《土的抗剪强度》课件

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1、第七章土的抗剪强度7.1概述7.2土的抗剪强度理论7.3土的抗剪强度试验7.4三轴压缩试验中的孔隙压力系数7.5饱和黏性土的抗剪强度7.6应力路径在强度问题中的应用7.7无黏性土的抗剪强度7.1概述1、土的抗剪强度：土体抵抗剪应力的极限值，或土体抵抗剪切破坏的受剪能力。2、工程中的剪切破坏3、剪切试验各种类型的滑坡崩塌平移滑动旋转滑动流滑滑裂面1994年4月30日崩塌体积400万方，10万方进入乌江死4人，伤5人，失踪12人；击沉多艘船只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡滑坡体崩入乌江近百万方；江水位差数米，无法通航。乌江武隆鸡冠岭山体崩塌滑坡堰塞湖—易贡

2、湖湖水每天上涨50cm！天然坝坝高290m滑坡堰塞湖库容15亿方2000年西藏易贡巨型滑坡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人大阪的港口码头挡土墙由于液化前倾地基的破坏地基P滑裂面某谷仓地基的破坏砂土的液化(liquefaction)日本新泻1964年地震引起大面积液化土压力边坡稳定性地基承载力振动液化特性挡土结构物破坏各种类型的滑坡地基的破坏砂土的液化核心问题:土体的强度理论7.2土的抗剪强度理论一、库伦公式及抗剪强度指标二、莫尔——库伦强度理论及极限平衡条件法国军事

3、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)§5.2土的抗剪强度理论–直剪试验与库伦公式直剪试验PT土样下盒上盒S面积A直剪试验法向应力：剪应力：剪切变形S1S23直剪试验的强度包线S123Oc库仑公式：（1776）f1f2f3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§5.2土的抗剪强度理论–直剪试验与库伦公式土的抗剪强度指标c和是决定土的抗剪强度的两个指标，称为抗剪强

4、度指标当采用总应力时，称为总应力抗剪强度指标当采用有效应力时，称为有效应力抗剪强度指标对无粘性土通常认为，粘聚力C=0库仑公式:§5.2土的抗剪强度理论–直剪试验与库伦公式摩擦强度摩擦强度：决定于剪切面上的正应力σ和土的内摩擦角由颗粒之间发生滑动时颗粒接触面粗糙不平所引起，与颗粒的形状，矿物组成，级配等因素有关0.020.060.20.623020颗粒直径(mm)滑动摩擦角u粗粉细砂中砂粗砂滑动摩擦咬合摩擦包括如下两个组成部分：滑动摩擦§5.2土的抗剪强度理论–土的抗剪强度机理摩擦强度：决定于剪切面上的正应力σ和土的内摩擦角滑动摩擦咬合摩擦包括如下

5、两个组成部分：是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒A必须抬起，跨越相邻颗粒B，或在尖角处被剪断（C），才能移动土体中的颗粒重新排列，也会消耗能量咬合摩擦CABCAB剪切面§5.2土的抗剪强度理论–土的抗剪强度机理摩擦强度摩擦强度密度粒径级配颗粒的矿物成分粒径的形状粘土颗粒表面的吸附水膜影响土的摩擦强度的主要因素:§5.2土的抗剪强度理论–土的抗剪强度机理凝聚强度细粒土：粘聚力c取决于土粒间的各种物理化学作用力作用机理：库伦力（静电力）、范德华力、胶结作用力和毛细力等影响因素：地质历史、粘土颗粒矿物成分、密度与离子浓度粗粒土：一

6、般认为是无粘性土，不具有粘聚强度：当粗间有胶结物质存在时可具有一定的粘聚强度非饱和砂土，粒间受毛细压力，具有假粘聚力§5.2土的抗剪强度理论–土的抗剪强度机理二、莫尔——库伦强度理论及极限平衡条件1910年莫尔(Mohr)提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坏，并提出在破坏面上的剪应力τf是该面上法向应力的函数，即τf＝f()莫尔包线(或称为抗剪强度包线)：这个函数在τf～坐标中的一条曲线应力莫尔圆O213rp大主应力：小主应力:圆心：半径：zxzxzx1(z,zx)(x,xz)莫尔圆

7、：单元的应力状态圆上点：一个面上的与莫尔圆转角2：作用面转角§5.2土的抗剪强度理论–莫尔-库仑强度理论莫尔—库仑强度理论：由库伦公式表示莫尔包线的强度理论。莫尔圆应力分析符号规定材料力学+-正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负+-土力学压为正拉为负逆时针为正顺时针为负§5.2土的抗剪强度理论–莫尔-库仑强度理论极限平衡应力状态§5.2土的抗剪强度理论–莫尔-库仑强度理论极限平衡应力状态：当一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切点=破坏面应力莫尔圆与强度包线f强度包线以下：任何一个面上的一对应力

8、与都没有达到破坏包线