土力學(xué)課件：第4章 土的抗剪強(qiáng)度

1、 第六章 土的抗剪強(qiáng)度土工結(jié)構(gòu)物或地基土滲透滲透問(wèn)題問(wèn)題變形問(wèn)題變形問(wèn)題強(qiáng)度強(qiáng)度問(wèn)題問(wèn)題滲透滲透特性特性變形特性變形特性強(qiáng)度強(qiáng)度特性特性當(dāng)土結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性當(dāng)土結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性邊坡邊坡穩(wěn)定性穩(wěn)定性地基穩(wěn)定性地基穩(wěn)定性土強(qiáng)度問(wèn)題具體表現(xiàn)第六章第六章 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 第一節(jié)第一節(jié) 抗剪強(qiáng)度的概念和相關(guān)工程問(wèn)抗剪強(qiáng)度的概念和相關(guān)工程問(wèn)題題 第二節(jié)第二節(jié) 摩爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論摩爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論 第三節(jié)第三節(jié) 土中一點(diǎn)的極限平衡條件土中一點(diǎn)的極限平衡條件 第四節(jié)第四節(jié) 土的剪切試驗(yàn)土的剪切試驗(yàn) 第六節(jié)第六節(jié) 無(wú)粘性土的剪切特?zé)o粘性土的剪切特性性 第七節(jié)第七節(jié) 粘性土的剪切特性粘性土的剪切特性 第八節(jié)第八節(jié)

2、土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選用土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選用5.1 土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型1.1. 碎散性：碎散性：抗剪強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的剪切破壞，而抗剪強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的剪切破壞，而是是顆粒間相互作用顆粒間相互作用2. 2. 三相體系：三相體系：三相三相承受與傳遞承受與傳遞荷載荷載有效應(yīng)力原理；有效應(yīng)力原理；3. 3. 自然變異性：自然變異性：土的強(qiáng)度的土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。一、土的抗剪強(qiáng)度定義及特點(diǎn)一、土的抗剪強(qiáng)度定義及特點(diǎn)1.1.定義：定義：指土體對(duì)于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的指土體對(duì)于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力極限抵抗能力，數(shù)值上等于剪切破壞時(shí)滑動(dòng)面上的，數(shù)值上等于剪

3、切破壞時(shí)滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力。剪應(yīng)力。 (土的剪切破壞是一部分土體相對(duì)另一部分土體的滑動(dòng))美國(guó)某橋頭擋土墻破壞（美國(guó)某橋頭擋土墻破壞（2003年年9月月10日）日）二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型1.土體剪切破壞工程實(shí)例土體剪切破壞工程實(shí)例擋土結(jié)構(gòu)物的破壞5.1 5.1 土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型造成3人死亡、8人受傷及大量財(cái)產(chǎn)損失的重大安全事故 ，全部的賠償款和事故搶險(xiǎn)等費(fèi)用共4000萬(wàn)元 海珠城廣場(chǎng)坍塌事故現(xiàn)場(chǎng)2.土體剪切破壞工程實(shí)例土體剪切破壞工程實(shí)例基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞5.1 5.1 土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型谷倉(cāng)自重200

4、00噸1913年10月17日發(fā)現(xiàn)1小時(shí)內(nèi)豎向沉降達(dá)30.5厘米，結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在24小時(shí)內(nèi)傾倒，谷倉(cāng)西端下沉7.32米，東端上抬1.52米。原因：地基承載力不夠，超載引發(fā)強(qiáng)度破壞而產(chǎn)生滑動(dòng)。加拿大特朗斯康谷倉(cāng)1911年動(dòng)工1913年完工3.土體剪切破壞工程實(shí)例土體剪切破壞工程實(shí)例地基承載力問(wèn)題地基承載力問(wèn)題5.1 5.1 土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型4.土體剪切破壞工程實(shí)例土體剪切破壞工程實(shí)例邊坡破壞邊坡破壞受臺(tái)風(fēng)“羅莎”影響，麗水青田山體發(fā)生滑坡，導(dǎo)致該路段枕木松動(dòng)。中午十二時(shí)許，由浙江溫州發(fā)往安徽阜陽(yáng)的列車，發(fā)生車頭出軌，未有人員傷亡。2007.10.08山體滑

5、坡在浙江麗水引起列車出軌5.1 5.1 土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型剪切破壞的力學(xué)模型5.1 5.1 土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型土的抗剪強(qiáng)度與工程破壞類型施加施加 （=P/A）施加施加 S S量測(cè)量測(cè) （=T/A）PST上盒上盒下盒下盒A一、直剪試驗(yàn)（庫(kù)侖 1776）試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法 = 100KPa S = 200KPa = 300KPa Oc 第二節(jié)第二節(jié) 土的庫(kù)侖強(qiáng)度定律土的庫(kù)侖強(qiáng)度定律17761776年，庫(kù)侖根據(jù)年，庫(kù)侖根據(jù)砂土砂土剪切試驗(yàn)得出剪切試驗(yàn)得出 f = tan 砂土砂土后來(lái)，根據(jù)后來(lái)，根據(jù)粘性土粘性土剪切試驗(yàn)剪切試驗(yàn)得出得出 f =c+ tan 粘土

6、粘土c 庫(kù)侖定律：庫(kù)侖定律：土的抗剪強(qiáng)土的抗剪強(qiáng)度是剪切面上的法向總應(yīng)度是剪切面上的法向總應(yīng)力力 的線性函數(shù)的線性函數(shù) tanfcftan f f二、土的抗剪強(qiáng)度定律二、土的抗剪強(qiáng)度定律5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度定律土的抗剪強(qiáng)度定律庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律 tgcf cf 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c: :土的粘聚力土的粘聚力 : :土的內(nèi)摩擦角土的內(nèi)摩擦角( (無(wú)粘性土：無(wú)粘性土：c=0) 表明土的抗剪強(qiáng)度與正應(yīng)力呈線性關(guān)系。 實(shí)踐證明，在一般應(yīng)力范圍內(nèi)，計(jì)算結(jié)果能夠滿足工程要求，但在高壓力作用下，該曲線逐漸向下彎曲，不宜直接采用。5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度定律土的抗剪強(qiáng)度定律庫(kù)侖強(qiáng)度定律的了兩種

7、表達(dá)庫(kù)侖強(qiáng)度定律的了兩種表達(dá)總應(yīng)力表達(dá)式 5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度定律土的抗剪強(qiáng)度定律/tancfcftantanf/tanfc: :土的粘聚力土的粘聚力 : :土的內(nèi)摩擦角土的內(nèi)摩擦角有效應(yīng)力表達(dá)式 C/: :土的有效粘聚力土的有效粘聚力 /: :土的有效內(nèi)摩擦角土的有效內(nèi)摩擦角NT= Ntanu uT滑動(dòng)摩擦 三、土的抗剪強(qiáng)度組成及影響因素三、土的抗剪強(qiáng)度組成及影響因素（1 1）滑動(dòng)摩擦）滑動(dòng)摩擦1、摩擦強(qiáng)度 tan的構(gòu)成構(gòu)構(gòu)成：由顆粒之間發(fā)生滑動(dòng)時(shí)顆粒接觸面粗糙不成：由顆粒之間發(fā)生滑動(dòng)時(shí)顆粒接觸面粗糙不 平所引起（與顆粒大小、粗糙度有關(guān)）平所引起（與顆粒大小、粗糙度有關(guān)）5.2 5.

8、2 土的抗剪強(qiáng)度定律土的抗剪強(qiáng)度定律（2 2）咬合摩擦咬合摩擦CABCAB剪切面剪切面構(gòu)成：是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用構(gòu)成：是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用u當(dāng)發(fā)生剪切破壞時(shí)，相互咬合著的顆粒當(dāng)發(fā)生剪切破壞時(shí)，相互咬合著的顆粒A必須抬必須抬起，跨越相鄰顆粒起，跨越相鄰顆粒B，或在尖角處被剪斷（，或在尖角處被剪斷（C），），才能移動(dòng)（顆粒級(jí)配、大小、顆粒礦物成分有關(guān)）才能移動(dòng)（顆粒級(jí)配、大小、顆粒礦物成分有關(guān)）5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度定律土的抗剪強(qiáng)度定律p粘聚強(qiáng)度機(jī)理粘聚強(qiáng)度機(jī)理u靜電引力（庫(kù)侖力）靜電引力（庫(kù)侖力）u范德華力范德華力u顆粒間膠結(jié)顆粒間膠結(jié)u假粘聚力（毛細(xì)力等）假粘

9、聚力（毛細(xì)力等）p粘聚強(qiáng)度影響因素粘聚強(qiáng)度影響因素u地質(zhì)歷史（土的結(jié)構(gòu)）地質(zhì)歷史（土的結(jié)構(gòu)）u粘土顆粒礦物成分及含量粘土顆粒礦物成分及含量u密度和含水率密度和含水率u離子價(jià)與離子濃度離子價(jià)與離子濃度-+3 3、粘聚強(qiáng)度的構(gòu)成、粘聚強(qiáng)度的構(gòu)成5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度定律土的抗剪強(qiáng)度定律4 4、粘聚強(qiáng)度的影響因素、粘聚強(qiáng)度的影響因素z x zx xz +- 1 ()/2xzp22()/2xzxzr圓心：圓心：半徑：半徑：莫莫 爾爾 圓：圓：代表一個(gè)單元的應(yīng)力狀態(tài)；代表一個(gè)單元的應(yīng)力狀態(tài)；圓上一點(diǎn)：圓上一點(diǎn)：代表一個(gè)面上的兩個(gè)應(yīng)力代表一個(gè)面上的兩個(gè)應(yīng)力 與與 O z+ zx- xz x2 1 3

10、rp莫爾莫爾( (應(yīng)力應(yīng)力) )圓圓2cos212131312sin2131第三節(jié)第三節(jié) 土的莫爾土的莫爾- -庫(kù)侖極限平衡條件庫(kù)侖極限平衡條件應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)一、復(fù)習(xí)一、復(fù)習(xí)- -應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓二、土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)二、土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) f依據(jù)應(yīng)力圓與強(qiáng)度線的關(guān)系依據(jù)應(yīng)力圓與強(qiáng)度線的關(guān)系以下以下：任何面上的一對(duì)應(yīng)力任何面上的一對(duì)應(yīng)力 與與 都沒(méi)有達(dá)到破壞包線，該都沒(méi)有達(dá)到破壞包線，該點(diǎn)點(diǎn)不破不破壞，處于壞，處于穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)；相切相切：切點(diǎn)對(duì)應(yīng)面上的應(yīng)力剛好切點(diǎn)對(duì)應(yīng)面上的應(yīng)力剛好達(dá)到破壞應(yīng)力，該點(diǎn)處于達(dá)到破壞應(yīng)力，該點(diǎn)處于極限平極限平衡狀衡狀態(tài)；態(tài)；相交：相交：有一些平

11、面上的應(yīng)力超過(guò)有一些平面上的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度；不可能發(fā)生，早已強(qiáng)度；不可能發(fā)生，早已破壞破壞。依據(jù)庫(kù)倫抗剪強(qiáng)度定律，有依據(jù)庫(kù)倫抗剪強(qiáng)度定律，有f時(shí)，該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)；時(shí)，該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)；f=時(shí)，該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)處于極限平衡狀態(tài)；時(shí)，該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)處于極限平衡狀態(tài)； f時(shí)，該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)處于破壞狀態(tài)；時(shí)，該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)處于破壞狀態(tài)；5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件三、莫爾三、莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式（又稱土的極限平衡條件庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式（又稱土的極限平衡條件131313132sin2ctgctg2cc 13ctg2c

12、1 3tanfc O c132土處于極限平土處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，衡狀態(tài)時(shí)，應(yīng)力圓的應(yīng)力圓的1f和和3f有如有如下關(guān)系式下關(guān)系式5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件f極限平衡條件，極限平衡條件，莫爾庫(kù)侖破莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則壞準(zhǔn)則 1 313ctg2ctanfc O c132莫莫爾爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式（又稱土的極限平衡條件）庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式（又稱土的極限平衡條件） 常用表達(dá)式常用表達(dá)式245224500231tgctgff245224500213tgctgff5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)

13、的破壞角度破壞角度 f 3 1c A cctg 1/2( 1 + 3 )2459021f說(shuō)明：說(shuō)明：剪破面并不產(chǎn)生于最大剪應(yīng)力面，而與最大剪破面并不產(chǎn)生于最大剪應(yīng)力面，而與最大剪應(yīng)力面成剪應(yīng)力面成 / 2的夾角，可知，土的剪切破壞并不是的夾角，可知，土的剪切破壞并不是由最大剪應(yīng)力由最大剪應(yīng)力max所控制所控制 5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件判斷破壞可能性判斷破壞可能性由由3計(jì)算計(jì)算1f比較比較1與與1f11f 不可能狀態(tài)不可能狀態(tài) O c 1f 3 1 1點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)判斷方法之（一）判別對(duì)象：土體中的一點(diǎn)（微小單元）的穩(wěn)定狀態(tài)判別對(duì)象：土體中的一點(diǎn)（微小單元）的

14、穩(wěn)定狀態(tài)已知條件：一般已知條件：一般應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 3 3= = 常數(shù)常數(shù)= = 3f3f ：245224500231tgctgff5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件判斷破壞可能性判斷破壞可能性由由1 1計(jì)算計(jì)算3f3f比較比較3 3與與3f3f33f 安全狀態(tài)安全狀態(tài)3=3f 極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài)33f 不可能狀態(tài)不可能狀態(tài) O c 1 3f 3 3 1 1= = 常數(shù)常數(shù)= = 1f1f ：245224500213tgctgff點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)判斷方法之（二）5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件判別對(duì)象：土體

15、中的一點(diǎn)（微小單元）的穩(wěn)定狀態(tài)判別對(duì)象：土體中的一點(diǎn)（微小單元）的穩(wěn)定狀態(tài)已知條件：一般已知條件：一般應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)判斷破壞可能性判斷破壞可能性由由1 1、3 3計(jì)算計(jì)算 與與 比較比較 不可能不可能狀態(tài)狀態(tài) O cA A點(diǎn)位置點(diǎn)位置 = = 常數(shù)常數(shù)1313sin2ctgc點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)判斷方法之（三）A A判別對(duì)象：土體微小單元（一點(diǎn)）判別對(duì)象：土體微小單元（一點(diǎn)）已知條件：一般應(yīng)力狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)已知條件：一般應(yīng)力狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件比較可能破壞角比較可能破壞角 =45+/2面上的剪面上的剪應(yīng)力應(yīng)力與

16、抗剪強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度f(wàn) 的比較的比較 3 1c A cctg 1/2( 1 + 3 )點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)判斷方法之（四）穩(wěn)定穩(wěn)定( (彈性平衡彈性平衡) )狀態(tài)狀態(tài) f 破壞狀態(tài)破壞狀態(tài) 5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件 【例】地基中某一單元土體上的大主應(yīng)力為地基中某一單元土體上的大主應(yīng)力為430kPa430kPa，小，小主應(yīng)力為主應(yīng)力為200kPa200kPa。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c c=15 =15 kPakPa， =20=20o o。試問(wèn)。試問(wèn)該單元土體處于何種狀態(tài)？該單元土體處于何種狀態(tài)？單元單元土體土體最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在哪個(gè)面

17、上，是否會(huì)沿剪應(yīng)力最大的最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在哪個(gè)面上，是否會(huì)沿剪應(yīng)力最大的面發(fā)生剪破？面發(fā)生剪破？【解答解答】已知已知 1=430kPa=430kPa， 3=200kPa=200kPa，c=15kPa=15kPa， =20=20o o 計(jì)算方法一計(jì)算方法一kPacoof8 .450245tan2245tan231計(jì)算結(jié)果表明：計(jì)算結(jié)果表明： 1f大于實(shí)際大于實(shí)際 1，該單元土體處于彈，該單元土體處于彈性平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。性平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。 5.3 5.3 莫爾莫爾- -庫(kù)倫極限平衡條件庫(kù)倫極限平衡條件kPaf7 .2752cos21213131552459021fkPaf1 .1082sin

18、2131計(jì)算結(jié)果表明：計(jì)算結(jié)果表明： 3f小于實(shí)際小于實(shí)際 3，該單元土體處于彈性，該單元土體處于彈性平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。 在剪切面上在剪切面上 kPacf3 .115tan庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律 由于由于1/3剪切過(guò)程中發(fā)生剪脹：剪切過(guò)程中發(fā)生剪脹： A1/3 (可能可能A0，u 01. 1. 正常固結(jié)粘土正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn) u f f cucu特點(diǎn)：特點(diǎn)：a.孔壓孔壓 u 0，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓左側(cè)。，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓左側(cè)。b.總應(yīng)力和有效應(yīng)力強(qiáng)度線均經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。總應(yīng)力和有效應(yīng)力強(qiáng)度線均經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。Ccu=C/cu=0第六節(jié)第六節(jié) 粘性土的剪切

19、特性粘性土的剪切特性一、固結(jié)不排水剪試驗(yàn)一、固結(jié)不排水剪試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于0，與超固結(jié)度有關(guān)，與超固結(jié)度有關(guān) u fcucucc f cuu0特點(diǎn)：特點(diǎn)：a.孔壓孔壓 u 0，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓右側(cè)。，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓右側(cè)。b.總應(yīng)力和有效應(yīng)力強(qiáng)度線均總應(yīng)力和有效應(yīng)力強(qiáng)度線均不過(guò)不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。坐標(biāo)原點(diǎn)。Ccu C/cu02.2.超超正常固結(jié)粘土正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn)第六節(jié)第六節(jié) 粘性土的剪切特性粘性土的剪切特性一、固結(jié)不排水剪試驗(yàn)一、固結(jié)不排水剪試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)特點(diǎn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)特點(diǎn)a.施加荷載：從某一施加荷載：從某一

20、初始狀態(tài)初始狀態(tài)開始，關(guān)閉閥門開始，關(guān)閉閥門施加圍壓施加圍壓 ，然，然后再施加軸向壓力后再施加軸向壓力 q， q= 1 - 。b.孔隙水壓力：圍壓產(chǎn)生孔隙水壓力孔隙水壓力：圍壓產(chǎn)生孔隙水壓力 u1=B ，剪切過(guò)程中產(chǎn)剪切過(guò)程中產(chǎn)生的孔隙水壓力生的孔隙水壓力 u2 = BA ( )第六節(jié)第六節(jié) 粘性土的剪切特性粘性土的剪切特性二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)試樣試樣壓力室壓力室壓力壓力水水排水管排水管閥門閥門軸向加壓桿軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩有機(jī)玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石頂帽頂帽量測(cè)孔隙水壓力量測(cè)孔隙水壓力二、不固結(jié)不排水試驗(yàn)二、不固結(jié)不排水試驗(yàn)問(wèn)題：可否由不排水試驗(yàn)確定有效應(yīng)力強(qiáng)度

21、指標(biāo)？(1)(1)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo) cu u = B + A ( ) 飽和土飽和土B=1理解提示理解提示：a.應(yīng)力圓半徑相等b.Cu大小依賴于初始狀態(tài)， u =0c.有效應(yīng)力圓是唯一的對(duì)一系列對(duì)一系列初始狀態(tài)初始狀態(tài)相同的試樣，相同的試樣，施加施加不同圍壓不同圍壓 ，進(jìn)行一系列不固結(jié)不排，進(jìn)行一系列不固結(jié)不排水試驗(yàn)，比較其破壞時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)水試驗(yàn)，比較其破壞時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)第六節(jié)第六節(jié) 粘性土的剪切特性粘性土的剪切特性二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn) cucu1cu2 p1p2p3cu3(2)(2)不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)關(guān)聯(lián)性不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)

22、關(guān)聯(lián)性正常固結(jié)粘土層正常固結(jié)粘土層固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度包線固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度包線( (破壞主應(yīng)力線破壞主應(yīng)力線) )上的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)具有相同上的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)具有相同先期固先期固結(jié)壓力結(jié)壓力的不排水強(qiáng)度指標(biāo)，數(shù)值上等于的不排水強(qiáng)度指標(biāo)，數(shù)值上等于相應(yīng)莫爾圓的半徑相應(yīng)莫爾圓的半徑第六節(jié)第六節(jié) 粘性土的剪切特性粘性土的剪切特性二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)cu = qu/2cuqu = (3)(3)無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)：無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)： 3 3=0=0的不排水試驗(yàn)的不排水試驗(yàn)第六節(jié)第六節(jié) 粘性土的剪切特性粘性土的剪切特性二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)二、不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)三、固結(jié)排水剪試驗(yàn)三、

23、固結(jié)排水剪試驗(yàn)特點(diǎn)：特點(diǎn)：a.孔壓孔壓 u=0，有效應(yīng)力圓與總應(yīng)力圓相同。，有效應(yīng)力圓與總應(yīng)力圓相同。 b.由于試驗(yàn)時(shí)間很長(zhǎng)，常用有效應(yīng)力指標(biāo)代替，由于試驗(yàn)時(shí)間很長(zhǎng)，常用有效應(yīng)力指標(biāo)代替， 大小接近，但是實(shí)質(zhì)不同。大小接近，但是實(shí)質(zhì)不同。(a)(a)正常固結(jié)粘土正常固結(jié)粘土(b)(b)超固結(jié)粘土超固結(jié)粘土 dcd f fcd=0 d第六節(jié)第六節(jié) 粘性土的剪切特性粘性土的剪切特性三、固結(jié)排水剪試驗(yàn)三、固結(jié)排水剪試驗(yàn)cd正常固結(jié)和超固結(jié)的不同排水條件的試驗(yàn)結(jié)果正常固結(jié)和超固結(jié)的不同排水條件的試驗(yàn)結(jié)果(b)(b)正常固結(jié)正常固結(jié)(a)(a)超固結(jié)超固結(jié) CU線線 dccucuCD線線 cu有效應(yīng)力圓有效應(yīng)力圓總應(yīng)力圓總應(yīng)力圓UU線線 3不同排水條件下三軸試驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式不同排水條件下三軸試驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式正常固結(jié)粘土超固結(jié)粘土固結(jié)不排水剪f=tgcu/f=/tg/f=tgcu+ccu不固結(jié)不排水剪cu=(1-3)/2c/u= cucu=(1-3)/2固