砂土強度高等土力學(xué)課件

第3講砂土的強度2提綱剪切試驗強度機理強度影響因素3剪切試驗土樣NS4大粒徑粗骨料大型直剪試驗5—體積壓應(yīng)變松砂：剪縮為主剪脹密砂：先剪縮后剪脹松砂和密砂的應(yīng)力應(yīng)變特性6松砂和密砂的應(yīng)力應(yīng)變特性2、有效應(yīng)力路徑縱坐標(biāo)：表示剪應(yīng)力橫坐標(biāo)：平均有效主應(yīng)力1002003000松砂1002003000密砂78強度機理二分量說（Taylor,1948）摩擦分量：φμ剪脹分量：φLφ=φμ+φL9殘余摩擦角：φr

消除剪脹后的內(nèi)摩擦角Bishopτf-峰值強度；τd-摩擦分量φd-峰值摩擦角φr-剩余摩擦角（摩擦產(chǎn)生）10孔隙比—

臨界孔隙比ecr最終（殘余、常體積）

內(nèi)摩擦角φcr=32°11三分量說Rowe（1962）：極緊砂：φf=φμ松砂：φf>φμ12三分量說三分量說（Rowe,1962）砂強度=粒間摩擦阻力+剪脹+定向排列

φ=φμ+φL+φf摩擦分量：φμ剪脹分量：φL

（剪脹體變、剪脹摩擦）剪脹修正后分量：φf1314三分量說（Lee&Seed,1967）砂強度=粒間摩擦阻力+剪脹+破碎、定向15顆粒破碎Vesic&Clough（1968）：σB=10MPa

顆粒破碎影響因素：顆粒大小、形狀和強度顆粒級配曲線應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)

16顆粒破碎Marsal（1967）

B=Σ(+Δi)=Σ(+Δi)

17三浦等（1971）

W=∫qdγ+∫pdε18三浦等（1971）

W=∫qdγ+∫pdε19三浦等（1971）20三浦等（1971）21低圍壓，0-10kPa：E-σ31/2；中圍壓，10-100kPa：E-σ31/3；高圍壓，100-700kPa：E-σ3。

22顆粒破碎的分形模型XuYF,ChuFF.ApproachtotheWeibullmodulusbasedonfractalfragmentationofparticles.PowderTechnology,2016,292:99-107.XuYF,FengXB,ChuFF.Fractalmodelforrockfillshearstrengthbasedonparticlefragmentation.GranularMatter,2015,17:753-761.YongfuXU.Explanationofscalingphenomenonbasedonfractalfragmentation,MechanicsResearchCommunications,2005,32(2):

209-220YongfuXU,Jianping

Xu.Fractalmodelforsizeeffectonicefailurestrength,ColdRegionalScienceandTechnology,2004,40(1-2):

135-14423顆粒破碎的分形模型Sammis，198724顆粒破碎的分形模型Kapur(1972),

Ausin

etal.

(1976):,Frances(2004)FrancesandLiné(2014)Austinetal.(1976)25顆粒破碎的分形模型,Ochiaieal.(1992)26顆粒破碎的分形模型27顆粒破碎的分形模型28顆粒破碎的分形模型29顆粒破碎的分形模型30顆粒破碎的分形模型31單顆粒破碎強度32單顆粒破碎強度

33單顆粒破碎強度

34單顆粒破碎強度35單顆粒破碎強度

36單顆粒破碎強度

37修正Weibull理論

JaegerandCook(1979)：JaegerandCook,1979)(1-x)n=exp(-nx)asn→∞,

Weibull理論38修正Weibull理論

39修正Weibull理論

40修正Weibull理論

41修正Weibull理論

42修正Weibull理論

43修正Weibull理論

44修正Weibull理論

45粗粒的剪切強度

46粗粒的剪切強度

47粗粒的剪切強度

Archard給出：2/3<b<1，b=1就是常用的連續(xù)平面摩擦的Amontons法則；b=2/3對應(yīng)于離散面摩擦的Hertz法則。Lincoln給出平面與球面接觸的b=8/948粗粒的剪切強度

49粗粒的剪切強度

若D=2，b=2/3，符合Hertz法則；若D=3，b=1，符合Amontons法則；若D=2.5，b=8/9，與Lincoln[7]結(jié)果一致。50粗粒的剪切強度

51粗粒的剪切強度

52粗粒的剪切強度

53粗粒的剪切強度

54粗粒的剪切強度55各向異性56