土力学第五章抗剪强度演示教学

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1、土力学-第五章抗剪强度2010Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 土体破坏与土的强度理论土体破坏与土的强度理论 5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标第五章：第五章： 土的抗剪强度土的抗剪强度5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点概概 述述F 土体强度及其特点土体强度及其特点F 工程中土的强度问题工程中土的强度问题 土的抗剪强度土的抗剪

2、强度 土的强度的特点土的强度的特点 各种类型的滑坡各种类型的滑坡(sliding) 挡土和支护结构的破坏挡土和支护结构的破坏 地基的破坏地基的破坏 砂土的液化砂土的液化(liquefaction)土的强度及其特点土的强度及其特点n 天然状态下的砂天然状态下的砂沿坡方向的平衡：沿坡方向的平衡：F 天然休止角，也是最天然休止角，也是最松状态下的砂内摩擦角松状态下的砂内摩擦角 砂堆砂堆 TWN5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点土的强度及其特点土的强度及其特点静止砂丘静止砂丘 移动砂丘移动砂丘3035 n 天然状态下的沙丘天然状态下的沙丘F固定沙丘背风坡角度接近天然休止

3、角，一般固定沙丘背风坡角度接近天然休止角，一般为为 =30 -35 ，大于矿物滑动摩擦角，大于矿物滑动摩擦角颗粒间存在一定的咬合作用颗粒间存在一定的咬合作用5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点土体强度的特点土体强度的特点F碎散性：碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用而是颗粒间相互作用 - 主要是抗剪强度与主要是抗剪强度与剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力F三相体系：三相体系：三相承受与传递荷载三相承受与传递荷载 - 有效应有效应力原理力原理 F自然变异性：自然变异性：土的强度的结构性与复杂性土

4、的强度的结构性与复杂性5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点各种类型的滑坡各种类型的滑坡崩塌崩塌平移滑动平移滑动旋转滑动旋转滑动流滑流滑滑裂面滑裂面5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点u19941994年年4 4月月3030日日u崩塌体积崩塌体积400400万方，万方，1010万方进入万方进入乌江乌江u死死4 4人，伤人，伤5 5人，失踪人，失踪1212人；击沉人；击沉多艘船只多艘船只u19941994年年7 7月月2-32-3日降雨引起再次滑日降雨引起再次滑坡坡u滑坡体崩入乌江近百万方；江水滑坡体崩入乌江近百万方；江水位差数米，无法通

5、航。位差数米，无法通航。乌江武隆鸡冠岭山体崩塌5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点滑坡堰塞湖滑坡堰塞湖易贡湖易贡湖湖水每天上涨湖水每天上涨50cm！天然坝天然坝 坝高坝高290 m滑坡堰塞湖滑坡堰塞湖 库容库容15亿方亿方20002000年西藏易贡巨型滑坡年西藏易贡巨型滑坡5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点锚固破坏锚固破坏整体滑动整体滑动底部破坏底部破坏土体下沉土体下沉墙体折断墙体折断挡土支护结构的破坏挡土支护结构的破坏5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点广州京光广场基坑塌方使基坑旁办公室、民工宿舍使基

6、坑旁办公室、民工宿舍和仓库倒塌，死和仓库倒塌，死3人，伤人，伤17人人5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点大阪的港口码头挡土墙由于液化前倾大阪的港口码头挡土墙由于液化前倾5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点地基的破坏地基的破坏地基地基P滑裂面滑裂面5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点某某谷谷仓仓地地基基的的破破坏坏5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点砂土的液化砂土的液化(liquefaction)日本新泻日本新泻1964年地震引起大面积液化年地震引起大面积液化5.1 5.1

7、概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点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F 振动液化特性振动液化特性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n 砂土的液化砂土的液化核心问题核心问题:土体的强度理论土体的强度理论5.1 5.1 概述概述 - - 土体强度及其特点土体强度及其特点5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标第五章：第五章： 土的抗剪强度土的抗剪强度5.2 5

8、.2 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论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5.2 5.2 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)5.2 5.2 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直直 剪剪 试

9、试 验验PT土样土样下盒下盒上盒上盒S面积面积An 直剪试验直剪试验 法向应力法向应力 ： 剪应力剪应力 ： 剪切变形剪切变形S1 S235.2 5.2 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-与所受压力无关与所受压力无关5.2 5.2 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土的抗

10、剪强度指标土的抗剪强度指标Fc和和 是决定土的抗剪强度的两个指标，称是决定土的抗剪强度的两个指标，称为抗剪强度指标为抗剪强度指标当当 采用总应力时，称为采用总应力时，称为总应力抗剪强度指标总应力抗剪强度指标当当 采用有效应力时，称为采用有效应力时，称为有效应力抗剪强度指标有效应力抗剪强度指标对无粘性土通常认为，粘聚力对无粘性土通常认为，粘聚力C=0n 库仑公式库仑公式: :5.2 5.2 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

11、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5.2 5.2 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 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

12、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5.2 5.2 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摩摩 擦擦 强强 度度摩摩 擦擦 强强 度度F密度密度F粒径级配粒径级配F颗粒的矿物成分颗粒的矿物成分F粒径

13、的形状粒径的形状F粘土颗粒表面的吸附水膜粘土颗粒表面的吸附水膜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: :5.2 5.2 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凝凝 聚聚 强强 度度n 细粒土：细粒土：粘聚力粘聚力c取决于土粒间的各种物理化学作用力取决于土粒间的各种物理化学作用力F作用机理：库伦力（静电力）、范德华力、作用机理：库伦力（静电力）、范德华力、 胶结作用力和毛细力等胶结作用力和毛细力等F影响因素：地质历史、粘土颗粒矿物成分、影响因素：地质历史、粘土颗粒矿物成分、 密度与离子浓度密度与离子浓度n 粗粒土：粗粒土：一般认为是无粘性土，不具有

14、粘聚强度：一般认为是无粘性土，不具有粘聚强度：F 当粗间有胶结物质存在时可具有一定的粘聚强度当粗间有胶结物质存在时可具有一定的粘聚强度F 非饱和砂土，粒间受毛细压力，具有假粘聚力非饱和砂土，粒间受毛细压力，具有假粘聚力5.2 5.2 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F 应力状态与莫尔圆应力状态与莫尔圆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F 滑裂面的位置滑裂面的位置莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论5.2 5.2 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应力

15、状态应力状态 y yz xy zx x z三维应力状态三维应力状态二维应力状态二维应力状态 zx z xz x5.2 5.2 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莫尔圆应力分析符号规定莫尔圆应力分析符号规定n 材料力学材料力学+-正应力正应力剪应力剪应力拉为正拉为正压为负压为负顺时针为正顺时针为正逆时针为负逆时针为负+-n 土力学土力学压为正压为正拉为负拉为负逆时针为正逆时针为正顺时针为负顺时针为负5.2 5.2 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土中一点的应力状态土体内一点处土体内一点处不同方位不同方位的截面上应力的集

16、合的截面上应力的集合（剪应力（剪应力 和法向应力和法向应力 ） 3 3 1 1 3 1 dldlcos dlsin 楔体静楔体静力平衡力平衡5.2 5.2 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 3 1 dldlcos dlsin 斜面上的应力斜面上的应力莫尔应力圆方程莫尔应力圆方程 O 1 31/2( 1 + 3 ) 2 A( , )圆心坐标圆心坐标1/2(1 +3 )，0应力圆半径应力圆半径r1/2(13 )土中某点的土中某点的应应力状态力状态可用莫可用莫尔应力圆描述尔应力圆描述 5.2 5.2 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

17、库仑强度理论应力莫尔圆应力莫尔圆 O2 1 3rp大主应力：大主应力：小主应力小主应力: :圆心：圆心：半径：半径： zx z xz x 1 ( z, zx)( x, xz)莫尔圆：单元的应力状态莫尔圆：单元的应力状态圆上点：一个面上的圆上点：一个面上的 与与 莫尔圆转角莫尔圆转角2 ：作用面转角：作用面转角 5.2 5.2 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极限平衡应力状态极限平衡应力状态5.2 5.2 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极限平衡应力状态：当极限平衡应力状态：当一面上的应力状态达到一面上的应力状态达

18、到 = fF土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔圆的公切线土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔圆的公切线 切点切点= =破坏面破坏面应力莫尔圆与强度包线应力莫尔圆与强度包线 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 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5.2 5.2 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 不可能发生不可能发生1.1.土

19、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：19001900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莫尔莫尔库仑强度理论库仑强度理论5.2 5.2 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 O c f=c+ t

20、g 1 3莫尔莫尔-库仑强度理论的破坏准则库仑强度理论的破坏准则n 土的极限平衡条件：土的极限平衡条件：处于极限平衡状态时，处于极限平衡状态时， 1和和 3之间应满足的关系之间应满足的关系无粘性土无粘性土5.2 5.2 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土单元是否土单元是否破坏破坏的的判别判别n根据极限平衡条件可以用来判别一点土体是否根据极限平衡条件可以用来判别一点土体是否已发生剪切破坏已发生剪切破坏F 计算主应力计算主应力 1, 3：F 确定土单元体的应力状态（确定土单元体的应力状态（ x， z， xz）F判别是否剪判别是否剪切破坏：切破坏： 由由 3

21、1f，比较，比较 1和和 1f 由由 1 3f，比较，比较 3和和 3f 由由 1 , 3 m，比较，比较 和和 m5.2 5.2 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 c f=c+ tg O土单元是否土单元是否破坏破坏的的判别判别F 1= 1f 极限平衡状态极限平衡状态 （破坏）（破坏）F 1 1f 不可能状态不可能状态 （破坏）（破坏） 1f 3n 方法一：方法一： 由由 3 1f，比较，比较 1和和 1f5.2 5.2 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 O c f=c+ tg 土单元是否土单元是否破坏破坏的的判别

22、判别n 方法二：方法二： 由由 1 3f，比较，比较 3和和 3fF 3= 3f 极限平衡状态极限平衡状态 （破坏）（破坏）F 3 3f 安全状态安全状态F 3 3f 不可能状态不可能状态 （破坏）（破坏） 1 3f5.2 5.2 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 O f=c+ tg O c 土单元是否土单元是否破坏破坏的的判别判别n 方法三：方法三： 由由 1 , 3 m，比较，比较 和和 mF m 不可能状态不可能状态 （破坏）（破坏）F处于极限平衡状态处于极限平衡状态所需的内摩擦角所需的内摩擦角5.2 5.2 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论 莫尔

23、莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论f =c c+tan c c 1 3 未破坏1/2(1 3 )1/2(1+ +3) sin+ +ccos方法4 1/2(1 3 ) 1/2(1+ +3) sin+ +ccos 破 坏5.2 5.2 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剪切破坏面的位置剪切破坏面的位置 3 1f2 2 =90 + =45 + /2 O 1f 3F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？n 与大主应力面夹角与大主应力面夹角:2 5.2 5.2 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论 莫尔莫

24、尔- -库仑强度理论库仑强度理论例题分析【例】地基中某一单元土体上的大主应力为地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa430kPa，小，小主应力为主应力为200kPa200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标。通过试验测得土的抗剪强度指标c c=15 =15 kPakPa， =20=20o o。试问。试问该单元土体处于何种状态？该单元土体处于何种状态？单元单元土体最大剪应力出现在哪个面上，是否会沿剪应力最大土体最大剪应力出现在哪个面上，是否会沿剪应力最大的面发生剪破？的面发生剪破？【解答解答】已知已知 1=430kPa=430kPa， 3=200kPa=200kPa，c=15kPa=15k

25、Pa， =20=20o o 1.1.计算法计算法计算结果表明：计算结果表明： 1f大于该单元土体实际大主应力大于该单元土体实际大主应力 1，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单元土体处于弹性平衡状态单元土体处于弹性平衡状态 计算结果表明：计算结果表明： 3f小于该单元土体实际小主应小于该单元土体实际小主应力力 3，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，实际应力圆半径小于极限应力圆半径 ，所以，该单元土体处于弹性平衡状态所以，该单元土体处于弹性平衡状态 在剪切面上在剪切面上 库仑定律库仑定律 由于由于f ，所以，该单元土体处于弹性平衡状态，所以，该

26、单元土体处于弹性平衡状态 2.图解法 c 1 1f 3f实际应力圆实际应力圆极限应力圆极限应力圆最大剪应力与主应力作用面成最大剪应力与主应力作用面成4545o o最大剪应力面上的法向应力最大剪应力面上的法向应力库仑定律库仑定律 最大剪应力面上最大剪应力面上f ，所以，不会沿剪应力最大的面发生破，所以，不会沿剪应力最大的面发生破坏坏 max讨论讨论1：土的抗剪强度是不是一个定值？土的抗剪强度是不是一个定值？ 土的抗剪强度不是一个定值，而是剪切面上的法向总应力 的线性函数 对于无粘性土，其抗剪强度仅仅由粒间的摩擦力（ tan）构成； 对于粘性土，其抗剪强度由摩擦力（ tan）和粘聚力（c）两部分构

27、成。讨论讨论2：土的抗剪强度的影响因素土的抗剪强度的影响因素 摩擦力的影响因素 粘聚力的影响因素 讨论讨论3：抗剪强度指标是定值？抗剪强度指标是定值？ c和 是决定土的抗剪强度的两个重要指标 对某一土体来说，c和 并不是常数 c和 的大小随试验方法、固结程度、土样的排水条件等不同而有较大的差异 小小 结结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直剪试验直剪试验库仑公式库仑公式土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标c和和 应力状态与莫尔圆应力状态与莫尔圆极限平衡应力状态极限平衡应力状态莫尔莫尔- -库仑强度理论库仑强度理论土体破坏判

28、断方法土体破坏判断方法滑裂面的位置滑裂面的位置摩擦强度：滑动、咬合摩擦摩擦强度：滑动、咬合摩擦凝聚强度凝聚强度5.2 5.2 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5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论 5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标第五章：第五章： 土的抗剪强度土的抗剪强度5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验n 室内试验：室内试验：直剪试验直剪试验三轴试验等三轴试验等n 野外试验：野外试验：十字板扭剪试验十字板扭剪试验旁压

29、试验等旁压试验等抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验F重塑土制样或现场取样重塑土制样或现场取样F缺点：扰动缺点：扰动F优点：应力和边界条件优点：应力和边界条件 清楚，易重复清楚，易重复F缺点：应力和边界条缺点：应力和边界条 件不易掌握件不易掌握F优点：原状土的原位优点：原状土的原位 强度强度5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验试验仪器：试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）直剪仪（应力控制式，应变控制式）5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 直剪试验直剪试验直剪仪5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 直剪试验直剪试验直剪仪

30、（局部）5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 直剪试验直剪试验直直 剪剪 试试 验验PT土样土样下盒下盒上盒上盒S面积面积A Oc 1 S23 f1 f2 f3直剪仪直剪仪(direct shear test apparatus)5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 直剪试验直剪试验直剪试验的类型直剪试验的类型(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 剪切速率很慢，剪切速率很慢，0.02mm/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

31、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 施加正应力后立即剪切施加正应力后立即剪切 3-5 3-5分钟内剪切破坏分钟内剪切破坏通过控制通过控制剪切速率剪切速率近似模拟近似模拟排水条件排水条件5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 直剪试验直剪试验直剪试验的优缺点直剪试验的优缺点C 设备和操作简单设备和操作简单D人为固定剪切面人为固定剪切面D剪切面应力状态复杂剪切面应力状态复杂 应力、应变不均匀应力、应变不均匀 主应力方向旋转主应力方向旋转D剪切面积逐渐减小剪切面积逐渐减小D排水条件不明确排水条件不明确PT土样土样TP试样内的试样内

32、的变形分布变形分布5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 直剪试验直剪试验直剪试验中的应力状态直剪试验中的应力状态PPT z=P/A x=k0 z xz=0剪切前剪切前剪切破坏时剪切破坏时 xz z=P/A x O z=P/Ak0 z剪切前剪切前剪切剪切破坏时破坏时5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 直剪试验直剪试验试试样样围压围压力力 3阀门阀门阀门阀门马达马达横梁横梁量力环量力环百分表百分表量量水水管管孔压孔压量测量测三轴试验三轴试验F试样应力特点试样应力特点与试验方法与试验方法F强度包线强度包线F试验类型试验类型F优缺点优缺点5.3 5.3

33、 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三轴试验三轴试验三轴仪5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三轴试验三轴试验应变控制式三轴仪应变控制式三轴应变控制式三轴仪：压力室，量仪：压力室，量测系统测系统5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三轴试验三轴试验应变控制式三轴仪：压力室，加压系应变控制式三轴仪：压力室，加压系统，量测系统组成统，量测系统组成n试验步骤试验步骤: : 3 3 3 3 3 3 2.2.施加周围压力施加周围压力3.3.施加竖向压力施加竖向压力1.1.装样装样5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三

34、轴试验三轴试验应力特点与试验方法应力特点与试验方法n 方法：方法：固结：试样施加围压力固结：试样施加围压力 1 1= = 2 2= = 3 3 剪切：施加应力差剪切：施加应力差 1 1= = 1 1- - 3 3 n 应力特点：应力特点：试样是轴对称应力状态试样是轴对称应力状态垂直应力垂直应力 z z一般是大主应力一般是大主应力 1 1侧向应力总是相等侧向应力总是相等 x x= = y y，且，且为中、小主应力为中、小主应力 2 2= = 3 3试试样样水压水压力力 c轴向力轴向力F5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三轴试验三轴试验抗剪强度包线抗剪强度包线抗剪强度包

35、线 c 5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三轴试验三轴试验应力特点与试验方法应力特点与试验方法类型类型施加施加 3 3施加施加 1 1- - 3 3量测量测固结固结排水排水固结固结排水排水体变体变固结固结不排水不排水固结固结不排水不排水孔隙水孔隙水压力压力不固结不固结不排水不排水不固结不固结不排水不排水孔隙水孔隙水压力压力常用试验类型常用试验类型试试样样围压围压力力 3阀门阀门阀门阀门马达马达横梁横梁量力环量力环百分表百分表量量水水管管孔压孔压量测量测5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三轴试验三轴试验F固结排水试验（固结排水试验（CDCD

36、试验）试验）Consolidated Drained Triaxial test (CD)总应力抗剪强度指标：总应力抗剪强度指标： c cd d d d （c c ）试验类型与强度指标试验类型与强度指标F固结不排水试验（固结不排水试验（CUCU试验）试验）Consolidated Undrained Triaxial test (CU)总应力抗总应力抗剪强度指标：剪强度指标：c ccu cu cucuF不固结不排水试验（不固结不排水试验（UUUU试验）试验）Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU)总应力抗总应力抗剪强度指标：剪强度指标： c cu

37、u u u （ c cuu uu uu uu ）5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 三轴试验三轴试验常规三轴试验优缺点常规三轴试验优缺点C单元体试验，试样内应力和应变相对均匀单元体试验，试样内应力和应变相对均匀C应力状态和应力路径明确应力状态和应力路径明确C排水条件清楚，可控制排水条件清楚，可控制C破坏面不是人为固定的破坏面不是人为固定的D设备操作复杂设备操作复杂D现场无法试验现场无法试验D常规三轴试验不能反映常规三轴试验不能反映 2的影响的影响说明：说明： 3 30 0 即为无侧限抗压强度试验即为无侧限抗压强度试验5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的

38、测定试验 三轴试验三轴试验无侧限压缩仪5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验ququ加压加压框架框架量表量表量力环量力环升降升降螺杆螺杆无侧限压缩仪无侧限压缩仪试试样样5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验根据试验结果只能作出一个极限应力圆（根据试验结果只能作出一个极限应力圆（ 3 3=0=0， 1 1= =qu）。因此对一般粘性土，无法作出强度包线）。因此对一般粘性土，无法作出强度包线 说明：说明：对于饱和软粘对于饱和软粘土，根据三轴不排水土，根据三轴不排水剪试验成果，其强

39、度剪试验成果，其强度包线近似于一水平线，包线近似于一水平线，即即 u u=0=0，因此无侧限，因此无侧限抗压强度试验适用于抗压强度试验适用于测定饱和软粘土的不测定饱和软粘土的不排水强度排水强度qucu u=05.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验十字板剪切试验十字板剪切试验F一般适用于测定软粘土的不一般适用于测定软粘土的不排水强度指标排水强度指标F钻孔到指定的土层，插入十钻孔到指定的土层，插入十字形的探头字形的探头F通过施加的扭矩计算土的抗通过施加的扭矩计算土的抗剪强度剪强度M5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试

40、验十字板剪切试验十字板剪切试验M2 fv fhM1DH HM假定土体为各向同性，假定土体为各向同性， fh= fv= f：十字板剪切试验十字板剪切试验5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验十字板剪切试验十字板剪切试验5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论 5.3 5.3 土的抗剪强度的测定试验土的抗剪强度的测定试验 5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标第五章：第五章： 土的抗剪强度土的抗剪强度F强度指标的类型强度指标的类型F总应力指标与有效应力指标总应力指标与有效应力指标F三轴试验强度指标三轴试验强度指标F直剪试验强度指标直

41、剪试验强度指标F土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标n 库仑公式库仑公式: f=c+ tg c和和 称为土的抗剪强度指标称为土的抗剪强度指标5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标抗剪强度指标的类型抗剪强度指标的类型F峰值强度与残余强度峰值强度与残余强度指标指标F总应力强度与有效应总应力强度与有效应力强度指标力强度指标F直剪强度与三轴试验直剪强度与三轴试验指标指标n 三种强度指标：三种强度指标：根据应力变根据应力变形特性分形特性分根据应力分根据应力分析方法分析方法分根据试验方根据试验方法分法分5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 指标

42、类型指标类型n 峰值强度峰值强度 残余强度指标残余强度指标直剪和三轴试验中应变软化时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，其内摩擦角其内摩擦角 r只决定于土只决定于土的矿物成分，与其所受的的矿物成分，与其所受的应力历史等因素无关应力历史等因素无关 q= () f rqfqr5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 指标类型指标类型总应力指标与有效应力指标总应力指标与有效应力指标u抗剪强度的有效

43、应力指标抗剪强度的有效应力指标c ， u c + tg = -u符合土的破坏的机理，符合土的破坏的机理，但有时孔隙水压力但有时孔隙水压力u无法确定无法确定u抗剪强度的总应力指标抗剪强度的总应力指标c， u c+ tg u是一种是一种“全额生产率全额生产率”的的概念，因概念，因u不能产生抗剪不能产生抗剪强度，不符合强度机理。强度，不符合强度机理。在无法确定在无法确定u时便于应用，时便于应用，但要符合工程条件但要符合工程条件5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 指标类型指标类型抗剪强度抗剪强度 u抗剪强度的总应力指标抗剪强度的总应力指标c tg 我叫我叫 u郭郭处士，充处士，充数而已！

44、数而已！F在难以确定孔隙水在难以确定孔隙水压力的情况下使用压力的情况下使用F注意正确使用的方注意正确使用的方法：确定法：确定c c， 的试的试验中，应能大致模验中，应能大致模拟工程现场孔隙水拟工程现场孔隙水压力的特性压力的特性5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 指标类型指标类型常规三轴压缩试验常规三轴压缩试验 类型类型施加施加 3 3施加施加 1 1- - 3 3量测量测强度指标强度指标固结排水固结排水CD固结固结排水排水体变体变cd, d=(c , )固结不排水固结不排水CU固结固结不排水不排水孔隙水压力孔隙水压力ccu, cuc , 不固结不排水不固结不排水UU不固结不固结不

45、排水不排水孔隙水压力孔隙水压力cu, un 试验类型与强度指标试验类型与强度指标5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标固结排水试验固结排水试验n 试验条件试验条件F施加围压施加围压 充分固结充分固结F施加施加( ( 1 1 - - ) )时，时，排水排水阀门始终打开，剪切阀门始终打开，剪切速度慢足以使试样内速度慢足以使试样内的孔压消散的孔压消散F始终始终u=0u=0，= = -u=-u= , ,总总应力指标即为有效应应力指标即为有效应力指标力指标试试样样围压围压力力 3阀门阀门始终打开始终打开阀门阀门马达马达横梁横梁量力环量力环百分表百分表量量水水管管5.4

46、 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标固结排水剪（CD） n三轴试验：三轴试验：试样在周试样在周围压力围压力 3 3作用下排水作用下排水固结，再缓慢施加轴固结，再缓慢施加轴向压力增量向压力增量 ，直至，直至剪破，整个试验过程剪破，整个试验过程中打开排水阀门，始中打开排水阀门，始终保持试样的孔隙水终保持试样的孔隙水压力为零压力为零 3 3 3 3 3 3 打开打开排排水阀水阀5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标在整个排水剪试验过程中，在整个排水剪试验过程中， uf 0 0，总应力全部转化，总应力全部转化为有效应力，所以总应力圆即

47、是有效应力圆，总应力为有效应力，所以总应力圆即是有效应力圆，总应力强度线即是有效应力强度线。强度指标为强度线即是有效应力强度线。强度指标为cd、 d d cd d d 3 3 3 3 3 3 5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标思考题：思考题： c=0是否意味着正常固结粘土无粘聚力是否意味着正常固结粘土无粘聚力?固结排水试验粘性土粘聚力的存在是客观的。在正常固结情粘性土粘聚力的存在是客观的。在正常固结情况下，粘聚力况下，粘聚力c c随随 增加而增加，从而使其增加而增加，从而使其隐含隐含在摩擦强度之内在摩擦强度之内c c和和 在物理意义上并不严格在物理意义上

48、并不严格“真实真实”地反映粘地反映粘聚和摩擦两个抗剪强度分量，而通常是聚和摩擦两个抗剪强度分量，而通常是“你中你中有我，我中有你有我，我中有你”，从而，从而失去其物理意义，变失去其物理意义，变成仅为计算参数的含义成仅为计算参数的含义5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标试试样样围压围压力力 3阀门阀门阀门阀门马达马达横梁横梁量力环量力环百分表百分表量量水水管管孔压孔压量测量测固结不排水试验固结不排水试验F施加围压施加围压 充分固结充分固结F施加施加( ( 1 1 - - ) )时，时，排水排水阀门关闭，阀门关闭，量测剪切量测剪切过程中产生的超静孔过程中产生的

49、超静孔隙水压力隙水压力u uF一般一般u u 0 0，= = - -u=u=, ,总应力指标同有总应力指标同有效应力指标不同效应力指标不同n 试验条件试验条件5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标固结不排水剪（CU）n三轴试验：三轴试验：施加周围压施加周围压力力 3 3时打开排水阀门，时打开排水阀门，试样完全排水固结，孔试样完全排水固结，孔隙水压力完全消散。然隙水压力完全消散。然后关闭排水阀门，再施后关闭排水阀门，再施加轴向压力增量加轴向压力增量 ，使试样在不排水条件下使试样在不排水条件下剪切破坏剪切破坏 3 3 3 3 3 3 打开打开排排水阀水阀关闭关闭

50、排排水阀水阀5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标 3 3 3 3 3 3 将总应力圆在水平轴上左移将总应力圆在水平轴上左移u uf f得到相应的有效应力得到相应的有效应力圆，按有效应力圆强度包线可确定圆，按有效应力圆强度包线可确定c 、 ccuc cucu 饱和粘性土在三组饱和粘性土在三组 3 3下进行固结不排水剪下进行固结不排水剪试验得到试验得到A、B、C三个不同三个不同 3 3作用下破坏作用下破坏时的总应力圆，由总应力圆强度包线确定时的总应力圆，由总应力圆强度包线确定固结不排水剪总应力强度指标固结不排水剪总应力强度指标ccu、 cuABC5.4 5.4

51、 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标试试样样围压围压力力 3阀门阀门阀门阀门马达马达横梁横梁量力环量力环百分表百分表量量水水管管孔压孔压量测量测不固结不排水试验不固结不排水试验F排水阀门关闭，排水阀门关闭，施加施加围压围压 ，产生孔隙水，产生孔隙水压力压力 u1=B F施加施加( ( 1 1 - - ) )时，时，排水排水阀门关闭，阀门关闭，量测剪切量测剪切过程中产生的超静孔过程中产生的超静孔隙水压力隙水压力 u2 = BA ( )n 试验条件试验条件5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标不固结不排水剪（不固结不排水剪（UUUU） n

52、三轴试验：三轴试验：施加施加周围压力周围压力 3、轴、轴向压力向压力 直至直至剪破的整个过程剪破的整个过程都关闭排水阀门，都关闭排水阀门，不允许试样排水不允许试样排水固结固结 3 3 3 3 3 3 关闭排关闭排水阀水阀5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标 3 3 3 3 3 3 有效应力圆有效应力圆总应力圆总应力圆 u u=0=0BCcu uAA 3A 1A饱和粘性土在三组饱和粘性土在三组 3 3下的不排水剪试下的不排水剪试验得到验得到A、B、C三个不同三个不同 3 3作用下作用下破坏时的总应力圆破坏时的总应力圆试验表明：试验表明：虽然三个试样的周围压力

53、虽然三个试样的周围压力 3 3不同，但破不同，但破坏时的主应力差相等，三个极限应力圆的直径相等，坏时的主应力差相等，三个极限应力圆的直径相等，因而强度包线是一条水平线因而强度包线是一条水平线三个试样只能得到三个试样只能得到一个有效应力圆一个有效应力圆 5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标总结总结: :对于同一种土，在不同的排水条件下进行试验，总对于同一种土，在不同的排水条件下进行试验，总应力强度指标完全不同应力强度指标完全不同有效应力强度指标不随试验方法的改变而不同，抗有效应力强度指标不随试验方法的改变而不同，抗剪强度与有效应力有唯一的对应关系剪强度与有效

54、应力有唯一的对应关系5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标粘性土有效应力粘性土有效应力 密度密度 抗剪强度抗剪强度间的唯一性关系间的唯一性关系nHenkel(1960)等学者证实，对饱和正常固结粘土，等学者证实，对饱和正常固结粘土，在有效应力在有效应力 密度密度 抗剪强度间存在唯一性关系：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存在单一的有效应力强度包线破坏时含水量（孔隙比）和强破坏时含水量（孔隙比）和强度间存在唯一性关系度间存在唯一性关系土体有效应力和含水量（孔隙土体有效应力和含水量（孔隙比）间存在唯一性关系比）间存在唯一性关系和试验的类型和试

55、验的类型及应力路径等及应力路径等无关无关n对具有相同的前期固结压力的超固结土也有相似的规律对具有相同的前期固结压力的超固结土也有相似的规律5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标n 无侧限压缩试验无侧限压缩试验不固结不排水试验不固结不排水试验O = u=0 fcu 3=0qu= F 3 3= =0 0的不排水试验的不排水试验F f f=c=cu u =q=qu u/2/2F由于土样扰动等的由于土样扰动等的影响，一般稍低于影响，一般稍低于原位不排水强度原位不排水强度5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 三轴试验指标三轴试验指标试验类型试验类型试验方法

56、试验方法强度指标强度指标慢剪慢剪Slow Shear 施加正应力施加正应力-充分固结充分固结 慢剪，保证无超静孔压慢剪，保证无超静孔压 cs， s固结快剪固结快剪Consolidated Quick Shear 施加正应力施加正应力-充分固结充分固结 快剪，在快剪，在3-5分钟内剪切坏分钟内剪切坏ccq， cq快剪快剪Quick Shear 施加正应力后不固结，施加正应力后不固结， 立即快剪，立即快剪，3-5分钟内剪坏分钟内剪坏cq， q直剪试验类型和强度指标直剪试验类型和强度指标5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 直剪试验强度指标直剪试验强度指标n 排水条件不明确，但可以模拟实

57、际工程问题排水条件不明确，但可以模拟实际工程问题直剪试验强度指标直剪试验强度指标F 对于砂土，三种试验结果都接近于对于砂土，三种试验结果都接近于c F 对于粘性土，对于粘性土，慢剪：慢剪：cs c ， s ， 一般强度指标稍大，常乘系数一般强度指标稍大，常乘系数0.9固结快剪：固结快剪：ccq ccu cqcu 快剪：快剪： 对于对于 k10-7cm/s的粘土的粘土 cq cu qu5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 直剪试验强度指标直剪试验强度指标例题分析【例】对某种饱和粘性土做固结不排水试验，三个试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

58、表中，试用样破坏时的大、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作图法确定土的强度指标c ccucu、 cucu和和c c 、 周围压力周围压力 3/ kPa 1/ kPauf / kPa60601001001501501431432202203133132323404067675.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 强度指标强度指标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

59、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 kPa，、 =27o cucu (kPa)100 (kPa)1003002004005.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 强度指标强度指标【例例】某粘性土地基的= 45o ，c=24kPa,若地基中某点的大主应力1 =140kPa，小主应力3=30kPa，问该点是否破坏？【解答解答】 为了加深对本节内容的理解，

60、下面用三种方法求解。1.1.方法一方法一在剪切面上 5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 强度指标强度指标f ：未破坏库仑定律 5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 强度指标强度指标 1/2(1 - 3 ) 1/2(1+ +3) sin+ +ccos 未破坏未破坏2.2.方法二方法二f =c c+tan c c 1 3 1/2(1-3 ) =55kPa1/2(1+3) sin+ccos=57.67kPa5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 强度指标强度指标3.3.方法三方法三1 *1 : :未破坏3 *3 : :未破坏或者5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的

61、抗剪强度指标 强度指标强度指标土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用F 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？F 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？F 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？5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用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（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

62、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5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用n 三轴试验指标与直剪试验指标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，合理选用应按照不同土类和不同的固结排水条件，合理选用直剪试验指标直剪试验指标 F砂土：砂土：c , 三轴三轴CD试验与直剪试验（直剪偏大）试验与直剪试验（直剪偏大）F粘土：有效应力指标：三轴粘土：有效应力指标：三轴CD或或CU试验试验 总应力指标：三轴总应力指标：

63、三轴CU、UU试验试验 或直剪或直剪cq、q试验试验 土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用n 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土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用F 峰值强度峰值强度 ：一般问题：一般问题F 残余强度残余强度古旧滑坡古旧滑坡断层夹泥断层夹泥大变形问题大变形问题5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用名称名称指标指标应用应用不排水剪不排水剪( (快剪快剪) )c cu u、 u uc cq q、 q q软土地基

64、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5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用n 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土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用软土地基上的快速填方软土

65、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5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用n 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）土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用 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125.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用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土

66、的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用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5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用F强度指标的类型强度指标的类型F总应力指标与有效应力指标总应力指标与有效应力指标F三轴试验强度指标三轴试验强度指标F直剪试验强度指标直剪试验强度指标F土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用土的抗剪强度指标小结土的抗剪强度指标小结5.4 5.4 土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 工程应用工程应用小小 结结F土的抗剪强度理论土的抗剪强度理论F抗剪强度测定试验抗剪强度测定试验F应力路径与破坏主应力路径与破坏主

67、应力线应力线F抗剪强度指标抗剪强度指标F动强度与砂土液化动强度与砂土液化直剪试验与库仑公式直剪试验与库仑公式土的抗剪强度机理土的抗剪强度机理莫尔莫尔-库仑强度理论库仑强度理论室内：直剪试验、三轴试验室内：直剪试验、三轴试验野外：十字板试验野外：十字板试验应力路径及表示法应力路径及表示法强度包线与破坏主应力线强度包线与破坏主应力线总应力路径与有效应力路径总应力路径与有效应力路径强度指标的类型及特点强度指标的类型及特点强度指标的工程应用强度指标的工程应用动三轴试验及动强度动三轴试验及动强度沙土液化沙土液化5 5 土的抗剪强度土的抗剪强度 5-1 5-1 5-2 5-2 5-4 5-4 5-6 5-6 5-8 5-8