5土的抗剪强度.pptx

会计学福建04-04-04pm4:00罗长高速滑坡一、土的强度特点：

碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用——主要是抗剪强度与剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力；

2.三相体系：三相承受与传递荷载——有效应力原理；

3.自然变异性：土的强度的结构性与复杂性。直剪试验
库仑（1776）
试验原理
试验结果（2）咬合摩擦引起的剪胀（3）颗粒的破碎与重排列
密度（e,
粒径级配（Cu,Cc）
颗粒的矿物成分
对于：砂土>粘性土；
高岭石>伊里石>蒙特石
粒径的形状（颗粒的棱角与长宽比）
在其他条件相同时：
对于砂土，颗粒的棱角提高了内摩擦角
对于碎石土，颗粒的棱角可能降低其内摩擦角
粘聚强度机理
静电引力（库仑力）
范德华力
颗粒间胶结
假粘聚力（毛细力等）三、摩尔-库仑强度理论3.极限平衡应力状态3.极限平衡应力状态4.莫尔—库仑强度理论4.莫尔—库仑强度理论4.莫尔—库仑强度理论根据应力状态计算出大小主应力σ1、σ3根据应力状态计算出大小主应力σ1、σ3根据应力状态计算出大小主应力σ1、σ3【例题5－2】已知某土体单元的大主应力σ1＝480kPa，小主应力σ3＝210kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=20kPa，φ＝18°，问该单元土体处于什么状态？
【解】已知σ1＝480kPa，σ3＝210kPa，c=20kPa，
φ＝18°
（1）直接用τ与τf的关系来判别由式（5－2）和（5－3）分别求出剪破面上的法向应力σ和剪应力τ为（2）利用公式（5－8）或式（5－9）的极限平衡条件来判别
①由式（5－8）设达到极限平衡条件所需要的小主应力值为σ3f，此时把实际存在的大主应力σ3=480kPa及强度指标c，φ代入公式（5－8）中，则得②也可由式（5－9）计算达到极限平衡条件时所需要得大主应力值为σ1f，此时把实际存在的大主应力σ3=480kPa及强度指标c，φ代入公式（5－8）中，则得1、室内试验

2、野外试验直剪仪通过控制剪切速率来近似模拟排水条件上述三种方法的试验结果如图5－10所示。
从图中可以看出，cQ＞cR＞cS，
而φQ＜φR＜φS。三轴压缩仪多功能三轴压缩仪三轴压缩仪（三轴室）固结排水试验（CD试验）
1打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；
2打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差以便充分排水，避免产生超静孔压（4）三轴试验结果优点：
1应力状态和应力路径明确；
2排水条件清楚，可控制；
3破坏面不是人为固定的；
4试验单元体试验三轴试验成果：/(一）孔隙应力系数B
当试样在不排水条件下受到各向相等压力增量Δσ3时，产生的孔隙应力增量为Δu1，将Δu1与Δσ3之比定义为孔隙应力系数B，即
B＝Δu1/Δσ3
式中B是在各向施加相等压力条件下的孔隙应力系数。它是反映土体在各向相等压力作用下，孔隙应力变化情况的指标，也是反映土体饱和程度的指标。
在饱和土的不固结不排水剪试验中，周围压力增量将完全由孔隙水承担，所以B＝1；
当土完全干燥时，孔隙气的压缩性要比骨架的压缩性高的多，这时周围压力增量将完全由土骨架承担，于是B＝0。在非饱和土中，孔隙中流体的压缩性与土骨架的压缩性为同一量级，B介于0与1之间。饱和度越大，B越接近1。（二）孔隙应力系数A
当试样受到轴向应力增量q(即主应力差Δσ1－Δσ3）作用时，产生的孔隙水应力为Δu2，Δu2的大小与主应力差Δσ1－Δσ3及土样的饱和程度有关，我们定义另一孔压系数A如下：
A=Δu2/（Δσ1－Δσ3）
式中A是在偏应力条件下的孔隙应力系数，其数值与土的种类、应力历史等有关。上式也可写成：

式中：A是综合反映主应力差（Δσ1－Δσ3）作用下孔隙应力变化情况的一个指标。
第五章土的抗剪强度饱和土B=1：Δu1=BΔσ3=Δσ3
Δu2=BA（Δσ1－Δσ3）=A（Δσ1－Δσ3）第五章土的抗剪强度
对于饱和土试样：孔压系数B=1.0
u=BA(=A(
对于剪切过程中无体积变化：
A=1/3
剪切过程中发生剪缩：
A>1/3
剪切过程中发生剪胀：
A<1/3(甚至可能A<0，u<0）5.5有效应力路径及其在岩土工程中的应用土的应力应变关系特性
弹塑性
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应力路径概念
应力状态：土体中一点（微小单元）上作用的应力的大小与方向
土体中一点应力状态连续变化，在应力空间（平面）中的轨迹应力圆
某一特定面上的应力点
通常选择最大剪应力面（与主应力面成45度的斜面）
二.摩尔圆与p,q平面上的应力路径破坏包线f
在~坐标系中所有破坏状态摩尔圆的公切线
破坏包线
在~坐标系中所有破坏状态摩尔圆的公切线
破坏包线
在~坐标系中所有破坏状态摩尔圆的公切线
总应力与有