土力学与地基基础(2)

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1、第4章土的抗剪强度4.1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ThisphotoshowsafailureofatailingsdamretaininggypsumtailingsinFlorida.Itcanbeseenthatthewetgypsumtailingsflowedlikeaviscousliquidwhenthedamfailed.工程实例－土坡稳定ThistailingsdaminSouthAfricaretainedtailin

2、gsfromaplatinummine.Notetheveryflatslopeformedbythetailingsastheycametorest,indicatingtheirverylowshearstrength.工程实例－土坡稳定Theslideextendedforabout1100feetalongtheembankment.Atthenorthend,neartheinlet-outletstructurevisibleinthisphoto,thescarpatthetopoftheslidewasabout30feethigh.Atthebottomoftheslope

3、thetoeoftheslidemovedhorizontallyabout30feetoutintothereservoir.工程实例－土坡稳定Theslideintheupstreamshellisshownherewiththereservoiremptied.Thepavedroadsurfaceidentifiestheformercrestofthedam.工程实例－土坡稳定工程实例－土坡稳定工程实例－地基承载力问题工程实例－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.

4、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4.2土的抗剪强度的基本理论强度的概念与莫尔－库仑理论库仑的抗剪强度定律将土的抗剪强度表示为剪切面上法向应力的函数，即τf=c+σ·tgΦ，式中，c，Φ分别为土的粘聚力和内摩擦角，亦称为土的强度指标。砂土的

5、抗剪强度表达式为τf=σ·tgΦ，粘性土的抗剪强度表达式为τf=c+σ·tgΦ，前者是后者的特殊形式，即前者是粘聚力c=0的后者形式。强度的概念与莫尔－库仑理论固体间的摩擦力直接取决于接触面上的法向力和接触材料的摩擦角强度的概念与莫尔－库仑理论材料力学理论强度的概念与莫尔－库仑理论强度的概念与莫尔－库仑理论στ（σ1－σ3）/2ooo（σ1＋σ3）/2强度的概念与莫尔－库仑理论强度的概念与莫尔－库仑理论土的极限平衡条件ABDOτστ＝τf极限平衡条件莫尔－库仑破坏准则极限应力圆破坏应力圆剪切破坏面土的极限平衡条件土的极限平衡条件土的极限平衡条件土的极限平衡条件土体中剪破面并不发生在最大剪应力

6、的作用面α=45°上，而是发生在与最大主应力平面成α=45°+Φ/2夹角的斜面上。P124例4-1已知有关参数σ1、σ3、c、Φ,判断土样的状态例题2已知某地基土的c=20kPa，Φ=20°，若地基中某点的大主应力为300kPa，当小主应力为何值时，该土处于极限平衡状态?并说明其剪裂的位置。解：已知最大主应力σ1=300kPa，将有关数据代入公式，得最小主应力的计算值：4.3抗剪强度试验方法测定土抗剪强度指标的试验称为剪切试验按照常用的试验仪器将剪切试验分为直接剪切试验三轴压缩试验无侧向抗压强度试验十字板剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切

7、试验直接剪切试验直接剪切试验在直剪试验过程中，不能量测孔隙水应力，也不能控制排水，所以只能以总应力法来表示土的抗剪强度。但是为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢可将试验划分为快剪、固结快剪、慢剪三种试验类型。快剪(P125释义)固结快剪慢剪直接剪切试验直接剪切试验直剪试验的缺点剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面试验中试验的排水程度靠试验速度的快慢控制由于上下土盒的错动，剪切过程中试样