土力学课程讲解第7章.ppt

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1、第7章土的抗剪强度第7章土的抗剪强度7.1概述7.2土的极限平衡条件7.3土的抗剪强度指标的确定7.4饱和粘性土的抗剪强度7.5无粘性土的抗剪强度7.6影响土的抗剪强度指标的因素土力学厦门大学土木系7.1概述土的抗剪强度——土体抵抗剪切破坏极限能力。土的强度问题在工程上主要有以下三个方面：1地基承载力与地基稳定性2土坡稳定性3挡土墙及地下结构上的土压力本章主要介绍了库伦公式、莫尔库伦强度理论、抗剪强度的测定方法、饱和粘性土的抗剪强度、无粘性土的抗剪强度等内容。土力学厦门大学土木系7.1概述7-1土力学厦门大学土木系第7章土的抗剪强度7.1概述7.2土的极限平衡条件7.3土的抗剪

2、强度指标的确定7.4饱和粘性土的抗剪强度7.5无粘性土的抗剪强度7.6影响土的抗剪强度指标的因素土力学厦门大学土木系7.2土的极限平衡条件一、土体中任一点的应力状态1最大主应力与最小主应力2任意斜面上的应力3用莫尔－应力圆表示斜面上的应力二、莫尔库仑破坏理论三、土体的极限平衡状态土力学厦门大学土木系7.2土的极限平衡条件土的强度破坏通常是指剪切破坏。极限平衡状态——当土体的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称为极限平衡状态。土的极限平衡条件——指土体处于极限平衡状态时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系式，即1、3与内摩擦角、粘聚力c之间的数学表达式。土力学厦门大学土

3、木系一、土体中任一点的应力状态1最大主应力与最小主应力地面（a）132（b）没有剪应力的面称为主应力面。作用在主应力面上的力称为主应力。作用在微元体上的竖向法向应力，即土的自重应力作用在微元体侧面上的水平向法向应力土力学厦门大学土木系一、土体中任一点的应力状态2任意斜面上的应力任一截面mn与大主应力面成角，求法向应力和剪应力的计算公式。据静力平衡条件，水平与竖向合力为零13（c）土力学厦门大学土木系一、土体中任一点的应力状态3用莫尔－应力圆表示斜面上的应力0ra莫尔应力圆莫尔圆可表示土体中一点的应力状态，圆周上各点的坐标表示该点在相应平面上正应力和剪应力。正

4、应力和剪应力，1、3可用莫尔应力圆表示。从DC逆时针转2，a点的横坐标为斜面mn上的正应力，纵坐标为剪应力土力学厦门大学土木系7.2土的极限平衡条件一、土体中任一点的应力状态二、莫尔库仑破坏理论1库伦公式2莫尔库仑强度理论三、土体的极限平衡状态土力学厦门大学土木系二、莫尔库伦破坏理论1库伦公式PTA施加垂直应力σ（=P/A）施加水平推力T量测直剪应力（=T/A）砂土的抗剪强度与作用在剪切面上的法向应力成正比无粘性土粘性土土力学厦门大学土木系二、莫尔库伦破坏理论2莫尔——库仑强度理论莫尔提出材料的破坏是剪切破坏，破坏面上剪应力f是该面上法向应力的函数：f=f

5、(),在f－坐标中是条曲线，称莫尔包线。（1）莫尔－库仑强度理论——用库仑公式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔－库伦强度理论。（2）极限平衡状态——当土体中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就发生剪切破坏，该点处于极限平衡状态。土力学厦门大学土木系三、土的极限平衡条件莫尔圆与抗剪强度包线在同一图上时，有三种情况：1整个莫尔圆在强度线的下方，即该点在任何平面上的剪应力<土体的抗剪强度，不会发生剪切破坏。2强度线与莫尔圆相割，实际中是不可能的，因为该点在任何平面上的剪应力都不可能超过土的抗剪强度。3强度线与莫尔圆相切，切点为A，即A点所代表平面上剪应力正好等于抗剪

6、强度，土体处于极限平衡状态。土力学厦门大学土木系三、土的极限平衡条件OcⅡⅠⅢA图7-3莫尔圆与抗剪强度之间的关系三种状态：Ⅲ破坏状态；Ⅱ极限状态；Ⅰ稳定状态；土力学厦门大学土木系mn破裂面，与大主应力的作用面成f角。该点处于极限平衡状态，在ARD中用正弦定理三、土的极限平衡条件mn1133ADBCcRO土力学厦门大学土木系第7章土的抗剪强度7.1概述7.2土的极限平衡条件7.3土的抗剪强度指标的确定7.4饱和粘性土的抗剪强度7.5无粘性土的抗剪强度7.6影响土的抗剪强度指标的因素土力学厦门大学土木系7.3土的抗剪强度指标的确定土的抗剪强度指标包括内摩擦角与

7、粘聚力c。测定土的抗剪强度的常用方法有：1室内实验：直接剪切、三轴压缩试验、无侧限抗压2现场原位测试：十字板剪切、大型直接剪切试验等。应根据各类建筑工程的规模、用途和地基土的情况等，选择相应的仪器和方法进行试验。土力学厦门大学土木系7.3土的抗剪强度指标的确定一、直接剪切试验二、三轴压缩试验三、无侧限抗压试验四、十字板剪切试验土力学厦门大学土木系一、直接剪切试验一直接剪切试验1直剪仪：7－4土力学厦门大学土木系一、直接剪切试验2模拟土体在现场受剪排水条件，分快剪、固结快剪、慢剪快剪——施加