土質(zhì)與土力學(xué)課件第六章

黏性土地基的最終沉降量

sd

瞬時沉降(不排水)公式5-63

sc

固結(jié)沉降(最主要的部分)分層總和法等

ss

次固結(jié)沉降(粘土的流變性)

第六章土的抗剪強(qiáng)度土工結(jié)構(gòu)物或地基土滲透問題變形問題強(qiáng)度問題滲透特性變形特性強(qiáng)度特性§6.1概述§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)§6.3土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定試驗(yàn)方法及其應(yīng)用§6.4土的天然強(qiáng)度及其在荷載作用下的強(qiáng)度增長§6.5

關(guān)于土的抗剪強(qiáng)度影響因素的討論§6.6土的動強(qiáng)度與砂土的振動液化（補(bǔ)充）

§6土的抗剪強(qiáng)度一、土的抗剪強(qiáng)度概念二、工程中土體的破壞類型

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.1概述一、土的抗剪強(qiáng)度概念:定義：土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。特點(diǎn)：強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相互作用——是抵抗剪剪切破壞的能力，顆粒間粘聚力與摩擦力；

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.1概述大阪的港口碼頭檔土墻由于液化前傾

§6土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型1.擋土結(jié)構(gòu)物的破壞§6.1概述1.擋土結(jié)構(gòu)物的破壞

§6土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型廣州京光廣場基坑塌方使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉庫倒塌，死3人，傷17人?！?.1概述擋土墻滑裂面基坑支護(hù)1.擋土結(jié)構(gòu)物的破壞

§6土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§6.1概述平移滑動2.各種類型的滑坡

§6土的抗剪強(qiáng)度崩塌旋轉(zhuǎn)滑動流滑二、工程中土體的破壞類型§6.1概述1994年4月30日崩塌體積400萬方10萬方進(jìn)入烏江死4人，傷6人，失蹤12人擊沉拖輪、駁輪各一艘，漁船2只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡崩塌體巨大石塊滾入江內(nèi)，無法通航滑坡體崩入烏江近百萬方；江水位差數(shù)米。烏江武隆縣興順鄉(xiāng)雞冠嶺山體崩塌

§6土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型§6.1概述龍觀嘴黃崖溝烏江2000年西藏易貢巨型滑坡

§6土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型§6.1概述高程（m）滑距（m）553022004000扎木弄溝滑坡堆積體08000400020006000立面示意圖坡高3330m堆積體寬約2500m總方量約3億方

§6土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型2000年西藏易貢巨型滑坡§6.1概述易貢滑坡堰塞湖滑坡堆積區(qū)扎木弄溝2264m2210m2166m2340m平面示意圖5520m滑坡堆積體

§6土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型2000年西藏易貢巨型滑坡§6.1概述天然壩

壩高290m滑坡堰塞湖

庫容16億方湖水每天上漲50cm?

§6土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型2000年西藏易貢巨型滑坡§6.1概述邊坡滑裂面

§6土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型§6.1概述粘土地基上的某谷倉地基破壞3.地基的破壞

§6土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§6.1概述日本新瀉1964年地震引起大面積液化3.地基的破壞

§6土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§6.1概述地基p滑裂面3.地基的破壞

§6土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§6.1概述土壓力邊坡穩(wěn)定地基承載力擋土結(jié)構(gòu)物破壞各種類型的滑坡地基的破壞核心強(qiáng)度理論

§6土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§6.1概述一、土的抗剪強(qiáng)度的庫侖定律二、土的強(qiáng)度的機(jī)理三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)直剪試驗(yàn)庫侖（1776）試驗(yàn)原理施加σ（=P/A），S量測（=T/A）上盒下盒PSTσ

=100KPaSA一、抗剪強(qiáng)度的庫侖定律直剪試驗(yàn)庫侖（1776）試驗(yàn)原理試驗(yàn)結(jié)果σ

=100KPaSσ

=200KPaσ

=300KPa

§6土的抗剪強(qiáng)度PSTA一、抗剪強(qiáng)度的庫侖定律§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)Occ

粘聚力

內(nèi)摩擦角σ

=100KPaSσ

=200KPaσ

=300KPa直剪試驗(yàn)庫侖（1776）試驗(yàn)原理試驗(yàn)結(jié)果

§6土的抗剪強(qiáng)度庫侖公式：f

：

土的抗剪強(qiáng)度tg：

摩擦強(qiáng)度-正比于壓力c：

粘聚強(qiáng)度-與所受壓力無關(guān)一、抗剪強(qiáng)度的庫侖定律§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)NT=NT滑動摩擦二、土的強(qiáng)度的機(jī)理

§6土的抗剪強(qiáng)度1.摩擦強(qiáng)度tg（1）滑動摩擦§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)（2）咬合摩擦引起的剪脹滑動摩擦咬合摩擦引起的剪脹二、土的強(qiáng)度的機(jī)理

§6土的抗剪強(qiáng)度1.摩擦強(qiáng)度tg§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)（3）顆粒的破碎與重排列滑動摩擦NT顆粒破碎與重排列二、土的強(qiáng)度的機(jī)理

§6土的抗剪強(qiáng)度1.摩擦強(qiáng)度tg咬合摩擦引起的剪脹§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)密度（e,粒徑級配：級配良好顆粒間接觸多，比均勻咬合作用強(qiáng)；顆粒的礦物成分對于：砂土（28-40）>粘性土（0-30）；高嶺石>伊利石>蒙脫石一般情況：顆粒形狀帶棱角比磨圓的咬合作用強(qiáng)。

影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素：二、土的強(qiáng)度的機(jī)理

§6土的抗剪強(qiáng)度1.摩擦強(qiáng)度tg§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)粘聚強(qiáng)度機(jī)理原始粘聚力（表面帶負(fù)電）固化粘聚力毛細(xì)粘聚力(一般可以忽略)粘聚強(qiáng)度影響因素粘土顆粒礦物成分密度擾動后結(jié)構(gòu)變化----+二、土的強(qiáng)度的機(jī)理

§6土的抗剪強(qiáng)度2.凝聚強(qiáng)度§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)

§6土的抗剪強(qiáng)度1.庫侖公式2.應(yīng)力狀態(tài)與摩爾圓3.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)4.摩爾-庫侖強(qiáng)度理論5.破壞判斷方法6.滑裂面的位置§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論P(yáng)STAc

粘聚力

內(nèi)摩擦角f

：

土的抗剪強(qiáng)度tg：

摩擦強(qiáng)度-正比于壓力c：

粘聚強(qiáng)度-與所受壓力無關(guān)

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論固定滑裂面一般應(yīng)力狀態(tài)如何判斷是否破壞？借助于莫爾圓1.庫侖公式§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)Oz+zx-xzx213rR+-1

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論2.應(yīng)力莫爾圓大主應(yīng)力：小主應(yīng)力:圓心：半徑：σz按順時針方向旋轉(zhuǎn)ασx按順時針方向旋轉(zhuǎn)α莫爾圓：代表一個土單元的應(yīng)力狀態(tài)；圓周上一點(diǎn)代表一個面上的兩個應(yīng)力與§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)土體中任意點(diǎn)的應(yīng)力（莫爾應(yīng)力圓）●土體內(nèi)部的滑動可沿任何一個面發(fā)生，只要該面上的剪應(yīng)力等于它的抗剪強(qiáng)度。所以，必須研究土體內(nèi)任一微小單元的應(yīng)力狀態(tài)?！裨谄矫鎲栴}或軸對稱問題中。取某一土體單元，若其大主應(yīng)力

1和小主應(yīng)力3的大小和方向已知，則與大主應(yīng)力而成角的任一平面上的法向應(yīng)力

和剪應(yīng)力τ可由力的平衡條件求得。

方向的靜力平衡條件可得：

τ方向的靜力平衡條件可得：消去上式中

，則可得到：★可見在~τ

坐標(biāo)平面上，土單元的應(yīng)力狀態(tài)的軌跡將是一個圓，該圓就稱為莫爾應(yīng)力圓。莫爾圓就表示土體中一點(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。土中一點(diǎn)應(yīng)力（微元體、隔離體、應(yīng)力圓）無粘性土（c=0）的極限平衡條件為：

根據(jù)極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線相切的幾何關(guān)系，可建立以下極限平衡條件。在土體中取一單元微體。mn為破裂面，它與大主應(yīng)力的作用面成f角。破裂面位于極限平衡狀態(tài)莫爾圓的A點(diǎn)。將抗剪強(qiáng)度線延長與軸相交于R點(diǎn)、由三角形ARD可知：因故化簡后得粘性土的極限平衡條件為：破裂角說明破壞面與最大主應(yīng)力

1的作用面的夾角為（450＋

/2)。如前所述，土的抗剪強(qiáng)度τf

實(shí)際上取決于有效應(yīng)力，所以，取有效摩擦角′時才代表實(shí)際的破裂角。最大剪應(yīng)力處不發(fā)生破壞？3.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)

§6土的抗剪強(qiáng)度三摩爾-庫侖強(qiáng)度理論極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：有一對面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到=f土的強(qiáng)度包線：所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾園的公切線。f§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)3.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)

§6土的抗剪強(qiáng)度三摩爾-庫侖強(qiáng)度理論f強(qiáng)度包線以內(nèi)：下任何一個面上的一對應(yīng)力與都沒有達(dá)到破壞包線，不破壞；與破壞包線相切：有一個面上的應(yīng)力達(dá)到破壞；與破壞包線相交：有一些平面上的應(yīng)力超過強(qiáng)度；不可能發(fā)生?！?.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)4.莫爾—庫侖強(qiáng)度理論（1）土單元的某一個平面上的抗剪強(qiáng)度f是該面上作用的法向應(yīng)力的單值函數(shù),f=f()（莫爾：1910年）（2）在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似f

=c+tg（3）某土單元的任一個平面上=f

，該單元就達(dá)到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài)

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)4.莫爾—庫侖強(qiáng)度理論

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論莫爾-庫侖強(qiáng)度理論表達(dá)式－極限平衡條件1f3Oc§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)4.莫爾—庫侖強(qiáng)度理論

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論莫爾-庫侖強(qiáng)度理論表達(dá)式－極限平衡條件1f3Oc§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ3計(jì)算σ1f比較σ1與σ1fσ1<σ1f

彈性平衡狀態(tài)σ1=σ1f

極限平衡狀態(tài)σ1>σ1f

破壞狀態(tài)Oc1f3115.破壞判斷方法

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論判別對象：土體微小單元（一點(diǎn)）3=常數(shù)：§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ1計(jì)算σ3f比較σ3與σ3fσ3>σ3f

彈性平衡狀態(tài)σ3=σ3f

極限平衡狀態(tài)σ3<σ3f

破壞狀態(tài)Oc13f335.破壞判斷方法

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論判別對象：土體微小單元（一點(diǎn)）1=常數(shù)：§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ1、σ3計(jì)算與比較

>

安全狀態(tài)

=

極限平衡狀態(tài)

<

不可能狀態(tài)Oc5.破壞判斷方法

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論判別對象：土體微小單元（一點(diǎn)）(1+3)/2

=常數(shù)：圓心保持不變§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)Oc1f3231f45°＋/2破裂面26.滑裂面的位置與大主應(yīng)力面夾角：α=45+/2

§6土的抗剪強(qiáng)度三、摩爾-庫侖強(qiáng)度理論§6.2土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)一、室內(nèi)試驗(yàn)二、野外試驗(yàn)§6.3土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定試驗(yàn)方法及其應(yīng)用

§6土的抗剪強(qiáng)度直剪試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)等制樣（重塑土）或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：擾動優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù)十字板扭剪試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等原位試驗(yàn)缺點(diǎn)：應(yīng)力條件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位強(qiáng)度PSTAσ

=100KPaσ

=200KPaσ

=300KPaOc§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)1.直剪試驗(yàn)通過控制剪切速率來近似模擬排水條件1.固結(jié)慢剪：施加正應(yīng)力-充分固結(jié)慢慢施加剪應(yīng)力-小于0.02mm/分，以保證無超靜孔壓2.固結(jié)快剪施加正應(yīng)力-充分固結(jié)在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞3.快剪施加正應(yīng)力后立即剪切3-5分鐘內(nèi)剪切破壞

§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)1.直剪試驗(yàn)PSTA設(shè)備簡單，操作方便結(jié)果便于整理測試時間短優(yōu)點(diǎn)應(yīng)力分布不均勻（剪、壓）不能控制排水條件剪切面固定缺點(diǎn)§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)1.直剪試驗(yàn)PSTA

直剪儀內(nèi)試件的應(yīng)力和應(yīng)變

試樣內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，應(yīng)變分布不均勻。在加剪應(yīng)力以前，大主應(yīng)力1就是作用于試樣上的豎向應(yīng)力n。試件處于側(cè)限狀態(tài)，所以

2＝3＝k

1。加剪應(yīng)力τ后，主應(yīng)力的方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，剪應(yīng)力愈大，偏轉(zhuǎn)角也愈大，所以試驗(yàn)過程中主應(yīng)力的方向是不斷交化的。另外，在試驗(yàn)資料的分析中，假定試件中的剪應(yīng)力均勻分布，但事實(shí)上并非如此。當(dāng)試件被剪破時，靠近剪力盒邊緣的應(yīng)變最大，而試件的中間部分的應(yīng)變相對要小得多，剪切面附近的應(yīng)變又大于試件頂部和底部的應(yīng)變。所以，在剪切過程中，特別是在剪切破壞時，試件內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變，既非均勻又難確定。直剪儀內(nèi)土樣的應(yīng)力和應(yīng)變試樣壓力室壓力水排水管閥門軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩橡皮膜透水石頂帽§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)2.三軸試驗(yàn)（1）試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法（2）強(qiáng)度包線（3）試驗(yàn)類型（4）優(yōu)缺點(diǎn)§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)2.三軸試驗(yàn)方法：首先試樣施加靜水壓力—室壓（圍壓）3

；然后通過活塞桿施加的是應(yīng)力差Δ1=

1-3

。（1）試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法：特點(diǎn)：試樣是軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力z一般是大主應(yīng)力；徑向應(yīng)力總是相等，一般是小主應(yīng)力。強(qiáng)度包線(1-)fc

(1-)f11-31

=16%分別作圍壓為100kPa

、200kPa

、300kPa的三軸試驗(yàn)，得到破壞時相應(yīng)的（1-)f繪制三個破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，畫出它們的公切線——強(qiáng)度包線，得到強(qiáng)度指標(biāo)c與

§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)2.三軸試驗(yàn)（2）強(qiáng)度包線固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）1打開排水閥門，施加圍壓后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；2打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU試驗(yàn)）1打開排水閥門，施加圍壓后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；2關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差過程中不排水不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU試驗(yàn)）1關(guān)閉排水閥門，圍壓下不固結(jié)；2關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差過程中不排水cd

、d

ccu、cu

cu、u

（3）試驗(yàn)類型§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)2.三軸試驗(yàn)固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）

ConsolidatedDrainedTriaxialtest(CD)

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：cd

d（c）試驗(yàn)類型匯總固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU試驗(yàn)）

ConsolidatedUndrainedTriaxialtest(CU)

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：ccucu不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU試驗(yàn)）

UnconsolidatedUndrainedTriaxialtest(UU)

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：cuu（

cuu

uu

）§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)2.三軸試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：1應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；2排水條件清楚，可控制；3破壞面不是人為固定的；

缺點(diǎn)：設(shè)備相對復(fù)雜，現(xiàn)場無法試驗(yàn)；軸對稱，現(xiàn)用真三軸。說明：3＝0即為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)（4）優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)§.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度一、室內(nèi)試驗(yàn)2.三軸試驗(yàn)由庫倫公式可知：無粘性土的抗剪強(qiáng)度與剪切面上的法向應(yīng)力成正比，其本質(zhì)是由于土粒之間的滑動摩擦以及凹凸面間的鑲嵌作用所產(chǎn)生的摩阻力，其大小決定于土粒表面的粗糙度、密實(shí)度、土顆粒的大小以及顆粒級配等因素。粘性土的抗剪強(qiáng)度由兩部分組成，一部分是摩擦力(與法向應(yīng)力成正比)，另—部分是土粒之間的粘結(jié)力，它是由于粘性土顆粒之間的膠結(jié)作用和靜電引力效應(yīng)等因素引起的。大量試驗(yàn)表明，土的抗剪強(qiáng)度不僅與土的性質(zhì)有關(guān)，還與試驗(yàn)時的排水條件、剪切速率、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史等許多因素有關(guān)。其中最重要的是試驗(yàn)時的排水條件．根據(jù)K．太沙基(Terzaghi)的有效應(yīng)力概念，土體內(nèi)的剪應(yīng)力僅能由土的骨架承擔(dān)，由此，土的抗剪強(qiáng)度應(yīng)表示為剪切破壞面上法向有效應(yīng)力的函數(shù)．庫倫公式應(yīng)修改為：

無粘性土:τf=′tan′=(-u)tan′

粘性土:τf=c′＋′tan′=c′＋(-u)tan′

式中

′——剪切滑動面上的法向有效應(yīng)力，kPau——孔隙水壓力，kPa；

c′——土的有效粘聚力(內(nèi)聚力)，kPa

′——土的有效內(nèi)摩擦角，度。土的抗剪強(qiáng)度的兩種表示方法無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)與三軸儀中進(jìn)行3＝0的不排水剪切試驗(yàn)一樣，試驗(yàn)時，將圓柱形試樣放在無側(cè)限抗壓試驗(yàn)儀中，在不加任何側(cè)向壓力的情況下施加垂直壓力，直到使試件剪切破壞為止，剪切破壞時試樣所能承受的最大軸向壓力qu稱為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，只能作一個極限應(yīng)力圓(1＝qu、3＝0)，因此對于一般粘性土就難以作出破壞包線。而對于飽和粘性土，根據(jù)在三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)的結(jié)果，其破壞包線近于一條水平線，即u＝0。這樣，如僅為了測定飽和粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度．就可以以利用構(gòu)造比較簡中的無側(cè)限抗壓試驗(yàn)儀代替三軸儀。此時，取u

＝0．則由無側(cè)阻抗比強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平線就是破壞包線，得：cu——土的不排水抗剪強(qiáng)度靈敏度：原狀土與重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比值。十字板剪切試驗(yàn)一般適用于測定軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)；鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；通過施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度二、野外試驗(yàn)時：M1HDM2§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度二、野外試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)三、孔壓系數(shù)A、B（P130-134）（6-13）（6-19）（6-26a）飽和土B=1推導(dǎo)系數(shù)A、B1等向應(yīng)力作用下孔壓u1

在3等向作用下，有效應(yīng)力3=3-u1根據(jù)胡克定律，

單元土體的孔隙流體在u1作用下，發(fā)生的體積壓縮量2偏應(yīng)力作用下孔壓u2在軸對稱情況下，對于飽和土，B=1應(yīng)力路徑概念在外力作用下土體中某一點(diǎn)的應(yīng)力變化過程在應(yīng)力坐標(biāo)圖中的軌跡。對于同一種土，采用不同的試驗(yàn)手段和不同的加荷方法使之剪破，其應(yīng)力變化過程是不相同的。

§6土的抗剪強(qiáng)度四、應(yīng)力路徑及表示法§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用p-q：常表示最大剪應(yīng)力面（與主應(yīng)力面成45度的斜面）上的應(yīng)力變化O3113固結(jié)排水三軸試驗(yàn)?zāi)獱枅A圓心莫爾圓半徑一個點(diǎn)代表一個摩爾圓；一條線代表一系列摩爾圓—應(yīng)力路徑

§6土的抗剪強(qiáng)度四、應(yīng)力路徑及表示法σ-τ：常表示已定剪破面上法向應(yīng)力和剪應(yīng)力變化的應(yīng)力路徑（借助應(yīng)力圓繪制）

保持為常數(shù)§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用常用應(yīng)力坐標(biāo)圖p-q：常表示最大剪應(yīng)力面（與主應(yīng)力面成45度的斜面）上的應(yīng)力變化O3113固結(jié)排水三軸試驗(yàn)?zāi)獱枅A圓心莫爾圓半徑一個點(diǎn)代表一個摩爾圓；一條線代表一系列摩爾圓—應(yīng)力路徑

§6土的抗剪強(qiáng)度四、應(yīng)力路徑及表示法σ-τ：常表示已定剪破面上法向應(yīng)力和剪應(yīng)力變化的應(yīng)力路徑（借助應(yīng)力圓繪制）

保持為常數(shù)§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用常用應(yīng)力坐標(biāo)圖破壞包線f

在~

坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)摩爾圓的公切線破壞主應(yīng)力線Kf在p~q坐標(biāo)系中所有處于極限平衡應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)的集合pqOf線Kf線固結(jié)排水三軸試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度五、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線兩條直線與橫坐標(biāo)交點(diǎn)都是0’§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用破壞包線在~

坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)摩爾圓的公切線pqOc破壞主應(yīng)力線在p~q坐標(biāo)系中所有處于極限平衡應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)的集合af線Kf線O’AR固結(jié)排水三軸試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度五、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用破壞包線在~

坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)摩爾圓的公切線pqOc破壞主應(yīng)力線在p~q坐標(biāo)系中所有處于極限平衡應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)的集合af線Kf線O’AR固結(jié)排水三軸試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度五、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線>

c>a§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用0qp用若干點(diǎn)的最小二乘法確定a和然后計(jì)算強(qiáng)度指標(biāo)c和a確定強(qiáng)度指標(biāo)

§6土的抗剪強(qiáng)度五、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用總應(yīng)力與有效應(yīng)力狀態(tài)有效應(yīng)力原理典型三軸試驗(yàn)孔隙水壓力計(jì)算O’（13)u13’3’1固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度六、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用總應(yīng)力與有效應(yīng)力路徑關(guān)系O’（13)u13’3’1

§6土的抗剪強(qiáng)度六、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用總應(yīng)力與有效應(yīng)力路徑關(guān)系三軸試驗(yàn)總應(yīng)力路徑三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)有效應(yīng)力路徑松砂或正常固結(jié)粘土（A>1/3）密砂或強(qiáng)超固結(jié)粘土（A<1/3）pO3q45°Kfp’O3q’K’f45°

§6土的抗剪強(qiáng)度六、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用七.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用

§6土的抗剪強(qiáng)度

有效應(yīng)力指標(biāo)還是總應(yīng)力指標(biāo)？三軸試驗(yàn)指標(biāo)還是直剪試驗(yàn)指標(biāo)？§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用

七.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用

§6土的抗剪強(qiáng)度有效應(yīng)力指標(biāo)與總應(yīng)力指標(biāo)凡是可以確定（測量、計(jì)算）孔隙水壓力u的情況，都應(yīng)當(dāng)使用有效應(yīng)力指標(biāo)c，§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用七.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用

§6土的抗剪強(qiáng)度三軸試驗(yàn)指標(biāo)與直剪試驗(yàn)指標(biāo)砂土：

c,三軸排水試驗(yàn)指標(biāo)與直剪試驗(yàn)指標(biāo)（直剪試驗(yàn)得到的指標(biāo)偏大）粘土：有效應(yīng)力指標(biāo)：固結(jié)排水、固結(jié)不排水總應(yīng)力指標(biāo)：三軸固結(jié)不排水、不排水;

直剪固結(jié)快剪、快剪§6.3抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)及其應(yīng)用粘土地基上分層慢速施工的填方穩(wěn)定滲流期的土壩天然粘土坡或在粘土中的開挖固結(jié)排水強(qiáng)度指標(biāo)的應(yīng)用實(shí)例

ccd

cd

幾種固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)的應(yīng)用實(shí)例

ccucu在1層土固結(jié)后，施工2層庫水位從1驟降到2在天然土坡上快速填方幾種不排水強(qiáng)度指標(biāo)cuu

在工程中的應(yīng)用軟土地基上快速施工的填方土壩快速施工，心墻未固結(jié)粘土地基上快速施工的建筑物土體保持天然原始狀態(tài)所具有的強(qiáng)度(通常指不排水抗剪強(qiáng)度)即為天然強(qiáng)度。所謂天然狀態(tài)系指土的結(jié)構(gòu)、含水量及土中應(yīng)力歷史等都保持天然原有狀態(tài)而無變化者。目前測定天然強(qiáng)度主要是用以下幾種方法。1.三軸不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)2.無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)3.直剪快剪試驗(yàn)4.十字板剪切試驗(yàn)

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.4土的天然強(qiáng)度及其在荷載作用下的強(qiáng)度增長一、土的天然強(qiáng)度軟土地基在外荷載作用下，若總應(yīng)力不變和地基有排水固結(jié)條件．則孔隙水壓力的消散以及土層的固結(jié)將使土的抗剪強(qiáng)度增長。

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.4土的天然強(qiáng)度及其在荷載作用下的強(qiáng)度增長二、軟土在荷載下的強(qiáng)度增長規(guī)律uAA總應(yīng)力圓有效應(yīng)力圓正常固結(jié)土荷載面積相對于土層厚度比較大的、正常固結(jié)的飽和黏性土

§6土的抗剪強(qiáng)度§6.4土的天然強(qiáng)度及其在荷載作用下的強(qiáng)度增長就粘性土而言，主要是礦物成分的影響。不同礦物晶格不同，其穩(wěn)定性、親水性和膠體特性不同，對強(qiáng)度有影響；對砂性土而言，主要是顆粒的形狀、大小和級配的影響。一般來說，級配中，粗顆粒越多、形狀越不規(guī)則、表面越粗糙，其內(nèi)摩擦角越大，其抗剪強(qiáng)度降越高。

§6土的抗