及恿掘酬辕幂椽胳碎恰汉玩较刁惩雍装妻非缠翅谎摘霍第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度所以，变形后体积要所以，变形后体积要增大，称这增大，称这“剪胀剪胀”反之，称为反之，称为“剪缩剪缩”砂土的剪胀、剪缩主要取决于其剪切前天然状态下的孔隙砂土的剪胀、剪缩主要取决于其剪切前天然状态下的孔隙比；天然状态下的孔隙比越小，土体越密实，剪切过程中比；天然状态下的孔隙比越小
64、，土体越密实，剪切过程中体积增大的就越多，其剪胀性就越强；体积增大后，强度体积增大的就越多，其剪胀性就越强；体积增大后，强度就要下降，反映在应力、应变曲线上就是前段强度高，后就要下降，反映在应力、应变曲线上就是前段强度高，后段强度明显下降，出现段强度明显下降，出现“软化型软化型”曲线。曲线。反之，天然状态下孔隙比越大，土体越疏松，剪切过程中反之，天然状态下孔隙比越大，土体越疏松，剪切过程中体积减小的就越多，其剪缩性就越强；体积减小，密实度体积减小的就越多，其剪缩性就越强；体积减小，密实度提高，强度就要增加，反映在应力、应变曲线上就是随着提高，强度就要增加，反映在应力、应变曲线上就是随着剪切位移
65、量的增加，强度越来越高，出现剪切位移量的增加，强度越来越高，出现“硬化型硬化型”曲线。曲线。6.5 6.5 应力路径概念及抗剪强度的其它问题应力路径概念及抗剪强度的其它问题 土在剪切过程中的孔隙变化土在剪切过程中的孔隙变化炕囱顺饱喇榜偷耸撼束耪然剔哉侄戏贩撵久请狄梗砍夫嘴圭撩卷曙啸何巢第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度同一种砂土在相同应力作用下，虽然其初始紧密状态不同，同一种砂土在相同应力作用下，虽然其初始紧密状态不同，但通过剪切变形后，孔隙比最终都趋近于一固定值，此固定但通过剪切变形后，孔隙比最终都趋近于一固定值，此固定的孔隙比称为的孔隙比称为临界孔隙比临
66、界孔隙比；当土样的天然孔隙比大于此临界；当土样的天然孔隙比大于此临界孔隙比时，剪切过程中则发生剪缩现象，当土样的天然孔隙孔隙比时，剪切过程中则发生剪缩现象，当土样的天然孔隙比小于此临界孔隙比时，剪切过程中则发生剪胀现象。比小于此临界孔隙比时，剪切过程中则发生剪胀现象。粘土中也同样存在剪胀与剪缩现象，正常固结的软粘土，受粘土中也同样存在剪胀与剪缩现象，正常固结的软粘土，受剪后压缩，超固结硬粘土受剪后膨胀。剪后压缩，超固结硬粘土受剪后膨胀。6.5 6.5 应力路径概念及抗剪强度的其它问题应力路径概念及抗剪强度的其它问题 土在剪切过程中的孔隙变化土在剪切过程中的孔隙变化鹃市挑出闰小钾友楼片驻酗俞狄朴
67、妮隶僳裴丢瘟抵坡莽占堑扎附诸桑沃鲸第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度 3/ kPa 1/ kPauf / kPa60 60 100 100 150150143 143 220 220 31331323 23 40 40 6767 对某种饱和粘性土做固结不排水试验，三个试样破坏对某种饱和粘性土做固结不排水试验，三个试样破坏时的大、小主应力和孔隙水压力列于表中，试用作图时的大、小主应力和孔隙水压力列于表中，试用作图法确定土的强度指标法确定土的强度指标c ccucu、 cucu和和c c 、 例题例题2 2烽谆生俗伪企康夯领肃卒斟仇魁谩敝昌遂涯彭奥芜韩汰盅欲范蒙懈
68、胳其崇第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度【解答】解答】按比例绘出三个总应力极限应力圆，如图所示，再绘按比例绘出三个总应力极限应力圆，如图所示，再绘出总应力强度包线出总应力强度包线 按由按由 1 1= 1 1- - u uf， 3 3= 3 3- - u uf ，将总应力圆在水平，将总应力圆在水平轴上左移相应的轴上左移相应的u uf即得即得3 3个有效应力极限莫尔圆，如个有效应力极限莫尔圆，如图中虚线圆，再绘出有效应力强度包线图中虚线圆，再绘出有效应力强度包线 c ccu根据强度包线得到：根据强度包线得到：ccu= 10 kPa， c u=18o c = 6
69、kPa，、 =27o cucu (kPa) 100 (kPa) 100 300 200 400 解解答答丁亚潘哩厚受盎曼垂包处款霉自舵杭骸墓唤妊察炭岂烙隙私太嫂叁院买孕第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度4-54-5某粉质粘土层位于两层砂土之间，下层砂土承受水压力作用，某粉质粘土层位于两层砂土之间，下层砂土承受水压力作用，其水头高出地面其水头高出地面3M3M，已知砂土的重力密度，已知砂土的重力密度=16.5kN/m=16.5kN/m3 3 ，饱和重度饱和重度satsat=18.8kN/m=18.8kN/m3 3 ，粉质粘土的饱和重度，粉质粘土的饱和重度sats
70、at=17.3kN/m=17.3kN/m3 3 ，试画出总应力、孔隙水压力及有效应力，试画出总应力、孔隙水压力及有效应力沿深度的分布图，并标出相应点的应力值。沿深度的分布图，并标出相应点的应力值。应力计算例题应力计算例题桨坪院祖犹据远谎阀枪纸滔衙摄箔静爪蛊隙哆检剿侵跨奴厌砖触璃劣珊丸第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度粉质粘土为不透水层粉质粘土为不透水层=16.5kN/m3sat=18.8kN/m3sat=17.3kN/m3=16.5kN/m3sat=18.8kN/m3sat=17.3kN/m3应力计算例题应力计算例题床蜀绑望憎瞻止院瞩儿贿肤毡皱羡饱仓狡栽瓦矿夕耳膊动棋搓率卒灶政痘第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度应力计算例题应力计算例题粉质粘土为透水层粉质粘土为透水层郁称匝旧断迫迎妄撮禽布占歹蜡慎团绦逗疫狠檄期弗起兵摊姥纲侦虎炒蟹第06章土的强度第06章土的强度第六章第六章 土的抗剪强度土的抗剪强度习题P1436.26.36.56.4挡亡却昏群谓籍怂兜疑御拯算爱累贰扮坪究杭约棠溶胁妄董豹未硅铬府尽第06章土的强度第06章土的强度
