土的抗剪强度1ppt课件

1、第五章第五章 土的抗剪强度土的抗剪强度 土的抗剪强度 1.库仑定律 2.土的极限平衡条件 剪切实验方法(直剪，三轴，无侧限，十字板 不同排水条件下剪切实验成果* 工程中的强度问题概述土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限才干土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限才干 5.1土的抗剪强度与极限平衡条件 一、库仑定律一、库仑定律17761776年，库仑根据砂土剪切实验年，库仑根据砂土剪切实验 f = tan 砂土砂土后来，根据粘性土剪切实验后来，根据粘性土剪切实验 f =c+ tan 粘土粘土c 库仑定律：土的抗剪强库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总度是剪切面上的法向总应力应力 的线性函数的线性

2、函数 tanfcftanc:土的粘聚力土的粘聚力 :土的内摩擦角土的内摩擦角 f f二、土体抗剪强度影响要素二、土体抗剪强度影响要素 摩擦力的两个来源摩擦力的两个来源 1. 1.滑动摩擦：剪切面土粒间外表的粗糙所产生滑动摩擦：剪切面土粒间外表的粗糙所产生的摩擦的摩擦 2. 2.咬合摩擦：土粒间相互嵌入所产生的咬合力咬合摩擦：土粒间相互嵌入所产生的咬合力 粘聚力：由土粒之间的胶结作用和电分子引力等要粘聚力：由土粒之间的胶结作用和电分子引力等要素构成素构成 抗剪强度影响要素抗剪强度影响要素 摩擦力：剪切面上的法向总应力、土的初始密度、摩擦力：剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土粒级配、土粒外形以

3、及外表粗糙程度土粒级配、土粒外形以及外表粗糙程度 粘聚力：土中矿物成分、粘粒含量以及土的构造等粘聚力：土中矿物成分、粘粒含量以及土的构造等三、土中一点的应力形状三、土中一点的应力形状 土体内某微小单元体不同方位截面上的应力剪应土体内某微小单元体不同方位截面上的应力剪应力力 和法向应力和法向应力 3 3 1 1 3 1 dldlcos dlsin 楔体静楔体静力平衡力平衡0cossinsin3dldldl0sincoscos1dldldl2cos212131312sin213123122312121 3 1 dldlcos dlsin 斜面上的应力斜面上的应力莫尔应力圆方程莫尔应力圆方程 O 1

4、 31/2( 1 + 3 ) 2 A( , )圆心坐标圆心坐标1/2( 1 + 3 )，0应力圆半径应力圆半径r1/2( 1 3 )土中某点的应土中某点的应力形状可用莫力形状可用莫尔应力圆描画尔应力圆描画 四、土的极限平衡条件四、土的极限平衡条件应力圆与强度线相离：应力圆与强度线相离： 强度线强度线应力圆与强度线相切：应力圆与强度线相切：应力圆与强度线相割：应力圆与强度线相割：极限应极限应力圆力圆f f f 破坏形状破坏形状 莫尔库仑破坏准那么莫尔库仑破坏准那么 莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力形状作为莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力形状作为土的破坏准那么土的破坏准那么 ( (目前判别土体所处

5、形状的最常用准那么目前判别土体所处形状的最常用准那么) ) 强度线强度线 莫尔库仑破坏准那么莫尔库仑破坏准那么 3 1c f2 fA cctg 1/2( 1 + 3 )313121cot21sinc245tan2245tan231ooc245tan2245tan213ooc无粘性土：无粘性土：c=0c=0245tan231o245tan213o 土体处于极限平衡形状时，破坏面与大主应力作土体处于极限平衡形状时，破坏面与大主应力作用面的夹角为用面的夹角为 f f f2 f 3 1c A cctg 1/2( 1 + 3 )2459021f阐明：剪破面并不产生于最大剪应力面，而与最阐明：剪破面并不产

6、生于最大剪应力面，而与最大剪应力面成大剪应力面成 / 2 / 2的夹角，可知，土的剪切破的夹角，可知，土的剪切破坏并不是由最大剪应力坏并不是由最大剪应力maxmax所控制所控制 max五、例题分析五、例题分析 【例】地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa，小主应力为200kPa。经过实验测得土的抗剪强度目的c=15 kPa， =20o。试问该单元土体处于何种形状？单元土体最大剪应力出如今哪个面上，能否会沿剪应力最大的面发生剪破？【解答】知知 1=430kPa1=430kPa， 3=200kPa3=200kPa，c=15kPac=15kPa， =20o =20o 1.1.计算法计算法kPa

7、coof8 .450245tan2245tan231计算结果阐明：计算结果阐明： 1f1f大于该单元土体实践大主应力大于该单元土体实践大主应力 1 1，实践应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，实践应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单元土体处于弹性平衡形状该单元土体处于弹性平衡形状 kPacoof8 .189245tan2245tan213计算结果阐明：计算结果阐明： 3f 3f小于该单元土体实践小主应小于该单元土体实践小主应力力 3 3，实践应力圆半径小于极限应力圆半径，实践应力圆半径小于极限应力圆半径 ，所以，该单元土体处于弹性平衡形状所以，该单元土体处于弹性平衡形状 在剪切面上在剪切面上 552459021fkPaf7.2752cos21213131kPaf1