建筑安全工程-第6剪強度

第6的抗剪強概概概工程中的強度問題概土的抗剪強度理 是剪切面上的法向總應力砂 的線性函

后來，根據(jù)粘性土

抗

ftan:

剪σ：總應力指強c:土的粘聚力,kPa度:土的內(nèi)摩擦角,度指土的抗剪強度理摩擦力

tan滑動摩擦：咬合摩擦：6.2土的抗剪強度理

'

f'

c’:有效粘聚力’:有效內(nèi)摩擦角

,

',c fff( c

這是一條曲線，稱為包絡線，簡稱包線（破壞包線、理論和實踐證明，土的程就是公式表達的方程。 強度理論： 公式表 包線的強度理論111cos2132131sin213 剪應力和法向應力3dssindssindscos1dscosdscosdssin聯(lián)立求 6.2土的抗剪強度理 圓心坐標[1/2(1+3 應力圓半徑r＝1/2(1－3 12 1212132213 1/2(1-3

某點的應力狀態(tài)應力圓土的抗剪強度理 應力圓與強度線相割

τ<τf彈性平衡狀態(tài)τ=τf極限平衡狀態(tài)τ>τf破壞狀態(tài)土的抗剪強度理 1

A 2

sin

1

3

ccot

1

3ccot1/2(1+3222ctan 2 31 2 o2oo

2

o

111 3

2oo

2ctan 22 2132o2o說明：破壞面與σ1作用面的夾角(45°+/2),與σ3夾角(45°-/2)土的抗剪強度理 角為f

19045

2

m

cctg1/2(1+32的夾角。因此，土的剪切破壞并不是由最大剪應力τmax所土的抗剪強度理剪強度指標c=15kPa，=20o。試問①該單元土體【 tan245o2ctan45o221 22 土的抗剪強度理在剪切面

190 f 2f1

3

1

1

sin

庫侖定

cff由于τ<τfff土的抗剪強度理圖解 c

1

sin901

3

1

cos90ff

c最大剪應力面上τ<τf土的抗剪強度試土的抗剪強度試土的抗剪強度試剪切試剪應力剪應力在法向應力作用下，剪應 與剪切位移關(guān)系曲 2剪切位移δ土的抗剪強度試在不同的垂直壓力（一般取100、200、300、400）下進行剪切試驗，得相應的抗剪強度f，繪制f-曲線，得該土的抗剪強度包線。對于無粘性土，直線通過原點土的抗剪強度試快剪試驗：土的抗剪強度試 和安裝方便，易于操6.3土的抗剪強度試37.3土的抗剪強度試7.3.2土的抗剪強度試分別在不同的周圍壓力3作用下進行剪切，得到3～4個c按周圍壓力3下的固結(jié)狀態(tài)和剪切時的排水條件不固結(jié)不排水三軸試驗-固結(jié)不排水三軸試驗-土的抗剪強度試①試驗儀器復雜，操作技術(shù)要求高，試 較復②試驗在23能不符6.3土的抗剪強度試 無側(cè)限抗壓強度試驗是三軸剪切試驗的特例，對試樣不施加周圍壓力，=0試樣承受的最大軸向壓力q，稱為無側(cè)限抗壓強度土的抗剪強度試根據(jù)試驗結(jié)果只能作出一個極限應力圓（3=0，1q）此對一般粘性土，無法作出強度包線說明：對于飽和軟粘土，根據(jù)三軸 fuqu2 無側(cè)限抗壓強度試驗儀器構(gòu)造簡單，操作方便，可代替三軸試驗測定飽和軟粘土的不排水強度土的抗剪強度試粘性土的原狀土無側(cè)限抗壓強度與原土結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓強度的比值 q'tq'u根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分類 低靈敏度 中靈敏度 2<高靈敏度 6.3土的抗剪強度試M

D2D

2

4

D3D

f H2D3f H2D3常規(guī)試驗中仍假土的抗剪強度試右圖正常固結(jié)飽和軟粘土用 板測定的結(jié)果，在硬殼層以下的軟土層中抗剪強度隨深度基本

由板在現(xiàn)場測定的土的抗剪強度，屬于不排水剪切的試驗條件，因此其結(jié)果一般與無側(cè)隨深度的變板剪切試驗適用于飽和軟粘土（ψ＝０），它的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，操作方便，原位測試時對土的結(jié)構(gòu)擾動也較小，故在實際中廣泛應用。但在軟土層中夾砂隨深度的變飽和粘性土的抗剪強2、固結(jié)不排水試驗飽和粘性土的抗剪強3ABABC飽和粘性土在三組3下的不排水剪試驗得到、、三個不同3作用下破壞時的總應力圓試驗表明：雖然三個試樣的周圍壓力3個極限應力圓的直徑相等，因而強度包線是一條水平線fcu(1fcu(13)/u飽和粘性土的抗剪強不固結(jié)不排水試驗

在試驗中分別測量試樣破壞時的孔隙水壓力uf，試驗成果可以用有效應力理，結(jié)果表明，三個試件只能得到同一個有效應力圓，且直徑與三個總應力直徑相等，

3)A

3)B

3)C因而不能得到有效應力破壞包線和c′、′值，所以只適用于測定飽和6.4飽和粘性土的抗剪強固結(jié)不排水試驗飽和粘性土的固結(jié)不排水抗剪強度在一定程度上受應力歷史的影響，因關(guān)閉要區(qū)別試樣是正常固結(jié)還是超固結(jié)關(guān)閉，三軸試驗：施加周圍壓力3時打開排水閥 ，試樣完全排水固結(jié)，孔隙水壓力完全消散 然后關(guān)閉排水閥門，再施加軸向壓力增△，使試樣在不排水條件下剪切破 正常固結(jié)試 超固結(jié)試 3 3剪縮)。但由于飽和粘性土的抗剪強固結(jié)不排水試驗飽和粘性土的抗剪強6.4.26.4.2固結(jié)不排水試驗超固結(jié)飽和粘性土固結(jié)不排水試超固結(jié)土的固結(jié)不排水總應力破壞包線是一條平緩的曲線，可近似用直線b代替，與正常固結(jié)破壞包線b相交。bcab固結(jié)不排水剪的總應力強度包線可表達為 τf=τf6.4飽和粘性土的抗剪強3打開三軸試驗：試樣在周圍壓力3作用下排水 △6.4飽和粘性土的抗剪強固結(jié)排水試驗cd d在20°～40° d比正常固結(jié)土的要飽和粘性土的抗剪強固結(jié)排水試驗

三種試驗方法結(jié)果飽和粘性土的抗剪強體工程問題，應該盡可能根據(jù)現(xiàn)場條件決定采用的試驗方不排水剪或地基土的透水性和排水條件不良，建筑物排水剪或慢地基土的透水性好，排水條件較佳，建筑固結(jié)不排水剪或固結(jié)快剪建筑物竣工以后較久，荷載又突然增大，第6章土的抗剪強實驗，施加周圍壓力3=200kPa，試件破壞時主應力第6章土的抗剪強A2A21

280

200

480kP3

200kP2

3

1

cos2

283kPa2

2

128kPa最大剪應力發(fā)生在=45°的平面上，為max

1

3

140

kP第6章土的抗剪強【解答

'1

480180300kPa

2'3

200180

20kPa

(13)/2

('1'3)/

140kPa'u283180103kPc''tan'80103tan25128kP最大剪應力=45°的平面11cos

340kPa

因此在=45°的平上,τ 'u340180160kPa

fc''tan