第六章 土的抗剪強(qiáng)度

1、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)Soil Mechanics and Foundation Engineering主講人：第一節(jié) 概述第二節(jié) 土的抗剪強(qiáng)度理論和極限平衡條件第三節(jié) 測(cè)定土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)第四節(jié) 影響土抗剪強(qiáng)度的因素第六章 土的抗剪強(qiáng)度本章提要l土的抗剪強(qiáng)度是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一，也是土力學(xué)的基本問(wèn)題之一，它是土的工程性質(zhì)中最主要的組成部分，與工程建筑物的穩(wěn)定和正常使用關(guān)系極為密切，其指標(biāo)被工程設(shè)計(jì)直接采用，是地基設(shè)計(jì)及改良不可缺少的資科。學(xué)習(xí)目標(biāo) l重點(diǎn)掌握庫(kù)侖定律、土的極限平衡條件、直接剪切儀和三軸剪切儀測(cè)定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法及三軸試驗(yàn)成果的整理、解決實(shí)際工程中遇到的強(qiáng)度穩(wěn)定性問(wèn)題。第一節(jié)

2、 概述l實(shí)際工程當(dāng)中，土體的破壞通常都是剪切破壞；研究土的強(qiáng)度特性，就是研究土的抗剪強(qiáng)度特性。（a)土坡穩(wěn)定性 (b)擋土墻地基穩(wěn)定性 (c)建筑物地基失穩(wěn) 實(shí)例1l香港殘積土體滑坡 1972年56月大暴雨，6月雨量竟高達(dá)1658.6mm，引起山坡殘積土軟化而滑動(dòng)。7月8日7點(diǎn)鐘，大滑坡發(fā)生，沖毀一幢高層建筑-寶城大廈。該大廈居住銀行界人士，死亡120人。因大樓之間間距太小，在寶城大廈倒塌時(shí)，砸壞鄰近一幢大廈的一角。引起西方震驚，對(duì)巖土工程倍加重視。 實(shí)例2l1963年10月9日晚10時(shí)，當(dāng)意大利瓦依昂水庫(kù)管理人員及水庫(kù)周?chē)拇迕耖_(kāi)始就寢時(shí)，人類(lèi)歷史上一場(chǎng)罕見(jiàn)的水庫(kù)災(zāi)難降臨在這些無(wú)辜人的身上。

3、晚10時(shí)29分，近3億方的巖體從庫(kù)區(qū)左岸托克山的一側(cè)滑進(jìn)了瓦依昂水庫(kù)，它沖向右岸，并填滿了整個(gè)水庫(kù)，產(chǎn)生的245m高的涌浪翻過(guò)276m高的雙曲拱壩，并沖向下游，席卷了下游五個(gè)村鎮(zhèn)，使2600人喪生，造成了數(shù)億美元的經(jīng)濟(jì)損失。 l1.土的抗剪強(qiáng)度：是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，其數(shù)值等于剪切破壞時(shí)滑動(dòng)面受的剪應(yīng)力。l2.剪切面（剪切帶）：土體剪切破壞是沿某一面發(fā)生與剪切方向一致的相對(duì)位移，這個(gè)面通常稱為剪切面。l3.土的抗剪強(qiáng)度物理意義：可以認(rèn)為是由顆粒間的內(nèi)摩阻力以及由膠結(jié)物和束縛水膜的分子引力所造成的粘聚力所組成?？辜魪?qiáng)度機(jī)理（強(qiáng)度來(lái)源）l 粘性土的抗剪強(qiáng)度由內(nèi)摩擦力和粘聚力兩個(gè)部分組成。

4、l 內(nèi)摩擦力，一般認(rèn)為包含這樣兩個(gè)部分：一是剪切面上顆粒與顆粒粗糙面產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦阻力；二是來(lái)自于顆粒之間嵌入或聯(lián)鎖作用產(chǎn)生的咬合摩擦阻力?；瑒?dòng)摩擦阻力的大小與作用于粒間的有效法向應(yīng)力成正比，滑動(dòng)摩擦角的大小與顆粒的礦物成分有關(guān)；咬合摩擦阻力的大小與粒間有效法向應(yīng)力有密切的關(guān)系，當(dāng)土體發(fā)生剪切時(shí)，相互咬合的顆粒要發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，必須首先向上抬起，才能跨越相鄰顆粒而移動(dòng)，土粒之間的有效法向應(yīng)力越大，土粒要上移就越困難，因而，土的抗剪強(qiáng)度隨剪切面上有效法向應(yīng)力的增加而增加。粘聚力，一般認(rèn)為由三部分構(gòu)成l(1)原始粘聚力，這是由于土粒間水膜與相鄰?fù)亮Ｖg的分子引力所形成的，當(dāng)土的天然狀態(tài)被破壞時(shí)，原始

5、粘聚力的一部分將喪失，但當(dāng)土的密度恢復(fù)到初始狀態(tài)時(shí)，原始粘聚力隨之恢復(fù)；l(2)固化粘聚力，是由于土中化合物的膠結(jié)作用而形成的，天然結(jié)構(gòu)被破壞時(shí)，這部分粘聚力將喪失，而且在短時(shí)期內(nèi)不能恢復(fù)；l(3)毛細(xì)粘聚力，是由于毛細(xì)作用形成的，對(duì)潔凈的干砂，粘聚力C=0，但是由于砂土中夾有粘土顆?；蛏巴撂幱诔睗駹顟B(tài)，因而有時(shí)也會(huì)有很小的粘聚力。l4.決定土的抗剪強(qiáng)度因素很多，主要為：土體本身的性質(zhì)，土的組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)；而這些性質(zhì)又與它形成環(huán)境和應(yīng)力歷史等因素有關(guān)；此外，還決定于它當(dāng)前所受的應(yīng)力狀態(tài)。l5.土的抗剪強(qiáng)度主要依靠室內(nèi)經(jīng)驗(yàn)和原位測(cè)試確定 。第二節(jié) 土的抗剪強(qiáng)度理論和極限平衡條件l一、庫(kù)侖定律（

6、剪切定律） l1773年法國(guó)學(xué)者庫(kù)侖(C.A. Coulomb)提出在法向應(yīng)力變化范圍不大時(shí)，抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力的關(guān)系近似為一條直線，這就是抗剪強(qiáng)度的庫(kù)侖定律。l無(wú)粘性土： l粘性土： tgfctgf將庫(kù)侖定律表示在坐標(biāo)系中為兩條直線fl庫(kù)侖定律說(shuō)明：l（1）土的抗剪強(qiáng)度由土的內(nèi)摩擦力tg和內(nèi)聚力c兩部分組成。l（2）內(nèi)摩擦力與剪切面上的法向應(yīng)力成正比，其比值為土的內(nèi)摩擦系數(shù)tg 。l（3）表征抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：土的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力c。l二、總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法l總應(yīng)力法是用剪切面上的總應(yīng)力來(lái)表示土的抗剪強(qiáng)度，即：l有效應(yīng)力法是用剪切面上的有效應(yīng)力來(lái)表示土的抗剪強(qiáng)度，即：ctgfctgf l飽和土

7、的抗剪強(qiáng)度與土受剪前在法向應(yīng)力作用下的固結(jié)度有關(guān)。而土只有在有效應(yīng)力作用下才能固結(jié)。有效應(yīng)力逐漸增加的過(guò)程，就是土的抗剪強(qiáng)度逐漸增加的過(guò)程。總應(yīng)力法與有效應(yīng)力法的優(yōu)缺點(diǎn)：l1總應(yīng)力法：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，運(yùn)用方便。（一般用直剪儀測(cè)定） 缺點(diǎn)：不能反映地基土在實(shí)際固結(jié)情況下的抗剪強(qiáng)度。l2有效應(yīng)力法：優(yōu)點(diǎn)：理論上比較嚴(yán)格，能較好的反映抗剪強(qiáng)度的實(shí)質(zhì)，能檢驗(yàn)土體處于不同固結(jié)情況下的穩(wěn)定性。 缺點(diǎn)：孔隙水壓力的正確測(cè)定比較困難。三、莫爾庫(kù)侖破壞標(biāo)準(zhǔn)l(一) 莫爾庫(kù)侖破壞理論：以庫(kù)侖公式 作為抗剪強(qiáng)度公式。根據(jù)剪應(yīng)力是否達(dá)到抗剪強(qiáng)度作為剪切破壞標(biāo)準(zhǔn)的理論就稱為莫爾庫(kù)侖破壞理論。l(二) 莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則（

8、標(biāo)準(zhǔn)）：研究莫爾庫(kù)侖破壞理論如何直接用主應(yīng)力表示，這就是莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，也稱土的極限平衡條件。tgf土體內(nèi)一點(diǎn)處任意方向截面上應(yīng)力的集合（剪應(yīng)力和法向應(yīng)力） 3 3 1 1 3 1 斜面上的應(yīng)力2cos212131312sin21311、土中任一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) O 1 31/2( 1 + 3 ) 2 A( , )土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)可用莫爾應(yīng)力圓描述 3 1 莫爾圓可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，莫爾圓圓周上各點(diǎn)的坐標(biāo)就表示該點(diǎn)在相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。2、土體極限平衡條件l如果土體的抗剪強(qiáng)度曲線和土中某點(diǎn)的應(yīng)力圓已知，可根據(jù)兩者在同一坐標(biāo)圖上的關(guān)系，確定該點(diǎn)所處的應(yīng)力狀態(tài)圖6-6，以判斷土體

9、是否達(dá)到破壞。應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相離： 強(qiáng)度線應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相切：應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相割：極限應(yīng)力圓f 破壞狀態(tài) 極限平衡條件在極限平衡狀態(tài)下主應(yīng)力之間的關(guān)系，叫做極限平衡條件ccotc31tgcf2AOOOOOAsincot223131csin)(21cot)(213131c莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則 3 1c f2 fA cctg 1/2( 1 + 3 )313121cot21sinc245tan2245tan231ooc245tan2245tan213ooc無(wú)粘性土：無(wú)粘性土：c=0245tan231o245tan213o粘性土：粘性土：tg cfABDOf極限平衡條件莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則極限應(yīng)力圓破壞應(yīng)力圓

10、剪切破壞面粘性土的極限平衡條件1= 3tg2(45+/2)2ctg (45+/2)3= 1tg2(45/2)2ctg (45/2)無(wú)粘性土的極限平衡條件1= 3tg2(45+/2)3= 1tg2(45/2) )245( 土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，破壞面與大主應(yīng)力作用面的夾角為 f f2 f 3 1c A cctg 1/2( 1 + 3 )2459021f45max說(shuō)明：剪破面并不產(chǎn)生于最大剪應(yīng)力面，而與最大剪應(yīng)力面成 / 2的夾角。因此，土的剪切破壞并不是由最大剪應(yīng)力max所控制。 max利用土中應(yīng)力圓和極限平衡的條件進(jìn)行以下土體破壞判斷第三節(jié) 測(cè)定土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)測(cè)定土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)分類(lèi)按試

11、驗(yàn)儀器分 按控制方法分直接剪切試驗(yàn)三軸剪切試驗(yàn) 應(yīng)變控制式 應(yīng)力控制式 的方法的方法測(cè)定土抗剪強(qiáng)度測(cè)定土抗剪強(qiáng)度直接剪切試驗(yàn)直接剪切試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切儀現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切儀試驗(yàn)儀器：直剪儀（應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）一、 直接剪切試驗(yàn)應(yīng)變控制式直剪儀的試驗(yàn)原理： 對(duì)同一種土至少取4個(gè)平行試樣，分別在不同垂直壓力下剪切破壞，將試驗(yàn)結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)度f(wàn)與相應(yīng)垂直壓力的關(guān)系圖。 在不同的垂直壓力下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度f(wàn)，繪制f - 曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線APATf在法向應(yīng)力作用下，剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線。4mm4mm a a b b

12、 剪切位移剪切位移l (0.01mm)(0.01mm) 剪應(yīng)力剪應(yīng)力 （kPakPa) ) 1 1 2 2 l快剪l固結(jié)快剪l慢剪 在直剪試驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)加荷速率的快慢可將試驗(yàn) 劃分為:直剪試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)l優(yōu)點(diǎn)：儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單，試樣的制備和安裝方便，易于操作。 l缺點(diǎn)： 剪切破壞面固定，且不一定是土樣的最薄弱面。 不能?chē)?yán)格控制排水條件，不能量測(cè)土樣的孔隙水壓力。 剪切過(guò)程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻。一、抗剪強(qiáng)度包線 分別在不同的周?chē)鷫毫?作用下進(jìn)行剪切，得到34 個(gè)不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線。 抗剪強(qiáng)度包線 二、 三軸壓縮試驗(yàn)c二、三軸剪切試驗(yàn)

13、l試驗(yàn)儀器： 應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室，加壓系統(tǒng)， 量測(cè)系統(tǒng)組成 (常用） 應(yīng)力控制式三軸儀應(yīng)變控制式三軸儀：l壓力室l加壓系統(tǒng)l量測(cè)系統(tǒng)軸向加荷系統(tǒng)加壓和量測(cè)系統(tǒng)三軸剪力儀l試驗(yàn)步驟: 3 3 3 3 3 3 2.施加周?chē)鷫毫?.施加豎向壓力1.裝樣三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 能控制排水條件，量測(cè)孔隙水壓力。試樣的應(yīng)力分布比較均勻，剪切破壞面為最薄弱面。 缺點(diǎn)： 試驗(yàn)儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜。 試驗(yàn)在2=3的軸對(duì)稱條件下進(jìn)行，與土體實(shí)際受力情況可能不符。 三、剪切試驗(yàn)中土的性狀 補(bǔ)充l 1粘性土的剪切性狀與特征l粘性土的抗剪強(qiáng)度除受固結(jié)程度、排水條件影響外，還受應(yīng)力歷史的影響。l

14、（1）不同剪切試驗(yàn)中粘性土的特征 l不固結(jié)不排水剪(unconsolidated-undrained shear test)l對(duì)飽和粘性土進(jìn)行不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)，可得到圖5-2的結(jié)果，從圖中可見(jiàn)，雖然三個(gè)試樣的不等，但破壞時(shí)的主應(yīng)力差，即圖中莫爾圓的直徑相等，故破壞包線是一條水平線 。2）固結(jié)不排水剪l正常固結(jié)和超固結(jié)試樣對(duì)土的固結(jié)不排水強(qiáng)度有很大影響 l正常固結(jié)飽和粘性土的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖l超固結(jié)土的固結(jié)不排水剪試驗(yàn)結(jié)果超固結(jié)土的固結(jié)不排水剪試驗(yàn)l當(dāng)試驗(yàn)固結(jié)壓力小于Pc時(shí)，為曲線，但可近似用直線ab代替；當(dāng)試驗(yàn)固結(jié)壓力大于Pc時(shí)是直線，說(shuō)明試驗(yàn)進(jìn)入正常固結(jié)狀態(tài)。bc線的延長(zhǎng)線也通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。l對(duì)

15、于超固結(jié)土，特別是高度超固結(jié)土，由于剪切時(shí)產(chǎn)生負(fù)的孔隙水壓力，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的右側(cè)；在正常固結(jié)段，孔隙水壓力是正的，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的左側(cè)，有效應(yīng)力強(qiáng)度包線可取為一條直（圖）固結(jié)不排水剪的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線 l說(shuō)明對(duì)正常固結(jié)試樣，試件剪切時(shí)體積要壓縮，但在不排水條件下，不允許體積有變化，為了抵消體積壓縮趨勢(shì)，孔隙水壓力將升高，以降低有效圍壓力，故產(chǎn)生正的孔隙水壓力；對(duì)高度超固結(jié)試樣，剪切時(shí)體積要膨脹，為了抵消膨脹，將產(chǎn)生負(fù)的孔隙水壓力，因而使有效應(yīng)力增高。 強(qiáng)超固結(jié)土在受剪過(guò)程l強(qiáng)超固結(jié)土在受剪過(guò)程中體積有增大的趨勢(shì)，在不排水受剪時(shí)，其孔隙水壓力將減?。?不正確 ）l增大后減小 3）固

16、結(jié)排水剪l固結(jié)排水剪在剪切過(guò)程中，孔隙水壓力始終為零，所以總應(yīng)力強(qiáng)度線就是有效應(yīng)力強(qiáng)度線。l正常固結(jié)土的強(qiáng)度線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，傾角用表示，如圖a所示。l超固結(jié)土的強(qiáng)度線如圖b所示，當(dāng)3 Pc時(shí)，強(qiáng)度線是一條直線，其延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，呈現(xiàn)正常固結(jié)土的性狀。l超固結(jié)土的強(qiáng)度線是非直線，但實(shí)用上近似用直線代替，直線在縱軸上的截矩以表示 排水剪的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 l說(shuō)明超固結(jié)土具有峰值強(qiáng)度(peak strength)，如應(yīng)變進(jìn)一步增加，強(qiáng)度就削弱，并在大應(yīng)變下與正常固結(jié)土的強(qiáng)度趨近；從體積應(yīng)變看，在剪切過(guò)程中，正常固結(jié)土發(fā)生了收縮，而超固結(jié)土則是先壓縮，繼而又膨脹。 殘余抗剪強(qiáng)度 l（1）物理意

17、義：土的剪應(yīng)力剪應(yīng)變關(guān)系可分為兩種類(lèi)型：一種是曲線平緩上升，沒(méi)有中間峰值，如松砂；另一種剪應(yīng)力剪應(yīng)變曲線有明顯的中間峰值，在超越峰值后，剪應(yīng)變不斷增大，但抗剪強(qiáng)度卻下降，如密砂。在粘性土中，堅(jiān)硬的、超壓密的粘土的剪應(yīng)力剪應(yīng)變曲線常呈現(xiàn)較大峰值，正常壓密土或軟粘土則不出現(xiàn)峰值，或有很小的峰值。什么是殘余強(qiáng)度l如果土樣達(dá)到峰值強(qiáng)度后，繼續(xù)測(cè)量應(yīng)力、應(yīng)變，則測(cè)得的應(yīng)力值隨應(yīng)變發(fā)展逐漸降低，最后趨于一穩(wěn)定值，此時(shí)強(qiáng)度叫殘余強(qiáng)度l超過(guò)峰值后，當(dāng)剪應(yīng)變相當(dāng)大時(shí)，抗剪強(qiáng)度不再變，此時(shí)穩(wěn)定的最小抗剪強(qiáng)度，稱為土的殘余抗剪強(qiáng)度；l而峰值剪應(yīng)變則稱為峰值強(qiáng)度。l殘余抗剪強(qiáng)度以下式表達(dá)：l在進(jìn)行滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算或抗

18、滑計(jì)算時(shí)，土抗剪強(qiáng)度的取值，一般需要考慮土的殘余抗剪強(qiáng)度。l（2）試驗(yàn)方法l一般采用排水反復(fù)直接剪切試驗(yàn)，剪切速率應(yīng)低于0.02mm/min，取土要求同上。rrfrtgc粘性土的殘余強(qiáng)度-補(bǔ)充l超固結(jié)土與正常固結(jié)土在剪切試驗(yàn)中具有和緊砂相似的應(yīng)力應(yīng)變特征，即具有殘余強(qiáng)度，其特點(diǎn)與規(guī)律如下：l 1)粘性土的殘余強(qiáng)度與它的應(yīng)力歷史無(wú)關(guān)，對(duì)同一種土，超固結(jié)的與正常固結(jié)的，其殘余強(qiáng)度一樣；l 2)在大剪切位移下，超固結(jié)粘土的強(qiáng)度降低幅度比正常固結(jié)粘土大；l 3)殘余強(qiáng)度包線是通過(guò)原點(diǎn)的一條直線，即 =0，該直線一般都位于正常固結(jié)粘土峰值強(qiáng)度包線以下。Crl 大剪切位移粘土強(qiáng)度降低的機(jī)理與緊砂不同，表現(xiàn)

19、在如下兩個(gè)方面：一是受剪過(guò)程中，原來(lái)凝聚排列的顆粒在剪切面附近形成片堆排列，即片狀顆粒與剪切面平行排列；二是吸著水層中，水分子的定向排列和陽(yáng)離子分布因受剪切而遭到破壞，從而降低了顆粒摩擦和咬合作用的結(jié)果。l 研究土的殘余強(qiáng)度意義：對(duì)土坡穩(wěn)定性分析意義重大，如果土中某一點(diǎn)的剪應(yīng)力達(dá)到峰值后，該點(diǎn)強(qiáng)度將降低，并引起周?chē)鷧^(qū)域的應(yīng)力增大，而逐漸達(dá)到峰值，于是破壞范圍逐漸發(fā)展，最后使整個(gè)土體產(chǎn)生滑動(dòng)，這就是所謂的“漸進(jìn)性破壞”；對(duì)高度超固結(jié)的硬粘土斜坡，土內(nèi)常有張開(kāi)或閉合的裂縫，有可能產(chǎn)生漸進(jìn)性破壞，使強(qiáng)度降低到接近殘余強(qiáng)度。因此，對(duì)這種土，穩(wěn)定分析應(yīng)采用殘余強(qiáng)度；校核剛停止活動(dòng)不久的滑坡穩(wěn)定性，也應(yīng)采

20、用殘余強(qiáng)度。砂土的殘余強(qiáng)度 l緊砂在達(dá)到峰值強(qiáng)度之后，如果剪位移繼續(xù)增加，強(qiáng)度將減小，最后保持不變，并趨于松砂的強(qiáng)度，這一不變的強(qiáng)度就是殘余強(qiáng)度，見(jiàn)圖l其原因被認(rèn)為是剪位移克服了顆粒之間的咬合作用之后，砂土結(jié)構(gòu)崩解變松的結(jié)果。 四、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)l無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)實(shí)際上是三軸壓縮試驗(yàn)l的一種特殊情況，即周?chē)鷫毫Φ娜S試驗(yàn)，所以又稱單軸試驗(yàn)。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所使用的無(wú)側(cè)限壓力儀見(jiàn)圖6-9(a)所示，現(xiàn)在常利用三軸儀作該種試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)，在不加任何側(cè)向壓力的情況下，對(duì)圓柱體試樣施加軸向壓力。直至試樣剪切破壞為止。03l試樣破壞時(shí)的軸向壓力以qu表示，稱為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。由于周?chē)鷫毫?，根據(jù)

21、試驗(yàn)結(jié)果，只有一個(gè)極限應(yīng)力圓，難以得到破壞包絡(luò)線見(jiàn)圖6-9(b)。l飽和粘性土的三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)結(jié)果表明，其破壞包絡(luò)線為一水平線，即 =0，因此可以利用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu來(lái)得到飽和粘性土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度， u2uufqC l利用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可以測(cè)定飽和粘性土的靈敏度St。土的靈敏度是以原狀土的強(qiáng)度與同一土經(jīng)重塑后(完全擾動(dòng)，但含水量不變)的強(qiáng)度之比來(lái)表示，即St= qu /qol式中qu 原狀土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度kPa；lqo 重塑土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度kPa。l土的靈敏度愈高，其結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng) ，受擾動(dòng)后土的強(qiáng)度降低就愈多。五、十字板剪切試驗(yàn)l上述三種抗剪強(qiáng)度測(cè)試方法都是室內(nèi)測(cè)定土抗剪強(qiáng)度的

22、方法，這些試驗(yàn)方法都要求先取得原狀土樣，但試樣在采取、運(yùn)送、保存和制備過(guò)程中受到擾動(dòng)，難以保持土天然狀態(tài)含水量，特別對(duì)于高靈敏度的粘性土，利用室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果難以精確反映土的實(shí)際情況。十字板剪切試驗(yàn)是土抗剪強(qiáng)度的原位測(cè)試方法，該方法適合于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定飽和粘性土的原位不排水強(qiáng)度，特別適用于均勻的飽和軟粘土。它的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)時(shí)對(duì)土的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)也較小，故在實(shí)際中廣泛得到應(yīng)用。l十字板剪切試驗(yàn)不需取原狀土樣，試驗(yàn)時(shí)的排水條件、受力狀態(tài)與土所處的天然狀態(tài)比較接近，對(duì)于很難取樣的土，如軟粘土，也可以進(jìn)行測(cè)試。十字板剪力儀構(gòu)造見(jiàn)圖6-10。l試驗(yàn)原理如下：試驗(yàn)時(shí)先將套管打到預(yù)定的深度，并將套管內(nèi)的土清除。將十字板裝在鉆桿的下端后，通過(guò)套管壓入土中，壓入深度約為750mm。然后由地面上的扭力設(shè)備對(duì)