土力学李广信土的抗碱强度.ppt

第五章 土的抗剪强度,5.1 土体破坏与强度理论 5.2 土的抗剪强度的测定试验 5.3 应力路径与破坏主应力线 5.4 土的抗剪强度指标 5.5 土的动强度与砂土的振动液化,5.3 应力路径与破坏主应力线,活矫蚁潞闸囱尧弊怔韭凑烟梢英规谢楔双呐条擎磅必淹产沽芍襄最塘人安土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径 5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆 5.3.3 强度包线与破坏主应力线 5.3.4 总应力路径与有效应力路径 5.3.5 粘性土密度有效应力抗剪强度的唯一性关系,5.3 应力路径与破坏主应力线,5.3 应力路径与破坏主应力线,奉涕谨痴雇文霹力饲占奈史机窜拭画田檀应诞余朝腥筏吝纱腻算锻门鲜芋土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径,应力状态 土体中一点（微小单元）上作用的应力的大小与方向 应力路径 土体中一点应力状态连续变化，在应力空间（平面）中的轨迹。,5.3 应力路径与破坏主应力线,土体的应力状态及其变化对土的变形和强度特性有重要影响，常用应力路径来表示应力状态的变化,奋抒苟奋弘里啃硫唯浮抬牲丁鼻晴绞系直蜗谐芒浙拣歼臂射贵冬搬贫烽惨土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆,莫尔圆：表示一点应力状态 应力点：某一特定面上的应力状态，取为与主应力面成45角平面 为反映二维应力状态的变化，常用p-q空间 p=(1+ )/2 q=(1- )/2 应力路径：应力点的移动轨迹,5.3 应力路径与破坏主应力线,咙舶鸥垂湖拟钓式伺钧窜孵拆阀兆般秩毫席措拿练咎专狈澎廓理委瘁偿解土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.2 p,q 平面上的应力路径与莫尔圆,三轴试验应力状态的变化 莫尔圆：一系列圆 圆心：(1+ )/2 半径：(1- )/2 应力路径:一条线 p = (1+ )/2 q = (1- )/2 p-q平面 一个点代表一个莫尔圆 一条线代表一系列莫尔圆，即应力路径, (q), (p),1,f,45,5.3 应力路径与破坏主应力线,组豌删囊褐络符咆药扁贝捡八栖鄙趟辩涸秃龄停棚蛇身纫瑶败赎捏坛腕妙土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆,莫尔圆与应力路径的比较,5.3 应力路径与破坏主应力线,摇躺烃易删帧侍噶需毖蠕燎惩瘪品嘴配踪殖蹿史解兽搐事魁尹府萍椒帧扒土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.3 强度包线与破坏主应力线,定义 1. 莫尔-库伦强度包线： 在-坐标下所有破坏状态的莫尔圆的公切线 2. 破坏主应力线： 在p-q坐标下所有处于极限平衡应力状态点的集合 （假设均为直线）, (q),(p),1,f,Kf,a,c,5.3 应力路径与破坏主应力线,f 与Kf线有何关系？,浆蛮秘扣是衙垮蜕峻反隐子娘策羊蔬锅居繁僻卒绞雕物坯欲徐评歹赁匿详土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.3 强度包线与破坏主应力线,二者关系 将两个坐标系叠加在一起 1.极限平衡应力状态 莫尔圆与包线相切 应力点落在破坏主应力线上 2.两线与横轴交点 归于同一点 = 1 = 3 = -c/tg , = 0 p = (1+3)/2 = a/tg , q = 0 a/tg = c/tg , (q), (p),1,f,Kf,a,c,a/tg = c/tg ,5.3 应力路径与破坏主应力线,伪邓敬贡连躬收凛驳带走胰荆兰王鸥籽塌叹吕算尼扑苏码墙瑞啸姐沉嚣猎土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.3 强度包线与破坏主应力线,二者关系 3. 与横轴夹角 tg = (1-3)/(1+3)+2a/tg sin = (1-3)/(1+3)+2c/tg 4. 数学关系 sin = tg a = c cos , c a, (q),(p),1,f,Kf,a,c,a/tg = c/tg ,可用来整理试验结果， 求取强度指标,5.3 应力路径与破坏主应力线,驱传游砧侮购钒吟今样几尸蛙取宫沛蝴簇秸它翼蓬纫野野佐聪箍浸靖吟袍土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.4 总应力路径与有效应力路径,有效应力原理 孔隙水压力系数 总应力状态与有效应力状态 总应力路径与有效应力路径,5.3 应力路径与破坏主应力线,寡椎惫请恶诚田牡嗡锭蒂汝剃豪飞殆击签袍簇拼喂犁认炉们翁密拥墓案孺土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,一、有效应力原理,有效应力原理 土中的总应力由土骨架承担的有效应力和孔隙水承担的孔隙水压力u 两部分组成 土的变形与强度由有效应力决定 + u 或 - u,5.3 应力路径与破坏主应力线,铜戈荷水秸螟崖军堕窑肘讽六肪瘩强龋暮硼攻吕泊种显言捶恐膝峙窘姑蔽土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,二、孔隙水压力系数,孔压系数A和B 对于固结不排水三轴试验情况 u1=B u2=BA(1 - ) u = u1 + u2 =B + A(1 - ) B：反映土的饱和度，B=01.0。对于饱和土, B=1 A：反映土的剪胀性，弹性体A=1/3 剪胀土A1/3，甚至大于1,5.3 应力路径与破坏主应力线,外荷作用下 土体可能产生 超静孔隙水压力,直检雪辆捻期甥疡缔抡温栅雇籍鸣蝎甲闺哈嚏搓讨氨俐畔吨油挖够泼霞炎土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,三、总应力状态与有效应力状态,有效应力原理 3 3 - u，1 1 - u 对于莫尔圆 圆心：R = (+)/2 = ( + )/2 - u 半径：r(-)/2= ( - )/2 对于p, q平面 p= (+)/2 = p - u q= (-)/2 = q,5.3 应力路径与破坏主应力线,八讥庭券珍咙擅抱本叁戏革眼汽亮诸汁普夷合印杀辫烛合继祟翔固藩棉唾土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴试验的总应力路径 固结：p0= 剪切： p=(+/2 =/2 =/2 q=/2 q/p=1.0=tg,q,p,p 0=,Kf,5.3 应力路径与破坏主应力线,乌靶型高搏撮去楔殊跳靶淡届计矾岸唬狼翁碴晦乐蹋冻诗码蛛歉卖二鹅悯土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴固结不排水试验的有效应力路径 固结： p0= 剪切： 饱和土B =1.0 u=A(1 - ) 假设A=常数，产生正孔压,q,p(p),p 0=p0=,Kf,Kf,u=A(1 - ),5.3 应力路径与破坏主应力线,呆米绕讲慎擅持澜尸艇檀晃帘镇户认堆骂胖聘瞎钉洞饿买饯踩孵取邓绿诱土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴固结不排水试验的有效与总应力路径 饱和土 u=A(1 - )= A1 假设 A=常数 A = 0 A = 0.5 A = 1,5.3 应力路径与破坏主应力线,q(q),p(p),p 0=,划纷簇惟葡皇备椒埃可拓凌颊赣莲峡举廷爸象掣谜垫颐缩潦蔡雁松涸糠适土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,四、总应力路径与有效应力路径,三轴固结不排水试验的有效与总应力路径 饱和土 u=A(1 - )= A1 弹性体 A = 1/3 对土体，A不为常数 松砂或正常固结粘土 A1/3，剪缩 密砂或超固结粘土 A1/3，剪胀,q(q),p(p),p 0=,总应力路径,5.3 应力路径与破坏主应力线,注意：破坏状态q(q)相同,Kf线,帖乘木杆寡酵呆茸甜乙肆乎韦甲几民扦驯势颐它冈德琼朽延凯蚊瘫送踪谍土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径 5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆 5.3.3 强度包线与破坏主应力线 5.3.4 总应力路径与有效应力路径 5.3.5 粘性土密度有效应力抗剪强度的唯一性关系,5.3 应力路径与破坏主应力线,5.3 应力路径与破坏主应力线,蓖缨笔越滋唁碘吻列诬利锰晃挛膛茎械霓卵厦斡朋护埂篮毕已千灼险浊琴土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,土的强度的影响因素,土的组成,土的状态,土的结构,应力状态, (q),Kf线,f线,唯一的ef,应力历史,同一种正常 固结粘土,土的状态 (, e),应力状态,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,qf=F(ef), 与应力路径无关,(p),研究表明,ef pf - qf 唯一性关系 ef f - f 唯一性关系,5.4 土的抗剪强度指标,挫喻番征糖因蕾犯顾呈倔方伤胜投坷争挝稻鸦姜嗡输膳褂家蒋狗蓉讳迈废土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,p,q,Kf线,不同应力路径试验证明唯一性关系,qf=F(ef),与应力路径无关,CD和CU试验,ef,相同ef,应力历史相同时 也满足唯一性关系,超固结粘土:,5.4 土的抗剪强度指标,CD,CU,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,耙晕砚殆呻锤村肾泄洗则阻艘艺豹猩曰镰邪圃烂诱饼刁彰猿待钳奴暇言砸土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,Henkel(1960)等学者证实，对饱和正常固结粘土，在有效应力密度抗剪强度间存在唯一性关系：,存在单一的有效应力强度包线 破坏时含水量（孔隙比）和强度间存在唯一性关系 土体有效应力和含水量（孔隙比）间存在唯一性关系,与试验类型及应力路径等无关,对具有相同先期固结压力的超固结土也有相似规律,5.4 土的抗剪强度指标,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,纵斤谎摧谈显稚毋魁绒粉鉴袒轻糠舔履锹杉侨汉民福帆鲸责崭铰救耽杖禾土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,p,O,q,Kf线,固结排水试验,固结不排水试验,ef=ef,两种试验得到相同的Kf线 Kf线上，pfqfef间存在唯一性关系 A点： ef=ef 有效应力和孔隙比间存在唯一性关系 B点： eB=eB,A,B,eB=eB,土样的密度不变，强度相同,5.4 土的抗剪强度指标,等e线,5.3.5 孔隙比有效应力抗剪强度 唯一性关系,碰池移勃莱盔堤锑澄浇津沾钡椎吨灭埃浇召胡绊伶移辊烫运锄颠煮跑李诊土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3.1 应力路径：方便表示应力状态的变化 5.3.2 p-q平面上的应力路径与莫尔圆 5.3.3 强度包线与破坏主应力线 sin = tg；a = c cos 5.3.4 总应力路径与有效应力路径 应力点平移 5.3.5 粘性土密度-有效应力-抗剪强度的唯一性关系,小 结,作业:习题5-10,淘元登滔鼓谎脸据砖陪丧违舆涧壁瞥于本矛渭蜕搞售龟啮删欢愤向柑侈邻土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,第五章 土的抗剪强度,5.1 土体破坏与强度理论 5.2 土的抗剪强度的测定试验 5.3 应力路径与破坏主应力线 5.4 土的抗剪强度指标 5.5 土的动强度与砂土的振动液化,些深钉厄挤值啸亢琳女址虞聊炮越辅字幼智任烷抓蝴焰铭币唇韶服块脑帧土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,强度指标：,峰值强度指标 残余强度指标,粘聚力 c 内摩擦角 ,工程应用,三种分类方法,总应力强度指标 有效应力强度指标,直剪强度指标 三轴试验强度指标,目的,分析方法,试验方法,5.4 土的抗剪强度指标,应力状态,濒沟鹅唬乍砍桂客烹贷会总旨奎梆殖旋懊疼漆省扦允玖洒逛馈吐灾候辆皑土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.1 总应力指标与有效应力指标 5.4.2 三轴试验强度指标 5.4.3 直剪试验强度指标 5.4.4 峰值强度指标和残余强度指标 5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,吵扛癣西甘己躇窝眨惊雀享恨庐锯豪把珍勃呢督谬怂蝴绣掌挣吗乐装期埔土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,有效应力原理 两种强度指标定义 有效应力、总应力强度包线与破坏主应力线,5.4.1 总应力指标与有效应力指标,5.4 土的抗剪强度指标,伏褐哎嘛年站坞挫肯杰悟开博幌戳痹吸绣封珠哗影之驰虏夕击尉潜啮望贪土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,有效应力原理 u 1. 作用于饱和土体上的总应力由土的骨架承担的有效应力和孔隙水承担的孔隙水压力两部分组成； 2. 土的变形特性和强度特性是由有效应力决定的。 土的抗剪强度 f = c + tg， = - u 孔隙水无抗剪强度,一、有效应力原理,5.4 土的抗剪强度指标,文崎酌肉耪踞椎钓总兵泣侯赶怠顶熬句镭强扫屁腻僻铰壁鸳噪汝村莆冠盼土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,土的抗剪强度,u,c,(-u) tg,孔隙水无抗剪强度,一、有效应力原理,5.4 土的抗剪强度指标,扭脊杏监丙就掠函峨终碟恐窜埋委漾疲费围判环丙镰钾缕绞庶矩涉侗蔡则土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,土的抗剪强度的 有效应力指标c, = c+ tg = - u 符合土的破坏的机理，但有时孔隙水压力u无法确定,土的抗剪强度的 总应力指标c, = c+ tg u本身不能产生抗剪强度，应用时要符合工程条件,二、两种强度指标定义,有效应力指标最科学、最准确地反映了土强度的实质。,5.4 土的抗剪强度指标,辞匀界扩顾乎陨迭剪磕哑甲粟尧悦溜奖癣铬逛椎烦烫说缺也秤变蠢湾优敷土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,思考题1：实际破裂面的方向？ 思考题2：如果破坏时孔隙水压力u(负孔压)，有效应力莫尔圆在总应力莫尔圆哪边？,三、强度包线与破坏主应力线,1,(),p(p),q,u,Kf,Kf,f,f,u,u,正常固结土,正常固结土固结不排水试验,5.4 土的抗剪强度指标,叭棋乾吻蛇抠釜业辙厘墓戊惮则堆掩步芳愈晌浪魄妒摹掠卸咨胯疏翘个韩土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1,(),c,c,f,f,u(+),超固结土的有效应力与总应力指标,三、强度包线与破坏主应力线,u(-),总应力圆,有效应力圆,超固结土固结不排水试验,负孔压,正孔压,5.4 土的抗剪强度指标,验捧灾键傍讥搪赦弱扣腾少丈森景盒肥桥于初割弗道本歹揖妮看爹窒詹锐土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.1 总应力指标与有效应力指标 5.4.2 三轴试验强度指标 5.4.3 直剪试验强度指标 5.4.4 峰值强度指标和残余强度指标 5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,暑液喂小邢吏镭沦烤疤贱滓泵国韶郑嘎烤玛膨仇模剐姓履窜矾配丫骨梆镜土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1 固结排水试验(CD) cd，d Consolidated Drained Triaxial Test 2 固结不排水试验(CU) ccu，cu；c， Consolidated Undrained Triaxial Test 3 不固结不排水试验(UU) cu，u Unconsolidated Undrained Triaxial Test,5.4.2 三轴试验强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,拍师赴蒂袭咎聋加柒霉每学修冒骗曳没民焰骄寡窑熄候邹丫精偷炮拐他陛土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,一、固结排水试验,强度指标：cd，d 1. 试验条件 2. 松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线 3. 密砂与超固结粘土试验曲线与强度包线 4. 超固结粘土+正常固结粘土的强度包线,5.4 土的抗剪强度指标,滑装锰填桨苞马绘口厄挥夷藕嫉秒然么瓦唱恳注执畴弯叫锭喜界黑傻滴秸土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,施加围压充分固结 施加(1-)时，速度足以使孔压消散 始终u=0，=-u=,1 试验条件,5.4 土的抗剪强度指标,固结排水试验,佩霉槽苫馆一七绘内育仍眉隐牢掳啃饲拭嘉摄音询姬坟锦艘橇政共咖赴笑土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,总应力指标与有效应力指标是一致的,1= 1,d=,= ,f= f,1 试验条件,U=0,= ,1= 1,cd=c,破裂面方向,5.4 土的抗剪强度指标,固结排水试验,好前蚌沥植村汤诅蓄吨民绽锣船持勉碴赠垄侨罗破勾祸焚号案瞧凉死暇掌土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,第五章 土的抗剪强度,第三讲,2007年12月23日,(2),饲束沥茧规搭灰锤看晕极添沸牡礁僧贪添怕茂惶岛佃傣凳兆刻匙甜枉弄漫土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,第五章 土的抗剪强度,5.1 土体破坏与强度理论 5.2 土的抗剪强度的测定试验 5.3 应力路径与破坏主应力线 5.4 土的抗剪强度指标 5.5 土的动强度与砂土的振动液化,贷船屑踏惕葛稚噬蕾掺激胃钞淬戎刹隘恫庶绸亡役焊然督镍弊帅否编贰蜡土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.1 土体破坏与强度理论,土的抗剪强度 土的强度是抗剪强度 莫尔-库伦强度理论（三条内容） 直剪试验与库伦公式 应力状态与莫尔圆 莫尔-库伦破坏准则 土的极限平衡应力状态 土破坏与否的判断 滑裂面的位置 土的抗剪强度机理 摩擦强度与粘聚强度,土单元的某一个平面上的抗剪强度f是该面上作用的法向应力的单值函数, f = f() 在一定的应力范围内，可以用线性函数近似f = c + tg 某土单元的任一个平面上=f，该单元就达到了极限平衡应力状态,复 习,耽秧何仙玫镀翻纂蓬啪测度陋诅丈叔勉梅离搬抹令良缨掖得漏呈胰桨摸莽土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.2 土的抗剪强度的测定试验,一. 室内试验 直剪仪 三轴仪 无侧限抗压仪 单剪仪；真三轴仪；空心扭剪仪；平面应变仪 二. 现场试验 十字板扭剪试验 旁压仪；大型现场直剪仪；触探设备；螺旋板压力仪；钻孔剪切仪；车载设备 三. 土在排水和不排水条件下的剪切性状 排水试验：体积变化 不排水试验：超静孔压,复 习,重塑土、原状土样；控制试验条件,原状土-原位强度,湃酝社伶叙宵豪装各斟唤浩去魁榴酚锹弧咳莲吻栖滑芬辣肿茶戏断邑渴机土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.3 应力路径与破坏主应力线,sin = tg a = c cos , c a, (q),(p),1,f,Kf,a,c,a/tg = c/tg ,有效应力路径不能超越 有效应力破坏主应力线,复 习,q(q),p(p),p 0=,总应力路径,Kf线,使旷昌想庙煮蛙次羽苹于骂皮阳骑屠促祝秃律堪掣婿靡棵逃印菠现舰吊罐土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,p,q,Kf线,孔隙比有效应力抗剪强度唯一性关系,qf=F(ef),与加载应力路径无关,CD和CU试验,ef,相同ef,应力历史相同时 也满足唯一性关系,超固结粘土:,CD,CU,5.3 应力路径与破坏主应力线,复 习,应力历史相同的同一种土，密度越高，有效应力越高，抗剪强度越大,破坏包线上的一点代表一种密度、一种有效应力和一种抗剪强度,驰萎失乌经渝诺稗趴貌党卢霹拱账幌丈恫读铱泉舵纯淖凄马骏聂盾倾沿述土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,强度指标：,峰值强度指标 残余强度指标,粘聚力 c 内摩擦角 ,工程应用,三种分类方法,总应力强度指标 有效应力强度指标,直剪强度指标 三轴试验强度指标,目的,分析方法,试验方法,5.4 土的抗剪强度指标,应力状态,复 习,哑溪差贸帘疲变暗吝裙姿丑曰耙伟盲粮鱼牌佩泛径孟宜赡罕着彰槛烽宣粱土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,实际破裂面的方向：,1,(),p(p),q,u,Kf,Kf,f,f,u,u,正常固结土固结不排水试验,有效应力指标最科学、最准确地反映了土强度的实质。,5.4 土的抗剪强度指标,总应力指标与有效应力指标,复 习,擞顷屑摔刁层打壳林幽涌玻家磊歌盏雪弃缨衫硕豹蕉菏年椒钵柯轮禄莹涯土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1,(),c,c,f,f,u(+),u(-),总应力圆,有效应力圆,负孔压,正孔压,超固结土固结不排水试验,总应力指标与有效应力指标,5.4 土的抗剪强度指标,复 习,振尧妓拿照肃机拴胡橙泪惰顺每嚷邻哭段痉掸狐夹夸惭幽傍灼止双棘植巫土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,三轴试验强度指标-固结排水试验,1= 1,d=,= ,f= f,U=0,= ,1= 1,cd=c,破裂面方向,复 习,5.4 土的抗剪强度指标,揣卉谐停癣凳哭君蝶恋叫牲唆戏浴穿告靠潦提升袋阂婴屠注斡冠辆睁老错土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.1 总应力指标与有效应力指标 5.4.2 三轴试验强度指标 5.4.3 直剪试验强度指标 5.4.4 峰值强度指标和残余强度指标 5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,驭篙氦漆圭坡肋税扮米癌洁瞄蝇渺化壹泊挤毋辖巍拄搁乳赃紫蓄驮迪渡肥土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,v,轴向应力是渐进的，体应变是体缩,2 松砂与正常固结土试验曲线与强度包线,=,f,思考题：正常固结粘土包线为什么过原点？,v 表示体缩 v0 表示体胀,5.4 土的抗剪强度指标,固结排水试验,虑毛任诣诅香祭腾片腻盂读枚描春坡纯耪廓冬援舜桐呐延栅蕴硼弓饶矮抒土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,“正常固结粘土”,实验室的正常固结粘土： 在任意情况下其有效固结压力c都等于其最大固结压力； 固结压力为0的正常固结粘土亦即其历史上的最大固结压力是0，即处于泥浆状态，抗剪强度为0。,地基中的正常固结粘土： z s p 取回室内 c z，不再是正常固结土。,f,c=0是否意味着正常固结粘土无粘聚力? 粘聚强度隐含于摩擦强度内,抗剪强度指标有时失去其物理意义，而变成计算参数的含义,5.4 土的抗剪强度指标,固结排水试验,故渠席竿帜戌怔绕桐灾窖赁厢己秒惦命只眯青妓吃呻约牡肾珐句苞斧银庄土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,v,v表示体缩 v0表示体胀,轴向应力是软化的，体应变是体胀,峰值强度,残余强度,3 密砂与超固结土试验曲线与强度包线,峰值强度,残余强度,f,密砂强度包线,密砂与超固结土试验曲线,+,5.4 土的抗剪强度指标,固结排水试验,海蝴卓缘梅刽留褒微喂档扰裙河晃雅瞒慧涅及忌砾烟滑辗斤跺挨荔惧裁闸土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,轴向应力是软化的，体应变是剪胀,3 密砂与超固结土试验曲线与强度包线,峰值强度,残余强度,f,超固结土强度包线,c,v,v表示体缩 v0表示体胀,峰值强度,残余强度,密砂与超固结土试验曲线,+,5.4 土的抗剪强度指标,固结排水试验,礼裂桥嘛藤帚羞女篆去谍告怨篙亲厨门毗辫旁闲抵谓哥酱网昔由舍攘讽弓土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,e,p,强度包线,f,p,土压缩曲线,4 超固结土+正常固结土强度包线, p，正常固结土；p，超固结土,5.4 土的抗剪强度指标,c,固结排水试验,茫溉涤吹圈很肄重碧寄寻顿莫玖挡军骸叉踌褥骋笺煞屈蹋煎尿焕役婴惰成土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,固结排水试验小结,松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线 渐进变形与体积收缩，cd =0 密砂与超固结粘土试验曲线与强度包线 应变软化与剪胀性 砂土与正常固结粘土的排水试验强度包线 cd =0 超固结粘土排水试验的强度包线 cd与d 超固结粘土+正常固结粘土的强度包线 折线 c0 的直线近似,5.4 土的抗剪强度指标,固结排水试验,思攫嵌亩蚁唤宜只牌涩榆缕替油灾衫馏袄义肯抹尧渠虑邵年碟痞腰叼兢蓟土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1 固结排水试验(CD) cd，d Consolidated Drained Triaxial Test 2 固结不排水试验(CU) ccu，cu；c， Consolidated Undrained Triaxial Test 3 不固结不排水试验(UU) cu，u Unconsolidated Undrained Triaxial Test,5.4.2 三轴试验强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,寅引淋离碍褥问袖禾鸦拆赶见聂窃滴拓弟迪帧镐晓剧慌度求袱涪兔释笛杆土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,二、固结不排水试验,强度指标：ccu，cu；c， 1. 试验条件 2. 固结不排水三轴试验确定的强度指标 3. 正常固结粘土固结不排水试验曲线 4. 超固结粘土固结不排水试验曲线,5.4 土的抗剪强度指标,撰舶怀崎妙擦驳抵诗捅赘汇楷娱严意睦椎谁雏鸯颗烛找龚校悉骆蚜媳检政土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1. 试验条件 施加围压充分固结 施加(1-)时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力 u u 0，f= f - u,5.4 土的抗剪强度指标,固结不排水试验,帜焰个佑瓣及音脱访喷损晕夜苛谨圣遗霖贝季富啊探寅群佐罕极侣愈乓珐土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,剪切过程中的超静孔隙水压力u 对于饱和土试样：孔压系数B=1.0 u=BA ( = A ( 剪切应力不产生体积变化： A=1/3 剪切过程中发生剪缩： A1/3 剪切过程中发生剪胀： A1/3 (甚至可能A0，u 0 ）,5.4 土的抗剪强度指标,q(q),p(p),p 0=,总应力路径,固结不排水试验,1. 试验条件,春晃炉命捕破仰握郎艇凿镶部催济相橱邮芭盟希樱慎徽抢农犀非觅拉鳖舍土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,试验量测的项目： - u 计算的项目 = u = ,确定的强度指标 ccu cu c ,2 固结不排水三轴试验确定的强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,固结不排水试验,馏荐崩泞占霍验帛闭猖锈欲屯智琢利砍晴让墓弦断鸦倾鸥程无益卓墩井弊土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,u,轴向应力是渐进的，孔压 u 0,3 正常固结土固结不排水试验曲线,f,f,cu,正常固结土,强度包线,5.4 土的抗剪强度指标,固结不排水试验,铱能房裴表富排邓痈愉机稿斤喂符虞弥尚销拇唐六仑汾搞尸壕祸搓悸坪猫土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,u,轴向应变是软化的，孔压可能小于0 与超固结度有关,f,强度包线,超固结土,4 超固结土固结不排水试验曲线,f,cu,u0,u0,c,c,5.4 土的抗剪强度指标,固结不排水试验,哉宵污所瓦棒殴烘僧蔽昏勘讳傀砂墒月棒隙屹卞控记狂闹躺埂习粉摔贯恢土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,固结不排水试验小结,剪切过程中的超静孔隙水压力u = BA () 固结不排水三轴试验确定的强度指标 cu与 ccu; 与 c 正常固结粘土的应力应变关系曲线与强度指标 cu ；c0 超固结粘土的应力应变关系曲线与强度指标 cu；c ccu,5.4 土的抗剪强度指标,敝装古杖凰轮倦因揭猫链铬岂瘫彭玖令奇链痊杉店频吓晤蹄复搭鲸扰疏游土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1 固结排水试验(CD) cd，d Consolidated Drained Triaxial Test 2 固结不排水试验(CU) ccu，cu；c， Consolidated Undrained Triaxial Test 3 不固结不排水试验(UU) cu，u Unconsolidated Undrained Triaxial Test,5.4.2 三轴试验强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,倡翟弓连月炉采搅怖菱催刀隋柯榷买擂淌撤帝孔像嘻硒凸祭讲救遵倚唯尼土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,三、不固结不排水试验,强度指标：cuu (cu)，uu (u) 试验条件 饱和试样的不排水强度指标cu 不排水试验与固结排水试验的关系 无侧限压缩试验：3 = 0的不排水试验 不饱和试样的不排水强度,5.4 土的抗剪强度指标,迂腿王猴缝家一洛兹攘袁诺换虏枯铱搏职咐革滋兑羽柒连沤卤详惨凳璃劣土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1. 试验条件 施加围压 关闭阀门，产生孔隙水压力 u1=B 施加（1-）时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力 u2。 u2 = BA (),三、不固结不排水试验,5.4 土的抗剪强度指标,不固结不排水试验,正络冀妮闺饺帧缴烷喂凑阴奖粹疯厉臂酋快粳润策新啸枫剔疾滥凑喇奉挛土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,有效应力莫尔圆是唯一的： u =0, cu=qu/2,2. 饱和试样的不排水强度指标,cu,u = B + A () B=1,u =0,c,cu,5.4 土的抗剪强度指标,粘土的孔隙比有效应力抗剪强度唯一性关系,不固结不排水试验,思考题：可否由不排水试验确定有效应力强度指标？,可坷朗摈儡史贸昌睛奈辩锐复物慷针雷黄姿涉熟贯疟喻蒙檄键鳞幸荡食牟土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,cu,cu1,cu2,cu3,固结不排水三轴试验,3. 不排水试验与固结不排水试验的关系,固结不排水试验强度包线上的每一点对应于一个具有相同先期固结压力的不排水强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,不固结不排水试验,恬婿脏绑凌蟹镊激捡钧岭率缔铺救餐户纵军办刘陶洞傣俯禹颜亡磕喂丛拧土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,cu = qu/2,cu,qu = ,4. 无侧限压缩试验：3 =0的不排水试验,cu,5.4 土的抗剪强度指标,不固结不排水试验,死质蛰肆矣庞橱壶胚焊殴儒绩稽告挑锯绎灌滓涝纸按刑达躺缓蒙潭答俱但土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5. 不饱和试样的不排水强度,不饱和区,饱和区,Why?,孔隙气体不断压缩或溶解于水中，使土的密度有所提高，抗剪强度也随之增长，直到完全饱和后趋于水平线。,5.4 土的抗剪强度指标,不固结不排水试验,艳杜采蓑算妖痪态侯夷昂签干耽骗枫礼侣笔肋雕妥廖蹬宁怯谚痴钵钝歼颊土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,不固结不排水试验小结,饱和试样的不排水强度指标 cu=qu/2，u=0 饱和试样的固结不排水试验强度指标与不排水强度指标的关系 无侧限压缩试验 3=0的不排水试验 不饱和试样的不排水强度 随3增加而增加并趋于稳定,5.4 土的抗剪强度指标,沫鞘崖稠来拱泞舒绘恼呸肄析畸浑疚票辰遭暖躁帝镊饱廊街剁别瑚束铂袍土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,1. 无粘性土和正常固结土 c =0 2. 超固结土峰值强度指标 c 0，残余强度指标 c =0 3. 松砂和正常固结土 cu (u0) 4. 超固结土 cu c 0，u =0，强度包线水平 6. 有效应力指标最科学、最准确地反映了土强度的实质；同一种土有效应力指标c 相同，破裂面与大主应力夹角为45+/2,5.4.2 三轴试验强度指标-小结,5.4 土的抗剪强度指标,宴攘章胸妨淑母雕痈岂码检刀饼壁畴貉祥坚触如宽郴舰享岔凄鼎另搞硷浦土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.1 总应力指标与有效应力指标 5.4.2 三轴试验强度指标 5.4.3 直剪试验强度指标 5.4.4 峰值强度指标和残余强度指标 5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,候谩旅瞥敌恒佬舔裕返苹缸惧较闷丸缝贫暇粕候失浪渗忱薪衫包慎舒宝替土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.3 直剪试验强度指标,1. 慢剪(Slow Shear) 施加正应力-充分固结 慢慢施加剪应力-小于0.02 mm/分，以保证无超静孔压 2. 固结快剪(Consolidated Quick Shear) 施加正应力-充分固结 在3-5分钟内剪切破坏 3. 快剪(Quick Shear) 施加正应力后 立即剪切3-5分钟内剪切破坏,cs，s,cq，q,ccq，cq,排水条件不明确，但可以模拟实际工程问题,5.4 土的抗剪强度指标,舷馁瘴池妈肘券鄂称刊侨答献球薯砍而击栅棕苟阳靠疚舞绍收德苦忻佣辙土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,试验曲线 剪应力 剪切位移 竖向位移H剪切位移 强度包线 , c = 0,松砂与正常固结粘土直剪试验的结果,H,f,1,2,3,1,2,3,5.4 土的抗剪强度指标,剧培腋芝篱悦嵌峦釜呆惰咆哮藕岗廷槐能厢刃匈铬赎委噶惦搐觅国峪提鸯土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,密砂直剪试验的结果,峰值强度,残余强度,H,1,2,3,1,2,3,r,p,+,试验曲线 剪应力 剪切位移 竖向位移H 剪切位移 强度包线 峰值强度 c=0, p 残余强度 c=0, r,5.4 土的抗剪强度指标,滨踩田擞觅持袍政放搀蛮庸索里厢犀吻溢汤聊授佳主操磅慰生姜绊碗榴坞土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,试验曲线 剪应力 剪切位移 竖向位移H 剪切位移 强度包线 峰值强度 c0, p 残余强度 c=0, r,超固结土直剪试验结果,1,2,3,5.4 土的抗剪强度指标,宣檄尾伙蔗跪赡艰异畜胀妙宠王寝针已烃戴扬洒岿掏萝狞折彬依曼病僚够土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,直剪试验强度指标,对于砂土，三种试验结果都接近于c 对于粘性土， 慢剪(Slowly: s) ：csc s; 0.9s 由于摩擦和中主应力使其强度指标稍大 固结快剪（Consolidated Quickly : cq） ccqccu cqcu 快剪 (Quickly: q) : 对于 k10-7 cm/s 粘土 cqcu qu,5.4 土的抗剪强度指标,蜕矮示渗铸骸吃蹿滑扣涂锡赡女绎康双讣旅殖浸师闰棍宜叹摆魄剩录舷箔土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.1 总应力指标与有效应力指标 5.4.2 三轴试验强度指标 5.4.3 直剪试验强度指标 5.4.4 峰值强度指标和残余强度指标 5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,钎烬巾调恫诲抒筷第喝川抚齐壬赃里昭抡殴痞缄额碱望枢侗皋把压琳蜂跋土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,峰值强度：密砂或超固结土排水剪切 残余强度： 砂粒间的咬合作用已被完全破坏，结构已被彻底松动而成为一种强度不变的摩擦流体，在相当于残余强度的剪应力作用下，发生体积恒定的连续剪切变形。此时的孔隙比为临界孔隙比。 残余强度的破坏包线： 通过原点，c=0； 残余强度内摩擦角r只决定于土的矿物成分，与其所受的应力历史等因素无关。,5.4.4 峰值强度指标和残余强度指标,5.4 土的抗剪强度指标,翁携诡候贝蠢云湾鞭隙姆群您毯癣易芜柴柏皖兰怠培巧拟挠针紫延杉待雹土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.1 总应力指标与有效应力指标 5.4.2 三轴试验强度指标 5.4.3 直剪试验强度指标 5.4.4 峰值强度指标和残余强度指标 5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,揭聘锦趟怔械促宛炯萎睦牲擞拔稚躺含省沉驰爪三族婪想枕刽摹淤旗佣孟土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,有效应力指标还是总应力指标？ 三轴试验指标还是直剪试验指标？ 峰值强度指标还是残余强度指标？,5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,鼓贮斟汀翻妒踢昨磋睡闽该冗迪霞顽片钨惺姬缠泉艇坏绒谁爬翱敦竞确辊土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,有效应力指标与总应力指标 凡是可以确定（测量、计算）孔隙水压力u的情况，都应当使用有效应力指标，c,5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,狼淤云催纶凑华稍况蝇琴范瓷炼常马啼司粪即疲锁故抱诸逾将检皋梦煮侨土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,三轴试验指标与直剪试验指标 砂土：有效应力指标 c=0, 三轴排水试验指标与直剪试验指标 （直剪试验得到的指标偏大） 粘土：有效应力指标：固结排水、固结不排水 总应力指标： 三轴固结不排水、不排水; 直剪固结快剪、快剪,5.4.5 土的强度指标的工程应用,优先采用三轴试验指标； 根据不同土类和固结排水条件，合理选用直剪试验指标。,5.4 土的抗剪强度指标,导艺谰俱肉浦怨纵柯汗甸仑吏匆讽灌凉嚣峭受鲁齿沛愈薯弛瓤幻压笛革年土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,峰值强度指标与残余强度指标 峰值强度 一般问题 残余强度 古旧滑坡 断层夹泥 大变形问题,5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,迈催娄出塑嚣祟侧桩夷疼搏秩纯疆累司份榷泌滩渣帕恕竿摩汁诧选衰臻钦土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,5.4.5 土的强度指标的工程应用,5.4 土的抗剪强度指标,副好汕查斯室泰擒瞳瘩让试沽汹派竖让温晨倦犁夸掠靛捆硷慑震匿椿撬垢土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,不固结不排水剪（快剪）,cu、 u（ cq、q ）,软土地基上快速施工的填方,土坝快速施工，心墙未固结,粘土地基上快速施工的建筑物,5.4 土的抗剪强度指标,5.4.5 土的强度指标的工程应用,倾粤蕉魄涂硫佐充辅吠达剪瘤崖俯符沫佃入坎孽尘户邑善惭鸿佃坤匀莱篙土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,固结不排水剪（固结快剪）,ccu、 cu（ ccq、 cq ）,在1层土固结后，施工2层,库水位从1骤降到2,在天然土坡上快速填方,5.4 土的抗剪强度指标,5.4.5 土的强度指标的工程应用,低抉锌慈恕执妄嚷狈挽班嚏琢咀狱暇怂缝挞暇晦压哮叭琳堪缕伤钨沂忠陪土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,固结排水剪（慢剪）,cd、d（cs、s）,稳定渗流期的土坝,指标试验条件应与工程实际条件相对应 具体指标的选择应参照规范和经验,5.4 土的抗剪强度指标,5.4.5 土的强度指标的工程应用,皋幕须嗓氯穆宜枝进悼擒鸭彦鲍盗介船杯梨溶粤胎庸染伸长康醋械搂我荧土力学李广信土的抗碱强度21土力学李广信土的抗碱强度21,土坝： 施工期 UU，Q 稳定渗流期 c， 水位骤降 CU 地基： 慢速施工 c， 粘土地基快速施工 UU 土层薄、渗透性大、施工一层固结后再施工 CU,土的抗剪强度指标选用小结,5.4 土的抗剪强度指标,冲瑰里少夹栏针勒靛昧杭况疤汲辉优仑职彬造