地基与基础课件第五章2(免费阅读).pptVIP

* 土力学与地基基础  土木系 第五章.土的抗剪强度(2) 一、概述： 以砂土为例：总应力抗剪强度公式: 第四节：总应力和有效应力抗剪强度指标 τf ＝ σtgφ ……(1) 有效应力写出抗剪强度公式，则为： τf ＝ （σ－ μ) tgφ’ = σ’ tgφ’ ……(2) 式中， φ——总应力内摩擦角； φ’——有效应力内摩擦角 ： 松砂或正常固结土， μ ＞o， σ’ σ,则φ’ ＞ φ. 密砂或重度超固结土， μ ＜0， φ’ ＜ φ。 可见，有效应力强度指标与总应力强度指标的差别，实质上是反映试件中孔隙水压力对土的抗剪强度的影响。 按有效应力原理，只有σ’ 才能引起土的抗剪强度的变化。 因而φ’ 才是真正反映土的内摩擦特性的指标。用有效应力法才能确切表示土的抗剪强度的实质，比较合理．也是今后发展的方向。但工程中，在剪切破坏过程中μ 值常难以估算，所以有效应力法就难以完全代替总应力法获得普遍使用。 二、孔隙水压力系数 1、孔隙水压力系数B: (1)Δμ1引起的孔隙体积变化为ΔVv ,则有： ΔVv /Vv＝ ΔVv /(nV)=Cv Δμ1 ……(1) (2)有效应力增量Δσ3 － Δμ1 引起土骨架压缩，应变量为： ΔVv /V。 ΔVv /V=Cs (Δσ3 － Δμ1 ) ……(2) Δ Cs –土骨架的体积压缩系数（kPa-1),单位应力增量引起的土骨架体积应变。 因为（1）（2），得： Δμ 1 ＝ B Δσ3 B＝ 1 （1＋n Cv / Cs ） B—孔隙水压力系数B 表示在等围压状态下孔压的增量与围压增量的关系。 2、孔隙水压力系数A: 如果在试样上仅施加偏应力增量 Δσ＝ Δσ1 －Δσ 3 此时，在土中施加的平均应力增量 Δσ m ＝ 1/3（ Δσ1 －Δσ 3 ) 孔隙水压力也会在土中产生一孔压Δμ2 Δσ’＝ Δσ1 －Δσ 3 － Δμ2 Δσ3’＝ － Δμ2 －－轴向应力增量 －－径向应力增量 同理，可得此时土体积应变为： ΔVv /Vv＝ ΔVv /(nV)=Cv Δμ2 ……(3) 将土骨架看成理想材料，土体积变化只与Δσ’ m有关： ΔVv /Vv＝ Cs [1/3（ Δσ1 －Δσ 3 ) - Δμ2 ] ……(4) Δσ’ m ＝ 1/3（ Δσ1 －Δσ 3 ) - Δμ2 由 (3)=(4),得： Δμ2 ＝ B /3(Δσ1 －Δσ3 ） 对于非理想弹性材料，1/3系数不再适用，改成A。 A－－孔压系数， 表示孔压增量与竖向应力增量的关系。 孔隙水的总和为： Δμ＝ Δμ1 ＋Δμ2 ＝B[Δσ3 ＋ A(Δσ1 －Δσ3 ）] 对于饱和土，B=1 2、三种试验方法的适用范围见P117，表5－3 三、粘性土在不同固结与排水条件下的抗剪强度指标： 1、根据排水条件不同，试验分为三种： UU试验－－不固结不排水试验（快剪） CU试验－－固结不排水试验（固快） CD试验－－固结排水试验（慢剪） 粘性土在不同固结与排水条件下的抗剪强度指标： 1例题： 已知地基土的φ=30，c=0,地基中某点的两个相互垂直的面上正应力为 σx=250kPa，τ=85，σy=100 kPa，剪应力τ=-85 kPa，试判断该点是否会剪坏。 解： (σ1+σ3）= (σx+σy）=350 , (σ1-σ3）=[(σx-σy)2 +4τ2]1/2=226.72 因为(σ1-σ3）/(σ1+σ3）=226.72/350=0.64 sinφ=0.50.64,所以该点剪坏了。 一组砂土，做直剪实验，当σ=250kPa， τ f =100kPa.用莫尔园求剪切面方向及大小主应力. 解： 1、 τ f ＝ σtg φ φ=arctg(100/250) =21.8 2.如图， 得σ1 ＝ σ3 ＝ *