土的抗剪强度与地基承载力讲义.ppt

1、第三章土壤的剪切强度和基础承载力，第一节土壤的极限平衡理论第二节基础的临时塑性荷载和临界荷载第三节基础的最终承载力第四节基础的承载力确定，土壤强度：通常是指土壤的抗压强度或抗拉强度以外的土壤的剪切强度。土壤的剪切强度f表示土壤抗剪切破坏的极限能力。土的剪切破坏如果：土的一点等于=f，则土在剪切应力作用的方向上相对滑动，从而产生剪切破坏。荷载增加，剪切破坏范围扩大，土中形成连续滑动面，地基整体剪切破坏导致稳定性丧失。点线面，地基液化引起的建筑物破坏，云南许村水电站泄洪土坡滑坡-开挖，(b)，(a)，下一个项目的稳定性，(a)土坡滑动，(b)挡土墙滑动，(b)； 剪切滑动面的法向总应力，kPa；C

2、 土壤凝聚力，kPa；土壤的内摩擦角，()。能解释黏土的剪切强度值大于沙子吗？剪切强度与垂直压缩应力的关系(a)不粘土(b)粘土，土壤的剪切强度指数-c，总应力强度指数，剪切强度有效应力法(土壤的剪切应力只能在土壤的骨架中承受)，沙，粘土， !DOCTYPE5，土壤的剪切强度指数-c，是有效应力强度指数，2，摩尔-库伦破坏理论，摩尔-库伦破坏理论(摩尔-库伦强度理论)点的任意平面上的剪切应力等于材料的剪切强度时，点受损，破坏表面的剪切强度f是法向应力的函数。， f，f=ctan， f=f ()摩尔包线，如果摩尔包线用库仑公式表示，则此强度理论称为摩尔库仑强度理论。Mohr-Coulomb强度理

3、论，第三，土的极限平衡理论，极限平衡状态：土的某一点发生剪切破坏时的应力状态。极限平衡条件：土壤中的点处于极限平衡状态时应力充分的条件。由Mohr-Coulomb强度理论确定。回顾材料力学中的一点应力内容，推导出哪一平面上的应力，和主应力的关系：土壤中的所有点应力，一点上某一平面上的应力表示，求解方程：1主动面和平面上的应力， (3-6)是非常重要的。* *应力状态变更时，Mohr圆和Mohr封装线的几何关系如何？摩尔圆和摩尔包线(剪切强度)的关系，圆: f，没有实际发生。，极限平衡条件的推导，土的一点达到极限平衡状态，极限平衡条件的推导，三角函数转换关系，因此相似，粘土的极限平衡条件，粘性土

4、的极限平衡条件，破裂面的位置和大主应力作用面的角度，3，应力状态 1计算3f比较3和3f，33f安全状态3=3f极限平衡状态3f不可能状态，1=常数：土壤破坏判断方法，土壤强度参数c和确定方法； 分析了荷载方法和排水条件下土壤抗剪强度的影响。补充试验内容，土的抗剪强度试验方法，室内试验方法现场试验方法，土的抗剪强度试验方法室内试验方法(教材p244) 1，直剪试验2，三轴抗剪试验3，单轴抗压强度试验，1，直剪试验，(a)试验目的土的抗剪强度测量土的强度指数内部摩擦角。 手轮螺钉下框、压班投手石缝合微米弹性测量环，直接剪切面，T，A，T，P，试样内变形分布应用慢剪切应力，载荷速度0.02mm/分

5、钟(无基于秒的孔压力)。(2)应用统一快速剪切产生的正应力-在整个固结3-5分钟内完成剪切破坏(3)在快速剪切产生正应力后立即完成剪切破坏，2，适用范围：细土的剪切强度指数粒子大小小于2mm的沙子，(3)工作阶段聚合(统一快速剪切试验案例):放在下面的箱子里：透水石滤纸泥土样品样品上的一张滤纸透水石锵压力传递板布置加压框架；其他垂直压力，样品集成；样品集成稳定性好，消除安全销；仪表上的百分位初始读数，手轮转动，初始转数和千分表读数记录；尝试结束：如果拨号指示符指针不再向前移动或指针开始向后移动，则认为样品被截断，并记录最终读数。样本数：4个或4个以上，(4)，计算和制图计算范例剪应力c-测量力

6、环系数，n/0.01mm；R-拨号指示器读数差异，0.01毫米；A0-型截面面积，mm2，c；剪切应力和剪切位移关系曲线法向压力应力和剪切强度关系曲线绘制为法向压力，剪切强度f绘制为纵坐标，f -关系曲线绘制为f-；4个样本得到了4组数据，相应的4个点用一条直线连接起来，这称为剪切强度曲线。曲线的截距为配合力c。与横轴的角度是内摩擦角。直接剪切试验结果，结果分析，(5)直接剪切试验的优点、缺点、设备简单，操作结果短测试时间，优点、缺点、剪切面固定，不是土壤样品最弱的一面；不能严格控制排水条件，也不能测量孔隙水压力u。样品的应力状态复杂，有应力集中。样品切割后，实际剪切面面积逐渐减小，但仍按初始

7、土取样面积计算。2轴和3轴剪切试验/3轴压缩试验、3轴剪切试验/3轴压缩试验特性：可以严格控制试验过程中样品的排水条件，准确测量剪切过程中样品的孔隙水压力变化，从而定量获得土壤有效应力变化。主要工程是必须通过三轴剪切试验的剪切强度精密试验。3轴压缩试验设备：3轴压缩机、变形控制3轴压缩机、1-环境压力表2-压力表3-环境压力阀4-排水阀5-主体可变管6-压力阀7-垂直变形千分表8-规9-排气孔10-轴压力装置11-。 (a)试验目的土壤剪切强度土壤的强度指标：内部摩擦角和粘着力C. (b)试验分类根据施工目的，以不同的排水条件进行了试验。 主要方法有：非固结不排水剪切(快速剪切)，UU为固结不

8、排水剪切(统一快速剪切)，CU为固结排水剪切(慢剪切)，CD为，(3)演示试验过程：非固结排水剪切(快速剪切)，UU为固结排水剪切(慢剪切)将环境压力3 (2)应用于压力室水、土壤样品，打开孔隙水压力阀，确定孔隙水压力。完成固结后，关闭排水阀。三轴试验工作阶段，剪切样品阶段：轴向力计，轴向应变千分表，孔隙水压力读数0；转动第一轮，上升基座，应用轴向变形，直到轴向应力1 轴向压力、孔隙水压力和土壤样品被破坏。(4)整理和分析数据；轴向变形应按如下方式计算：样例区域的修正：主应力差应按如下方式计算：-平面上的圆中心、半径、摩尔圆和剪切强度包线 和c .(5)不同测试类型的说明和比较。不集成排水试验

9、(快速剪切试验)在样品应用周围压力3之前关闭样品的排水阀。也就是说，在未合并的情况下应用轴向力1进行剪切，在剪切过程中排水阀总是关闭。也就是说，不会进行排水。1和3应用过程中没有排水，因此样品中存在孔隙水压力u。实测强度参数最小。集成不排水试验(集成高速剪切试验)CU试验方法不同于应用环境压力3时的样品全排水集成、高速剪切试验。慢慢剪切试验：综合排水试验在剪切全过程中从头到尾打开排水阀，剪切率慢。应用轴向剪切压力1和周围压力3时，必须充分排水，以使孔隙水压力完全消散。测量的强度参数最大。(6)在不同条件下，土壤的剪切强度指数选择考虑了基础排水条件、良好的载荷速度基础排水条件、慢载荷固结排水强度

10、指标。基础排水条件低，荷载快非固结不排水强度指数；其间综合不排水强度指数；第三，无限制抗压强度试验1，适用土壤：饱和软粘土。2、试验原理：非排水剪切试验，等于3轴剪切试验3=0。3、主要试验装置：无侧压气机、无侧压计、4、试验阶段演示、5、试验结果分析无侧压强度qu等于3轴剪切试验中样品在3=0条件下破坏时的大主应力 1。因此，只能创建一个极限应力圆(1=qu，3=0)。根据粘土极限平衡条件公式，根据此极限应力源，内部摩擦角u=0，切线和纵座标截距，土壤的附着力Cu，值：无限抗压强度，第二节的基础临时和临界荷载，第一节的基础破坏类型2，基础的临时和临界荷载，基础破坏类别(a，评价：PCR作为浅

11、基础的地基承载力保守，塑性区负荷增加，地基土从压实阶段到剪切破坏阶段，地基土的剪切破坏范围称为塑性区。，条形基础底边的塑料区域，其临界载荷在中心垂直载荷下的最大深度zmax控制基础宽度的四分之一，该载荷是临界载荷。塑料区域的最大深度zmax控制基本宽度的三分之一，其载荷是临界载荷。临界载荷计算公式推导，部分条形载荷下基础的主应力(a)埋深，(a)，(b)考虑深基坑和土的重力，弹性解决方案(无重介质，无深度)，作用于1 0角平分线，用，1，2替换：P67(3-7)，命令：zmax=0，命令：zmax=1/4 b，命令：zmax=，公式推导表明，在使用弹性力学解决方案的临时塑性载荷推导中，基础上已

12、经发生了塑性区和塑性变形阶段，弹性力学公式推导的应用不够严格。三节地基的最终承载力，地基最终承载力pu(多节地基)地基即将破坏时作用于地基的压力。第一，普朗克极限承载力公式2，泰沙基本极限承载力公式3，影响极限承载力的因素，第一，普朗克极限承载力公式，研究内容：根据塑性理论，对重介质的刚体压力，中等质量达到了被破坏滑动面的形式和极限压力应力公式。理论假设：媒介是失重的。基板地面和土壤之间完全光滑。载荷是无限带载荷。区：假定底部平滑，因此区的法向应力为大主应力1，滑动面和水平面之间的角度为(45/2)。叫做主动兰金区。II区域：由一组代数螺旋和放射线组成，它们分别与活动和手动区域的滑动面相切。称

13、为切换区域。区：区土体产生向下位移，向两侧挤压附近土体。区水平应力是滑动面在水平面(45-/2)之间压印的大主应力1。被称为被动兰金区。普朗克破坏滑动面，I区，法向应力pu为大主应力，与水平方向的角度为452，=pu，=pa，pu，区，水平方向为大主应力，与水平方向的角度为45，作用于隔离的力：pu，pa，PP，c，R所有力对a点力矩平衡，pu，R，分隔，r0， 塔莎地基承载力公式考虑了以下两个因素：(1)地基与土壤之间的摩擦，完全不滑动(2)土体的自尊，地基的破坏滑动面考虑了塔莎地基理论假定的滑动面(a)理论滑动面(b)简化滑动面，45-/2，如下图所示(在该区域中，小主应力同时增加，土体完好)由于土体和地基粗糙底部的摩擦阻力，该土体处于压缩状态，没有剪切位移。6m基于6m:砂、3m或d0.5m、-地基底部以下土壤的严重程度、地下水位以下土壤的严重程度、 m-地基底部以上土壤的加权平