土的抗剪強(qiáng)度

1、1 概述 土的抗剪強(qiáng)度理論 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)定方法 有效應(yīng)力原理在抗剪強(qiáng)度 問(wèn)題中的應(yīng)用 應(yīng)力路徑第第5 5章章 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度Ch.5 Shear Strength of Soil主要內(nèi)容本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 土的極限平衡理論，三種三軸試驗(yàn)，有效應(yīng)力原土的極限平衡理論，三種三軸試驗(yàn)，有效應(yīng)力原 理在抗剪強(qiáng)度中的應(yīng)用，應(yīng)力路徑及其應(yīng)用理在抗剪強(qiáng)度中的應(yīng)用，應(yīng)力路徑及其應(yīng)用2設(shè)計(jì)技術(shù)條件：地基變形條件設(shè)計(jì)技術(shù)條件：地基變形條件 地基強(qiáng)度條件地基強(qiáng)度條件5.1 概 述土的抗剪強(qiáng)度：土的抗剪強(qiáng)度：土體抵抗剪切破壞的極限能力土體抵抗剪切破壞的極限能力 3公路工程發(fā)生路基土剪切破壞浙江蕭甬鐵路發(fā)

2、生地基土體剪切破壞45.2.1庫(kù)侖公式 庫(kù)侖(Coulomb)于1776年對(duì)砂土進(jìn)行了這樣的剪切試驗(yàn)FLASH5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論5庫(kù)侖根據(jù)砂土剪切試驗(yàn)，提出砂土抗剪強(qiáng)度的表達(dá)式：tanf 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) f =c+ tan 粘土粘土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) cftanc: :土的粘聚力土的粘聚力 : :土的內(nèi)摩擦角土的內(nèi)摩擦角 f f6土體抗剪強(qiáng)度影響因素土體抗剪強(qiáng)度影響因素摩擦力的兩個(gè)來(lái)源摩擦力的兩個(gè)來(lái)源 1.1.滑動(dòng)摩擦：滑動(dòng)摩擦：剪切面

3、土粒間表面的粗糙所產(chǎn)生的摩擦剪切面土粒間表面的粗糙所產(chǎn)生的摩擦 2.2.咬合摩擦：咬合摩擦：土粒間互相嵌入所產(chǎn)生的咬合力土粒間互相嵌入所產(chǎn)生的咬合力 粘聚力：粘聚力：由土粒之間的膠結(jié)作用和電分子引力等因素形成由土粒之間的膠結(jié)作用和電分子引力等因素形成 抗剪強(qiáng)度影響因素抗剪強(qiáng)度影響因素摩擦力：摩擦力：剪切面上的法向總應(yīng)力、土的初始密度、剪切面上的法向總應(yīng)力、土的初始密度、土粒級(jí)配、土粒形狀以及表面粗糙程度土粒級(jí)配、土粒形狀以及表面粗糙程度粘聚力：粘聚力：土中礦物成分、粘粒含量、含水量以及土土中礦物成分、粘粒含量、含水量以及土的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)75.2.2 莫爾莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論及極限平衡條件庫(kù)侖強(qiáng)度理論

4、及極限平衡條件 當(dāng)土體中某點(diǎn)任一平面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，將該點(diǎn)即瀕于破壞的臨界狀態(tài)稱為“極限平衡狀態(tài)”。表征該狀態(tài)下各種應(yīng)力之間的關(guān)系稱為“極限平衡條件”。1土體中任意點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)土體中任意點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)82cos212131312sin2131 3 1 dl斜面上的應(yīng)力斜面上的應(yīng)力23122312121莫爾應(yīng)力圓方程莫爾應(yīng)力圓方程 O 1 31/2( 1 + 3 ) 2 A( , )圓心坐標(biāo)圓心坐標(biāo) 1/2(1 +3 )，0應(yīng)力圓半徑應(yīng)力圓半徑 r1/2(13 )土中某點(diǎn)的土中某點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)力狀態(tài)可用莫可用莫爾應(yīng)力圓描述爾應(yīng)力圓描述 9FLASH10應(yīng)力圓應(yīng)力圓A A與強(qiáng)度線與強(qiáng)度

5、線相離：相離： 強(qiáng)度線強(qiáng)度線應(yīng)力圓應(yīng)力圓B B與強(qiáng)度線與強(qiáng)度線相切：相切：應(yīng)力圓應(yīng)力圓C C與強(qiáng)度線與強(qiáng)度線相割：相割：極限應(yīng)極限應(yīng)力圓力圓f 破壞狀態(tài)破壞狀態(tài) 將土中某點(diǎn)的摩爾應(yīng)力圓與土的抗剪強(qiáng)度包線繪在同將土中某點(diǎn)的摩爾應(yīng)力圓與土的抗剪強(qiáng)度包線繪在同一坐標(biāo)圖上可見(jiàn)一坐標(biāo)圖上可見(jiàn): :ABC11莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則 3 1c f2 fA c.cot 1/2( 1 + 3 )313121cot21sinc245tan2245tan231ooc245tan2245tan213ooc無(wú)粘性土：無(wú)粘性土：c=0245tan231o245tan213o粘性土：粘性土：c0由由AOO O O

6、 12土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，破壞面與大主應(yīng)力作用土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，破壞面與大主應(yīng)力作用面的夾角為面的夾角為 f f f2 f 3 1c A cctg 1/2( 1 + 3 )2459021f45max max討論：1)當(dāng)1f1或sf3 時(shí)， 土體處于彈性平衡狀態(tài)； 2)當(dāng)1f=1或3f=3時(shí)， 土體處于極限平衡狀態(tài)； 3)當(dāng)1f3時(shí)， 土體于破壞狀態(tài)； 4)破裂面與大主應(yīng)力作用 面夾角為45+/2，與小 應(yīng)力作用面夾角 為45-/2。 土的剪切破壞并不是由最大剪應(yīng) 力max所控制135.3 抗剪強(qiáng)度的測(cè)定方法 5.3.1 5.3.1 直接剪切試驗(yàn)直接剪切試驗(yàn)測(cè)定方法：測(cè)定方法： 室內(nèi)：

7、直剪試驗(yàn)，無(wú)側(cè)限抗壓室內(nèi)：直剪試驗(yàn)，無(wú)側(cè)限抗壓 強(qiáng)度強(qiáng)度 試試 驗(yàn)，驗(yàn)， 三軸壓縮試驗(yàn)。三軸壓縮試驗(yàn)。 室外：十字板剪切試驗(yàn)和大型直接剪室外：十字板剪切試驗(yàn)和大型直接剪 切切 試驗(yàn)。試驗(yàn)。14151617直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)1234觀看實(shí)驗(yàn)錄象18剪切試驗(yàn)剪切試驗(yàn)剪前施加在試樣頂面上的豎向壓剪前施加在試樣頂面上的豎向壓力為剪破面上的法向應(yīng)力力為剪破面上的法向應(yīng)力 ，剪剪應(yīng)力由剪切力除以試樣面積應(yīng)力由剪切力除以試樣面積在法向應(yīng)力在法向應(yīng)力 作用下，剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線，作用下，剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線，根據(jù)曲線得到該根據(jù)曲線得到該 作用下作用下，土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度APATf4mm4mm a

8、 a b b 剪切位移剪切位移l (0.01mm)(0.01mm) 剪應(yīng)力剪應(yīng)力 （kPakPa) ) 1 1 2 2 19 在不同的垂直壓力在不同的垂直壓力 下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度f(wàn) f，繪制，繪制f f - - 曲線，曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線得該土的抗剪強(qiáng)度包線20 根據(jù)試驗(yàn)過(guò)程中是否排水，直剪試驗(yàn)可分為三種類型： 1）快剪： 加后立即加，3minu剪壞，模擬不 排水剪切； 2）固結(jié)快剪：加固結(jié)穩(wěn)定后，快速加使土樣剪壞； 3）慢剪： 加固結(jié)穩(wěn)定后，慢速加使土樣剪壞。 21直剪試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)直剪試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單，試樣的制備和安裝方便

9、，儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單，試樣的制備和安裝方便，易于操作易于操作 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面不符合剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面不符合實(shí)際情況，不一定是土樣的最薄弱面。實(shí)際情況，不一定是土樣的最薄弱面。試驗(yàn)中不能嚴(yán)格控制排水條件，對(duì)透水性強(qiáng)的試驗(yàn)中不能嚴(yán)格控制排水條件，對(duì)透水性強(qiáng)的土尤為突出，不能量測(cè)土樣的孔隙水壓力。土尤為突出，不能量測(cè)土樣的孔隙水壓力。 上下盒的錯(cuò)動(dòng)，剪切過(guò)程中試樣剪切面積逐漸上下盒的錯(cuò)動(dòng)，剪切過(guò)程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻減小，剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻22 5.3.2 5.3.2 三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn) 應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室，

10、加壓系統(tǒng)，量測(cè)系統(tǒng)組成應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室，加壓系統(tǒng)，量測(cè)系統(tǒng)組成 應(yīng)力控制式三軸儀應(yīng)力控制式三軸儀1.1.試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法調(diào)壓器圍壓表體變管排水管圍力伐排水伐變 形量表量力環(huán)排氣孔軸 向加 壓設(shè)備試樣壓力室孔壓伐離合器手輪量管閥零位指示器孔壓表量管23n試驗(yàn)步驟試驗(yàn)步驟: :2).2).施加周圍壓力施加周圍壓力3).3).施加豎向壓力施加豎向壓力1).1).裝樣裝樣 3 3 3 3 3 3 24應(yīng)變控制式三軸儀應(yīng)變控制式三軸儀量測(cè)系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng)壓壓力力室室加壓系統(tǒng)加壓系統(tǒng)25數(shù)據(jù)自動(dòng)采集三軸壓縮試驗(yàn)系統(tǒng)26三軸實(shí)驗(yàn)室一角三軸實(shí)驗(yàn)室一角27281234切土樣試樣飽和試樣脫

11、模試樣裝橡皮膜295678裝好的試樣檢查管路裝透水石連接管路30加圍壓開(kāi)孔壓閥9101112裝壓力室調(diào)整位移傳感器(或百分表)3113讀排水管32觀看三軸試驗(yàn)操作演示觀看三軸試驗(yàn)操作演示1 2 3 4 33 三軸壓縮試驗(yàn)可供在復(fù)雜應(yīng)力條件下研究土的抗剪強(qiáng)度特性之用，其突出優(yōu)點(diǎn)突出優(yōu)點(diǎn)是： (1)試驗(yàn)中能嚴(yán)格控制試樣的排水條件，準(zhǔn)確測(cè)定試樣在剪切過(guò)程中孔隙水壓力變化，從而可定量獲得土中有效應(yīng)力的變化情況； (2)與直剪試驗(yàn)對(duì)比起來(lái)，試樣中的應(yīng)力狀態(tài)相對(duì)地較為明確和均勻不硬性指定破裂面位置； (3)除抗剪強(qiáng)度指標(biāo)外，還可測(cè)定如土的靈敏度、側(cè)壓力系數(shù)、孔隙水壓力系數(shù)等力學(xué)指標(biāo)。 3. 3. 三軸試驗(yàn)

12、的特點(diǎn)三軸試驗(yàn)的特點(diǎn)344.4.其他的三軸試驗(yàn)其他的三軸試驗(yàn)應(yīng)力控制式全自動(dòng)應(yīng)力控制式全自動(dòng)三軸試驗(yàn)儀三軸試驗(yàn)儀真真 三三 軸軸 儀儀 355.3.3 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)如同三軸壓縮試驗(yàn)中3=0時(shí)的特殊情況。剪切破壞時(shí)試樣所承受的軸向壓力稱為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu。無(wú)粘性土在無(wú)側(cè)限條件下試樣難以成型主要用于粘性土，尤其主要用于粘性土，尤其適用于飽和軟土。適用于飽和軟土。Flash36無(wú)側(cè)限壓縮儀無(wú)側(cè)限壓縮儀37)245tan(2cqu 對(duì)于飽和軟粘土，在不固結(jié)不排水條件下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，可認(rèn)為內(nèi)摩擦角為0，其抗剪強(qiáng)度包線與軸平行。因而，由無(wú)例限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切

13、線即為飽和軟粘土的不徘水抗剪強(qiáng)度包線。2uufqc38按下式計(jì)算靈敏度按下式計(jì)算靈敏度s st t： 式中式中qu為原狀土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，為原狀土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPakPa； qu 為重塑為重塑后土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，后土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPakPa。 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)還可用來(lái)測(cè)定粘性土的靈敏度。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)還可用來(lái)測(cè)定粘性土的靈敏度。其方法是將已做完無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的原狀土樣，徹底其方法是將已做完無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的原狀土樣，徹底破壞其結(jié)構(gòu)，并迅速塑成與原狀試樣同體積的重塑試樣，破壞其結(jié)構(gòu)，并迅速塑成與原狀試樣同體積的重塑試樣，以保持重塑試樣的含水率與原狀試樣相同，并避免因觸

14、變以保持重塑試樣的含水率與原狀試樣相同，并避免因觸變性導(dǎo)致土的強(qiáng)度部分恢復(fù)。性導(dǎo)致土的強(qiáng)度部分恢復(fù)。395.3.4 十字板剪切試驗(yàn)40 適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定飽和適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定飽和粘性土的不排水強(qiáng)度，尤粘性土的不排水強(qiáng)度，尤其適用于均勻的飽和軟粘其適用于均勻的飽和軟粘土土21maxMMM2324221DDMf22DDHMf322maxDHDMf柱體上下平面的柱體上下平面的抗剪強(qiáng)度產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度產(chǎn)生的抗扭力矩抗扭力矩柱體側(cè)面剪應(yīng)力柱體側(cè)面剪應(yīng)力產(chǎn)生的抗扭力矩產(chǎn)生的抗扭力矩415.4 5.4 有效應(yīng)力原理在抗剪強(qiáng)度有效應(yīng)力原理在抗剪強(qiáng)度 問(wèn)題中的應(yīng)用問(wèn)題中的應(yīng)用 據(jù)此作出有效應(yīng)力園，求出有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)C

15、和。注：對(duì)于飽和軟粘土，不排水剪只能繪出一個(gè)有效應(yīng)力園（所有有效應(yīng)力園重合），不能用不排水剪求取土的C、值。22)()(2313131ffuu5.4.1 5.4.1 有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 土的抗剪強(qiáng)度取決于該面上的有效法向應(yīng)力，土體內(nèi)的剪應(yīng)力僅能由土的骨架承擔(dān)，土的抗剪強(qiáng)度應(yīng)表示為剪切面上的有效法向應(yīng)力的函數(shù)土的抗剪強(qiáng)度與總應(yīng)力間沒(méi)有唯一的關(guān)系，與有效應(yīng)力有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系據(jù) 22)()(2313131ffuu42 5.4.1 5.4.1 孔隙壓力系數(shù)孔隙壓力系數(shù)A A和和B B1 1等向壓應(yīng)力等向壓應(yīng)力3 3作用下孔壓系數(shù)作用下孔壓系數(shù)B BBCnCuVVunVCVuVCuVEVE

16、VVsvvvvsv31313311)(213213得土顆粒壓縮很小，由單元體體積變化量為：對(duì)于飽和土對(duì)于飽和土 B=1B=1；干土；干土 B=0 B=0 非飽和土非飽和土 0 0B1 SB2 23 3共同作用下共同作用下由于土體并非彈性體故上式中由于土體并非彈性體故上式中1/31/3改為改為A A影響影響A A值的因素：偏應(yīng)力增量（值的因素：偏應(yīng)力增量（1 1-3 3） A, A, 土的壓土的壓 縮性高縮性高,A ,A 土的固結(jié)狀態(tài)，超固結(jié)土，土的固結(jié)狀態(tài)，超固結(jié)土，A A為負(fù)為負(fù) 初始應(yīng)力狀態(tài)初始應(yīng)力狀態(tài) 初應(yīng)力初應(yīng)力 A A見(jiàn)圖見(jiàn)圖6-186-18 應(yīng)力歷史應(yīng)力歷史 先期固結(jié)壓力先期固結(jié)壓

17、力P Pc c A Au=Bu=B3 3+A(+A(1 1-3 3)A A偏應(yīng)力條件下孔隙壓力系數(shù)，反映土體剪切過(guò)程中的脹縮性偏應(yīng)力條件下孔隙壓力系數(shù)，反映土體剪切過(guò)程中的脹縮性45 【例【例5-25-2】有一圓柱體非飽和土試樣(見(jiàn)圖)，在不排水條件下(1)先施加周圍壓力3=100kPa，測(cè)得孔壓系數(shù)B=0.7，試求土樣內(nèi)的u和3；(2)在上述試驗(yàn)上又施加又施加3=50 kPa, 1 =150 kPa,并測(cè)得孔壓系數(shù)A=0.5，試求此時(shí)土樣的1 、3 、u、 1、3各為多少(假設(shè)B值不變)?【解【解】根據(jù)式根據(jù)式(5-19)(5-19) uu1 1=B=B3 3=0.7=0.7100 kPa

18、=70 kPa100 kPa =70 kPa 3 3=3 3-u-u1 1=100 kPa -70 kPa =30 kPa=100 kPa -70 kPa =30 kPa當(dāng)當(dāng)3 3=50 kPa=50 kPa, , 1 1 =150 kPa =150 kPa時(shí)時(shí), ,土樣內(nèi)新增加的孔隙壓力土樣內(nèi)新增加的孔隙壓力uu2 2 u u2 2=B=B3 3+A(+A(1 1 - -3 3)( (由于又施加了由于又施加了3=50 kPa3=50 kPa） =0.750+0.5(150-50)=70 kPa=0.750+0.5(150-50)=70 kPa則此時(shí)試樣內(nèi)的總孔壓則此時(shí)試樣內(nèi)的總孔壓 u=uu

19、=u1 1+u+u2 2=70 kPa +70 kPa =140 kPa=70 kPa +70 kPa =140 kPa 1 1 =100 kPa +150 kPa =250 kPa =100 kPa +150 kPa =250 kPa 3 3=100 kPa +50 kPa =150 kPa=100 kPa +50 kPa =150 kPa 1 1=250 kPa -140 kPa =110 kPa=250 kPa -140 kPa =110 kPa 3 3=150 kPa -140 kPa =10 kPa=150 kPa -140 kPa =10 kPa討論題：討論題：課后考慮，三種三軸試

20、驗(yàn)的孔隙水壓力U計(jì)算式。465.4.1 5.4.1 粘性土在不同固結(jié)和排水條件下的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)粘性土在不同固結(jié)和排水條件下的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)三種三軸試驗(yàn)方法： 2 2）固結(jié)不排水剪（）固結(jié)不排水剪（CUCU試驗(yàn)試驗(yàn)） 1 1）不固結(jié)不排水剪（）不固結(jié)不排水剪（UUUU試驗(yàn)試驗(yàn)） 3 3）固結(jié)排水剪（）固結(jié)排水剪（CDCD試驗(yàn)試驗(yàn)） 5.45.4強(qiáng)度試驗(yàn)方法與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選用強(qiáng)度試驗(yàn)方法與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選用471 1 固結(jié)不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)固結(jié)不排水剪強(qiáng)度指標(biāo))(311ffffuuA48492 2 不固結(jié)不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)不固結(jié)不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)503 3 固結(jié)排水剪強(qiáng)度指標(biāo)固結(jié)排水剪強(qiáng)度指標(biāo)51例題例題5

21、1 一飽和粘土試樣在三軸壓縮儀中進(jìn)行固結(jié)不排水剪試驗(yàn)，施加的周圍壓力3200kPa，試樣破壞時(shí)的軸向偏應(yīng)力(1一3)280kPa，測(cè)得孔隙水壓力uf180kPa，有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)c80kPa，24，試求破裂面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力，以及該面與水平面的夾角f。若該試祥在同樣周圍壓力下進(jìn)行固結(jié)排水剪試驗(yàn)，問(wèn)破壞時(shí)的大主應(yīng)力值1是多少?解 據(jù)試驗(yàn)結(jié)果 kPa4802002801kPa2003破裂面與水平面的夾角5722445245f計(jì)算破裂面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力：f2cos21213131kPa283114cos)200480(21)200480(21f2sin)(2131kPa127114sin)2

22、00480(2152排水剪的孔隙水壓力恒為零，故試樣破壞時(shí)：kPa20033根據(jù)極限平衡理論求破壞時(shí)的最大主應(yīng)力：)245tan(2)245(tan231c)22445(tan802)22445(tan20022kPa6 .720540. 1160371. 2200 本題也可按教材所介紹的方法：根據(jù)破壞面上剪應(yīng)力根據(jù)破壞面上剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度等于抗剪強(qiáng)度來(lái)解決。53例題52 某無(wú)粘性土飽和試樣進(jìn)行排水剪試驗(yàn)，測(cè)得抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為cd0，d=31，如果對(duì)同一試樣進(jìn)行固結(jié)不排水剪試驗(yàn)，施加的周圍壓力3=200kPa，試祥破壞時(shí)的軸向偏應(yīng)力(1一3)f180kPa。試求試樣的不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)cu和破壞

23、時(shí)的孔隙水壓力uf和系數(shù)Af。解 據(jù)試驗(yàn)結(jié)果 kPaf3802001801kPaf2003排水剪的孔隙水壓力恒為零，得kPaccd0kPaccd031d而無(wú)粘性土的kPaccu0根據(jù)極限平衡理論9 . 1200380)245(tan312cu54解之得 18cu)245(tan231124. 3)23145(tan)245(tan223131124. 3根據(jù) kPaff180)()(3131聯(lián)立求解 可得有效大、小主應(yīng)力 kPaf8 .2641kPaf8 .843故破壞時(shí)的孔隙水壓力 kPaufff2 .1158 .8420033破壞時(shí)的孔隙水壓力系數(shù) 64. 01802 .11531fffu

24、A55565.4.2 5.4.2 粘性土的殘余強(qiáng)度指標(biāo)粘性土的殘余強(qiáng)度指標(biāo)rrfrctan57 5 54 43 3 無(wú)粘性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)無(wú)粘性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)585.4.4 5.4.4 軟化與硬化以及剪脹與剪縮軟化與硬化以及剪脹與剪縮應(yīng)變硬化土在剪切時(shí)，隨應(yīng)變加大，土能承受的應(yīng)力也增加，在一般試驗(yàn)應(yīng)變范圍內(nèi)不出現(xiàn)峰值應(yīng)力的特性。應(yīng)變軟化土在剪切時(shí)，出現(xiàn)峰值應(yīng)力，但在峰值以后隨著應(yīng)變?cè)龃?，土所能承受的?yīng)力則減小的特性。剪脹性：剪縮性：臨界孔隙比ek：初始孔隙比 eoek剪縮型veke軟化硬化剪脹剪縮595.5 5.5 應(yīng)力路徑應(yīng)力路徑5.5.1 5.5.1 應(yīng)力路徑的概念應(yīng)力路徑的概念 應(yīng)力路徑應(yīng)力路徑是指在外力作用下土中某一點(diǎn)的應(yīng)力變化過(guò)程是指在外力作用下土中某一點(diǎn)的應(yīng)力變化過(guò)程在應(yīng)力坐標(biāo)圖中的軌跡。在應(yīng)力坐標(biāo)圖中的軌跡。 1 1應(yīng)力路徑表示法應(yīng)力路徑表示法 1 1）直角坐標(biāo)表示法直角坐標(biāo)表示法 2 2）P-q P-q 直角坐標(biāo)表示法直角坐標(biāo)表示