土力学第7章.pptVIP

第7章 土的抗剪强度 § 7.1 概述 § 7.2 土的抗剪强度理论 § 7.3 抗剪强度测定方法 § 7.4 饱和土的抗剪强度 1773年 库仑 砂土剪切试验 3.莫尔－库仑强度理论 土体内任一点任一截面上剪应力? 和法向应力? 应力圆与强度线相离： 土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作用面的夹角为? f 作业： 地基中某一单元土体上的大主应力为500kPa，小主应力为200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=20kPa，? =26o。试问①该单元土体是否会剪破？②剪切破坏面出现在哪个面上。 (5)在不同的竖向压力?下进行剪切试验，得相应的抗剪强度τf，绘制τf -? 曲线，得该土的抗剪强度包线。 3.直剪试验分类 (1)快剪 4.直剪试验优缺点 优点： 仪器构造简单，试样的制备和安装方便，易于操作。 缺点： ①剪切破坏面不一定是土样的最薄弱面； ②剪切面上的剪应力分布不均匀，边缘处应力集中； ③上下盒的错动剪切过程中试样剪切面积逐渐减小； ④试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力。 7.3.2 三轴剪切试验 1.三轴压缩仪 (5) 分别在不同的周围压力?3作用下进行剪切，得到3～4 个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线。 3.三轴压缩试验分类 (1) 不固结不排水三轴试验（UU，不排水剪） 4.三轴试验优缺点 优点： ①试验中能严格控制试样排水条件，量测孔隙水压力，了解土中有效应力变化情况。 ②试样中的应力分布比较均匀。 缺点： ①试验仪器复杂，操作技术要求高，试样制备较复杂。 ②试验在?2=?3的轴对称条件下进行，与土体实际受力情况可能不符。 7.3.3 无侧限抗压强度试验 四、十字板剪切试验 适用于现场测定饱和粘性土的不排水强度，尤其适用于均匀的饱和软粘土。 §7.5 饱和黏性土的抗剪强度 粘性土抗剪强度按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种： 四、抗剪强度指标的选用 【例】对某种饱和粘性土做固结不排水试验，三个试样破坏时的大、小主应力和孔隙水压力列于表中，试用作图法确定土的强度指标ccu、? cu和c ?、? ? 【例】某正常固结饱和粘性土试样进行排水固结试验，测得抗剪强度指标为cd＝0，?d=31o ，如果对同一试样进行固结不排水试验，施加围压?3＝200kPa ，试样破坏时的轴向偏应力(?1 -?3 )f＝180kPa 。试求试样的固结不排水剪强度指标和破坏时的孔隙水压力。 （不固结）不排水抗剪强度 固结不排水抗剪强度 （固结）排水抗剪强度 一、不排水抗剪强度 施加?3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 关闭排水阀 施加竖向压力Δ? 快速 不排水 饱和粘性土在三组?3下的不排水剪试验得到A、B、C三个不同?3作用下破坏时的总应力圆。 总应力圆 ?u=0 B C ? ? A ? 3A ? 1A 周围压力?3不同，但破坏时的主应力差相等，三个极限应力圆的直径相等，因而强度包线是一条水平线 只能得到一个有效应力圆 有效应力圆 总应力圆 ?u=0 B C cu ? ? uA A ? 3A ? 1A 一般只用于测定饱和土的不排水强度。 二、固结不排水剪 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 打开排水阀 关闭排水阀 施加? 3 施加竖向压力Δ? 关闭阀门 排水 固结 打开阀门 施加? 施加? 快速 0.2mm/min 排水 固结 (固结慢剪) 将总应力圆在水平轴上左移uf得到相应的有效应力圆，按有效应力圆强度包线可确定c ?、? ? ? ? ccu c ? ?cu ?? 在不同?3作用下，得到A、B、C三个破坏时的总应力圆， 由总应力圆强度包线确定固结不排水剪总应力强度指标ccu、? cu A B C 正常固结饱和粘性土，c＝c’＝0 三、 排水剪切强度 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 打开排水阀 施加? 3 施加竖向压力Δ? 排水 固结 打开阀门 打开阀门 在排水剪试验过程中， uf ＝0，总应力全部转化为有效应力，所以总应力圆即是有效应力圆，总应力强度线即是有效应力强度线。 固结排水剪总应力强度指标为cd、?d。 ? ? cd ?d 正常固结饱和粘性土，c＝c’＝0 固结排水试验（CD试验） 抗剪强度指标： cd ?d （c? ??） 固结不排水试验（CU试验） 抗剪强度指标：ccu ?cu 不固结不排水试验（UU试验） 抗剪强度指标： cu ?u （ cuu ?uu ） 试验类型汇总 总结: