《土的抗剪强度》ppt课件

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1、土体强度表现为：一部分土体相对与另一部分土体的滑动，滑动面上剪应力超过了极限抵抗能力－抗剪强度；土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。TNGf第五章土的抗剪强度土的破坏主要是由于剪切所引起的，剪切破坏是土体破坏的重要特点。在外荷载的作用下，土体中任一截面将同时产生法向应力和剪应力，其中法向应力作用将使土体发生压密，而剪应力作用可使土体发生剪切变形。1.土体的破坏从本质上讲是由于(A)压坏(B)拉坏(C)剪坏5.1.1莫尔—库仑破坏准则总应力法1776年，库仑根据砂土剪切试验得出库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力的线性函数后来，根据粘性土剪切试

2、验得出f=tan砂土ff=c+tan粘土cf抗剪强度指标c:土的粘聚力:土的内摩擦角库仑抗剪强度（有效应力）表达式：对于砂土τf=σ’tgφ’对于粘性土τf=c’+σ’tgφ’τf=c’+(σ-u)tgφ’c’、φ’为土体有效应力强度指标；τ>τf破坏ττ<τf稳定τ=τf极限平衡状态莫尔应力圆3311θ31θ斜面上的应力斜边长L纵向1m圆心半径O132θO‘θτ莫尔圆可以表示土体中一点的应力状态，莫尔圆圆周上各点的坐标就表示该点在相应平面上的正应力和剪应力。莫尔应力圆圆周上的任意点，都代表着单元土体中相应斜面上的应力状态3

3、1θθτ31O132θO‘应力圆与抗剪强度线相离：抗剪强度直线应力圆与抗剪强度线相切：应力圆与抗剪强度线相割：τ<τfτ=τf极限平衡状态τ>τf破坏状态f=tan+cc稳定f=tan+cc2θ剪破面与大主应力面的夹角3311θ土的极限平衡条件根据莫尔－库仑破坏准则来研究某一土体单元处于极限平衡状态时的应力条件及其大、小主应力之间的关系，该关系称为土的极限平衡条件。根据莫尔－库仑破坏准则，当单元土体达到极限平衡状态时，莫尔应力圆恰好与库仑抗剪强度线相切。31c2θfAccot无粘性土：c=0粘性土：极限平衡应力状态：有一

4、对面上的应力状态达到=f土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔圆的公切线。f强度包络线【例题】已知某土体单元的大主应力σ1＝380kPa，小主应力σ3＝210kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=20kPa，φ＝19°，问该单元土体处于什么状态？解（1）直接用τ与τf的关系来判别剪破面与大主应力面的夹角求相应面上的抗剪强度τf为由于τ=128>τf=124，说明该单元体早已破坏。分别求出剪破面上的法向应力σ和剪应力τ为求相应面上的抗剪强度τf为由于τ=135>τf=138，说明最大剪应力面没有破坏分别求出最大剪应力面上的法向应力σ和剪应力τ为（2）取最大剪应力斜

5、面处于什么状态最大剪应力与大主应力面的夹角例：设砂土的内摩擦角为38度,A点的大主应力为530kPa，小主应力为120kPa，该点处于什么状态？B点所受剪应力122kPa，法线应力246kPa该点处于什么状态？解：判断A点方法一：剪破面与大主应力面的夹角分别求出剪破面上的法向应力σ和剪应力τ为由于τ=162>τf=155，说明A点破坏。A点破坏f=tan+c判断A点方法二：B点不会破坏土体破坏土体不破坏土体不破坏土体破坏时，土样可能破裂面上的剪应力是多少?例：某饱和土样，有效抗剪强度指标为大小主应力为孔隙水压力为土样是否会破坏？τf=c’+(σ-u)tgφ’解：剪

6、破面与大主应力面的夹角分别求出剪破面上的法向应力σ‘和剪应力τ为由于τ=66＜τf=81，说明土体稳定。5.3抗剪强度实验按常用的试验仪器可将剪切试验分：为直接剪切试验三轴压缩试验无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验四种。5.3.1直接剪切试验可以测定土的两个抗剪强度指标：c:土的粘聚力:土的内摩擦角PSTA在不同的垂直压力下进行剪切试验，得相应的抗剪强度τf，绘制τf-曲线，得该土的抗剪强度包线C钢环变形常数R变形量5.3.2、三轴压缩试验三轴是指一个竖向和两个侧向而言，由于压力室和试样均为圆柱形，因此，两个侧向（或称周围）的应力相等并为小主应力σ3，而竖向（或轴向）的

7、应力为大主应力σ1。抗剪强度包线c分别在不同的周围压力3作用下进行剪切，得到3～4个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线。例.直剪试验土样的破坏面在上下剪切盒之间，三轴试验土样的破坏面。与试样顶面夹角呈45面与试样顶面夹角呈45+φ/2面(C)与试样顶面夹角呈45φ/2面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三轴试验的试验类型1.不固结不排水试验（UU试验）在不排水条件下，施加周围压力增量σ3，然后在不允许水进出的条件下，逐渐施加附加轴向压力