土的抗剪強(qiáng)度

土的抗剪強(qiáng)度第1頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月概述土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度試驗三軸壓縮試驗中的孔隙壓力系數(shù)飽和黏性土的抗剪強(qiáng)度無黏性土的抗剪強(qiáng)度關(guān)于土的抗剪強(qiáng)度影響因素的討論應(yīng)力路徑在強(qiáng)度問題中的應(yīng)用第2頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1概述土體在外荷載作用下，土中將產(chǎn)生剪應(yīng)力和剪切變形。土體相應(yīng)地也具有抵抗剪應(yīng)力的潛在能力，即抗剪力，它相應(yīng)于剪應(yīng)力的增加而逐漸發(fā)揮。當(dāng)土的抗剪能力達(dá)到極限時，此時的極限值稱為土的抗剪強(qiáng)度?？辜魪?qiáng)度也可定義為土體抵抗剪切破壞的最大能力。土的破壞形式通常都是剪切破壞。土的剪切破壞和抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度理論和準(zhǔn)則研究土在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞的規(guī)律第3頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月地基承載力問題邊坡穩(wěn)定問題擋土墻穩(wěn)定問題第4頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月土的抗剪強(qiáng)度理論或準(zhǔn)則研究土在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞規(guī)律的理論土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的抗剪強(qiáng)度理論或準(zhǔn)則中所包含的與土性等因素有關(guān)的待定參量第5頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)通過室內(nèi)和現(xiàn)場試驗確定。主要方法有：室內(nèi)試驗：直剪、三軸壓縮試驗、無測限抗壓強(qiáng)度試驗現(xiàn)場試驗：十字板剪切試驗、現(xiàn)場大型直剪試驗影響土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的因素土的種類

土樣的天然結(jié)構(gòu)是否被擾動

應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史

排水條件（室內(nèi)試驗時的一個需要考慮的最重要影響因素）第6頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)直剪儀第7頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)直剪儀第8頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月三軸儀第9頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月三軸儀第10頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月無惻限壓縮儀第11頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月抗剪強(qiáng)度理論的發(fā)展（1）經(jīng)典強(qiáng)度理論(Mohr-Coulomb強(qiáng)度理論)CharlesAugustindeCoulomb(1736-1806)

ChristianOttoMohr(1835-1918)

本科只介紹的部分第12頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月抗剪強(qiáng)度理論的發(fā)展（2）現(xiàn)代強(qiáng)度理論(考慮了中間主應(yīng)力效應(yīng)的強(qiáng)度理論)Lade-Duncan強(qiáng)度準(zhǔn)則Matsuoka-Nakai（SMP）強(qiáng)度準(zhǔn)則俞茂宏雙剪應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則其它準(zhǔn)則高等土力學(xué)內(nèi)容第13頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月—土的內(nèi)摩擦角(度），本質(zhì)是土粒間的滑動摩擦以及凹凸面間的鑲嵌作用所產(chǎn)生的摩擦力。與土粒表面的粗糙度、土的密實性、土的顆粒級配等有關(guān)。0100200300400砂土1、砂土—剪切滑動面上的法向總應(yīng)力（kPa)—土的抗剪強(qiáng)度(kPa)破壞線5.1.1庫侖公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)一、總應(yīng)力表示法：以總應(yīng)力表示剪切面上的法向應(yīng)力。剪切滑動面第14頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月黏性土c2、黏性土C

—土的黏聚力（或內(nèi)聚力）（kPa)，是由于黏土顆粒之間的膠結(jié)作用和靜電引力效應(yīng)等因素引起的。破壞線5.1.1庫侖公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)第15頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月—土的有效內(nèi)摩擦角(度）2、黏性土

—土的有效黏聚力（或內(nèi)聚力）（kPa)1、砂土—剪切滑動面上的法向有效應(yīng)力（kPa)—土的抗剪強(qiáng)度(kPa)說明：總應(yīng)力法與有效應(yīng)力法二者的計算結(jié)果稍有不同，總應(yīng)力法方便適用，而若能準(zhǔn)確地求出有效應(yīng)力，有效應(yīng)力法從道理

上更合理。二、有效應(yīng)力表示法：以有效應(yīng)力表示剪切面上的法向應(yīng)力。第16頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月.土的抗剪強(qiáng)度的構(gòu)成

1．粘性土的抗剪強(qiáng)度由土的內(nèi)摩擦力

tan和內(nèi)聚力c兩部分組成。而無粘性土的抗剪強(qiáng)度由內(nèi)摩擦力構(gòu)成。（1）內(nèi)摩擦力包括土粒之間的表面摩擦力和由于土粒之間的連鎖作用而產(chǎn)生的咬合力。咬合力是當(dāng)土體相對滑動時，將嵌在其它顆粒之間的土粒拔出所需的力，土越密實，連鎖作用越強(qiáng)。土粒表面越粗糙，棱角越多，密實度越大，則土的內(nèi)摩擦系數(shù)大；內(nèi)摩擦角主要取決于土粒表面的粗糙程度和土粒交錯排列的情況；（2）粘聚力包括有原始粘聚力、固化粘聚力及毛細(xì)粘聚力。原始粘聚力：由于土粒間水膜受到相鄰?fù)亮Ｖg的電分子引力而形成的，可以恢復(fù)其中的一部分或全部。固化粘聚力：由于土中化合物的膠結(jié)作用而形成的，不能恢復(fù)。毛細(xì)粘聚力：由于毛細(xì)壓力所引起的，一般可忽略不計。

N2第17頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月.2．土的抗剪強(qiáng)度影響因素

【注意】：c和

是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個重要指標(biāo)，對某一土體來說，c和并不是常數(shù)，c和

的大小隨試驗方法、固結(jié)程度、土樣的排水條件等不同而有較大的差異。

第18頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.2莫爾-庫侖強(qiáng)度理論及極限平衡條件莫爾的貢獻(xiàn)1、系統(tǒng)提出了脆性材料的剪切破壞機(jī)理：當(dāng)體內(nèi)任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪強(qiáng)度時該點就發(fā)生破壞。2、發(fā)展了庫侖抗剪強(qiáng)度表達(dá)式，認(rèn)為抗剪強(qiáng)度是破壞面上法向應(yīng)力的函數(shù)。該函數(shù)在τf-σ坐標(biāo)中是一條曲線，稱為莫爾包絡(luò)線。理論和實踐證明，在應(yīng)力不高情況下，土的莫爾包絡(luò)線近似一條直線，可用庫侖公式表達(dá)式。由庫侖公式表示莫爾包線的強(qiáng)度理論稱為莫爾-庫侖強(qiáng)度理論第19頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月ss1fs3f2(t,s)s2c2t3、提出了用莫爾應(yīng)力圓分析材料是否發(fā)生剪切破壞的分析方法。s2s2s1s1s3s3幾個重要結(jié)論：（1）當(dāng)最大應(yīng)力莫爾圓與土體相切時，土體達(dá)到強(qiáng)度極限；（2）破壞面沿中間主應(yīng)力方向；（2）中間主應(yīng)力對土體強(qiáng)度和破壞無影響。第20頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月1、土中任意一點的應(yīng)力狀態(tài)mnds由靜力平衡條件求得5.1.2莫爾-庫侖強(qiáng)度理論及極限平衡條件第21頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月2、莫爾應(yīng)力圓半徑：圓心：莫爾圓上的點A坐標(biāo)A摩爾圓上各點的坐標(biāo)表示了該點在相應(yīng)面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力正應(yīng)力：壓為正，拉為負(fù)；剪應(yīng)力：逆時針為正，順時針為負(fù)。s2s2第22頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月123情況1：摩爾圓位于抗剪強(qiáng)度線以下情況2：摩爾圓與抗剪強(qiáng)度線相切極限平衡狀態(tài)情況3：摩爾圓與抗剪強(qiáng)度線相割不破壞破壞（不存在）3、極限平衡狀態(tài)由三角形ARDAcDR第23頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月極限平衡條件第24頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月—大主應(yīng)力作用面與破壞面的夾角AcDR無粘性土（c=0）破壞角破壞面注意幾個名詞：應(yīng)力作用方向、應(yīng)力作用面、應(yīng)力作用面法線方向、破壞面、破壞面法線方向。第25頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月極限平衡條件破壞角采用有效應(yīng)力表示時，分析方法和總應(yīng)力法類似，有第26頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月4、利用莫爾-庫侖強(qiáng)度理論判斷土體是否發(fā)生剪切破壞的方法（1）求可能發(fā)生的破壞面方向（2）根據(jù)最大、最小

主應(yīng)力σ1、

σ3求該面上的正應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ（3）比較τ與τf方法一如果

τ<τf

：不破壞；如果τ≥τf

：破壞。As1s1s2s2s1s1s3s3與土體是否破壞無關(guān)第27頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月方法二（1）假定σ1

（或σ3）固定不變，求極限平衡狀態(tài)下的σ3f

（或σ1f）（2）比較σ3

和σ3f

（或σ1

和σ1f）的大小。如果

σ1

<σ1f

：不破壞；如果

σ1

≥σ1f：破壞。如果

σ3

>σ3f

：不破壞；如果

σ3

≤σ3f：破壞。As1s1s1fs1As3s1s3fs3第28頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月【例題1】已知某土體單元的大主應(yīng)力σ1＝480kPa，小主應(yīng)力σ3＝210kPa。通過試驗測得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=20kPa，φ＝18°，問該單元土體處于什么狀態(tài)？【解】已知σ1＝480kPa，σ3＝210kPa，c=20kPa，φ＝18°（1）直接用τ與τf的關(guān)系來判別破壞角第29頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月分別求出剪破面上的法向應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ為求相應(yīng)面上的抗剪強(qiáng)度τf為由于τ>τf，說明該單元體早已破壞。第30頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）利用極限平衡條件來判別①假定σ1

固定不變，求極限平衡狀態(tài)下的σ3f

。②假定

σ3固定不變，求極限平衡狀態(tài)下的σ1f。由計算結(jié)果表明σ1＞σ1f，所以該單元土體早已破壞。由計算結(jié)果表明σ3＜σ3f，所以該單元土體早已破壞。第31頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)若，問試樣是否破壞某干砂試樣進(jìn)行直剪試驗，當(dāng)=300kPa時，測得=200kPa求：(2)破壞時的大小主應(yīng)力（繪出摩爾圓）(3)大主應(yīng)力與剪切面所成的角度(4)當(dāng)時，土樣是否破壞(1)砂土的內(nèi)摩擦角例題2第32頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月解：(1)因為是砂土，所以c=00100200300100200300（一般應(yīng)做3個試樣）作圖法例題第33頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月解(2)土中某點的應(yīng)力狀態(tài)300200=61.850例題7.2土的抗剪強(qiáng)度7.2.2莫爾-庫侖強(qiáng)度理論及極限平衡條件第34頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)大主應(yīng)力與剪切面所成的角度為(4)0100200300100200300作圖法點位于抗剪強(qiáng)度線下，不破壞計算法不破壞例題第35頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月解(5)作圖法33.690應(yīng)力圓位于抗剪強(qiáng)度線下，不破壞例題第36頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月解(5)計算法解法1、極限平衡狀態(tài)不破壞解法2、(c=0)不破壞例題第37頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5、對莫爾-庫侖強(qiáng)度理論的評價(a)紅砂巖(b)花崗巖(c)破壞面方向3、不能反映土體強(qiáng)度及破壞的中間主應(yīng)力效應(yīng)。1、不能用于反映土體的抗拉強(qiáng)度及破壞特性；缺點：優(yōu)點：表達(dá)式簡單實用。2、不能反映高壓下土體的強(qiáng)度及破壞特性；第38頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代強(qiáng)度理論(考慮了中間主應(yīng)力效應(yīng)的強(qiáng)度理論)Lade-Duncan強(qiáng)度準(zhǔn)則Matsuoka-Nakai（SMP）強(qiáng)度準(zhǔn)則俞茂宏雙剪應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則其它第39頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗室試驗方法3、三軸拉伸試驗2、三軸壓縮試驗1、直剪試驗4、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗5.2抗剪強(qiáng)度測定方法第40頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5、真三軸試驗6、平面應(yīng)變試驗第41頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1直接剪切試驗（directsheartest）直剪試驗示意圖1．儀器：直剪儀

直剪儀特點：構(gòu)造簡單，試樣的制備和安裝方便，且操作容易掌握，至今仍被工程單位廣泛采用。

我國采用應(yīng)變控制式，如圖所示。第42頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1直接剪切試驗（directsheartest）第43頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月2應(yīng)變控制式直剪儀的試驗方法簡介：通過杠桿將力傳給加壓活塞對土樣施加垂直壓力p后，等速轉(zhuǎn)動手輪，勻速推進(jìn)對下盒施加剪應(yīng)力，使試樣沿上下盒水平接觸面產(chǎn)生剪切變形，直至剪破。第44頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月通常取四個試樣，分別在不同（一般取50、100、200、300、400kPa）下進(jìn)行剪切，求得相應(yīng)的繪制τ---△

曲線。從中確定第45頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月.繪制τ---曲線。τ---

曲線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角，在縱軸上的截距為粘聚力。

c第46頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月在直剪試驗過程中，不能量測孔隙水應(yīng)力，也不能控制排水，所以只能以總應(yīng)力法來表示土的抗剪強(qiáng)度。但是，為了模擬土體在現(xiàn)場受剪的固結(jié)程度和排水條件對抗剪強(qiáng)度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢將直剪試驗劃分為快剪（quicksheartest,Q-test）固結(jié)快剪（consolidatedquicksheartest，

R-test）慢剪（slowsheartest,S-test）由于快剪和固結(jié)快剪試驗在剪切過程中仍有可能排水，故適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的細(xì)粒土。5.2.1直接剪切試驗（directsheartest）第47頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）快剪（Q-test）《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定抗剪試驗適用于滲透系數(shù)小于10－6cm/s的細(xì)粒土，試驗時在試樣上施加垂直壓力后，拔去固定銷釘，立即以0.8mm/min的剪切速度進(jìn)行剪切，使試樣在3min—5min內(nèi)剪破。試樣每產(chǎn)生剪切位移0.2mm—0.4mm測記測力計和位移讀數(shù)，直至測力計讀數(shù)出現(xiàn)峰值，或繼續(xù)剪切至剪切位移為4mm時停機(jī)，記下破壞值；當(dāng)剪切過程中測力計讀數(shù)無峰值時，應(yīng)剪切至剪切位移為6mm時停機(jī)，該試驗所得的強(qiáng)度稱為快剪強(qiáng)度，相應(yīng)的指標(biāo)稱為快剪強(qiáng)度指標(biāo)，以cQ、φQ表示。第48頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）固結(jié)快剪（R-test）固結(jié)快剪試驗也適用于滲透系數(shù)小于10－6cm/s的細(xì)粒土。試驗時對試樣施加垂直壓力后，每小時測讀垂直變形一次，直至變形穩(wěn)定。變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為變形量每小時不大于0.005mm，在拔去固定銷，剪切過程同快剪試驗。所得強(qiáng)度稱為固結(jié)快剪強(qiáng)度，相應(yīng)指標(biāo)稱為固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)，以cR、φR表示。（三）慢剪（S-test）慢剪試驗是對試樣施加垂直壓力后，待固結(jié)穩(wěn)定后，再拔去固定銷，以小于0.02mm/min的剪切速度使試樣在充分排水的條件下進(jìn)行剪切，這樣得到的強(qiáng)度稱為慢剪強(qiáng)度，其相應(yīng)的指標(biāo)稱為慢剪強(qiáng)度指標(biāo)，以cS、φS表示。第49頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月..模型地基條件直剪試驗三軸試驗快剪（Q）不固結(jié)不排水剪（UU）固結(jié)快剪（CQ）固結(jié)不排水剪（CU）慢剪（S）固結(jié)排水剪（CD）（1）不固結(jié)不排水剪UU試驗（快剪Q）模擬透水性小的粘性土地基受快速荷載作用，來不及排水固結(jié)就被剪破，或土壩在快速施工中剪破的情況。（2）固結(jié)不排水剪CU試驗（固結(jié)快剪CQ）模擬粘性土地基在正常荷載作用下已固結(jié)完成，又受到突加水平荷載或地震荷載作用被剪破，以及中等透水性土和粘性土地基在中等加荷速率作用下被剪破情況。（3）固結(jié)排水剪CD試驗（慢剪S）模擬粘性土地基或土壩在正常荷載下已固結(jié)完成，又受到緩慢施加荷載作用被剪破或砂土地基在靜載下被剪破的情況。

第50頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1直接剪切試驗（directsheartest）上述三種方法的試驗結(jié)果如下圖所示。從圖中可以看出，cQ＞cR＞cS，而φQ＜φR＜φS。第51頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月評價優(yōu)點儀器構(gòu)造簡單、傳力明確、操作方便、試樣薄、固結(jié)快、省時、儀器剛度大，不可能發(fā)生橫向變形，僅根據(jù)豎向變形量就可計算試樣體積的變化。缺點1試樣內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)又比較復(fù)雜，應(yīng)力、應(yīng)變分布不均勻。2剪切破壞面事先已確定，這不能真實反映實際中的復(fù)雜情況。3在試驗直至破壞的過程中，受剪切的實際面積在不斷縮小，上下盒邊緣處的應(yīng)力集中很明顯，所以剪切面上的應(yīng)力、應(yīng)變很不均勻又難測定。4直剪儀還有一個明顯缺點就是不能控制排水條件，不能測試樣中的孔隙水壓力及其變化。第52頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2三軸壓縮試驗（triaxialcompressiontest）三軸壓縮試驗測定土的抗剪強(qiáng)度是一種較為完善的方法。試樣破壞的本質(zhì)是壓一剪型。土樣是一個圓柱體，高7.5―10.0cm，直徑3.8―5.0cm，用橡皮薄膜套起來，置于壓力室中，土樣三向受壓，可以發(fā)生橫向變形，通過液壓加周圍壓力，通過杠桿系統(tǒng)加豎向壓力，當(dāng)壓力及其組合達(dá)到一定程度時，土樣就會按規(guī)律產(chǎn)生一個斜向破裂面或沿弱面破裂。剪切破壞面第53頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2三軸壓縮試驗壓力室軸向加荷系統(tǒng)施加圍壓系統(tǒng)孔隙水壓力量測系統(tǒng)軸向加荷系統(tǒng)第55頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月接圍壓系統(tǒng)乳膠膜壓力室圓形密封圈透水石有機(jī)玻璃筒q土樣活塞桿接孔隙應(yīng)力測量系統(tǒng)σ1=σ3+qσ3σ3σ1=σ3+q接排水管上蓋底座試樣帽第56頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月.2．三軸剪力儀試驗方法、原理

先對土樣施加周圍壓力，達(dá)到所需的3；逐漸施加軸向壓力（豎向壓力）增量，即，直至試樣剪破，按試樣剪破時的1f和3f作極限應(yīng)力圓。三軸試驗至少需要3～4個土樣，分別在不同的周圍壓力3作用下進(jìn)行剪切，得到3～4個不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各極限應(yīng)力圓的公切線，即為強(qiáng)度包線，其與橫坐標(biāo)的夾角為土的內(nèi)摩擦角，與縱坐標(biāo)的截距為土的粘聚力。軸向為大主應(yīng)力方向，試樣剪破面方向與大主應(yīng)力作用平面的夾角為

f

：破壞面

f第58頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月試驗步驟:

3

3

3

3

3

3△△2.施加周圍壓力3.施加豎向壓力1.裝樣第59頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2三軸壓縮試驗第60頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

有效應(yīng)力圓與總應(yīng)力圓大小相同，當(dāng)剪破時的孔隙水應(yīng)力為正值時，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的左邊；而當(dāng)剪破時的孔隙水應(yīng)力為負(fù)值時，有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的右邊。第61頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月不固結(jié)或固結(jié)是對周圍壓力增量而言的不排水或排水是對附加軸向壓力而言的。試驗方法：根據(jù)剪切前受周圍壓力的固結(jié)狀態(tài)和剪切時的排水條件分為：不固結(jié)不排水剪（UU）、固結(jié)不排水剪（CU)和固結(jié)排水剪（CD)三種方法。分別對應(yīng)于直剪試驗的快剪、固結(jié)快剪和慢剪試驗。第62頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）不固結(jié)不排水試驗（UU）（unconsolidationundrainedtest)直剪試驗：（快剪）土樣加上垂直壓力后立即剪切，使試樣在3~5分鐘內(nèi)剪損。三軸試驗：在圍壓（水壓）作用下不固結(jié)(關(guān)閉排水閥門），再加垂直壓力增量（不排水）直至破壞。第63頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）固結(jié)不排水試驗(CU)（consolidationundrainedtest）直剪試驗：（固結(jié)快剪）土樣垂直壓力下固結(jié)穩(wěn)定后，再加剪應(yīng)力，使試樣在3~5分鐘內(nèi)剪損。三軸試驗：在圍壓（水壓）作用下固結(jié)(打開排水閥門），再加垂直壓力增量（不排水）直至破壞。第64頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）固結(jié)排水試驗(CD)（consolidationdrainedtest）直剪試驗：（慢剪）土樣加上垂直壓力后排水，分級加剪應(yīng)力，每級變形穩(wěn)定后加下一級荷載，直至剪損。三軸試驗：在圍壓（水壓）作用下固結(jié)(打開排水閥門），再加垂直壓力增量（排水）直至破壞。固結(jié)剪切中的排水條件5.2.2三軸壓縮試驗第65頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：能較為嚴(yán)格地控制排水條件以及可以量測試件中孔隙水壓力的變化。此外，試件中的應(yīng)力狀態(tài)也比較明確，破裂面是在最弱處，而不像直接剪切儀那樣限定在上下盒之間。缺陷：常規(guī)的三軸壓縮試驗的缺點是試件中的主應(yīng)力σ2=σ3,而實際上土體的受力狀態(tài)未必都屬于這類軸對稱情況。已經(jīng)問世的各種真三軸壓縮儀中的試件可在不同的三個主應(yīng)力（σ1≠σ2≠σ3）作用下進(jìn)行試驗。試驗復(fù)雜，試驗時間長。評價第66頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3無側(cè)限壓縮試驗ququ3=0加壓框架量表量力環(huán)升降螺桿無側(cè)限壓縮儀試樣第67頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月無側(cè)限壓縮儀第68頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3無側(cè)限壓縮試驗第69頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月只適用于飽和黏土不排水抗剪強(qiáng)度的測定，其它情況無法測出完整的強(qiáng)度包線5.2.3無側(cè)限壓縮試驗第70頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

評價①儀器構(gòu)造簡單，操作方便；

②可代替三軸試驗測定飽和粘性土的不排水強(qiáng)度。三軸壓縮試驗當(dāng)周圍壓力為零時即為無側(cè)限試驗條件，此時只有軸向壓力，所以也稱單軸壓縮試驗。③只適用于飽和黏土不排水抗剪強(qiáng)度的測定，其它情況無法測出完整的強(qiáng)度包線。④測定飽和粘性土的靈敏度。第71頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月.測定飽和粘性土的靈敏度

飽和粘性土的強(qiáng)度與土的結(jié)構(gòu)有關(guān)，當(dāng)土的結(jié)構(gòu)遭受破壞時，其強(qiáng)度會迅速降低，工程上常用靈敏度St來反映土的結(jié)構(gòu)受撓動對強(qiáng)度的影響程度。

式中

qu――原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPa；

qu――重塑土（指在含水量和密度不變的條件下，使土的天然結(jié)構(gòu)徹底破壞再重新制備的土）的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPa。根據(jù)靈敏度可將飽和粘性土分為三類：低靈敏度土1<St≤2中靈敏度土2<

St≤4高靈敏度土St>43靈敏度越高，土的結(jié)構(gòu)性就越強(qiáng)，受擾動后對其影響大，土的強(qiáng)度就降低愈多。挖基坑等工程應(yīng)注意！第72頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月一、十字板剪切試驗

1.試驗特點：儀器結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、撓動少等特點。

2．適用范圍：

現(xiàn)場測定飽和黏性土（飽和軟黏土）的不排水強(qiáng)度和靈敏度，特別適用于難于取樣或試樣在自重作用下不能保持原有形狀的軟粘土。

3．原理

假定：

（1）剪破面為圓柱面

（2）圓柱體高和直徑等于十字板高和寬

（3）假定圓柱的上、下底面與側(cè)面上的抗剪強(qiáng)度相等5.2.4十字板剪切試驗屬原位測試方法，可克服室內(nèi)測試存在的問題第73頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月4.

試驗方法：十字板剪切試驗可在現(xiàn)場鉆孔內(nèi)進(jìn)行。試驗時，先將十字板插到要進(jìn)行試驗的深度，再在十字板剪切儀上端的加力架上以一定的轉(zhuǎn)速對其施加扭力矩，使板內(nèi)的土體與其周圍土體產(chǎn)生相對扭剪，直至剪破，測出其相應(yīng)的最大扭力矩。然后，根據(jù)力矩的平衡條件，推算出圓柱形剪破面上土的抗剪強(qiáng)度。第74頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月MH=100~120mmD=50~75mm破壞時的扭矩M與土的抵抗力矩相等側(cè)面上下底—側(cè)面土的抗剪強(qiáng)度—上下底面土的抗剪強(qiáng)度簡化計算取

—由十字板剪切試驗求得的土的抗剪強(qiáng)度5.2.4十字板剪切試驗rdrD4．抗剪強(qiáng)度計算第75頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月二、現(xiàn)場原位剪切試驗第76頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月原位小型直剪試驗（用于粘土）第77頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月7.4三軸壓縮試驗中的孔隙水壓力系數(shù)孔隙水壓力系數(shù)的概念是斯肯普頓（AWSkempton,1954）提出的，用于表示土中孔隙水壓力的發(fā)展和變化。斯肯普頓根據(jù)三軸壓縮試驗結(jié)果，引入孔隙水壓力系數(shù)A、B，建立了軸對稱應(yīng)力狀態(tài)下土中孔隙水壓力增量和總應(yīng)力增量的關(guān)系。固結(jié)施加圍壓（土體處于各向等壓狀態(tài)）施加軸向壓力三軸受壓狀態(tài)三軸壓縮試驗過程第78頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月7.4三軸壓縮試驗中的孔隙水壓力系數(shù)球應(yīng)力張量（或靜水應(yīng)力張量），產(chǎn)生體變偏應(yīng)力張量（或剪應(yīng)力），產(chǎn)生形變理想彈性體中，孔隙水壓力只與體變有關(guān)第79頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月孔隙水壓力系數(shù)孔隙水壓力系數(shù)B：試樣在受到各向等壓增量，產(chǎn)生的孔隙壓力增量與圍壓增量之比5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)可知由于土體不是理想彈性體，偏應(yīng)力也會產(chǎn)生體變（剪脹或剪縮），Skempton引入另一個孔隙水壓力系數(shù)A代替1/3定義孔壓系數(shù)是指土體在不排水和不排氣的條件下，由外荷載引起的孔隙水壓力與應(yīng)力增量（用總應(yīng)力表示）的比值。下頁是推導(dǎo)過程第80頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)一立方體的體積V，孔隙率n。設(shè)各向均勻壓力作用下產(chǎn)生的孔隙水壓力為，則作用在骨架上的有效應(yīng)力為

式中1,2,

3為三個方向骨架線應(yīng)變且1=2=

3，

于是假設(shè)土體骨架為彈性體時，由彈性理論可知推導(dǎo)過程第81頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

式中為土骨架的壓縮系數(shù)；E為土的變形模

量；μ為土的泊松比。與上式相對應(yīng)，孔隙流體（空氣和水）在壓力增加發(fā)生的體積壓縮應(yīng)為

土中礦物顆粒的壓縮性很小，可忽略，于是在不排氣、不排水的條件下，必然有式中Cf

為孔隙流體的體積壓縮系數(shù)，代表單位孔隙壓力作用下，單位體積的孔隙流體的體積變化。即推導(dǎo)過程第82頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月所以令則式中B為孔壓系數(shù)對于干土對于非飽和土，B介于0~1之間。對飽和土推導(dǎo)過程第83頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)單元受到偏差應(yīng)力 的作用，產(chǎn)生的孔隙水壓力為 ，則軸向及側(cè)向有效應(yīng)力為：由虎克定律知

推導(dǎo)過程第84頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3-56)得土體積為V的骨架體積壓縮量為推導(dǎo)過程第85頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月孔隙流體（空氣和水）在壓力增加發(fā)生的體積壓為同理,即土不是理想彈性體，A.W.Skempton將式中1/3用系數(shù)A來表示

推導(dǎo)過程第86頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月孔隙水壓力系數(shù)因此注：在三軸試驗中，常把稱為偏差應(yīng)力（簡稱偏應(yīng)力）增量。應(yīng)注意將其與彈塑性力學(xué)中的偏應(yīng)力張量區(qū)分開來。第87頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月飽和土：B＝1飽和土的不固結(jié)不排水試驗試驗中，試樣在周圍壓力增量下將不發(fā)生豎向和側(cè)向變形，這時的周圍壓力增量完全由孔隙水承擔(dān)，完全干燥土：B＝0周圍壓力增量完全由土骨架承擔(dān)非飽和土：1＞B＞0孔隙中流體的壓縮性與土骨架的壓縮性為一個量級，飽和度越大，B越接近于1孔隙水壓力系數(shù)B的意義及取值B反映土體在各向相等壓力作用下，孔隙壓力變化情況的指標(biāo)，也是反映土體飽和程度的指標(biāo)第88頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月A反映偏應(yīng)力增量作用下的孔隙壓力系數(shù)，主要反映偏應(yīng)力增量對土體體積變化的影響?？紫端畨毫ο禂?shù)A的意義及取值

A值的大小受很多因素的影響，它隨偏應(yīng)力增加呈非線性變化，高壓縮性土的A值比較大，超固結(jié)黏土在偏應(yīng)力作用下將發(fā)生體積膨脹，產(chǎn)生負(fù)的孔隙壓力，故A是負(fù)值。就是同一種土，A也不是常數(shù)，它還受應(yīng)變大小、初始應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史等因素影響。A值應(yīng)根據(jù)實際的應(yīng)力和應(yīng)變條件，進(jìn)行三軸壓縮試驗直接測定。由于常規(guī)三軸試驗不能反映更一般的應(yīng)力狀態(tài)變化，如Δσ2≠Δσ3的情況，因此更一般情況下的孔隙水壓力計算問題有待進(jìn)一步研究第89頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月討論飽和土不固結(jié)不排水：飽和土固結(jié)不排水：飽和土固結(jié)排水：第90頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月飽和黏性土的抗剪強(qiáng)度飽和黏性土的抗剪強(qiáng)度討論中，用三軸試驗方法測定其強(qiáng)度時，按剪前的固結(jié)和排水條件分為UU、CU、CD三種。UU三軸試驗過程CU三軸試驗過程CD三軸試驗過程第91頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月AuuBCCu—不排水內(nèi)摩擦角—不排水內(nèi)聚力1、三軸試驗2、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗Cu總應(yīng)力圓有效應(yīng)力圓只有一個1不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度（UU強(qiáng)度）第92頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月如果使試樣在另一個較高的剪前固結(jié)壓力下固結(jié)穩(wěn)定后進(jìn)行一組不固結(jié)不排水試驗，那么，由于固結(jié)壓力增大，試樣的剪前孔隙比將減少，試樣的不排水強(qiáng)度將增大。與通常呈線性關(guān)系，即，其中為比例系數(shù)。如圖所示。第93頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月3、注釋1、不排水強(qiáng)度的大小取決于土樣所受的先期固結(jié)壓力，先期固結(jié)壓力越大，土的孔隙比越小，不排水抗剪強(qiáng)度就越大。未經(jīng)固結(jié)過的飽和黏土呈漿糊狀，抗剪強(qiáng)度等于零。天然土層的有效固結(jié)應(yīng)力隨深度變化，故不排水抗剪強(qiáng)度也隨深度變化；2、得到φu=0并不意味著土不具有摩擦強(qiáng)度，只不過該試驗方法將摩擦強(qiáng)度隱含于黏聚力之內(nèi)，兩者難以區(qū)分；3、由于同一組試件試驗結(jié)果，有效應(yīng)力圓只有一個，不能得出有效應(yīng)力破壞包線，故該試驗只能用于測定飽和土的不排水強(qiáng)度；4、不固結(jié)不排水的實質(zhì)就是保持試驗過程中土樣的密度不變，由于原位十字板試驗也基本滿足此條件，故可認(rèn)為其測得的抗剪強(qiáng)度也相當(dāng)于不排水強(qiáng)度，但土體受擾動小，測得的強(qiáng)度值要高于室內(nèi)結(jié)果；5、不固結(jié)不排水強(qiáng)度用于荷載增加所引起的孔隙水壓力不消散、密度保持不變的情況，對于建筑物施工速度快、地基土黏性大、透水性小、排水條件差的工程，應(yīng)該采用不固結(jié)不排水強(qiáng)度。第94頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月2固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度（CU強(qiáng)度）第95頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月2固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度（CU強(qiáng)度）總應(yīng)力破壞包線總應(yīng)力破壞包線有效應(yīng)力破壞包線第96頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月3、注釋1、實驗室中所說的正常固結(jié)土和超固結(jié)土是針對土樣而言，以當(dāng)前固結(jié)壓力為當(dāng)前有效應(yīng)力，并與土曾受到的先期固結(jié)應(yīng)力相比，這與天然土有關(guān)的概念有區(qū)別。2、實際工程很難有加載引起的等向固結(jié)情況，即便是自重應(yīng)力下的固結(jié)，也非等向固結(jié)（K0固結(jié)），因此很難確切說明固結(jié)不排水方法對應(yīng)于什么樣的實際工程問題。3、如果黏性土先在某種應(yīng)力下固結(jié)，然后比較迅速地加載，可以考慮采用固結(jié)不排水試驗測定的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。4工程上如果土體在加載過程中既非完全排水、又非完全不排水，也常采用這種抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。5雖然難以說明它確切反映哪種過程情況，該方法確定的指標(biāo)較不固結(jié)不排水、固結(jié)排水試驗測出的指標(biāo)更為常用。第97頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月3固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度（CD強(qiáng)度）正常固結(jié)土的破壞包線通過原點，超固結(jié)土的破壞包線略彎曲，實用上近似取為一條直線代替，內(nèi)摩擦角比正常固結(jié)土的內(nèi)摩擦角要小?？倯?yīng)力圓即是有效應(yīng)力圓第98頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月注釋1.排水強(qiáng)度是指加載過程中，孔隙水壓力全部并及時消散，密度不斷增加情況下的強(qiáng)度，工程中，當(dāng)建筑物的施工速度較慢、如地基的黏性小或無粘性，透水性好、排水良好，那么，在地基極限承載力計算中可用排水試驗的強(qiáng)度指標(biāo)。2.試驗證明：固結(jié)排水剪的與固結(jié)不排水剪的

很接近，略大于。由于排水試驗所需時間太長，實用上以代替。但要注意兩者試驗條件的差異：固結(jié)不排水剪在剪切過程中不排水，試樣體積不變；固結(jié)排水剪在剪切過程中排水，試樣體積變化。第99頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的比較一、正常固結(jié)土第100頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月二、超固結(jié)土第101頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-21表示同一種黏性土分別在三種不同排水條件下的試驗結(jié)果，由圖可見，如果以總應(yīng)力表示，將得出完全不同的試驗結(jié)果，而以有效應(yīng)力表示，則不論采用哪種試驗方法，都得到近乎同一條有效應(yīng)力破壞包線（如圖中虛線所示），由此可見，抗剪強(qiáng)度與有效應(yīng)力有惟一的對應(yīng)關(guān)系。第102頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5黏土的殘余強(qiáng)度1.粘土的殘余強(qiáng)度與它的應(yīng)力歷史無關(guān)2.在大剪切位移下超固結(jié)粘土的強(qiáng)度降低幅度比正常固結(jié)粘土的大3.殘余強(qiáng)度線為通過坐標(biāo)原點的直線（圖b虛線）超固結(jié)粘土在剪切試驗中有與緊砂相似的應(yīng)力～應(yīng)變特征，當(dāng)強(qiáng)度隨著剪位移達(dá)到峰值后，如果剪切繼續(xù)進(jìn)行，隨著剪位移繼續(xù)增大，強(qiáng)度顯著降低，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值不變，該不變的值即稱為粘土的殘余強(qiáng)度。正常固結(jié)粘土亦有此現(xiàn)象，只是降低的幅度較超固結(jié)粘土要小些。第103頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月這是由于在受剪過程中土的結(jié)構(gòu)性損傷、土粒的排列變化及粒間引力減少；吸著水層中水分子的定向排列和陽離子的分布因受剪而遭到破壞。殘余強(qiáng)度線為通過坐標(biāo)原點的直線，即τr=σtgφr式中：τr——粘土的殘余強(qiáng)度；σ——剪破面上的法向應(yīng)力；φr——殘余內(nèi)摩擦角。第104頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月6粘土的結(jié)構(gòu)性與靈敏度土的強(qiáng)度同土的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。粘土的強(qiáng)度（或其它性質(zhì)）隨著其結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生變化的特性稱為土的結(jié)構(gòu)性。某些在含水率不變的條件下使其原有結(jié)構(gòu)受徹底擾動的粘土，稱為重塑土。粘土對結(jié)構(gòu)擾動的敏感程度可用靈敏度表示。靈敏度定義為原狀試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與相同含水率下重塑試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比式中：St——粘土的靈敏度； qu——原狀試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；qu′——重塑試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。第105頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月對于靈敏度高的粘土，經(jīng)重塑后停止擾動，靜置一段時間后其強(qiáng)度又會部分恢復(fù)。在含水率不變的條件下粘土因重塑而軟化（強(qiáng)度降低），軟化后又隨靜置時間的延長而硬化（強(qiáng)度增長）的這種性質(zhì)稱為粘土的觸變性。第106頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月7粘土的蠕變在剪切過程中土的蠕變是指在恒定剪應(yīng)力作用下應(yīng)變隨時間而增長的現(xiàn)象。圖是三軸不排水剪切試驗中在不同的恒定主應(yīng)力差（σ1-σ3)作用下軸向應(yīng)變隨時間變化的過程線，即蠕變曲線。由圖可見，當(dāng)主應(yīng)力差很小時，軸向應(yīng)變幾乎在瞬間發(fā)生，之后，蠕變緩慢發(fā)展，軸向應(yīng)變～時間關(guān)系曲線最后呈水平線，土不會發(fā)生蠕變破壞。當(dāng)主應(yīng)力差較大時，蠕變速率會相應(yīng)增大。當(dāng)主應(yīng)力差達(dá)到某一值后，軸向應(yīng)變不斷發(fā)展，應(yīng)變速率增大，最終可導(dǎo)致蠕變破壞。第107頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，蠕變破壞的過程包括以下幾個階段：（1）彈性應(yīng)變階段：圖中OA段，對土而言，此階段的應(yīng)變值很??；（2）初始蠕變階段：圖中AB段，在這一階段，蠕變速率由大變小，如果這時卸除主應(yīng)力差，則先恢復(fù)瞬時彈性應(yīng)變，繼而恢復(fù)初期蠕變；（3）穩(wěn)定蠕變階段：圖中BC段，這一階段的蠕變速率為常數(shù)，這時若卸除主應(yīng)力差，土也將存在永久變形；（4）加速蠕變階段：在這一階段，蠕變速率迅速增長，最后達(dá)到破壞。第108頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月8抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇地基的長期穩(wěn)定性（例如土坡的長期穩(wěn)定性分析，估計擋土結(jié)構(gòu)物的長期土壓力、位于軟土地基上結(jié)構(gòu)物的長期穩(wěn)定分析等）宜用有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)。飽和軟黏土的短期穩(wěn)定性問題，則宜采用不固結(jié)不排水試驗的強(qiáng)度指標(biāo),以總應(yīng)力法進(jìn)行分析。一般工程間題多采用總應(yīng)力法分析，其指標(biāo)和測試方法的選擇大致如下：①UU試驗：地基為透水性差的飽和粘性土或排水不良，且建筑物施工速度快．常用于施工期的強(qiáng)度與穩(wěn)定驗算。②CU試驗：建筑物竣工后較長時間，突遇荷載增大。如房屋加層、天然土坡上堆載等。③CD試驗：地基的透水性較佳（如砂土等低塑性土）和排水條件良好（如粘土層中夾有砂層），而建筑物施工速度又較慢時。總原則：在確定強(qiáng)度指標(biāo)時應(yīng)結(jié)合土性和工程實際。第109頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月第110頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月第111頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4.3無黏性土的抗剪強(qiáng)度—無黏性土固結(jié)排水剪內(nèi)摩擦角

砂土的內(nèi)摩擦角與初始孔隙比、土粒表面的粗糙度以及顆粒級配等因素有關(guān)。初始孔隙比小、土粒表面粗糙，級配良好的砂土，其內(nèi)摩擦角較大。松砂的內(nèi)摩擦角大致與干砂的天然休止角相等。近年來的研究表明，無黏性土的強(qiáng)度性狀也十分復(fù)雜，它還受各向異性、試樣的沉積方法、應(yīng)力歷史等因素影響。1、強(qiáng)度表達(dá)式及影響因素第112頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月1、強(qiáng)度表達(dá)式及影響因素第113頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月2、松砂和密砂的應(yīng)力應(yīng)變特性h密砂松砂垂直應(yīng)力增量—垂直應(yīng)變—體積應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變軟化型應(yīng)變硬化型第114頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月—體積壓應(yīng)變松砂：剪縮為主剪縮密砂：先剪縮后剪脹垂直應(yīng)力增量—垂直應(yīng)變—體積應(yīng)變關(guān)系2、松砂和密砂的應(yīng)力應(yīng)變特性剪脹應(yīng)變硬化型應(yīng)變軟化型第115頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月3、砂土的臨界孔隙比相應(yīng)于體積變化為零的初始孔隙比稱為臨界孔隙比ecr如果飽和砂土的初始孔隙比e0大于臨界孔隙比ecr，在剪應(yīng)力作用下由于剪縮必然使孔隙水壓力增高，而有效應(yīng)力降低，致使砂土的抗剪強(qiáng)度降低。當(dāng)飽和松砂受到動荷載作用（例如地震），由于孔隙水來不及排出，孔隙水壓力不斷增加，就有可能使有效應(yīng)力降低到零，因而使砂土象流體那樣完全失去抗剪強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱為砂土的液化，因此，臨界孔隙比對研究砂土液化也具有重要意義臨界孔隙比ecr剪縮剪脹ecr與圍壓σ3關(guān)系見圖。第116頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月1995年阪神地震大阪的街道路面液化1999年臺灣大地震中臺中縣由于液化引起的樓房倒塌第117頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月同一種砂土在相同的周圍壓力作用下，由于其初始孔隙比不同在剪切過程中將出現(xiàn)不同的應(yīng)力～應(yīng)變特征。松砂的應(yīng)力~應(yīng)變曲線沒有一個明顯的峰值，剪應(yīng)力隨著剪應(yīng)變的增加而增大，最后趨于某一恒定值；緊砂的應(yīng)力~應(yīng)變曲線有一個明顯的峰值，過此峰值以后剪應(yīng)力便隨剪應(yīng)變的的增加而降低，最后趨于松砂相同的恒定值，如圖所示。這一恒定的強(qiáng)度通常稱為殘余強(qiáng)度或最終強(qiáng)度，以τf表示。4、砂土的殘余強(qiáng)度緊砂是由于土粒間咬合作用被克服，結(jié)構(gòu)崩解變松的結(jié)果第118頁，課件共133頁，創(chuàng)作于2023年2月.一、土的礦物成分、顆粒形狀和級配的影響二、含水量的影響三、原始密度的影響四、