土力学 第6章 土的抗剪强度.ppt

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1、第六章土的抗剪强度§6.1土体强度的工程应用§6.2摩尔—库仑强度理论§6.3土的极限平衡条件§6.4抗剪强度指标的确定§6.5孔隙压力系数§6.6砂性土的剪切性状§6.7黏性土的剪切性状主要内容重点内容6.1土体强度的工程应用大量的工程实践和室内试验表明：建筑物地基和土工建筑物的破坏，绝大多数是属于剪切破坏，即沿着某一滑动面产生破坏。基坑坑壁滑动破坏坑壁支护6.1土体强度的工程应用边坡滑坡滑裂面6.1土体强度的工程应用因此，剪切破坏是土体破坏的主要形式。土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。土的重要力学性质

2、指标aa6.2摩尔——库仑强度理论前面我们从太沙基的土有效应力原理已经知道：土体承受的上覆荷载主要由土颗粒的有效应力承担。而有效应力是由土颗粒之间的黏结作用和相互之间的咬合作用组成。黏结作用产生的力称为土的黏聚力（内聚力），咬合作用产生的咬合与摩擦称为土的内摩擦角。σ′σ′土中一点的应力状态土体内某一点的应力状态如下：1—竖向应力(最大主应力)3—侧向应力(最小主应力)剪切面上为—法向应力—剪应力331131一、库仑定律在一定载荷范围内，土的抗剪强度与法向应力之间呈直线关系。其中C、

3、被称为土的抗剪强度指标。为剪切破裂面与大主应力的作用面成夹角，其值等于（45°+φ/2）的。31库仑经过试验，得出以下关系式：砂土：黏性土：黏性土cC=0砂土ff库仑定律的总应力表达式库仑定律的有效应力表达式C′称为土的有效黏聚力′称为土的有效内摩擦角饱和土有效应力：一、库仑定律二、摩尔——库仑强度理论莫尔认为土中某点达到该点的抗剪强度时，土即发生破坏。莫尔把f=f（）的曲线，称为摩尔破坏包线。f=f()可用直线（库仑定律）代替，故称为莫尔—库仑强度理论。f1、安全（弹性平衡状态

4、）2、临界状态（极限平衡状态）3、破坏摩尔——库仑强度判断土单元的状态某一单元土体上的作用力如下右图所示，将作用于△ABC的各力分别在水平和垂直方向投影（合力为零），根据静力平衡条件可得：331131dldlcosdlsin6.3土的极限平衡条件一、摩尔应力圆水平方向合力垂直方向合力ABC由上述两式得：6.3土的极限平衡条件一、摩尔应力圆解上述联立二元一次方程式得：法向应力剪应力AO16.3土的极限平衡条件31在τ-σ坐标中，以[1/2(1+3)，0]为圆心、1/2(1－

5、3)为半径作圆则A点的坐标（σa，τa）即为△ABC斜面AB上的法向应力和剪应力。摩尔应力圆OABCcAOO16.3土的极限平衡条件我们把库仑公式强度线绘制于同一坐标系中，则该强度线为摩尔圆的切线。Bf1、安全（弹性平衡状态）2、临界状态（极限平衡状态）3、破坏摩尔——库仑强度判断土单元的状态摩尔——库仑强度判断土单元的状态①τ＜τf时，弹性平衡状态，整个摩尔圆位于抗剪强度线的下方，说明该点在任何平面上的剪应力都小于土所能发挥的抗剪强度，因此不会发生剪切破坏。二、土的极限平衡应力状态②τ=τf时，极限平衡状态

6、，摩尔圆与抗剪强度线相切于A点，表明通过A点的任意平面上的剪应力都等于抗剪强度，该点就处于极限平衡状态。③τ＞τf时，剪切破坏状态，抗剪强度线是摩尔圆的一条割线，该点的任意平面上的剪应力已超过了土的抗剪强度，实际上这种情况是不可能存在的。cAOO1下图是土体处于极限平衡条件（即破坏临界状态）的关系图。B三、土的极限平衡条件由图直角△ABO1可知：整理下面公式：三、土的极限平衡条件得出以下三式：此三式均可用于判断土体是否处于极限平衡状态教材P114式(6-15)更正cAOO1B三、土的极限平衡条件由图直角△ABO1

7、外角与内角的关系可知：即：由此可见：剪切破裂面与大主应力的作用面成（45°+φ/2）的夹角。四、土的极限平衡条件的应用根据上述三式，分别计算出极限平衡所能承受的σ1f与当时所施加的σ1来作比较，即可判断出土体是处于何种状态：（1）当σ1<σ1f，土体处于稳定平衡状态；（2）当σ1=σ1f，土体处于极限平衡状态；（3）当σ1>σ1f，土体处于破坏状态；四、土的极限平衡条件的应用根据上述三式，分别计算出极限平衡所能承受的σ3f与当时所施加的σ3来作比较，即可判断出土体是处于何种状态：（1）当σ3>σ3f，土体处于稳定

8、平衡状态；（2）当σ3=σ3f，土体处于极限平衡状态；（3）当σ3<σ3f，土体处于破坏状态；四、土的极限平衡条件的应用根据上述三式，计算出达到极限平衡所需要的φm与当前土体的φ来作比较，即可判断出土体是处于何种状态：（1）当φm<φ，土体处于稳定平衡状态；（2）当φm=φ，土体处于极限平衡状态；（3）当φm>φ，土体处于破坏状态；四、土的极限平衡条件的应用总结，分别比较