第五节土抗剪强度

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1、第五章土的抗剪强度学习要求：◇抗剪强度参数的概念c、；◇土的极限平衡条件；◇各类抗剪强度参数的实际应用。基本内容：◆土的抗剪强度◆土的极限平衡理论◇抗剪强度指标的测定方法◇孔隙压力系数及应力路径第一节概述土的破坏主要是由于剪切引起的，剪切破坏是土体破坏的重要特点。土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。工程实践中与土的抗剪强度有关的工程主要有以下3类（1）土质土坝的稳定（2）土压力（3）地基的承载力问题工程实例－土坡稳定ThisphotoshowsafailureofatailingsdamretaininggypsumtailingsinFlor

2、ida.Itcanbeseenthatthewetgypsumtailingsflowedlikeaviscousliquidwhenthedamfailed.工程实例－土坡稳定ThistailingsdaminSouthAfricaretainedtailingsfromaplatinummine.Notetheveryflatslopeformedbythetailingsastheycametorest,indicatingtheirverylowshearstrength.工程实例－土坡稳定Theslideextendedforabout1100feetalongt

3、heembankment.Atthenorthend,neartheinlet-outletstructurevisibleinthisphoto,thescarpatthetopoftheslidewasabout30feethigh.Atthebottomoftheslopethetoeoftheslidemovedhorizontallyabout30feetoutintothereservoir.工程实例－土坡稳定Theslideintheupstreamshellisshownherewiththereservoiremptied.Thepavedroadsurfa

4、ceidentifiestheformercrestofthedam.工程实例－土坡稳定工程实例－土坡稳定工程实例－土压力工程实例－地基承载力问题工程实例－地基承载力问题加拿大特朗斯康谷仓：1911年动工,1913年完工,谷仓自重20000吨.1913年10月17日发现1小时内竖向沉降达30.5厘米，结构物向西倾斜，并在24小时内倾倒，谷仓西端下沉7.32米，东端上抬1.52米产生原因：地基承载力不够，超载引发强度破坏而产生滑动。工程实例－地基承载力问题美国纽约某水泥仓库：是近代世界上最严重的建筑物破坏之一位于纽约汉森河旁1940年水泥仓库装载水泥，使粘性土超载，引起地基土剪切

5、破坏而滑动。倾斜45度，地基土被挤出达5.18米，23米外的办公楼也发生倾斜。工程实例－地基承载力问题第二节土的抗剪强度与极限平衡原理库仑定律1776年，库仑根据砂土剪切试验得出f库仑定律：土的抗剪强tan度是剪切面上的法向总应f=力的线性函数砂土tanf后来，根据粘性土剪切试验得出ftantancff=c+粘土c库伦公式fctg(无粘性土：c=0)c:土的粘聚力抗剪强度指标:土的内摩擦角fc土的抗剪强度一般可分为两部分：一部分与颗粒间的法向应力有关，通常呈正比例关系，其本质是摩擦力；另一部分是与法向应力无关的土粒之

6、间的粘结力，通常称为粘聚力。土的影颗粒间的有效法向应力抗响内在因素剪因土的孔隙比强素度外在因素：试验时的排水条件等因素土的表总应力法：总应力强度指标u抗达剪方强法度有效应力法：有效应力强度指标u莫尔-库伦强度理论tanf=c+fc莫尔包线莫尔包线表示材料在不同应力作用下达到极限状态时，滑动面上法向应力与剪应力f的关系。土中一点的应力状态土体内一点处不同方位的截面上应力的集合（剪应力和法向应力）斜面上的应力13331111cos21313221sin2132土中某点的应A(,

7、)力状态可用莫尔应力圆描述32O31/2(+)1131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。土的极限平衡条件强度线极限应力圆应力圆与强度线相离：τ<τf弹性平衡状态应力圆与强度线相切：τ=τ极限平衡状态f应力圆与强度线相割：τ>τf破坏状态莫尔－库仑破坏准则1A132sin1ccotc2f13f231cctg1/2(+)132oo13ta