摩尔-库伦定律~简单

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1、土的抗剪强度2021/10/235.1概述土力学的基本理论之一土体稳定问题分析的基础土是由于受剪而产生破坏土的强度问题实质上就是土的抗剪强度问题2021/10/23工程问题：土工构筑物的稳定性（如土坝、边坡等）土压力问题地基的承载力问题基本概念：土的抗剪强度：是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是极限的概念，是土的一种内在特性；其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。破坏准则：破坏时的应力组合关系就称为破坏准则。而生产实践所广泛采用的破坏准则即摩尔-库伦破坏准则。法国军事工程师在摩擦、电磁方面奠基性的贡献1773年发表土压

2、力方面论文，成为经典理论。库仑（C.A.Coulomb）(1736-1806)5.2土的抗剪强度规律和极限平衡条件5.2.1摩尔-库伦破坏理论对于粘性土，可给出更为普遍的表达式：f=c+tan(5-2)1776年法国科学家库伦（C.A.Coulomb）总结土的破坏现象和影响因素，提出土的破坏公式为：根据砂土试验结果得到:f=tan(5-1)以上两式统称为库仑定律；也称为总应力抗剪强度公式。后来，由于有效应力原理的发展，人们认识到只有有效应力的变化才能引起强度的变化，因此上述库伦公式改写为：对于砂土：对于粘

3、性土：也称为有效应力抗剪强度公式。摩尔（Mohr）继续库伦的早期研究工作，提出材料的破坏是剪切破坏的理论，认为在破裂面上，法向应力与抗剪强度之间存在着函数关系，即：这个函数所定义的曲线，称为摩尔破坏包线，或抗剪强度包线。实验证明，一般土，在应力变化范围不很大的情况下，摩尔破坏包线可以用库伦强度公式来表示，即土的抗剪强度与法向应力成线性函数的关系。这种以库伦公式作为抗剪强度公式，根据剪应力是否达到抗剪强度作为破坏标准的理论就是摩尔-库伦破坏理论。5.2.2摩尔-库伦破坏准则—极限平衡条件极限平衡状态：土中任意一点在某一

4、平面上的剪应力达到土的抗剪强度。现以平面应变问题为例，研究该点土单元体是否产生破坏。这时，已知。土中任意一点的应力状态可表示为：将抗剪强度包线与摩尔应力圆汇于同一图,有三种情况：(I)f(在破坏线以下)安全临界状态(极限平衡)(II)f(在破坏线上)塑性破坏(III)f(在破坏线以上)讨论极限平衡状态下大、小主应力关系：经过三角变换可得：同时,由2f=90+，得破裂面与大主应力作用面夹角：破坏面不是发生在剪应力最大的面上。[例5-1]地基中某点的大主应力1=580kPa，小主应力3=190

5、kPa。土的内摩擦角=22，粘聚力c=20kPa。（1）绘摩尔应力圆；（2）求最大剪应力及作用方向；（3）与小主应力作用面成=85斜面上的正应力和剪应力；（4）判断该点是否破坏；（5）破坏面与大主应力作用面的夹角。[解]（1）摩尔应力圆如图：与大主应力作用面的夹角为：90/2=45（3）与小主应力作用面夹角成85与大主应力夹角90-85假定小主应力3=190kPa假定极限平衡状态（相切）（4）判断该点是否破坏？（5）破坏面与大主应力作用面的夹角为也可先假定1，计算破坏时3f，结果一样。（5（5