第六章 土的抗剪强度

第六章土的抗剪强度第一节概述一、概念土的抗剪强度指土体抵抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。土体破坏时的应力组合关系称为破坏准则。二、土的抗剪强度机理1、摩擦强度（摩擦力）包括滑动摩擦和咬合摩擦滑动摩擦由颗粒间接触面粗糙不平所引起。咬合摩擦是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用。摩擦强度的影响因素有：颗粒形状、矿物成分、

粒径级配、密度等。2、粘聚强度（粘聚力）取决于土粒间的各种胶结作用和静电引力。第二节土的抗剪强度理论一、屈服与破坏产生塑性变形的现象称为屈服。开始引起屈服的应力状态称为

屈服条件。屈服点对应的应力为屈服应力。与理想塑性材料不同，土的塑性应变增加了土对继续变形的阻力，屈服点位置随应力增加而提高。这种现象称为应变硬化（加工硬化）。到达峰值点后，随应变继续增大应力反而下降，强度随应变增加而降低，称为应变软化（加工软化。）相当于峰值点的强度称为峰值强度。相当于应变很大、应力衰减至恒定值时的强度称为残余强度。不论是峰值强度还是残余强度，都不是一个固定不变的数值，而是与土的应力状态有关。这是土区别于其它材料的重要特点之一。二、库伦（Coulomb）公式（1773）砂土:τf=σtg

粘性土:τf=c+σtg

式中：c和φ为抗剪强度指标(抗剪强度参数)c-土的粘聚力-土的内摩擦角用有效应力表达τf=c´+σ´tgφ´=c´+（σ-u）tgφ´三、莫尔-库伦强度理论（1910）莫尔认为材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点破坏，并提出破坏面上的剪应力是该面上法向应力的函数，即这个函数在f—坐标中是一条曲线，称为莫尔包线（或称为抗剪强度包线）极限平衡状态：土单元体中某一个面上的τ=τf的临界状态。极限平衡条件：土体中某点处于极限平衡状态时的应力条件。（τ=τf，土的剪切破坏条件）=fM（一）土中一点的应力状态抗剪强度包线与莫尔应力圆之间的关系有三种：（1）整个莫尔圆位于抗剪强度包线的下方（2）莫尔圆与抗剪强度包线相切（切点为A）（3）莫尔圆与抗剪强度包线相割

Ac莫尔圆与抗剪强度之间的关系（二）莫尔—库伦破坏准则根据Mohr-Coulomb破坏理论，破坏时的Mohr应力圆必定与破坏包线相切。切点所代表的平面满足τ=τf的条件，该点处于极限平衡状态。（三）Mohr-Coulomb破坏理论的要点①剪切破裂面上，土体的抗剪强度是法向应力的函数τf=f（σ）②当法向应力不大时，该函数可以简化为线性函数关系，用Coulomb公式来表示τf=c+σtgφ③土单元体的任何一个面上τ=τf时，就会发生剪切破坏。此时土单元体的应力状态满足极限平衡条件。四裕极状限平垒衡条乖件的暮应用已知血土内霉一点M的主孙应力σ1m和σ3m,以及戴土的桨内摩敞擦角C、锤φ，可以粪判断源该点压土体是否注破坏。31m1m3m311m3m311m3mc0第三害节浓土兄的抗真剪强温度试机验方雕法一、横直剪仔试验应变慢控制连式和篮应力版控制该式峰值蚕强度防与残百余强选度直剪急试验新根据排水残条件可分辰为：快剪、固结壤快剪和慢剪．优点：直殊接剪由切仪盈构造摘简单锤，操瞧作方败便等缺点：①限们定的远剪切资面；②剪刷切面护上剪莲应力宫分布商不均必匀；③在捕计算叹抗剪腐强度汗时按艰土样悠的原窗截面拨积计裳算的衬；④试划验时迎不能口严格浩控制两排水搏条件达，不阅能量易测孔纳隙水周压力堡。二、岔三轴椅试验333331=3+11=3+1三轴辽试验乔原理按剪对切前假的固启结程命度和夕剪切剥过程沙中的船排水纠条件促三轴座试验沈可分替为三农种类惨型：1、不馋固结贪不排俊水试结验（UU）2、固结苦不排座水试馒验（CU）3、固结浴排水苏试验放（CD）三轴远试验太类型三轴吼压缩忽实验兄优缺迎点优点流：（1）可敞严格投控制赚排水皇条件（2）可椒量测腔孔隙身水压锁力（3）破懂裂面乒在最完软弱刘处缺点饺：（1）2=3，轴捞对称（2）实耐验比壁较复半杂三、送真三吴轴试师验四、齐无侧朽限抗窜压强席度试汉验试验蒙时围当压σ3=0（无骆侧限燃），试样辩在轴佳向压聚力下塌产生观剪切定破坏划。破坏剃时的极轴向败压力挣称为无侧膨限抗提压强扒度，以歉qu表示挥。五、疫十字成板剪否切试桐验第四殊节吃饱和芦粘性抢土的声抗剪苗强度一、腿不固烦结不界排水厚抗剪鸭强度二、耳固结疯不排戒水抗菌剪强坛度0点说恐明未完受任跌何固公结压谦力的缩慧土，御它不具眠有抗剪裕强度脚。有效执应力衰圆直碗径与已总应宣力圆峡直径顶相等猜。三、堤固结壮排水蛮抗剪晒强度在整剧个试英验过羊程中泪，孔隙乡丰水压室力始焦终为脾0，总努应力蓝等于他有效祸应力钓，所状以总泉应力劳圆就组是有绵效应碎力圆棵，总岸应力更破坏凶包线倦就是撑有效址应力头破坏持包线蚂。四、唉抗剪泽强度赚指标棵的选品择粘性康土的蓄抗剪扯强度醉与剪酒切条谊件、励试验拳条件柄、试恢验方狱法等衰有关旬，总应孙力分虹析法幸用总搂应力捐抗剪备强度柱；有卵效应孕力分里析法裂用有苏效应效力抗豪剪强膊度。例6疯-2一饱肠和粘息性土海试样异在三闷轴仪行中进讲行固锐结不难排水矿实验贝，施黄加周盯围压倍力3=2窄00植kP患a，拐试件沸破坏柳时主艺应力按差1-3=2奏80柿kP阵a，石测得摔孔隙对水压等力uf=1舱80疗kP筛a，屯整理帖实验杏得c’=8守0k炒Pa争,’=2读4°，试党求破炎坏面蛙上的原法向女应力岗和剪仪应力性以及摇试件暴中的羽最大拆剪应猫力。解：破坏误面与舅大主稳应力累作用炊面之系间的肉夹角孟为：破坏明面上核的法处向应访力和奥剪应溉力为铺：最大缓剪应颈力发自生在=乏45°的平面上已，为冒：第六两章俗复店习要愉点抗剪印强度染、极绍限