重慶科創(chuàng)學(xué)院《土的抗剪強(qiáng)度》

任務(wù)4.1

土的抗剪強(qiáng)度主講：朱永主要內(nèi)容土的破壞形式31土的極限平衡條件332土的抗剪強(qiáng)度32

2009年6月5日，發(fā)生山體崩塌的雞尾山峽谷(圖中紅圈為礦井井口所在位置)，下午重慶市武隆縣鐵礦鄉(xiāng)雞尾山發(fā)生山體崩塌，崩塌的山體將山對(duì)面的三聯(lián)采礦場(chǎng)和6戶居民家淹沒(méi)。事故造成72人失蹤，26人死亡，至少87人被埋。危巖崩塌災(zāi)害平移滑動(dòng)各種類型的滑坡崩塌旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)流滑滑坡毀壞公路邊坡失穩(wěn)滑裂面擋土結(jié)構(gòu)物的破壞擋土墻失穩(wěn)基坑失穩(wěn)地基失穩(wěn)：地基中形成連續(xù)的剪切滑動(dòng)破壞面，基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降或傾斜，地基土被擠出，地基破壞。滑動(dòng)破壞面壓密區(qū)土壓力邊坡穩(wěn)定地基承載力擋土結(jié)構(gòu)物破壞各種類型的滑坡地基的破壞核心強(qiáng)度理論建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足變形和強(qiáng)度兩個(gè)基本條件。

地基破壞與地基強(qiáng)度：剪切破壞：荷載產(chǎn)生法向應(yīng)力與剪應(yīng)力，當(dāng)剪應(yīng)力≥土抗剪強(qiáng)度，土粒間相對(duì)滑動(dòng)，即產(chǎn)生剪切強(qiáng)度破壞。土的抗剪強(qiáng)度：是指在外力作用下，土體內(nèi)部

產(chǎn)生剪應(yīng)力時(shí)，土對(duì)剪切破壞的極限抵抗能力。地基破壞即是剪切破壞。土的強(qiáng)度問(wèn)題實(shí)質(zhì)上就是抗剪強(qiáng)度問(wèn)題。結(jié)論抗剪強(qiáng)度τf與法向應(yīng)力σ關(guān)系曲線：以σ為橫坐標(biāo)，以τf為縱坐標(biāo)繪制，如圖4－2所示。庫(kù)侖定律：庫(kù)侖（Coulomb）于1773年提出下述土的σ～τf關(guān)系規(guī)律。砂性土：粘性土：結(jié)論0100200300400σkPa100200300400τfkPaφ砂性土抗剪強(qiáng)度線0100200300400σkPaτfkPaφ粘性土抗剪強(qiáng)度線c100200300400土的抗剪強(qiáng)度構(gòu)成：內(nèi)摩擦力+粘聚力c和φ稱為土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（或參數(shù)）。在一定條件下c和φ是常數(shù)，它們是構(gòu)成土的抗剪強(qiáng)度的基本要素，c和φ（tanφ為土的內(nèi)摩擦系數(shù)）的大小反映了土的抗剪強(qiáng)度的高低?？辜魪?qiáng)度的構(gòu)成因素τ＜τfτ＞τfτ＝τf該點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)該點(diǎn)處于破壞狀態(tài)（塑性變形和應(yīng)力重分布）

土的極限平衡條件：極限平衡狀態(tài)時(shí)，土中大小主應(yīng)力與土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系。土中某點(diǎn)在剪應(yīng)力τ的作用下可能處于以下三種狀態(tài)：由材料力學(xué)可知，地基中任意一點(diǎn)M（用微元體表示）平面應(yīng)力狀態(tài)，其上作用的應(yīng)力為正應(yīng)力σx、σz和剪應(yīng)力τxz。該點(diǎn)上大、小主應(yīng)力σ1、σ3為：（一）土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)土中某點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)xz0σxσzτxzpM當(dāng)主應(yīng)力已知時(shí)，任意斜截面上的正應(yīng)力σ與剪應(yīng)力τ的大小可用摩爾圓來(lái)表示：mnσ3σ1σ3ασ1στmnσ3σ1α單元體上的應(yīng)力摩爾應(yīng)力圓στmnσ3σ1α單元體上的應(yīng)力σσ1τ2αφαAcσσ3

將土體中某點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力圓和土的抗剪強(qiáng)度線繪于同一直角坐標(biāo)系中，判斷土體在這一點(diǎn)上是否達(dá)到極限平衡狀態(tài)：τ＜τfτ＞τfτ＝τf穩(wěn)定狀態(tài)極限平衡狀態(tài)破壞狀態(tài)應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相離應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相切應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相割相離相切相割（實(shí)際上不存在）摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線間的關(guān)系粘性土的極限平衡條件：

砂性土的極限平衡條件：

某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，破裂面與最大主應(yīng)力作用面所呈角度（稱為破裂角）為：(b)極限狀態(tài)摩爾應(yīng)力圓(a)單元體上的應(yīng)力στσ3σ12αcrφαcrAco(σ1+σ3)/2o′BDCmnσ3σ1σ3αcrσ11．土的強(qiáng)度破壞是剪應(yīng)力達(dá)到和超過(guò)抗剪強(qiáng)度所致。2．土體剪切破壞時(shí)的破裂面不是發(fā)生在最大剪應(yīng)力的作用面上，而是發(fā)生在與大主應(yīng)力的作用面成的平面上。3．極限平衡狀態(tài)時(shí)，極限應(yīng)力