土力学1-土的抗剪强度

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1、本章提要学习难点第六章：土的抗剪强度土是如何破坏的？如何衡量土的强度？如何测定土的强度？如何应用土的强度指标？土的抗剪强度理论及本质土的抗剪强度指标及测试方法土的抗剪强度指标的种类及选取《土力学1》之第六章第六章：土的抗剪强度§6.1概述§6.2土的抗剪强度理论与强度指标§6.3土的抗剪强度指标实验方法及其应用§6.4软土在荷载作用下的强度增长规律§6.5关于土的抗剪强度影响因素的讨论§6.1概述概述土体在通常应力状态下的破坏，表现为塑性破坏或剪切破坏。即土在自重或外荷载作用下，在土体中某一个曲面上产生的剪应力值达到了土对剪切破坏的极限抗力（这个极限抗

2、力称为土的抗剪强度），于是土体沿着该曲面发生相对滑移，土体失稳。所以，土的强度问题实质是抗剪强度问题。滑动面土的抗剪强度（Shearstrength）—土体对于外荷载所产生的的剪应力的极限抵抗能力。或土体抵抗剪切破坏的极限能力。§6.1概述-土体强度及其特点概述土的强度问题是土力学中除变形外另一重要课题。强度研究成果主要应用在下列诸方面：1）边坡稳定（天然斜坡、人工挖方/填方边坡、路堤路堑、土坝等）；2）支挡结构（挡土墙、抗滑桩等）及地下结构上的土压力；3）地基承载力与地基稳定问题。各种类型的滑坡崩塌平移滑动旋转滑动流滑滑裂面§6.1概述-边坡稳定问题P

3、oShanRoadConduitRoadNotewellRoad香港宝城滑坡现场—降雨诱发Early1972滑坡前July1972滑坡后挡土支护结构的破坏§6.1概述-支挡结构土压力问题挡土墙基坑支护锚固破坏整体滑动底部破坏土体下沉墙体折断挡土支护结构的破坏§6.1概述-支挡结构土压力问题滑动面挡土墙§6.1概述-支挡结构土压力问题某桥头挡土墙破坏广州京光广场基坑塌方使基坑旁办公室、民工宿舍和仓库倒塌，死3人，伤17人§6.1概述-支挡结构土压力问题地基的破坏地基P滑裂面§6.1概述–地基承载力问题地基承载力问题：在建筑物荷载下发生塑性破坏或整体剪切破坏

4、。首先基础边缘发生破坏，随荷载增加破坏区亦扩大，当荷载增加到极限值，基础急剧下沉并倾倒，形成明显的连续滑动面及地表隆起。加拿大特朗斯康谷仓事故：1913年9月开始装谷物，至10月17日共装入3万多Ｔ谷物，但此时发生破坏：1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜26°53ˊ西端下沉7.32m东端上抬1.52m上部钢混筒仓完好无损概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。1913年完工，自重2万T。§6.1–地基承载力问题处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千

5、斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了４米。加拿大特朗斯康谷仓原因：谷仓的地基承载力按邻近结构物基槽开挖取土试验结果计算。1952年经勘察试验与计算，地基实际承载力远小于谷仓破坏时发生的基底压力。因此谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。2653失事后1913.10.181952.10.5试验孔填土褐色粉质粘土灰色粉质粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3试验孔§6.1概述–地基承载力问题边坡稳定性土压力地基承载力各种类型的滑坡挡土结构物破坏地基的破坏核心问题:土体的强度理论§6.1概述-土体强度及其特点

6、§6.1概述§6.2土的抗剪强度理论与强度指标§6.3土的抗剪强度指标实验方法及其应用§6.4软土在荷载作用下的强度增长规律§6.5关于土的抗剪强度影响因素的讨论第六章：土的抗剪强度土的抗剪强度理论抗剪强度的库伦定律土的抗剪强度机理土的强度理论-极限平衡理论§6.2土的抗剪强度理论与强度指标法国军事工程师，在摩擦、电磁方面做出了奠基性的贡献。1773年发表了关于土压力方面论文，成为土压力的经典理论库仑（C.A.Coulomb）(1736-1806)§6.2土的抗剪强度理论与强度指标–抗剪强度的库伦定律直剪试验PT土样下盒上盒S面积A直剪试验法向应力：

7、剪应力：剪切变形S1S23§6.2土的抗剪强度理论与强度指标–抗剪强度的库伦定律1776年，库仑根据砂土剪切试验得出f=tan砂土后来，根据粘性土剪切试验得出f=c+tan粘土c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ff§6.2土的抗剪强度理论与强度指标–抗剪强度的库伦定律抗剪强度的库仑定律c:土的粘聚力:土的内摩擦角库仑公式：（1776）Ocf：土的抗剪强度tg：摩擦强度-正比于压力：土的内摩擦角c：粘聚强度-与所受压力无关§6.2土的抗剪强度理论与强度指标–抗剪强度的库伦定律(无粘

8、性土：c=0)抗剪强度的库仑定律上式表明土的抗剪强度与正应力之间呈线性关系。实践