土的抗剪强度(讲课).pptVIP

4. 极限平衡条件 c ? 2? f A ?3 ?1 ? ? cctg? (?1 +?3 ) /2 该式表明，单元体在小主应力σ3作用下，处于极限平衡时的大主应力必须为σ1f； ?3 ?3 ?1f ?1f c ? ?3f ?3f ?1 ?1 c ? 该式表明，单元体在大主应力σ1作用下，处于极限平衡时的小主应力必须为σ3f； 根据极限平衡条件判别单元体的稳定性 计算主应力?1、?3： 确定单元体的应力状态（?x、?z、?xz） 判别方法： 由?3 ? ?1f，比较?1和?1f 由?1 ? ?3f，比较?3和?3f 由?1 , ?3 ? ? m，比较?和? m 方法一： 由?3 ? ?1f，比较?1和?1f ? ? c ?f=c+?tg? ? O ?1= ?1f 极限平衡 ?1f ?3 ?1 ?1f 安全 ?1?1f 已经破坏 方法二： 由?1 ? ?3f，比较?3和?3f ? ? O ? c ?f=c+?tg? ?1 ?3f ?3=?3f 极限平衡 ?3?3f 安全 ?3?3f 已经破坏 方法三： 由?1 、?3 ? ? m，比较?和?m 处于极限平衡状态时所需的内摩擦角 ? ? O ?f=c+?tg? O? c ? ? m= ? 极限平衡 ? m ? 安全 ? m ? 已经破坏 5. 破坏面位置 2? f ?3 ?1 c ? A ? ? cctg? (?1+?3 ) /2 ?max 剪破面并不在最大剪应力面，而与最大剪应力面成?/2夹角。因此，土的剪切破坏并不是由最大剪应力τmax所控制。 5.3 强度指标的测定 直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧限抗压强度试验 现场十字板剪切仪 室内试验 现场试验 对同一种土至少取4个平行试样，分别在不同垂直压力?下剪切破坏，绘制抗剪强度?f与相应垂直压力?的关系曲线。 一、直接剪切试验 基本原理 试验仪器 试样形状 h=2cm A=30cm2 试验方法 T 土样 P 下盒 上盒 S 试样沿给定面剪切 试验记录，试样产生某一剪切位移时施加的水平推力（剪应力）。 抗剪强度τf 的确定 ? S 4mm ?f ?f （σ、?f ） 4组 应力位移曲线 σ τf c σ σ c、φ 值的确定 试验类型 控制剪切速率近似模拟排水条件 快剪 施加正应力后立即剪切 固结快剪 施加正应力-充分固结 固结慢剪 以保证无超静孔压 3-5分钟内剪切破坏 在3-5分钟内剪切破坏 施加正应力-充分固结 剪切速率0.02mm/分 设备和操作简单 人为固定剪切面 剪切面应力状态复杂 应力、应变不均匀 主应力方向旋转 剪切面积逐渐减小 排水条件不明确 直剪试验的优缺点 P P T 二、三轴压缩试验 对同一种土至少取3个平行试样，分别在不同周围压力?3下剪切破坏，绘制各应力圆的公切线，即为土的抗剪强度曲线。 基本原理 试验仪器 轴向加荷系统 轴向加荷系统 加压和量测系统 试样 压力室 压力水 排水管 阀门 轴向加压杆 有机玻璃罩 橡皮膜 透水石 顶帽 量测体变或孔压 试样形状 高度/直径=2~2.5 压力室的组成 试验方法 ?3 ?3 ?3 ?3 先施加静水压力—围压 ?1=?2=?3 ； 再施加应力差Δ?1= ?1-?3 。 ?3 ?3 ?3 ?3 ?1=?3+??1 +??1 +??1 破坏主应力差的确定 ?1-?3 ?1 (?1-?3)f (?1-?3)f 松砂 密砂 15% 测得三个试样破坏时的主应力： σ1i、σ3i 试验记录，试样产生某一轴向应变时施加的应力差。 c、φ 值的确定 强度包线 (?1-??)f c ? (?1-??)f ? ? 孔隙水压力 孔隙水压力 体变 量测 不排水 不固结 不固结不排水（UU） 不排水 固结 固结不排水（CU） 排水 固结 固结排水（CD） 施加?1-?3 施加?3 类型 试验类型 三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水条件，可分为三种： * 土 的 抗 剪 强 度 土力学与基础工程 第五章 本章作业 P123~124：5-1、5-2、5-3 、5-4 交作业时间：第 周星期四 第五章 土的抗剪强度 二、土的抗剪强度理论 三、抗剪强度指标的测定 四、孔隙压力系数与应力路径 一、抗剪强度研究的工程意义 与土的抗剪强度有关的工程类型 边坡的稳定 地基的承载力 挡土墙土压力 取决于土的 抗剪强度 5.1 抗剪强度研究的工程意义 2000年西藏易贡巨型滑坡 湖水每天上涨50cm ? 天然坝 坝高290 m 滑坡堰塞湖 库容15亿方 边坡稳定 滑裂面 因地基土剪切破坏而倒塌。