powerpoint下载-青岛理工大学土力学原理精品课程ppt课件

1、第六章土的抗剪强度.6.1 概述 6.2 土的抗剪强度实际6.3 土的抗剪强度测定实验6.4 饱和粘性土的抗剪强度6.5 无粘性土的抗剪强度本章主要内容：.土工构造物或地基土浸透问题变形问题强度问题浸透特性变形特性强度特性6.1 概述.1.碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用主要是抗剪强度与剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力；2.三相体系：三相接受与传送荷载有效应力原理；3.自然变异性：土的强度的构造性与复杂性。一、土的抗剪强度二、土的强度特点：.基坑支护1.挡土构造物的破坏三、工程中土体的破坏类型挡土墙滑裂面.平移滑动2.各种类型的滑坡崩塌旋转滑动流滑.地基p3.地基的破坏.土

2、压力边坡稳定地基承载力挡土构造物破坏各种类型的滑坡地基的破坏.一、直剪实验和库仑公式二、土的强度机理三、摩尔-库仑强度实际6.2 土的抗剪强度实际本节主要内容：.一、直剪实验和库仑公式直剪实验库仑1776 施加 =P/A量测 =T/A上盒下盒PSTA实验原理.Occ 粘聚力 内摩擦角 = 100KPaS = 200KPa = 300KPa库仑公式：f ： 土的抗剪强度tg： 摩擦强度-正比于压力c： 粘聚强度-与所受压力无关强度目的.NT= NT二、土的强度的机理1.摩擦强度 tg1滑动摩擦2咬合摩擦引起的剪胀3颗粒的破碎与重陈列NT.滑动摩擦颗粒破碎与重陈列咬合摩擦引起的剪胀.密度e, 粒径

3、级配Cu, Cc颗粒的矿物成分：对于：砂土粘性土； 高岭石伊里石蒙特石粒径的外形颗粒的棱角与长宽比 在其他条件一样时： 对于砂土，颗粒的棱角提高了内摩擦角 对于碎石土，颗粒的棱角能够降低其内摩擦角影响土的摩擦强度的主要要素：.粘聚强度机理粘聚强度影响要素 2.凝聚强度静电引力库仑力范德华力颗粒间胶结假粘聚力毛细力等地质历史粘土颗粒矿物成分密度离子价与离子浓度.三、摩尔-库仑强度实际1. 库仑公式2. 应力形状与摩尔圆3. 极限平衡应力形状4. 摩尔-库仑强度实际5. 破坏判别方法6. 滑裂面的位置.c 粘聚力 内摩擦角 f ： 土的抗剪强度tg： 摩擦强度-正比于压力c： 粘聚强度-与所受压力

4、无关1.库仑公式.c无粘性土粘性土抗剪强度曲线.砂土：粘性土：库仑Coulomb公式c:土的粘聚力:土的内摩擦角.莫尔库仑强度实际1在一定的应力范围内，可以用线性函数近似f = c +tg2某土单元的任一个平面上 = f ，该单元就到达了极限平衡应力形状.331131dlcosdlsin2、土中一点的应力形状.Oz+zx-xzx213rR3. 应力莫尔圆圆心：半径：莫尔圆：代表一个土单元的应力形状；圆周上一点代表一个面上的两个应力与.不同形状时的摩尔圆.4. 极限平衡应力形状极限平衡应力形状： 有一面上的应力形状到达 = f土的强度包线： 一切到达极限平衡形状的莫尔园的公切线。f.f与破坏包线

5、相交：有一些平面上的应力超越强度；不能够发生。强度包线以内：任何一个面上的一对应力与 都没有达到破坏包线，不破坏；与破坏包线相切：有一个面上的应力到达破坏；.莫尔-库仑强度实际表达式极限平衡条件1f3Oc.11f 破坏形状Oc1f3115. 破坏判别方法3= 常数：判别对象：土体微小单元一点根据应力形状计算出大小主应力1、3，由3计算1f，比较1与1f.33f 弹性平衡形状3=3f 极限平衡形状3 平安形状 = 极限平衡形状 不能够形状Oc(1 + 3)/2 = 常数：圆心坚持不变根据应力形状计算出大小主应力13，由1、3计算，与比较.31f45/2Oc1f3226. 滑裂面的位置 与大主应力

6、面夹角： =45 + /2图中虚线所指位置为滑裂面.一、室内实验二、野外实验6.3 抗剪强度测定实验直剪实验、三轴实验等 制样重塑土或现场取样 缺陷：扰动 优点：应力条件清楚，易反复十字板扭剪实验、旁压实验等 原位实验 缺陷：应力条件不易掌握 优点：原状土的原位强度 .PSTA = 100KPaS = 200KPa = 300KPaOc一、室内实验1. 直剪实验.经过控制剪切速率来近似模拟排水条件 3. 快剪 施加正应力后立刻剪切3-5分钟内剪切破坏1. 固结慢剪：施加正应力-充分固结渐渐施加剪应力-小于0.02mm/分，以保证无超静孔压2. 固结快剪施加正应力-充分固结在3-5分钟内剪切破坏

7、. 设备简单，操作方便 结果便于整理 测试时间短 试样应力形状复杂 应变不均匀 不能控制排水条件 剪切面固定优点缺陷.直接剪切实验土的剪切实验方法.抗剪强度曲线.试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽 2. 三轴实验1试样应力特点与实验方法2强度包线3实验类型4优缺陷.应变控制式三轴仪：压力室，加压系统，量测系统组成应力控制式三轴仪实验步骤:1.装样2.施加周围压力3.施加竖向压力 3 3 3 3 3 3三轴剪切实验.方法：首先试样施加静水压力室压围压 1=2=3 ； 然后经过活塞杆施加的是应力差1= 1-3 。 1试样应力特点与实验方法：特点：试样是轴对称应力形状。垂

8、直应力z普通是大主应力；径向与切向应力总是相等r=，亦即1=z；2=3=r.强度包线(1-)fc (1-)f11- 31 =15%分别作围压为100 kPa 、200 kPa 、300 kPa的三轴实验，得到破坏时相应的1-)f绘制三个破坏形状的应力摩尔圆，画出它们的公切线强度包线，得到强度目的 c 与 2强度包线.固结排水实验CD实验1 翻开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙水压力完全散失；2 翻开排水阀门，渐渐施加轴向应力差以便充分排水，防止产生超静孔压固结不排水实验CU实验1 翻开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙水压力完全散失；2 封锁排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过

9、程中不排水不固结不排水实验UU实验1 封锁排水阀门，围压下不固结；2 封锁排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水cd 、d ccu 、cu cu 、u 3实验类型.固结排水实验CD实验 Consolidated Drained Triaxial test (CD) 抗剪强度目的： cd d c 固结不排水实验CU实验 Consolidated Undrained Triaxial test (CU) 抗剪强度目的：ccu cu不固结不排水实验UU实验 Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU) 抗剪强度目的： cu u cuu uu 实

10、验类型汇总.优点：1 应力形状和应力途径明确；2 排水条件清楚，可控制；3 破坏面不是人为固定的；4 实验单元体实验缺陷：设备相对复杂，现场无法实验阐明： 30 即为无侧限抗压强度实验4优点和缺陷.二、野外实验十字板剪切实验.普通适用于测定软粘土的不排水强度目的；钻孔到指定的土层，插入十字形的探头；经过施加的扭矩计算土的抗剪强度.时M1HDM2.无侧限抗压强度实验.强度目的：6.4 饱和粘性土的抗剪强度粘聚力 c内摩擦角 强度目的的分类：按照分析方法，可分为总应力强度目的与有效应力强度目的；按照实验方法，可分为直剪强度目的与三轴实验强度目的；按照应力应变形状，可分为峰值强度目的与剩余强度目的。

11、.一. 总应力目的与有效应力目的二. 三轴实验强度目的三. 土的强度目的的工程运用本节主要内容：.一、总应力目的与有效应力目的1.两种强度目的的比较2.有效应力、总应力强度包线.1. 两种强度目的的比较土的抗剪强度的有效应力目的c, = c + tg= -u符合土的破坏机理，但有时孔隙水压力u无法确定土的抗剪强度的总应力目的c, = c + tg便于运用,但u不能产生抗剪强度，不符合强度机理强度目的抗剪强度简单评价.二、饱和粘性土的抗剪强度1、不固结不排水抗剪强度2、固结不排水抗剪强度3、固结排水抗剪强度.凡是可以确定丈量、计算孔隙水压力u的情况，都该当运用有效应力目的c，有效应力目的与总应力目的三、土的强度目的的工程运用.砂土： c, 三轴排水实验目的与直剪实验目的 直剪实验得到的目的偏大粘土： 有效应力目的：固结排水、固结不排水 总应力目的：三轴固结不排水、不排水; 直剪固结快剪、快剪三轴实验目的与直剪实验目的.饱和松砂在振动情况下孔压急剧升高在瞬间砂土呈液态时间T孔压 U6.5