Microsoft PowerPoint - 第4章 土的抗剪强度与地基承载力

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1、第四章土的抗剪强度与地基承载力深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02.26. 2010本章内容一、土的抗剪强度的工程意义一、土的抗剪强度的工程意义二、土的强度理论与强度指标二、土的强度理论与强度指标三、土的极限平衡条件三、土的极限平衡条件四、土的抗剪强度指标的测定四、土的抗剪强度指标的测定五、地基破坏形式及承载力的概念五、地基破坏形式及承载力的概念六、地基承载力的确定六、地基承载力的确定深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02.26. 2010学习目标1. 理解掌握土的抗剪强度理论和抗剪强度指标，掌握土的极限平衡理论，学会利用土的极限平衡条件分析土的状

2、态的方法。2.熟悉土的强度指标的测定方法及测定方法的选择。3.了解粘性土在不同排水条件下的实验结果。4.理解地基破坏的基本形式和地基承载力确定的几种方法。深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02.26. 2010一、土的抗剪强度抗剪强度抗剪强度: 土体抵抗剪切破坏的极限能力。工程中涉及土的抗剪强度的问题：问题：地基承载力、挡土墙土压力、土坡稳定等。路堤挡土墙基础深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010二、土的强度理论与强度指标1、库仑定律剪切试验播放1776年，库仑根据砂土剪切试验tf库仑定律：土的抗剪强nj度是剪切面上的法向总应ta

3、t=s力s的线性函数f 砂土jst=stanjf 后来，根据粘性土剪切试验t=stanj+c tffanjstc+t=f c:土的粘聚力j粘土cj:土的内摩擦角s深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010二、土的强度理论与强度指标2、土体抗剪强度影响因素§摩擦力的两个来源1）滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的摩擦2）咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力§粘聚力：由土粒之间的胶结作用和电分子引力等因素形成§抗剪强度影响因素摩擦力：剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土粒级配、土粒形状以及表面粗糙程度粘聚力：土中矿物成分、粘粒含量、含

4、水量以及土的结构深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010二、土的强度理论与强度指标影响c，φ，σ的因素可归纳为两类：（（11 ）土的物理化学性质的影响）土的物理化学性质的影响1）土粒的矿物成分、颗粒形状与级配的影响。2）土的原始密度的影响。3）土的含水量的影响。4）土的结构的影响。（（22 ）孔隙水压力的影响工程上，根据实际地质情况和孔隙水压力消散程度，采用三种不同方法。1）排水剪；2）不排水剪；3）固结不排水剪。深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010三、土的极限平衡条件11 、莫尔、莫尔—— 库伦强度理论莫尔提

5、出材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破ts坏，并提出在破坏面上的剪应力f是该面上法向应力的函数，即t=f(s)f t®sf是一条曲线，称为莫尔包线（抗剪强度包线），如右图实线，通常用一直线代替，该直线方程就是库伦公式表示的方程。由库伦公式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔—库伦强度理论。深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010三、土的极限平衡条件§土体内一点处不同方位的截面上应力的集合（剪应力t和法向应力s）s1ldssass3n33tdlsiaass11dlcosasdlsin a-sdl sin a

6、+tdl cos a=0 楔体静3力平衡sdlcos a-sdl cos a+tdl sina=01深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010三、土的极限平衡条件斜面上的应力11s=(s+s)+(s-s)cos2al1313ds22sa3n1t=(s-s)sin 2at13dlsi2a莫尔应力圆方程2 2 s1é1ù2 é1ùs-(s+s)+t=(s-s)ê1 3 úê1 3 údlcosaë2ûë2ûtA(s, t)圆心坐标[1/2(s+s)，0]13应力圆半径r＝1/2(s－s)13a2as土中某点的应O s31/2(s+s)s113

7、力状态可用莫尔应力圆描述深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010三、土的极限平衡条件土的极限平衡条件t强度线极限应力圆s应力圆与强度线相离：τ<τf弹性平衡状态τ=τ应力圆与强度线相切：f极限平衡状态应力圆与强度线相割：τ>τf破坏状态深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010三、土的极限平衡条件莫尔－库仑破坏准则t强度线s§莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则(目前判别土体所处状态的最常用准则)深圳职业技术学院建筑与环境工程学院, 02. 26. 2010三、土的极限平衡条件莫尔－库仑破坏准则tA 

8、1(s-s)132sinj=1jca2afccotj