东南大学《土力学》9抗剪强度

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1、1土的抗剪强度2主机系统稳压调压系统量测系统1、常规三轴试验仪孔压传感器体变管轴向位移量测轴向力量测压力泵调压阀压力表压力室压力室底座主机马达主机框架离合器一、常规三轴试验§7.2土的抗剪强度试验3试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽类型施加σ3时施加σ1－σ3时量测固结排水固结排水体变固结不排水固结不排水孔隙水压力不固结不排水不固结不排水孔隙水压力量测体变或孔压一、常规三轴试验1、常规三轴试验仪§7.2土的抗剪强度试验4应力应变关系－松砂及正常固结粘土u围压

2、小中大一、常规三轴试验3、固结不排水试验§7.2土的抗剪强度试验5应力应变关系－密砂及超固结粘土＋－u围压小中大一、常规三轴试验3、固结不排水试验§7.2土的抗剪强度试验6强度包线(1-)fc(1-)f11-31=15%分别作一系列围压（如100kPa、200kPa、300kPa）的三轴试验，得到破坏时相应的（1-)f绘制各围压下破坏状态的应力莫尔圆，画出它们的公切线——强度包线，得到强度指标c与强度包线§7.2土的抗剪强度试验一、常规三轴试验

3、7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，避免产生超静孔压固结不排水试验（CU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关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水不固结不排水试验（UU试验）1关闭排水阀门，围压下不固结；2关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水cd、dccu、cucu、u试验类型§7.2土的

4、抗剪强度试验一、常规三轴试验8PSTAσ=100KPaSσ=200KPaσ=300KPaOc二、直剪试验问题：如何反映现场排水条件？1、试验条件§7.2土的抗剪强度试验9通过控制剪切速率来近似模拟排水条件二、直剪试验PSTA(1)固结慢剪施加正应力，充分固结慢慢施加剪应力-小于0.02mm/分，以保证无超静孔压(2)固结快剪施加正应力-充分固结在3-5分钟内剪切破坏(3)快剪施加正应力后立即剪切，3-5分钟内剪切破坏1、试验条件§7.2土的抗剪强度试验10PSTA类似试验：环剪试验单剪试验二、

5、直剪试验试样内的变形分布PSTA2、应力变形状态§7.2土的抗剪强度试验11二、直剪试验三轴试验与直剪试验优缺点比较三轴试验直剪试验优点1、应力状态及其变化明确2、排水条件清楚，可控制3、破坏面非人为固定1、设备简单，操作方便2、结果便于整理3、测试时间短缺点1、设备较复杂，现场难以试验2、有时测试时间长1、试样应力状态复杂2、应变不均匀3、不易控制排水条件4、剪切面固定§7.2土的抗剪强度试验12一般适用于测定软粘土的不排水强度指标；钻孔到指定的土层，插入十字形的探头；施加扭矩至土体破坏，据此计算土

6、的抗剪强度三、十字板剪切试验§7.2土的抗剪强度试验1314时：M1HDM2三、十字板剪切试验§7.2土的抗剪强度试验15§7.1土体破坏与强度理论§7.2土的抗剪强度试验§7.3三轴压缩试验中的孔隙水压力系数§7.4抗剪强度指标§7.5应力路径与破坏主应力线16三轴应力状态=+等向压缩应力状态偏差应力状态封闭土样§7.3孔隙水压力系数17(1)等向压缩应力状态孔隙流体产生了超静孔隙压力ΔuB土骨架的有效附加应力孔隙流体的体积变化孔隙流体的体积压缩系数为Cf，单位孔隙压力作用引起的体应变土骨架的体积变

7、化设土骨架的体积压缩系数为Cs体积V土骨架的体变等于孔隙流体的体变ΔV1=ΔV2孔压系数B土骨架为线弹性体§7.3孔隙水压力系数18饱和土：干土：非饱和土：B是一个反映土饱和程度的参数孔隙流体的体积压缩系数为Cf，单位孔隙压力作用引起的体应变设土骨架的体积压缩系数为Cs孔压系数B(1)等向压缩应力状态§7.3孔隙水压力系数19孔隙流体产生了超静孔隙压力ΔuA有效附加应力孔隙流体的体积变化土骨架的体积变化土骨架的体变等于孔隙流体的体变ΔV1=ΔV2孔压系数A(2)偏差应力状态体积V暂时假定土骨架为线弹性

8、体轴向侧向总应力增量应变增量0§7.3孔隙水压力系数20孔压系数A对饱和土:—剪切作用引起的孔压响应对于线弹性体:A=1/3A不是常数，随加载过程而变化A>1/3A<1/3剪胀：剪缩：(2)偏差应力状态A是一个反映土剪胀性强弱的参数，其大小与土性有关剪胀性：剪应力引起土的体积变化的特性§7.3孔隙水压力系数21三轴应力状态等向压缩应力状态偏差应力状态§7.3孔隙水压力系数22§7.1土体破坏与强度理论§7.2土的抗剪强度试验§7.3三轴压缩试验中的孔隙水