第5章土的抗剪强度与地基承载力.pptVIP

一、室内试验 二、野外试验 对于A值很高的土，应特别注意由于扰动或其他因素引发很高的孔隙水压力而造成工程事故。 （5-18） 1）根据工程问题的性质确定分析方法有效应力法或总应力法，对应地采用土的有效应力强度指标或总应力强度指标。当土中的孔隙水压力能通过实验、计算或其他方法加以确定时，宜采用有效应力法。 有效应力强度可用直剪的慢剪、三轴排水剪和三轴固结不排水剪（测孔隙水压力）等方法测定。 2）目前常用的试验手段主要是三轴压缩试验与直剪试验两种，前者能够控制排水条件并能量测土样中孔隙水压力的变化，后者则不能。 直剪试验方法中的“快”和“慢”只是“不排水”和“排水”的等义词，并不是为了解决剪切速率对强度的影响问题，而仅是为了通过快和慢的剪切速率来解决土样的排水条件问题。 若建筑物施工速度较快，而地基土的渗透性较小和排水条件不良时，可采用三轴仪不固结不排水试验或直剪仪快剪试验的结果；如果地基荷载增长速率较慢，地基土的渗透性不太小（如低塑性的粘土）以及排水条件又较佳时，则可以采用固结排水或慢剪试验；如果介于以上两种情况之间，可用固结不排水或固结快剪试验结果。 5.3.6 强度试验方法与指标的选用 3）上面所述的一些工程情况不一定都是很明确的，如加荷速度的快慢、透水性大小以及加荷过程等都没有定量的界限值与之对应，因此在具体使用中常结合工程经验予以调整和判断，这也是应用土力学原理解决工程实际问题的基本方法。 此外，由于实际加荷情况和土的性质是复杂的，而且在建筑物的施工和使用过程中都要经历不同的固结状态，所以在具体确定强度指标时需结合实际工程经验。 4）直剪试验不能控制排水条件，因此，若用同一剪切速率和同一固结时间进行直剪试验，对渗透性不同的土样来说，不但有效应力不同而且固结状态也不明确，若不考虑这一点，则使用直剪试验结果就带有很大的随意性。 但直剪试验的设备构造简单，操作方便，比较普及，且目前尚不能完全用三轴试验取代直剪试验，故大多仍采用直剪试验方法，但必须注意直剪试验的适用性。 对某种土样采用不同的加荷方式，试样中的应力状态变化各不相同。为了分析应力变化过程对土的抗剪强度的影响，在应力图中用应力点的移动轨迹来描述土体在加荷过程中的应力状态的变化，这种应力点的移动轨迹称为应力路径。 应力路径 5.3.7 应力路径的概念 不同加荷方法的应力路径 三轴固结不排水试验的应力路径 由于土体的变形和强度不仅与受力的大小有关，更重要的还与土的应力历史有关，土的应力路径可以模拟土体实际的应力历史，全面地研究应力变化过程对土的力学性质的影响，因此，土的应力路径对进一步探讨土的应力应变关系和强度都具有十分重要的意义。 5.4 影响抗剪强度指标的因素 5.4.1 土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响 （1）矿物成分 砂土中石英矿物含量多，内摩擦角φ 大；云母矿物含量多，则内摩擦角 φ 小。 对粘性土而言，不同的粘土矿物具有不同的晶格构造，它们的稳定性、亲水性和胶体特性也各不相同，因而对粘性土的抗剪强度（主要是对内聚力）产生显著的影响。 粘性土的抗剪强度随着粘粒和粘土矿物含量的增加而增大。 （2）土的颗粒形状、大小及级配 土的颗粒越粗、形状越不规则、表面越粗糙，则其内摩擦角 φ 越大，因而其抗剪强度也越高。 土的级配良好，内摩擦角 φ大；土粒均匀，内摩擦角φ 小。 5.4.2 含水量的影响 含水量对粘土强度的影响 含水量的增高将使土的抗剪强度降低。 ①水分在较粗颗粒之间起着润滑作用，使摩阻力降低； ②粘土颗粒表面结合水膜的增厚使原始内聚力减小。 在雨后容易出现山体滑坡，其主要原因就是雨水入渗使山坡土中含水量 增加，降低了土的抗剪强度，从而导致山坡。 失稳滑动。 5.4.3 原始密度的影响 土的原始密度越大，其抗剪强度就越高。 对于粗颗粒土（砂性土）来说，密度越大则颗粒之间的咬合作用越强，因而摩阻力就越大； 对于细颗粒土（粘性土）来说，密度越大意味着颗粒之间的距离越小，水膜越薄，因而原始内聚力也就越大。 砂土受剪时应力一应变－体变关系 密砂的剪应力随着剪应变的增加而很快增大到某个峰值，而后逐渐减小一些，最后趋于某一稳定的终值，其体积变化开始时稍有减小，随后不断增加（呈剪胀性）。 松砂的剪应力随着剪应变的增加则较缓慢地逐渐增大并趋于某一最大值，不出现峰值，其体积在受剪时相应减小（呈剪缩性）。 所以，在实际允许较小剪应变的条件下，密砂的抗剪强度显然大于松砂。 * 直剪试验、三