土力学第五章课件

1、土力学主编 杨有莲 詹述琦第5章土抗剪强度知识要点：土 的 屈 服 与 破 坏 ， 莫 尔-库 仑 破 坏 准 则 以 及 极 限 平 衡 条 件 ； 土 的 抗 剪 强 度 的 测 定 方 法 ； 典 型 的 应 力 路 径 ； 无 黏 性 土 、 黏 性 土 的 抗 剪 强 度 。了 解 土 的 应 力 应 变 关 系 曲 线 ， 熟 悉 莫 尔 库 仑 破 坏 准 则 ； 掌 握 土 的 极 限 平 衡 条 件 ； 掌 握 土 的 抗 剪 强 度 的 测 定 方 法 ； 理 解 应 力 路 径 的 概 念 ， 掌 握 典 型 的 应 力 路 径 ； 了 解 无 黏 性 土 的 剪 切 特

2、 性 及 其 残 余 强 度 的 概 念 ， 影 响 无 黏 性 土 抗 剪 强 度 的 因 素 ； 掌 握 饱 和 黏 性 土 的 抗 剪 强 度 特 性 ， 了 解 抗 剪 强 度 指 标 的 选 择 及 其 残 余 强 度 的 概 念 。能力目标：PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出5.1概述 图图 - 所所 示示 的的 均均 是是 与与 土土 的的 强强 度度 破破 坏坏 有有 关关 的的 工工 程程 问问 题题 。土土 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 是是 指指 土土 体体 抵抵 抗抗 剪剪 切切 破破 坏坏 的的 能能 力力 ， 其其 数数 值值 等等 于于 土土 体体

3、 产产 生生 剪剪 切切 破破 坏坏 时时 滑滑 动动 面面 上上 的的 剪剪 应应 力力 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出5.1土的抗剪强度理论一、土的屈服与破坏土土 体体 既既 不不 是是 理理 想想 的的 弹弹 性性 材材 料料 ， 又又 不不 是是 理理 想想 的的 塑塑 性性 材材 料料 ， 而而 是是 一一 种种 弹弹 塑塑 性性 材材 料料 。 因因 此此 ， 当当 土土 体体 受受 到到 应应 力力 作作 用用 时时 ， 其其 弹弹 性性 变变 形形 和和 塑塑 性性 变变 形形 几几 乎乎 是是 同同 时时 发发 生生 的的 ， 表表 现现 出出 弹弹 塑

4、塑 性性 材材 料料 的的 特特 点。点。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出图图 - 中中 曲曲 线线 是是 一一 种种 理理 想想 弹弹 塑塑 性性 材材 料料 的的 应应 力力 应应 变变 关关 系系 曲曲 线线 ， 即即 （ ） 曲曲 线线 。曲。曲 线线 是是 超超 固固 结结 土土 或或 密密 砂砂 在在 三三 轴轴 固固 结结 试试 验验 中中 测测 得得 的的 应应 力力 应应 变变 关关 系系 曲曲 线线 。 曲曲 线线 表表 示示 正正 常常 固固 结结 土土 或或 松松 砂砂 在在 相相 应应 的的 三三 轴轴 固固 结结 试试 验验 中中 测测 得得 的的

5、 应应 力力 应应 变变 关关 系系 曲曲 线线 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出二、 莫尔库仑破坏准则所所 谓谓 破破 坏坏 准准 则则 ， 就就 是是 如如 果果 满满 足足 土土 应应 力力 状状 态态 就就 会会 产产 生生 前前 述述 某某 种种 破破 坏坏 的的 条条 件件 公公 式式 ， 换换 句句 话话 说说 ，也，也 就就 是是 抗抗 剪剪 强强 度度 的的 表表 达达 式式 。库库 仑仑 （ ） 于年于年 根根 据据 砂砂 土土 剪剪 切切 试试 验验 提提 出出 的的 砂砂 土土 抗抗 剪剪 强强 度度 公公 式式 ，后，后 来来 又又 给给 出出 了

6、了 适适 用用 于于 黏黏 性性 土土 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 。砂土黏性土ftgfctgPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出后后 来来 ， 由由 于于 有有 效效 应应 力力 原原 理理 的的 发发 展展 ， 人人 们们 认认 识识 到到 只只 有有 有有 效效 应应 力力 的的 变变 化化 才才 能能 引引 起起 强强 度度 的的 变变 化化 ，因，因 此此 式式 （ - ） 用用 有有 效效 应应 力力 的的 概概 念念 表表 示示 为为另另 外外 应应 该该 指指 出出 ， 许许 多多 土土 类类 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 并并 非非 都都 呈呈 线线 性性 ，

7、 而而 是是 随随 着着 应应 力力 水水 平平 的的 增增 大大 而而 逐逐 渐渐 呈呈 现现 出出 非非 线线 性性 。莫。莫 尔尔 指指 出出 ， 当当 法法 向向 应应 力力 范范 围围 较较 大大 时时 ， 抗抗 剪剪 强强 度度 线线 往往 往往 呈呈 曲曲 线线 形形 状状 。 这这 一一 现现 象象 可可 用用 图图 - 说说 明明 。fctgcu tgPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出通通 常常 把把 试试 验验 所所 得得 的的 不不 同同 形形 状状 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 线线 统统 称称 为为 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 。 库库 仑仑

8、公公 式式 仅仅 是是 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 的的 一一 种种 线线 性性 表表 达达 式式 。 因因 它它 是是 最最 常常 用用 于于 表表 达达 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 的的 ， 所所 以以 经经 常常 把把 库库 仑仑 公公 式式 的的 线线 性性 表表 达达 式式 称称 为为 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出莫莫 尔尔 在在 此此 基基 础础 上上 提提 出出 材材 料料 的的 破破 坏坏 是是 剪剪 切切 破破 坏坏 的的 理理 论论 ， 认认 为为 在在 破破 裂裂 面面 上上 ， 法法 向向 应应

9、 力力 与与 抗抗 剪剪 强强 度度 之之 间间 存存 在在 以以 下下 函函 数数 关关 系系 ：这这 一一 函函 数数 所所 定定 义义 的的 曲曲 线线 见见 图图 - 。 它它 就就 是是 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 ， 也也 可可 称称 为为 莫莫 尔尔 破破 坏坏 包包 线线 。 ffPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出三、 极限平衡条件下下 面面 仅仅 研研 究究 平平 面面 应应 变问变问 题题 。如。如 图图 - （ ） 所所 示示 ， 在在 土土 体体 中中 取取 一一 微微 单单 元元 体体 ，取，取 如如 图图 - （ ） 所所 示示 的的 微微

10、棱棱 柱柱 体体 abc 为为 隔隔 离离 体体 ，将，将 各各 力力 分分 别别 在在 水水 平平 和和 垂垂 直直 方方 向向 投投 影影 ， 根根 据据 静静 力力 平平 衡衡 条条 件件 得得31sinsincos0coscossin0dsdsdsdsdsdsPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出联联 立立 求求 解解 以以 上上 方方 程程 ， 在在mn平平 面面 上上 的的 正正 应应 力力 和和 剪剪 应应 力力 为为由由 材材 料料 力力 学学 可可 知知 ， 以以 上上 、与与 、 之之 间间 的的 关关 系系 也也 可可 以以 用用 莫莫 尔尔 应应 力力 圆圆

11、 表表 示示 ， 如如 图（图（ ） 所所 示示 ， 此此 双双 轴轴 应应 力力 的的 莫莫 尔尔 应应 力力 圆圆 也也 是是 由由 莫莫 尔尔 首首 先先 提提 出出 来来 的的 。13131311cos2221sin22PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出当当 莫莫 尔尔 应应 力力 圆圆 与与 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 相相 切切（圆（圆）时）时 ， 切切 点点 为为 A A， 说说 明明 在犃点在犃点 所所 代代 表表 的的 平平 面面 上，上， 剪剪 应应 力力 正正 好好 等等 于于 抗抗 剪剪 强强 度（度（ ），），该该 点点 就就 处处 于于 极极

12、 限限 平平 衡衡 状状 态态 ， 此此 莫莫 尔尔 圆圆 称称 为为 极极 限应限应 力力 圆圆 ； 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 是是 莫莫 尔尔 应应 力力 圆圆 的的 一一 条条 割割 线线 （圆（圆， 以以 虚虚 线线 表表 示示 ） 的的 情情 况况 是是 不不 可可 能能 存存 在在 的的 ， 因因 为为 该该 点点 任任 何何 方方 向向 上上 的的 剪剪 应应 力力 都都 不不 可可 能能 超超 过过 土土 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 ， 即即 不不 存存 在在 的的 情情 况况 。当当 整整 个个 莫莫 尔尔 应应 力力 圆圆 位位 于于 抗抗 剪剪 强强 度度 包

13、包 线线 的的 下下 方方 （圆（圆 ）时）时 ， 说说 明明 该该 点点 在在 任任 何何 平平 面面 上上 的的 剪剪 应应 力力 都都 小小 于于 土土 所所 能能 发发 挥挥 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 （ ），）， 因因 此此 不不 会会 发发 生生 剪剪 切切 破破 坏坏 ；PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出根根 据据 极极 限限 应应 力力 圆圆 与与 抗抗 剪剪 强强 度度 包包 线线 相相 切切 的的 几几 何何 关关 系系 ， 可可 建建 立立 下下 面面 的的 极极 限限 平平 衡衡 条条 件件 ： 如如 图图 - -（ ） 所所 示示 ， 设设 在在

14、土土 体体 中中 取取 一一 微微 单单 元元 体体 ， mnmn为为 破破 裂裂 面面 ， 它它 与与 大大 主主 应应 力力 的的 作作 用用 面面 成成 破破 裂裂 角角 。 A A 点点 处处 于于 极极 限限 平平 衡衡 状状 态态 时时 的的 莫莫 尔尔 应应 力力 圆圆 如如 图图 - -（ ） 所所 示示 ， 即即化化 简简 后后 得，进得，进 一一 步步 整整 理理 ， 得得 1313sin/2tancc200132003145245224524522tgctgtgctgPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出对对 于于 无无 黏黏 性性 土土 ， 由由 于于 c

15、c , ,可可 知知 无无 黏黏 性性 土土 的的 极极 限限 平平 衡衡 条条 件件 为为【例例 - - 】某某 土土 层层 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 指指 标标 3030，c c10kPa10kPa， 其其 中中 某某 一一 点点 的的 120kPa120kPa， 30kPa30kPa。 问问 ：（ ） 该该 点点 是是 否否 破破 坏坏 ？（ ） 若若 保保 持持 不不 变变 ， 该该 点点 不不 破破 坏坏 的的 为为 多多 少少 ？20132031452452tgtgPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出5.3土的抗剪强度的测定测测 定定 土土 的的 抗抗 剪剪 强强

16、 度度 指指 标标 的的 试试 验验 方方 法法 有有 多多 种种 ， 本本 节节 将将 介介 绍绍 室室 内内 的的 直直 接接 剪剪 切切 试试 验验 、 三三 轴轴 压压 缩缩 试试 验验 、 无无 侧侧 限限 抗抗 压压 试试 验验 和和 十十 字字 板板 剪剪 切切 试试 验验 。一、 直接剪切试验直直 接接 剪剪 切切 试试 验验 所所 使使 用用 的的 仪仪 器器 称称 为为 直直 剪剪 仪仪 。 按按 加加 荷荷 方方 式式 的的 不不 同同 ， 直直 剪剪 仪仪 分分 为为 应应 变变 控控 制制 式式 和和 应应 力力 控控 制制 式式 两两 种种 。我我 国国 目目 前前

17、 普普 遍遍 采采 用用 的的 是是 应应 变变 控控 制制 式式 直直 剪剪 仪仪 ， 如如 图图 - 所所 示示 。 该该 仪仪 器器 的的 主主 要要 部部 件件 由由 固固 定定 的的 上上 盒盒 和和 活活 动动 的的 下下 盒盒 组组 成成 ， 试试 样样 放放 在在 盒盒 内内 上上 、 下下 两两 块块 透透 水水 石石 之之 间间 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出试试 验验 时时 对对 同同 一一 种种 土土 取取 个个 试试 样样 ， 分分 别别 在在 不不 同同 的的 法法 向向 应应 力力 下下 剪剪

18、 切切 破破 坏坏 ， 测测 得得 对对 应应 法法 向向 应应 力力 下下 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 。 将将 试试 验验 结结 果果 绘绘 制制 成成 抗抗 剪剪 强强 度度 与与 法法 向向 应应 力力 之之 间间 的的 关关 系系 ， 如如 图图 - 所所 示示 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出直直 接接 剪剪 切切 试试 验验 具具 有有 设设 备备 简简 单单 、 土土 样样 制制 备备 及及 试试 验验 操操 作作 方方 便便 等等 优优 点点 ， 因因 而而 至至 今今 仍仍 为为 国国 内内 一一 般般 工工 程程 所所 广广 泛泛 使使 用用 ， 但

19、但 也也 存存 在在 不不 少少 缺缺 点点 ， 主主 要要 表表 现现 在在 以以 下下 几几 个个 方方 面面 ：（ ） 剪剪 切切 面面 限限 定定 在在 上上 下下 盒盒 之之 间间 的的 平平 面面 ， 而而 不不 是是 沿沿 土土 样样 最最 薄薄 弱弱 的的 面面 剪剪 切切 破破 坏坏 ；（ ） 剪剪 切切 面面 上上 剪剪 应应 力力 分分 布布 不不 均均 匀匀 ， 且且 竖竖 向向 荷荷 载载 会会 发发 生生 偏偏 转转 （上（上 、 下下 盒盒 的的 中中 轴轴 线线 不不 重重 合合 ），主），主 应应 力力 的的 大大 、 小小 及及 方方 向向 都都 是是 变变

20、 化化 的的 ；（ ） 在在 剪剪 切切 过过 程程 中中 ， 土土 样样 剪剪 切切 面面 逐逐 渐渐 缩缩 小小 ， 而而 在在 计计 算算 抗抗 剪剪 强强 度度 时时 仍仍 按按 土土 样样 的的 原原 截截 面面 面面 积积 计计 算算 ；（ ） 试试 验验 时时 不不 能能 严严 格格 控控 制制 排排 水水 条条 件件 ，并，并 且且 不不 能能 量量 测测 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 ；（ ） 试试 验验 时时 上上 、 下下 盒盒 之之 间间 的的 缝缝 隙隙 中中 易易 嵌嵌 入入 砂砂 粒粒 ， 使使 试试 验验 结结 果果 偏偏 大大 。PPT课件课件目录首页习题答案

21、课程拓展课程试验退出二、 三轴压缩试验三三 轴轴 压压 缩缩 试试 验验 所所 使使 用用 的的 仪仪 器器 是是 三三 轴轴 压压 缩缩 仪仪 （三（三 轴轴 剪剪 切切 仪仪 ），）， 其其 构构 造造 如如 图图 - 所所 示示 ， 它它 主主 要要 由由 三三 个个 部部 分分 所所 组组 成成 ， 即即 主主 机机 、 稳稳 压压 调调 压压 系系 统统 以以 及及 量量 测测 系系 统统 。 各各 系系 统统 之之 间间 用用 管管 路路 和和 各各 种种 阀阀 门门 开开 关关 连连 接接 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出常常 规规 三三 轴轴 试试 验验 的

22、的 一一 般般 步步 骤骤 ： 将将 土土 样样 切切 制制 成成 圆圆 柱柱 体体 套套 在在 橡橡 胶胶 膜膜 内内 ， 放放 在在 密密 闭闭 的的 压压 力力 室室 中中 ，然，然 后后 向向 压压 力力 室室 内内 注注 入入 气气 压压 或或 液液 压压 ， 使使 试试 件件 在在 各各 向向 均均 受受 到到 周周 围围 压压 力力 ， 并并 使使 围围 压压 在在 整整 个个 试试 验验 过过 程程 中中 保保 持持 不不 变变 。 这这 时时 试试 件件 内内 各各 向向 的的 主主 应应 力力 都都 相相 等等 ， 因因 此此 ， 在在 试试 件件 内内 不不 产产 生生

23、任任 何何 剪剪 应应 力力 ， 如如 图图-（ ） 所所 示示 。然。然 后后 通通 过过 轴轴 向向 加加 荷荷 系系 统统 即即 活活 塞塞 杆杆 对对 试试 样样 加加 竖竖 向向 压压 力力 ， 随随 着着 竖竖 向向 压压 力力 逐逐 渐渐 增增 大大 ， 试试 样样 最最 终终 将将 因因 受受 剪剪 而而 破破 坏坏 ， 如如 图图 -（ ） 所所 示示 。 用用 同同 一一 种种 土土 样样 的的 若若 干干 个个 试试 件件 （一（一 般般 或或 个个 ） 分分 别别 在在 不不 同同 的的 周周 围围 压压 力力 向向 下下 进进 行行 试试 验验 ， 可可 得得 一一

24、组组 极极 限限 应应 力力 圆圆 ， 如如 图图 -（ ） 所所 示示 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出通通 过过 控控 制制 土土 样样 在在 周周 围围 压压 力力 作作 用用 下下 固固 结结 条条 件件 和和 剪剪 切切 前前 的的 排排 水水 条条 件件 ， 可可 形形 成成 如如 下下 三三 种种 三三 轴轴 试试 验验 方方 法法 ：（ ） 不不 固固 结结 不不 排排 水水 剪剪 （ 试试 验验 ）。）。 试试 样样 在在 施施 加加 周周 围围 压压 力力 和和 随随 后后 施施 加加 偏偏 应应 力力 直直 至至 剪剪 坏坏 的的 整整 个个 试试 验

25、验 过过 程程 中中 都都 不不 允允 许许 排排 水水 ， 即即 从从 开开 始始 加加 压压 直直 至至 试试 样样 剪剪 坏坏 ， 土土 中中 的的 含含 水水 率率 始始 终终 保保 持持 不不 变变 ， 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 也也 不不 会会 消消 散散 。 （ ） 固固 结结 不不 排排 水水 剪剪 （ 试试 验验 ）。）。 在在 施施 加加 周周 围围 压压 力力 的的 同同 时时 ， 将将 排排 水水 阀阀 门门 打打 开开 ， 允允 许许 试试 样样 充充 分分 排排 水水 ， 待待 固固 结结 稳稳 定定 后后 关关 闭闭 排排 水水 阀阀 门门 ， 然然 后后 施

26、施 加加 偏偏 应应 力力 ， 使使 试试 样样 在在 不不 排排 水水 的的 条条 件件 下下 剪剪 切切 破破 坏坏 。 （ ） 固固 结结 排排 水水 剪剪 （ 试试 验验 ）。）。 在在 施施 加加 周周 围围 压压 力力 及及 随随 后后 施施 加加 偏偏 应应 力力 直直 至至 剪剪 坏坏 的的 整整 个个 试试 验验 过过 程程 中中 都都 将将 排排 水水 阀阀 门门 打打 开开 ， 让让 试试 样样 中中 的的 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 能能 够够 完完 全全 消消 散散 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出三三 轴轴 试试 验验 的的 优优 点点 ：是是

27、 能能 够够 控控 制制 排排 水水 条条 件件 以以 及及 可可 以以 量量 测测 土土 样样 中中 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 的的 变变 化化 。 此此 外外 ，三，三 轴轴 试试 验验 中中 试试 样样 的的 应应 力力 状状 态态 也也 比比 较较 明明 确确 ， 剪剪 切切 破破 坏坏 时时 的的 破破 裂裂 面面 在在 试试 样样 的的 最最 弱弱 处处 ， 而而 不不 像像 直直 剪剪 试试 验验 那那 样样 限限 定定 在在 上上 下下 盒盒 之之 间间 。 缺缺 点点 :是是 试试 验验 操操 作作 比比 较较 复复 杂杂 ， 对对 试试 验验 人人 员员 的的 操操 作

28、作 技技 术术 要要 求求 比比 较较 高高 。 另另 外外 ， 常常 规规 三三 轴轴 试试 验验 中中 的的 试试 样样 所所 受受 的的 力力 是是 轴轴 对对 称称 的的 ， 与与 工工 程程 实实 际际 中中 土土 体体 的的 受受 力力 情情 况况 不不 太太 相相 符符 ， 要要 满满 足足 土土 样样 在在 三三 向向 应应 力力 条条 件件 下下 进进 行行 剪剪 切切 试试 验验 ， 就就 必必 须须 采采 用用 更更 为为 复复 杂杂 的的 真真 三三 轴轴 仪仪 进进 行行 试试 验验 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出三、 无侧限压缩试验无无 侧侧

29、限限 压压 缩缩 试试 验验 实实 际际 上上 是是 三三 轴轴 压压 缩缩 试试 验验 的的 一一 种种 特特 殊殊 情情 况况 ， 即即 周周 围围 压压 力力 的的 三三 轴轴 试试 验验 。其。其 设设 备备 如如 图图-（）所（）所 示示 。 PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出由由 于于 不不 能能 改改 变变 周周 围围 压压 力力 ， 所所 以以 如如 图图 -（ ） 所所 示示 ， 只只 能能 测测 得得 一一 个个 通通 过过 原原 点点 的的 极极 限限 应应 力力 状状 态态 莫莫 尔尔 圆圆 ， 得得 不不 到到 破破 坏坏 包包 线线 。 然然 而而

30、， 饱饱 和和 黏黏 土土 在在 不不 固固 结结 不不 排排 水水 剪剪 切切 试试 验验 中中 ， 破破 坏坏 包包 线线 就就 是是 一一 根根 水水 平平 线线 ， 即即 。 对对 于于 这这 种种 情情 况况 ， 就就 可可 用用 无无 侧侧 限限 抗抗 压压 强强 度度 q来来 换换 算算 土土 的的 不不 固固 结结 不不 排排 水强水强 度度 c ， 即即在在 使使 用用 这这 种种 方方 法法 时时 应应 该该 注注 意意 到到 ， 由由 于于 取取 样样 过过 程程 中中 土土 样样 受受 到到 扰扰 动动 ， 原原 位位 应应 力力 被被 释释 放放 ， 用用 这这 种种

31、 土土 样样 测测 得得 的的 不不 排排 水水 强强 度度 一一 般般 低低 于于 原原 位位 不不 排排 水水 强强 度度 。2ufuqcPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出土土 体体 剪剪 切切 破破 坏坏 时时 ， 其其 抗抗 扭扭 力力 矩矩 由由 圆圆 柱柱 体体 侧侧 面面 和和 上上 、 下下 表表 面面 土土 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 产产 生生 的的 抗抗 扭扭 力力 矩矩 两两 部部 分分 构构 成成 。（ ） 圆圆 柱柱 体体 侧侧 面面 上上 的的 抗抗 扭扭 力力 矩矩 M 为为（ ） 圆圆 柱柱 体体 上上 、 下下 表表 面面 上上 的的 抗抗

32、 扭扭 力力 矩矩 M 为为由由 土土 体体 剪剪 切切 破破 坏坏 时时 所所 量量 测测 的的 最最 大大 扭扭 矩矩 ， 应应 与与 圆圆 柱柱 体体 侧侧 面面 和和 上上 、 下下 表表 面面 产产 生生 的的 抗抗 扭扭 力力 矩矩 相相 等等 ， 可可 得得于于 是是 ， 由由 十十 字字 板板 原原 位位 测测 定定 的的 土土 的的 抗抗 剪剪 强强 度度 为为12fDMDH22243fDDM231226fHDDMMM223fMDDHPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出5.4典型的应力路径表表 示示 应应 力力 变变 化化 过过 程程 的的 较较 为为 简简 单

33、单 的的 方方 法法 是是 选选 择择 土土 体体 某某 一一 特特 定定 截截 面面 上上 的的 应应 力力 变变 化化 来来 表表 示示 土土 单单 元元 的的 应应 力力 变变 化化 。 因因 为为 该该 面面 的的 应应 力力 在在 应应 力力 圆圆 上上 表表 示示 为为 一一 个个 点点 ， 因因 此此 这这 个个 面面 上上 的的 应应 力力 变变 化化 过过 程程 即即 可可 用用 该该 点点 在在 应应 力力 坐坐 标标 上上 的的 移移 动动 轨轨 迹迹 来来 表表 示示 。 这这 个个 应应 力力 点点 的的 移移 动动 轨轨 迹迹 就就 称称 为为 应应 力力 路路 径

34、径 。一、一、 应力路径的概念应力路径的概念PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出在在 二二 维维 平平 面面 应应 变变 问问 题题 中中 ， 应应 力力 的的 变变 化化 过过 程程 可可 以以 用用 若若 干干 个个 应应 力力 圆圆 表表 示示 ， 如如 图图 - 所所 示示 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出土土 体体 的的 应应 力力 路路 径径 也也 可可 用用 有有 效效 应应 力力 表表 示示 ， 这这 时时 称称 为为 有有 效效 应应 力力 路路 径径 。 单单 元元 土土 体体 在在 应应 力力 发发 展展 过过 程程 中中 的的 任任 一

35、一 阶阶 段段 ， 用用 有有 效效 应应 力力 表表 示示 的的 应应 力力 圆圆 与与 用用 总总 应应 力力 表表 示示 的的 应应 力力 圆圆 大大 小小 相相 等等 ， 但但 圆圆 心心 位位 置置 相相 差差 一一 个个 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 值值 ， 如如 图图 -所所 示示 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出二、 典型的应力路径因因 为为 孔孔 隙隙 水水 压压 u ， 所所 以以 。 通通 常常 先先 让让 试试 样样 在在 围围 压压 作作 用用 下下 排排 水水 固固 结结 ， 此此 时时 p ， p 为为 常常 量量 ， 然然 后后 再再 按按

36、 下下 列列 几几 种种 应应 力力 路路 径径 加加 载载 。孔孔 隙隙 水水 压压 力力 为为 的的 情情 况况PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出（ ） 增增 加加 围围 压压。如如 图图- 的的 p-q 坐坐 标标 系系 中，表中，表 示示 为为 应应 力力 路路 径径 。（ ） 增增 加加 偏偏 差差 应应 力（力（ ）。）。 如如 图图 - 中中 直直 线线 所所 示示 。（ ） 增增 加加 相相 应应 减减 小小 。 如如 图图 - 中中 直直 线线 PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出如如 果果 在在 加加 载载 过过 程程 中中 ， 试试 件件 内

37、内 有有 超超 静静 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 产产 生生 ， 则则 绘绘 制制 应应 力力 路路 径径 就就 比比 较较 复复 杂杂 。 首首 先先 要要 区区 分分 是是 总总 应应 力力 路路 径径 还还 是是 有有 效效 应应 力力 路路 径径 。 如如 果果 是是 总总 应应 力力 路路 径径 ， 因因 为为 可可 以以 不不 考考 虑虑 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 的的 作作 用用 ， 只只 需需 考考 虑虑 作作 用用 在在 试试 件件 上上 的的 总总 应应 力力 ， 所所 以以 应应 力力 路路 径径 的的 绘绘 制制 方方 法法 与与 上上 述述 没没 有有 孔孔 隙

38、隙 水水 压压 力力 是是 一一 样样 的的 。 如如 果果 绘绘 制制 的的 是是 有有 效效 应应 力力 路路 径径 ， 则则 需需 要要 求求 出出 总总 应应 力力 增增 加加 时时 所所 产产 生生 的的 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 狌狌 ， 再再 根根 据据 p p u ，q q ， 就就 可可 以以 根根 据据 每每 一一 计计 算算 点点 的的 总总 应应 力力 p 、 q ， 计计 算算 出出 相相 应应 的的 有有 效效 应应 力力p、q， 并并 绘绘 出出 有有 效效 应应 力力 路路 径径 。 因因 此此 ， 绘绘 制制 有有 效效 应应 力力 路路 径径 的的 关关

39、 键键 在在 于于 求求 总总 应应 力力 变变 化化 所所 引引 起起 的的 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 u 的的 变变 化化 。有有 超超 静静 孔孔 隙隙 水水 压压 力力 的的 情情 况况PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出5.5土的抗剪强度无无 黏黏 性性 土土 在在 剪剪 切切 过过 程程 中中 表表 现现 出出 的的 一一 些些 剪剪 切切 特特 性性 主主 要要 有有 以以 下下 两两 个个 方方 面面 。 ） 剪剪 胀胀 性性 ） 剪剪 缩缩 性性一、一、 无黏性土的抗剪强度无黏性土的抗剪强度剪剪 切切 特特 性性PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验

40、退出图图 表表 示示 不不 同同 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 的的 同同 一一 种种 砂砂 土土 在在 相相 同同 周周 围围 压压 力力 下下 受受 剪剪 时时 的的 应应 力应力应 变变 关关 系系 和和 体体 积积 变变 化化 。由由 不不 同同 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 的的 试试 样样 在在 相相 同同 压压 力力 下下 进进 行行 剪剪 切切 试试 验验 ， 可可 以以 得得 出出 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 与与 体体 积积 之之 间间 的的 关关 系系 ， 如如 图图 - 所所 示示 ， 相相 应应 于于 体体 积积 变变 化化 为为 零零 的的 初初 始始 孔孔 隙隙

41、 比比 称称 为为 临临 界界 孔孔 隙隙 比比 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出由由 不不 同同 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 的的 试试 样样 在在 相相 同同 压压 力力 下下 进进 行行 剪剪 切切 试试 验验 ， 可可 以以 得得 出出 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 与与 体体 积积 之之 间间 的的 关关 系系 ， 如如 图图 - 所所 示示 ， 相相 应应 于于 体体 积积 变变 化化 为为 零零 的的 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 称称 为为 临临 界界 孔孔 隙隙 比比 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出前前 述述 砂砂 土土 的的 抗抗

42、 剪剪 强强 度度 指指 标标 是是 土土 在在 一一 定定 法法 向向 应应 力力 下下 ， 试试 样样 发发 生生 剪剪 切切 时时 的的 强强 度度 指指 标标 ， 这这 一一 剪剪 切切 强强 度度 称称 为为 标标 准准 强强 度度 ， 一一 般般 是是 以以 峰峰 值值 强强 度度 表表 示示 的的 ， 即即 。 但但 是是 ， 试试 验验 表表 明明 ， 密密 砂砂 在在 达达 到到 峰峰 值值 强强 度度 以以 后后 ， 剪剪 切切 位位 移移 继继 续续 增增 加加 而而 强强 度度 则则 逐逐 渐渐 减减 小小 ， 最最 后后 稳稳 定定 到到 一一 个个 定定 值值 （如

43、（如 图图 - 所所 示示 ），）， 称称 为为 残残 余余 强强 度度 。残残 余余 强强 度度PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出 ） 沉沉 积积 条条 件件 ） 孔孔 隙隙 比比孔孔 隙隙 比比 对对 内内 摩摩 擦擦 角角 的的 影影 响响 ， 反反 映映 在在 以以 下下 几几 个个 方方 面面 。（ ） 峰峰 值值 内内 摩摩 擦擦 角角 （ ） 最最 终终 内内 摩摩 擦擦 角角 （ ） 常常 体体 积积 下下 的的 剪剪 切切 强强 度度 （ ） 围围 压（如图压（如图 5-20、5-21、5-22 所示）所示） ） 加加 载载 条条 件件（ ） 中中 主主 应应

44、 力力 的的 影影 响响（ ） 加加 载载 速速 率率 和和 受受 力力 时时 间间 对对 土土 体体 强强 度度 的的 影影 响（如图响（如图 5-24所示）所示）（ ） 应应 力力 路路 径径 ） 土土 体体 的的 结结 构构 ） 土土 的的 组组 分分影响无黏性土抗剪强度的因素影响无黏性土抗剪强度的因素PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出二、 黏性土的抗剪强度（ ） 不不 固固 结结 不不 排排 水水 （ 试试 验验 ） 抗抗

45、 剪剪 强强 度度饱和黏性土的抗剪强度特性饱和黏性土的抗剪强度特性PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出（ ） 固固 结结 不不 排排 水水 （ 试试 验验 ） 抗抗 剪剪 强强 度度总总 应应 力力 破破 坏坏 包包 线线 和和 有有 效效 应应 力力 破破 坏坏 包包 线线 都都 通通 过过 原原 点点 ， 说说 明明 未未 受受 任任 何何 固固 结结 压压 力力 的的 土土 （如（如 泥泥 浆浆 状状 土土 ） 不不 会会 具具 有有 抗抗 剪剪 强强 度度 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出（ ） 固固 结结 排排 水水 （ 试试 验验 ） 抗抗 剪剪

46、强强 度度 PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出一一 般般 工工 程程 问问 题题 多多 采采 用用 总总 应应 力力 分分 析析 法法 ， 其其 指指 标标 和和 测测 试试 方方 法法 的的 选选 择择 大大 致致 如如 下下 ：在：在 深深 厚厚 的的 饱饱 和和 软软 黏黏 土土 地地 基基 上上 修修 建建 工工 程程 （路（路 堤堤 、 房房 屋屋 等等 ），）， 若若 工工 程程 进进 展展 很很 快快 ， 则则 在在 施施 工工 期期 间间 地地 基基 来来 不不 及及 排排 水水 ，而，而 地地 基基 土土 的的 透透 水水 性性 和和 排排 水水 条条 件件 不不 良良 ， 可可 采采 用用 三三 轴轴 仪仪 不不 固固 结结 不不 排排 水水 试试 验验 或或 直直 剪剪 仪仪 快快 剪剪 试试 验验 的的 结结 果果 ； 如如 果果 地地 基基 荷荷 载载 增增 长长 速速 率率 较较 慢慢 ， 饱饱 和和 黏黏 土土 层层 不不 太太 厚厚 且且 具具 有有 良良 好好 的的 排排 水水 条条 件件 ， 且且 工工 程程 进进 展展 缓缓 慢慢 ， 则则 可可 以以 采采 用用 固固 结结 排排 水水 剪剪 或