基础4(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基础概念介绍土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，，，是是是是最大主应力与最小主应力土的重要力学性质之一土的重要力学性质之一。土的重要力学性质之一。。。工程中的地基承载力工程中的地基承载力工程中的地基承载力，工程中的地基承载力，，，挡土墙土挡土墙土假定土体是均匀的假定土体是均匀的、假定土体是均匀的、、、连续的半空间材料连续的半空间材料连续的半空间材料，连续的半空间材料，，，研究水平研究水平压力压力、压力、、、土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接

2、相关土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关。土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关。。。地面下任一深度z处处处M点的应力状态点的应力状态。点的应力状态。。。如图所示如图所示如图所示。如图所示。。。由由由由M点取建筑物地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变一微元体dxdydz，，，并使微元体的上，并使微元体的上并使微元体的上、并使微元体的上、、、下面平行于地面下面平行于地面下面平行于地面。下面平行于地面。。。形形形，形，，，土具有抵抗这种剪应力的能力土具有抵抗这种剪应力的能力土具有抵抗这种剪应力的能力，土具有抵抗这种剪应力的能

3、力，，，并随剪应力的增加而并随剪应力的增加而因这微元体很微小因这微元体很微小，因这微元体很微小，，，可忽略微元体本身的质量可忽略微元体本身的质量可忽略微元体本身的质量。可忽略微元体本身的质量。。。现分析此现分析此增大增大，增大，，，当这种剪阻力达到某一极限值时当这种剪阻力达到某一极限值时当这种剪阻力达到某一极限值时，当这种剪阻力达到某一极限值时，，，土就要发生剪切土就要发生剪切微元体的受力情况微元体的受力情况，微元体的受力情况，，，将微元体放大将微元体放大将微元体放大，将微元体放大，，，如图所示如图所示如图所示。如图所示。。。破坏破坏，破坏，，，这个极限值就是土

4、的抗剪强度这个极限值就是土的抗剪强度这个极限值就是土的抗剪强度。这个极限值就是土的抗剪强度。。。如果土体内某一部如果土体内某一部微元体顶面和底面作用力微元体顶面和底面作用力，微元体顶面和底面作用力，，，均为均为分的剪应力达到土的抗剪强度分的剪应力达到土的抗剪强度，分的剪应力达到土的抗剪强度，，，在该部分就开始出现剪切在该部分就开始出现剪切s1=gz破坏破坏，破坏，，，随着荷载的增加随着荷载的增加随着荷载的增加，随着荷载的增加，，，剪切破坏的范围逐渐扩大剪切破坏的范围逐渐扩大剪切破坏的范围逐渐扩大，剪切破坏的范围逐渐扩大，，，最终最终式中s1——作用在微元体上的竖

5、向法向应力作用在微元体上的竖向法向应力，作用在微元体上的竖向法向应力，，，即土的自即土的自在土体中形成连续的滑动面在土体中形成连续的滑动面，在土体中形成连续的滑动面，，，地基发生整体剪切破坏而丧地基发生整体剪切破坏而丧重应力重应力，重应力，，，kPa。。。失稳定性失稳定性。失稳定性。。。微元体侧面作用力为微元体侧面作用力为；微元体侧面作用力为；；；s2=s3=K0gz（（（4-2）））式中s2，，，s——作用在微元体侧面的水平向法向应3力力力，力，，，kPa；；；K——土的静止侧压力系数土的静止侧压力系数，土的静止侧压力系数，，，小于小于1。。。0因为土体并无外

6、荷作用因为土体并无外荷作用，因为土体并无外荷作用，，，只有土的自重作用只有土的自重作用只有土的自重作用，只有土的自重作用，，，故在微元体故在微元体各个面上没有剪应变各个面上没有剪应变，各个面上没有剪应变，，，也就没有剪应力也就没有剪应力也就没有剪应力，也就没有剪应力，，，凡是凡是凡是没有剪应力凡是没有剪应力的面称为主应面的面称为主应面。的面称为主应面。。。作用在主应面上的力称为主应力作用在主应面上的力称为主应力，，，因，因因因此此此，此，，，图中的图中的s1为最大主应力为最大主应力，为最大主应力，，，s3为最小主应力为最小主应力。为最小主应力。。。同时同时同时，

7、同时，，，中主应力s2=s3。。。4—1库伦公式和莫尔—库伦强度理论一一一、一、、、库伦公式库伦公式1776年年年C．．．A．．．库伦．库伦(Coulomb)根据砂土的试验根据砂土的试验，根据砂土的试验，，，将将将将土的抗剪强度表达为滑动面上法向总应力的函数土的抗剪强度表达为滑动面上法向总应力的函数，土的抗剪强度表达为滑动面上法向总应力的函数，，，即即即即由库伦公式可以看出由库伦公式可以看出，由库伦公式可以看出，，，无粘性土的抗剪强度与剪切无粘性土的抗剪强度与剪切t=stanj面上的法向应力成正比面上的法向应力成正比，面上的法向应力成正比，，，其本质是由于颗粒之

8、间的滑动摩其本质是由于颗