new winrar zip压缩文件土力学课件第六章

11青第六章土的抗剪强度青第六章土的抗剪强度序强度 强度抗剪强度理论及指标(本章强度有关工程问题(第七章(第八章(第九章**产生整体剪切滑动或局部剪切破坏导致建筑物过大沉降倾斜第二类为土压力问题：如挡土墙基坑等工程中，墙后土体强度破坏将造成过大的侧向土压力，导致墙体滑动倾覆或支护第三类为土工构筑物的稳定性问题：如土坝路堤等填方边坡，在超载渗流乃至暴雨作用下引起土体强度破坏后导致整体失稳边坡滑坡等。Ⅰ抗剪强度基本理本章学习内Ⅱ抗剪强度影响因Ⅲ抗剪强度指标测ⅠⅠ抗剪强度基本理抗剪强 外力作用下土体内部产生应力时，土对剪应力的极限抵抗能力。数值上等于破坏时的剪应力，以τ表示.抗剪强度是土的力学性质，下面由试验认识它一、直剪试验及库仑定（一）直接剪切试P土样剪应力剪切位移土样T土平面上受剪直至破坏法向应力——PAf峰值时的抗剪强度破坏时的剪应力——位移为4mm时的11cos2 21sin2 方法1、剪切面上στtanf1—————方法2 面上的剪应力是该面上法向应力的函数：f=f()。这个 强强度应力圆与强度线所有方向τ<τf该点弹性平衡应力圆与强度线某一方向τ=τf该点极限平衡应力圆与强度线若干方向τ>τf该点破坏强度极限力0 4502与最大剪应力面成/2的夹角，为什么？方法方法3、土的极限平衡条1 sin 2 ccot12cctg(1+3或tan245o2ctan45o 2 2tan245o2ctan45o 2 2 45 2ctan452 2o2 45 2ctan452o 2o2200kPa。试验测得土的抗剪强度指标c=15=20o【解】已知1=430kPa，3=200kPa，c=15kPa，方法1：tan45 2ctan4545021 o2o214301jc11或tan45 2ctan45 189 2 2 32003j实际应力 c313>3j 方法方法2：剪切面上的应力计剪切19045 11cos227572212 sin f库仑定律ftanc 土体处于弹性平衡状方法3c抗抗剪强度的影响因ftan一、影响因内因：c、外因（一）土的物理化学性质的影响（影响内因c、1、土粒的矿物成分、形状与级2、土的含水3、土的原始密4、土的触变（二）超固结土的τf大于正常固结土的(三）孔隙水压力的影响（影响外因抗剪强度。、φ不同。ⅢⅢ快剪直接剪切试 固结快剪慢剪不排水剪三轴剪切试 固结不排水剪排水剪——Cq、——Ccq、——Cs、——Cu、——Ccu、——Cd、单轴试 不排水剪验1、慢剪1、慢剪S（排水剪CD)Consolidated-2、快剪Q（不排水剪UU)Unconsolidated-3～不排水剪测得的抗剪强度τf最小。指标为Cu、排水剪测得的抗剪强度τf最大。指标为Cd、3、固结快剪CQ（固结不排水剪CU)Consolidated-～的抗剪强度指标c、φ三、三、抗剪强度试验方法的选土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同异，对于具体工程问题，应该尽可能根据现场条件决采用 的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标不排水 •地基土的透水性和排水条件不良，建筑（快剪 施工速度较排水剪（慢剪固结不排水剪（固结快四、抗剪强度的两种表示方1、总应力验得到~f关系，从而得——总应力指标。不同，故指标不同,有三组指标ftan总应力指标有三组：Cu、φuCcu、φcu；Cd、应用：只已知总应力大小（不知孔隙水压力根据工程具体情况选用一组指标计算抗剪强度τf~22、有效应力 ~ftanc(u)tan试验时施加总应力，且量测孔压u，由试验得到~f关系，应一定的有效应力，相应的f只有一个，故指标只有一组有效应力指标只有一组：Cˊ、φ应用：需已知有效应力大小（或已知孔隙水压力）；计算抗剪强度τf时不需选择指标（只有一组）(一)试验及指(一)试验及指P剪应力τ由量力环测确定破坏时的剪应力（应变控制式f破ab关系剪切位移ab点是破坏点，其对应的破坏时剪应力就是抗剪强度二、三轴试（一）试验原1、试验装1131.装样2.施加周围压力3.施加竖向偏样剪应力试验仪器：直剪仪（应变控制式，应力控制式在不同的垂直压力在不同的垂直压力度τ，绘制τf-曲线，得该土的抗剪强度包线(二）试验的三类排水条通过试验加荷的快慢来控制是否排快使试样在3～5min之内剪破，尽量不排水固结剪切前试样在垂直荷载下充分固结，剪切快剪时速率较快，使土样在剪切过程中不慢剪率施中尽量使土样排水(三)(三)直剪试验优缺 缺点①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，不一定是土样的最薄弱面。逐渐减小，剪切面上的剪应力分布不均匀，③试验中不能严格控制排水条件（加荷的快慢来实现是否排水），不能量测土样的孔隙水压力。只能得到总应力指标。（有时将慢剪指标近似用作有效应力指标2、试验的三类排水条2、试验的三类排水条UU试验：加σ3和△σ都不排水CU试验：加σ3排水，加△σ不排水CD试验：加σ3和△σ都排水(保持孔压为零）排水加围测系（二）三轴试验优缺优点力，了解土中有效应力变化情况②试样中的应力分布比较均⑶土样破坏面是其最薄弱面缺点 样（三）饱和粘性土的三轴试验结1、不固结不排水试验（UU试验c 分别在不同的周围压力3得到3～4个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线3~13、试3、试验数据的两类整理方总应力法（不需量测孔压加σ3，增加△σ，圆。做3～4个不的破c极限总应力圆的包线——有效应力法（需量测破坏时孔压uf加σ3，增加△σ，直至破坏,量测uf，计算σ1′、σ3′有效应力圆。做3～4个不同的破坏有效应力圆 极限有效应力圆的包线——抗剪强度11u 有效应力有效应力 总应力A UU试验只能得到总应力指标cu、φu。其中φuUU2.固结不排水剪（CU试验3△坏Cc 3下进行固结不排水剪试验得到、BC三个不同3作用下破坏时的总应力圆，由总应力圆强度c、cu按有效应力圆强度包线可确定c、注意：理论上饱和粘性土ccu＝0c＝0，因为未受任何固结CU试验既能得到总应力指标ccu、cu，也能得到有效应力指标c、，通常>cu（c<ccu）3.固结排水剪（CD试验排水向压力增量△，直至剪破阀门隙水打开 在整个排水剪试验过程中，uf＝0，总应力全部转化可见排水剪指标（cdd）可由CU试验测定（c，注意：理论上饱和粘性cd＝c＝0，因为未受任何固结压CD试验得到的指标d＝；cd＝c三轴试验指标小对于同一种土，在不同的排水条件下进行试验，抗剪饱和粘性土试验UU试验只能得到总应力指标cu、φu。其中φuUU试验不能得到有效应力指CU试验既能得到总应力指标ccu、cu，也能得到有效应力指标c、，通常>cu（c<ccu）CD试验得到的指标d＝；cd＝c注意：理论上正常固结饱和粘性土ccu＝0c＝0cd因为未受任何固结压力的土（泥浆状）不会具有抗剪强度试样无侧限抗压强度试验是三轴试验的特例，对试样不施加周围压力，即3试样在无侧限压力条件下，剪切破坏时试样承受的最大轴向压力，称为无侧限抗压强度单轴、不排水剪q 2cq代替三轴试验测定饱和软粘土的不排水强度应用测定测定饱和粘性土的灵敏坏的重塑土的无侧限抗压强度的比值称为灵敏Stququ根据低灵敏度土1<St≤2中灵敏度土2<St≤4高灵敏度土St>4应用有时可测一般粘性土的不排水指q4502q2c0 2求得求得应用四、四、抗剪强度指标的选cu、一般工程的使用cd、cˊ、φˊ•一般工程的长期本章作业：6-2、6-3(采用数解法ccu、*几个需了解的概1、粘性土的2、砂土的剪3、砂土和粉4、挖方和填方时的强**定义——测 无侧限抗压强度试现场试验——f1Utan临界孔隙比k初始孔隙比e0>ek则会剪缩，e0<ek3、3、砂土和粉土的振动液 液化现象——饱和松砂或粉土在一定强度的动荷载作用下，完全