第四章土的抗剪強(qiáng)度

第四章土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力第1節(jié)概述第2節(jié)土的抗剪強(qiáng)度第3節(jié)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法第4節(jié)地基的破壞形式與地基承載力返回第1節(jié)概述

土的抗剪強(qiáng)度是土體抵抗剪切破壞的極限能力。

土的抗剪強(qiáng)度對(duì)地基承載力、擋土墻土壓力和土坡穩(wěn)定等問題產(chǎn)生直接影響。

土的抗剪強(qiáng)度一般可分為兩部分：一部分與顆粒間的法向應(yīng)力有關(guān)，通常呈正比例關(guān)系，其本質(zhì)是摩擦力；另一部分是與法向應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為粘聚力。各類建筑工程設(shè)計(jì)中，為了建筑物的安全可靠，要求建筑地基必須同時(shí)滿足下列兩個(gè)技術(shù)條件：⑴地基變形條件

包括地基的沉降量、沉降差、傾斜與局部?jī)A斜，都不超過國(guó)家《規(guī)范》規(guī)定的地基變形允許值；⑵地基強(qiáng)度條件在建筑物的上部荷載作用下，確保地基的穩(wěn)定性，不發(fā)生地基剪切或滑動(dòng)破壞。這兩個(gè)技術(shù)條件中，第一個(gè)地基變形條件已在第3章中闡述，本章著重研究地基強(qiáng)度問題。

因此,土的強(qiáng)度問題實(shí)質(zhì)上就是土的抗剪強(qiáng)度問題.返回第2節(jié)土的抗剪強(qiáng)度一、抗剪強(qiáng)度（一）庫(kù)侖理論1776年，庫(kù)侖總結(jié)出土的抗剪強(qiáng)度規(guī)律：砂土:粘性土:τf＝σ·tgф

τf＝σ·tgф＋c式中

…公式為著名的庫(kù)侖定律，如圖4.8所示。庫(kù)侖定律是摩爾強(qiáng)度理論的特例。此時(shí)摩爾破壞包線τf＝σ·tgф＋c為一直線。以庫(kù)侖定律表示摩爾破壞包線的理論稱摩爾——庫(kù)侖破壞理論。

c和

稱為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

C：內(nèi)聚力；：內(nèi)摩擦角，由試驗(yàn)測(cè)定。影響因素土的抗剪強(qiáng)度的內(nèi)在因素外在因素：試驗(yàn)時(shí)的排水條件等因素顆粒間的有效法向應(yīng)力土的孔隙比（二）抗剪強(qiáng)度的構(gòu)成因素

（三）、抗剪強(qiáng)度的來源1、無粘性土無粘性土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的來源，傳統(tǒng)的觀念為內(nèi)摩擦力。除內(nèi)摩擦力外還存在一種新的力----咬合力。⑴內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力是指土粒表面之間的摩擦力。內(nèi)摩擦力由作用于剪切面的法向壓力σ與土的內(nèi)摩擦系數(shù)tgф組成，內(nèi)摩擦力的數(shù)值為這兩項(xiàng)的乘積σtgф⑵咬合力①天然休止角α②密實(shí)卵石的穩(wěn)定坡角θ2、粘性土粘性土的抗剪強(qiáng)度包括內(nèi)磨擦力與粘聚力兩部分。⑴內(nèi)摩擦力⑵粘聚力①電分子吸引力②土中天然膠結(jié)物質(zhì)（四）、影響抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的各種因素土的抗剪強(qiáng)度非標(biāo)準(zhǔn)定值，受很多因素的影響，不同地區(qū)、不同成因、不同類型土的抗剪強(qiáng)度往往有很大的差別，即使同一種土，在不同的密度、含水量、剪切速率、儀器型式等不同的條件下，其抗剪強(qiáng)度的數(shù)值也不相等。根據(jù)庫(kù)侖定律中公式（4.6）可知：土的抗剪強(qiáng)度與法向壓力σ、土的內(nèi)摩擦角ф和土的粘聚力c三者有關(guān)。因此，影響抗剪強(qiáng)度的因素可歸納為兩類：1、土的物理化學(xué)性質(zhì)的影響⑴土粒的礦物成分砂土中石英礦物含量多，ф大；云母礦物含量多，則ф小。粘性土的礦物成分不同，土粒表面結(jié)合水和電分子力不同，其粘聚力c也不同。土中含有各種膠結(jié)物質(zhì)，可使c增大。⑵土的顆粒形狀與級(jí)配土的顆粒越粗，表面越粗糙，ф大。土的級(jí)配良好，ф大；土粒均勻，ф小。⑶土的原始密度土的原始密度越大，土粒之間接觸點(diǎn)多且緊密，則土粒之間的表面摩擦力和粗粒土之咬合力越大，即ф越大。同時(shí)，土的原始密度大，土的孔隙小，接觸緊密，粘聚力c也必然大。⑷土的含水量當(dāng)土的含水量增加時(shí)，水分在土粒表面形成潤(rùn)滑劑，使內(nèi)摩擦角ф減小。對(duì)粘性土來說，含水量增加，將使薄膜水變厚，甚至增加自由水，則填料之間的電分子力減弱，使粘聚力降低。聯(lián)系實(shí)際，凡是山坡滑動(dòng)，通常都在雨后，雨水入滲使山坡土中含水量增加，降低土的抗剪強(qiáng)度，導(dǎo)致山坡失穩(wěn)滑動(dòng)。⑸土的結(jié)構(gòu)粘性土具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，如粘性土的結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)，則其粘聚力c降低。2、孔隙水壓力的影響⑴固結(jié)排水剪（慢剪）測(cè)得的抗剪強(qiáng)度cd、фd值最大。⑵不固結(jié)不排水剪（快剪）測(cè)得的抗剪強(qiáng)度c、ф值最小。⑶固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪）測(cè)得的抗剪強(qiáng)度ccu、фcu值居中。由此可見，試樣中是否存在孔隙水壓力，對(duì)抗剪強(qiáng)度有重要影響。如前所述，這三種不同的試驗(yàn)方法，各適用于不同的土層分布、土質(zhì)、排水條件和施工的速度。二、莫爾-庫(kù)倫強(qiáng)度理論現(xiàn)將作用在平面mn上的剪應(yīng)力τ與地基土的抗剪強(qiáng)度τf進(jìn)行比較：當(dāng)τ＜τf，平面mn為穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)τ＞τf，平面mn發(fā)生剪切破壞；當(dāng)τ＝τf，平面mn極限平衡狀態(tài)。

莫爾提出：材料的破壞為剪切破壞，當(dāng)任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪強(qiáng)度時(shí)該點(diǎn)就發(fā)生破壞，破壞面上的剪切強(qiáng)度

f是該面上法向應(yīng)力

的函數(shù)，用庫(kù)倫公式表示莫爾包線的強(qiáng)度理論稱為莫爾-庫(kù)倫強(qiáng)度理論。

當(dāng)土體中任意一點(diǎn)在某一平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，就發(fā)生剪切破壞。1、最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力（一）、土體中任一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)微元體頂面和底面作用力，均為

σ1＝γZ式中σ1----作用在微元體上的豎向法向應(yīng)力，即土的自重應(yīng)力，kpa。微元體側(cè)面作用力為：

σ2＝σ3＝ξγZ式中σ2、σ3----作用在微元體側(cè)面的水平向法向應(yīng)力，kpa；

ξ----土的靜止側(cè)壓力系數(shù)，小于1，可查表3.1。因?yàn)橥馏w并無外荷作用，只有土的自重作用，故在微元體各個(gè)面上沒有剪應(yīng)變，也就沒有剪應(yīng)力，凡是沒有剪應(yīng)力的面稱為主應(yīng)面。作用在主應(yīng)面上的力稱為主應(yīng)力，因此圖4.4中的σ1為最大主應(yīng)力，σ3為最小主應(yīng)力。同時(shí)σ2＝σ3。2、任意斜面上的應(yīng)力在微元體上取任一截面mn，與大主應(yīng)力面即水平面成α角，斜面mn上作用法向應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ，如圖所示?，F(xiàn)在求σ、τ與σ1、σ3之間的關(guān)系。取dy=1，按平面問題計(jì)算。設(shè)直角坐標(biāo)：以m點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，ox向右為正，oz向下為正。根據(jù)靜力平衡條件與豎向合力為零。水平方向

垂直方向

解聯(lián)立方程(a)、(b)可求得任意截面mn上的法向應(yīng)力σ與剪應(yīng)力τ：式中σ——與大主應(yīng)面成α角的截面mn上的法向應(yīng)力，kPa；

τ——同一截面上的剪應(yīng)力，kPa。3、用摩爾應(yīng)力圓表示斜面上的應(yīng)力將上式兩邊分別平方并相加，整理得：顯見，在σ～τ坐標(biāo)系中，上式表示圓心為[(σ1+σ2)/2,0]，半徑為(σ1-σ3)/2的圓的方程。從圓心逆時(shí)針轉(zhuǎn)2α角與圓周交于a點(diǎn)，a點(diǎn)的坐標(biāo)σ，τ，即為M點(diǎn)處與最大主應(yīng)力面成α角的斜面mn上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力值。證明如下：α

如果給定了土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和

以及土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，則可將抗剪強(qiáng)度包線與莫爾應(yīng)力圓畫在同一張坐標(biāo)圖上，抗剪強(qiáng)度包線與莫爾應(yīng)力圓的關(guān)系可能有：

1.整個(gè)莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方。說明該點(diǎn)在任何平面上的剪應(yīng)力都小于土的抗剪強(qiáng)度，所以不會(huì)發(fā)生剪切破壞；

2.莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相切，切點(diǎn)為A。說明在A點(diǎn)所代表的平面上，剪應(yīng)力正好達(dá)到抗剪強(qiáng)度，該點(diǎn)就處于極限平衡狀態(tài)。這時(shí)的莫爾圓稱為極限應(yīng)力圓。

3.抗剪強(qiáng)度包線是莫爾圓的一條割線，實(shí)際上這種情況是不可能出現(xiàn)的，因?yàn)樵擖c(diǎn)任何方向上的剪應(yīng)力都不可能超過土的抗剪強(qiáng)度。因?yàn)橥恋目辜魪?qiáng)度是土體抵抗剪切破壞的極限能力。莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系0Ac（二）、土的極限平衡條件1、無粘性土的極限平衡條件由圖4.9可見，任意平面mn作用的總應(yīng)力σ0與法向應(yīng)力σ之間的夾角θ稱為傾斜角。根據(jù)力三角形中，tgθ＝τ/σ,可得：τ＝σ·tgθ（a）由庫(kù)侖定律公式（4.5）τf＝σ·tgφ

（b）當(dāng)τ=τf時(shí)，即式（a）=式（b），可得θ＝φ，此時(shí)，平面mn處于極限平衡狀態(tài)。土中某點(diǎn)的應(yīng)力是否達(dá)到破壞，通常用摩爾圓與庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度曲線的關(guān)系來說明。從圖可直接看出土中某點(diǎn)各方向代表的平面是否達(dá)到極限平衡狀態(tài)。圓在抗剪強(qiáng)度曲線的下方，兩者分離。過O點(diǎn)作圓的切線，θmax<φ，表明內(nèi)摩擦角為φ的土中某點(diǎn)，σ1、σ3。則過該點(diǎn)任何方向的平面，都不發(fā)生剪切破壞，該點(diǎn)處于彈性平衡狀態(tài)。若保持σ1不變，減小σ3。作新的應(yīng)力圓。…切點(diǎn)為A點(diǎn)，A點(diǎn)代表的平面已達(dá)極限平衡，θmax=φ，此摩爾應(yīng)力圓稱摩爾破裂圓，θmax稱破裂角。同理，若保持σ1不變，增大σ3。作新的應(yīng)力圓?！瑼點(diǎn)代表的剪切面與大主應(yīng)面的夾角α0的數(shù)值：∠oAo3=90°，2α0＝90°＋φ故α0=45°+φ/2式中α0——剪切面與大主應(yīng)面之夾角。

(破裂面發(fā)生在與σ1作用面成45°+φ/2的斜面上，或與σ3作用面成45°-φ/2的斜面上。)△oAo3為直角△。α0破裂面由圖4.11△oAo3可得公式的證明：(略)無粘性土的極限平衡條件為：σ1＝σ3·tg2(45°＋φ/2)σ3＝σ1·tg2(45°－φ/2)2、粘性土的極限平衡條件新坐標(biāo)系中，σ1、σ3都應(yīng)加上σc,即：由粘性土的抗剪強(qiáng)度公式

τf=σ·tgΦ+c坐標(biāo)原點(diǎn)平移的數(shù)值為：由圖4.12中△o’Ao1,可得：公式無粘性土相應(yīng)的公式相比，只差別在分母多一項(xiàng)2σc，采用三角函數(shù)換算，可得粘性土的極限平衡條件為：土的摩爾----庫(kù)侖強(qiáng)度理論可歸納為如下幾點(diǎn)：⑴土的抗剪強(qiáng)度隨該面上的正應(yīng)力的大小而變?chǔ)觙＝σ·tgф

，τf＝σ·tgф＋c

；⑵土的強(qiáng)度破壞是由于土中某點(diǎn)的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度所致(τ=τf)；⑶破裂面不發(fā)生在最大剪應(yīng)力作用面（α＝45°，該面上的抗剪強(qiáng)度更大）上，而是在應(yīng)力圓與強(qiáng)度包線相切點(diǎn)所代表的截面上，即與大主應(yīng)力面成α＝45°+φ/2交角(與大主應(yīng)力的夾角為45°-φ/2)的斜面上。⑷如果同一種土有幾個(gè)試樣在不同的大、小主應(yīng)力組合下受剪破壞，則在τ—σ圖上可得幾個(gè)摩爾極限應(yīng)力圓，這些應(yīng)力圓的公切線就是其強(qiáng)度包線。前已指出，庫(kù)侖強(qiáng)度包線可視為一直線。⑸根據(jù)摩爾----庫(kù)侖強(qiáng)度理論可建立土體極限平衡條件，即式所表達(dá)的σ1、σ3與φ、C關(guān)系的表達(dá)式。[例]某砂土地基的φ=30°,c=0,若在均布條形荷載p作用下，計(jì)算得到土中某點(diǎn)σ1=100kPa，σ3=30kPa,問該點(diǎn)是否破壞？[解]用四種方法計(jì)算。⑴把σ3、φ、C代入公式，得：σ1p=σ3tg2(45°+φ/2)=30×tg260°=90kPa這表明：在σ3=30kPa的條件下，該點(diǎn)如處于極限平衡，則最大主應(yīng)力為90kPa。據(jù)算出的σ1p及σ3作摩爾應(yīng)力圓，則此圓必與強(qiáng)度包線相切。現(xiàn)將計(jì)算值σ1p與實(shí)際值比較：若σ1>σ1p，則據(jù)σ1與σ3作的應(yīng)力圓必與強(qiáng)度包線相割，該點(diǎn)已破壞；若σ1>σ1p該點(diǎn)穩(wěn)定。現(xiàn)σ1=100kPa>σ1p=90kPa,故可判斷該點(diǎn)已破壞。⑵把σ1、φ、C代入公式，得：σ3p=σ1tg2(45°-φ/2)=100×tg230°=33.33kPa這表明：在σ1=100kPa的條件下，該點(diǎn)如處于極限平衡，則σ3=33.33kPa。σ1不變時(shí)，σ3p愈小愈易破壞，因(σ1-σ3)增加。若實(shí)際值σ3<σ3p,該點(diǎn)已剪壞；若σ3>σ3p,該點(diǎn)穩(wěn)定?，F(xiàn)σ3=30kPa<σ3p=33.33kPa,故可判斷該點(diǎn)已破壞。⑶把σ1、σ3、C代入公式，得：φp=arcsin[(σ1-σ3)/(σ1+σ3)]=32°41′此計(jì)算值為極限平衡時(shí)所需的內(nèi)摩擦角值。它大于實(shí)際φ=30°，也可判斷該點(diǎn)已破壞。若φ>φp，則該點(diǎn)穩(wěn)定。⑷由(4.3)、(4.4)可計(jì)算出破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力：σ=(σ1+σ3)/2+(σ1-σ3)/2cos2α=(100+30)/2+(100-30)/2cos2(45°+30°/2)=47.5kPaτ=(σ1-σ3)/2sin2α=(100-30)/2sin2(45°+30°/2)=30.31kPa破壞面上土的抗剪強(qiáng)度為：τf=c+σtgφ=47.5tg30°=27.42kPa<τ故也可判斷該點(diǎn)已破壞。返回第3節(jié)抗剪強(qiáng)度的測(cè)定方法測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的方法有多種。的室內(nèi)方法測(cè)定土抗剪強(qiáng)度直接剪切試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)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與相應(yīng)垂直壓力

的關(guān)系圖。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于粘性土

f~

基本上呈直線關(guān)系，直線方程可用庫(kù)倫公式表示；對(duì)于無粘性土，

f~

則是通過原點(diǎn)的直線。試驗(yàn)裝置測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的最簡(jiǎn)單方法是直接剪切試驗(yàn)。這種試驗(yàn)使用的儀器稱為直接剪切儀（簡(jiǎn)稱直剪儀），儀器的主要部件見圖4－13。應(yīng)力控制式與應(yīng)變控制式兩種。⑴應(yīng)變控制直剪儀⑵環(huán)刀⑶位移量測(cè)設(shè)備——百分表或傳感器2、試驗(yàn)方法與步驟3、試驗(yàn)成果⑴剪切位移Δl剪切位移按下式計(jì)算：Δl＝Δl’n’-R(4.13)式中Δl----剪切位移，0.01mm;Δl’----手輪轉(zhuǎn)一圈的位移量，0.01mm；

n’----手輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)；R----測(cè)力計(jì)讀數(shù)，0.01mm。⑵剪應(yīng)力τ剪應(yīng)力按下式計(jì)算：τ＝（C·R/A0）×10(4.14)式中τ----試樣的剪應(yīng)力，kpa；C----測(cè)力計(jì)率定系數(shù)，N/0.01mm；

A0----試樣初始斷面積，cm2；10----單位換算系數(shù)。直接剪切儀的優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單操作方便限定剪切面不一定是最薄弱面剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻的缺點(diǎn)直接剪切儀剪切面在剪切過程中是逐漸縮小的不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測(cè)孔隙水壓力二、三軸壓縮試驗(yàn)

三軸壓縮儀的試驗(yàn)原理：對(duì)同一種土至少取3個(gè)平行試樣，分別在不同周圍壓力

3下剪切破壞，將試驗(yàn)結(jié)果繪制為若干個(gè)極限應(yīng)力圓。根據(jù)莫爾-庫(kù)倫理論，這一組極限應(yīng)力圓的公共切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線，可近似取為一條直線，直線的方程即為庫(kù)倫公式所表示的方程。應(yīng)用范圍⑴重大工程與科學(xué)研究；⑵一級(jí)建筑物2、試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)方法0c三軸壓縮試驗(yàn)原理的優(yōu)點(diǎn)三軸壓縮儀能較嚴(yán)格地控制排水條件能量測(cè)試樣中孔隙水壓力的變化剪切破壞面為最薄弱面的缺點(diǎn)三軸壓縮儀試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)過程相對(duì)復(fù)雜試樣的受力狀態(tài)為軸對(duì)稱情況，與實(shí)際土體的受力狀態(tài)未必相符

直接剪切試驗(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切時(shí)的排水條件，可以分為三種試驗(yàn)方法：

1.不固結(jié)不排水試驗(yàn)；

2.固結(jié)不排水試驗(yàn)；

3.固結(jié)排水試驗(yàn)；三種試驗(yàn)方法據(jù)三軸壓縮試驗(yàn)過程中試樣的固結(jié)條件與孔隙水壓力是否消散的情況，可分為三種試驗(yàn)方法。同一種試樣，采用三種不同的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)結(jié)果所得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C與ф值，三者都不相同：⑴不固結(jié)不排水試驗(yàn)----又稱快剪試驗(yàn)⑵固結(jié)不排水試驗(yàn)----又稱固結(jié)快剪①施加σ3后，測(cè)定孔隙水壓力u，打開排水閥至孔隙水壓力消散95%以上，②施加軸向壓力，對(duì)試樣進(jìn)行剪切；③有效主應(yīng)力計(jì)算④有效破損應(yīng)力圓包線有效粘聚力、有效內(nèi)摩擦角⑶固結(jié)排水試驗(yàn)----又稱慢剪試驗(yàn)無論在施加σ3或σ1時(shí)，均應(yīng)充分排水，使孔隙水壓力完全消散。試驗(yàn)結(jié)果，可得粘聚力cd和內(nèi)摩擦角фd。⑷三種試驗(yàn)方法，所得指標(biāo)的相對(duì)大小固結(jié)排水>固結(jié)不排水>不固結(jié)不排水cd、фd＞ccu、фcu>c、ф三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可以看作圍壓

3=0的三軸不排水剪切試驗(yàn)，試件剪切破壞時(shí)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(gè)極限應(yīng)力圓（

1=qu、

3=0），對(duì)于一般粘性土就無法作出破壞包線。

而對(duì)于飽和粘性土，根據(jù)三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)的結(jié)果，其破壞包線接近于一條水平線，即

u=0。如僅需測(cè)定飽和粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度，就可以利用比較簡(jiǎn)單的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)代替三軸試驗(yàn)。0cu無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)qu

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切線就是破壞包線。四、十字板剪切試驗(yàn)1、適用土質(zhì)條件——軟弱粘性土、取原狀土困難的條件2、試驗(yàn)設(shè)備3、試驗(yàn)方法十字板剪切破壞扭力矩，由兩部分組成：4、成果計(jì)算①十字板旋轉(zhuǎn)破壞土柱周圍強(qiáng)度由土柱圓周πD乘以土柱高H為土柱周圍面積，再乘以半徑D/2，即扭力臂，再乘以土柱側(cè)面的抗剪強(qiáng)度τv，可得土柱周圍強(qiáng)度，如公式(4.22)等號(hào)右側(cè)第一項(xiàng)所示。②土柱上、下面強(qiáng)度土柱圓面積πD2/4乘以扭矩力臂D/3，再乘以土柱水平抗剪強(qiáng)度τH，再乘以2，可得土柱上、下面強(qiáng)度，如公式（4.22）等號(hào)右側(cè)第二項(xiàng)所示。十字板剪切破壞扭力矩M為：為簡(jiǎn)化計(jì)算，可令τv＝τH＝τ＋，代入公式（4.22）可得：十字板現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)為不排水剪切試驗(yàn)。因此，其結(jié)果與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果接近，飽和軟土фu=0,則:返回第四節(jié)地基的破壞形式與地基承載力地基承載力特征值——在保證地基穩(wěn)定的條件下，地基土單位面積上承受的最大荷載(壓力)。地基極限承載力——地基土體完全剪切破壞時(shí)所承受的荷載?？捎奢d荷試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、公式計(jì)算、并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定。一、地基變形階段與破壞形式（一）、地基變形的三個(gè)階段⑴線性變形(壓密)階段⑵塑性變形(局部剪切)階段⑶完全(滑動(dòng))破壞階段（二）、地基破壞的三種型式⑴整體剪切破壞——p—s曲線可明顯分出上述三個(gè)變形階段。當(dāng)?shù)鼗系膲毫_(dá)到極限后，地基內(nèi)塑性變形區(qū)發(fā)展接合而出現(xiàn)連續(xù)的滑動(dòng)面，地基土發(fā)生整體剪切破壞。只要荷載稍有增加，基礎(chǔ)就會(huì)急劇下沉、傾斜、地面嚴(yán)重隆起，并往往使建筑物發(fā)生破壞。對(duì)于壓縮性較小的土，如密實(shí)砂土和堅(jiān)硬粘土，當(dāng)壓力p足夠大時(shí)，一般都發(fā)生這種型式的破壞。也可能在承載力低、相對(duì)埋深小的基礎(chǔ)下出現(xiàn)。⑵刺入剪切破壞——地基不出現(xiàn)明顯的連續(xù)滑動(dòng)面，基礎(chǔ)四周的地面也不隆起，基礎(chǔ)沒有很大傾斜，其p—s曲線無明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。地基的破壞是由基礎(chǔ)下面軟弱土變形并沿基礎(chǔ)周邊產(chǎn)生豎向剪切，導(dǎo)致基礎(chǔ)連續(xù)下沉，就象基礎(chǔ)“切入”土中。此種型式多出現(xiàn)于基礎(chǔ)相對(duì)埋深較大和壓縮性較大的松砂和軟土中。⑶局部剪切破壞——界于整體剪切破壞與剌入剪切破壞之間。破壞時(shí)地基的塑性變形區(qū)局限于基礎(chǔ)下方，滑動(dòng)面也不延伸到地面。可能有輕微隆起，但基礎(chǔ)不會(huì)明顯傾斜或倒塌，p—s曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)也不明顯。二、按地基載荷試驗(yàn)確定地基的承載力

在現(xiàn)場(chǎng)通過一定尺寸的載荷板對(duì)擾動(dòng)較少的淺部地基土體直接加荷，所測(cè)得的成果一般能反映相當(dāng)于1~2倍載荷板寬度的深度以內(nèi)土體的平均性質(zhì)。按載荷試驗(yàn)成果確定地基承載力特征值荷載P沉降s