7第七节-土抗剪强度

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1、8土的抗剪强度8土的抗剪强度——基本概念工程中，存在着与岩土强度密切相关的问题——作为材料构成的土工构筑物的稳定问题如土坝、路堤等填方边坡以及天然土坡的稳定性问题——作为工程构筑物的稳定问题，即土压力问题如挡土墙、地下结构等周围土体，其强度破坏将造成对墙体过大的侧向土压力，以致导致这些工程建筑物发生滑动、倾覆等破坏事故——作为建筑物地基的承载力问题若基础下地基土产生整体滑动或者其局部剪坏区发展，导致过大、不均匀地基变形，将造成上部结构破坏或事故土体是一个复杂地质体，强度不仅与土性，还与应力状态有关土体碎散性、三相体系、自然变异性三大特点——土体强度性质和破坏形态的复杂性8土的抗剪强

2、度——土体破坏土体破坏形式（1）挡土结构物破坏广大州阪京港光口广挡场土基墙坑液塌化方前倾基坑支护滑裂面挡土墙8土的抗剪强度——土体破坏（2）各种类型滑坡平移滑动崩塌旋转滑动流滑8土的抗剪强度——土体破坏1994年乌江鸡冠岭山体崩塌2000年西藏易贡巨型滑坡崩塌体积400万方，10万方进乌江坡高3330m死4人，伤5人，失踪12人，轮船4只堆积体宽约2500m2月后再次滑坡：巨石滚入江内，无法通航总方量约3亿方滑坡体崩入乌江近百万方；江水位差数米8土的抗剪强度——土体破坏（3）地基破坏粘土地基上的某谷仓地基破坏日本新泻1964年地震引起大面积液化8土的抗剪强度（3）地基破坏p

3、滑裂面地基土压力——挡土结构物破坏边坡稳定——各种类型滑坡地基承载力——地基破坏8土的抗剪强度——土体破坏土体破坏通常都是剪切破坏土的抗剪强度：抵抗剪切破坏的极限能力地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变形，土具有抵抗剪应力的潜在能力——剪阻力，它随着剪应力增加而逐渐发挥，剪阻力完全发挥时，就处于破坏的极限状态，此时的剪应力就是“抗剪强度”在外力作用下土中一点的剪应力达到抗剪强度、土体一部分相对于另一部分发生移动时，便认为该点产生了“剪切破坏”工程和试验验证土受剪产生破坏——剪切破坏是强度破坏的重要特点计算与评价承载力、地基稳定性以及挡土墙土压力时，都要用到土的抗剪强度指标土的抗

4、剪强度是土的主要力学性质8土的抗剪强度——应力状态影响单向应力状态：物体处于简单受力情况时，材料危σ3=326险点处于简单应力状态——材料强度可由简单的试验来确定(单向抗压强度、单向抗拉强度、纯剪试验等)(MPa)3σ1-σ1三向应力状态：σσ3σ3在单向应力状态下表现出脆性的岩σ1石，在三向应力状态下可具有塑性ε1(10-3)性质，同时强度极限大大提高——在各向压缩状态下，岩土体能够承三向应力状态下大理岩强度曲线受更大荷载8土的抗剪强度——强度理论强度理论最大正应力理论假设材料的破坏只取决于绝对值最大的正应力——当岩土单元体内三个主应力中只要有一个达到单轴抗压强度或单轴抗拉强度时，单

5、元就达到破坏状态强度条件(破坏条件)：222222(R)(R)(R)0123R—泛指材料强度，抗压强度R或抗拉强度Rct适用性：——单向应力状态以及脆性岩石在某些应力状态(如二向应力)受拉情形——对于复杂应力状态不适用8土的抗剪强度——强度理论最大正应变理论假设材料的破坏取决于最大正应变——只要材料内任一方向的正应变达到单向压缩或单向拉伸中的破坏数值，材料就发生破坏强度条件：RmaxuE适用性：——与脆性材料的实验结果大致符合——对于塑性材料不能适用8土的抗剪强度——强度理论最大剪应力理论假设材料的破坏取决于最大剪应力——塑性力学中Tresca破坏条件强度

6、条件：max≤u222222[()R][()R][()R]0133221适用性：——该理论比较适用于塑性岩石——对于脆性岩石不适用——没有考虑到中间主应力的影响8土的抗剪强度——强度理论八面体剪应力理论假设达到材料的危险状态，取决于八面体剪应力其强度条件：≤octS在复杂应力状态下的八面体剪应力为：1222oct1223313适用性——对于塑性材料，该理论与实验结果相符——克服了最大剪应力理论没有考虑中主应力影响的缺点，是目前塑性力学中常用的理论8土的抗剪强度——M-C强度理论莫尔库仑(Mohr-Coulomb

7、)强度理论库仑公式1773年，C.A.Coulomb根据砂土试验，将土的抗剪强度表达为滑动面上法向总应力的函数，即f=tan1776年，提出了适合粘性土的更普遍的库仑公式形式：f=c＋tan—土的抗剪强度，kPaf—剪切滑动面上法向总应力，kPac—土的粘聚力(内聚力)，kPac—土的内摩擦角，度O8土的抗剪强度——M-C强度理论莫尔—库仑强度理论1910年，Mohr提出材料破坏是剪切破坏当任一平面上