土力學(xué)1-第五章 土的抗剪強(qiáng)度[1]培訓(xùn)講學(xué).ppt

1、1,第五章,土的抗剪強(qiáng)度,作業(yè) 5-1、5-2（CD試驗(yàn)） 5-3、5-5、3-9 5-8、5-4、5-9,提示：12月6日習(xí)題討論課,2,本章特點(diǎn),有較嚴(yán)格的理論體系 各種關(guān)系較復(fù)雜 前面各章知識(shí)的綜合運(yùn)用 理清關(guān)系 砂性土與粘性土強(qiáng)度的區(qū)別與聯(lián)系 試驗(yàn)條件與實(shí)際工程情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系 正常固結(jié)粘性土的強(qiáng)度 不固結(jié)不排水剪的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及強(qiáng)度 強(qiáng)度指標(biāo)的運(yùn)用,主要難點(diǎn),學(xué)習(xí)要點(diǎn),5 土的抗剪強(qiáng)度,3,土工結(jié)構(gòu)物或地基,土,滲透問(wèn)題 變形問(wèn)題 強(qiáng)度問(wèn)題,滲透特性 變形特性 強(qiáng)度特性,5 土的抗剪強(qiáng)度,4,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論 5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn) 5.3 應(yīng)力路徑與破壞

2、主應(yīng)力線 5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 5.5 動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化,5,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、土的強(qiáng)度特點(diǎn) 二、工程中土體的破壞類型 三、土的強(qiáng)度機(jī)理 四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,6,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,1. 碎散性：強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相互作用主要是抗剪強(qiáng)度（剪切破壞），顆粒間粘聚力與摩擦力； 2. 三相體系：三相承受與傳遞荷載有效應(yīng)力原理； 3. 自然變異性：土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。,一、土的強(qiáng)度特點(diǎn),7,大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,1.

3、擋土結(jié)構(gòu)物的破壞,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,8,1. 擋土結(jié)構(gòu)物的破壞,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,廣州京光廣場(chǎng)基坑塌方,使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉(cāng)庫(kù)倒塌，死3人，傷17人。,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,9,擋土墻,滑裂面,基坑支護(hù),5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,1. 擋土結(jié)構(gòu)物的破壞,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,10,平移滑動(dòng),2. 各種類型的滑坡,5 土的抗剪強(qiáng)度,崩塌,旋轉(zhuǎn)滑動(dòng),流滑,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,11,1994年4月30日 崩塌體積400萬(wàn)方

4、 10萬(wàn)方進(jìn)入烏江 死4人，傷5人，失蹤12人 擊沉拖輪、駁輪各一艘，漁船2只 1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡 崩塌體巨大石塊滾入江內(nèi)，無(wú)法通航 滑坡體崩入烏江近百萬(wàn)方；江水位差數(shù)米。,烏江雞冠嶺山體崩塌,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 各種類型的滑坡,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,12,龍觀嘴,黃崖溝,烏江,2000年西藏易貢巨型滑坡,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 各種類型的滑坡,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,13,立面示意圖,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,2000年西藏易貢巨型滑坡,5 土的抗剪強(qiáng)度

5、,2. 各種類型的滑坡,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,14,平面示意圖,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,2000年西藏易貢巨型滑坡,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 各種類型的滑坡,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,15,天然壩 壩高290 m 滑坡堰塞湖 庫(kù)容15億方,湖水每天上漲50cm ?,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,2000年西藏易貢巨型滑坡,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 各種類型的滑坡,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,16,邊坡,滑裂面,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 各種類型的滑坡,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,17,粘土地基上的某谷倉(cāng)地基破壞,3

6、. 地基的破壞,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,18,日本新瀉1964年地震引起大面積液化,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,3. 地基的破壞,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,19,地基,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,3. 地基的破壞,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,20,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,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、工程中土體的破壞類型,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,21,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體

7、破壞與強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、土的強(qiáng)度特點(diǎn) 二、工程中土體的破壞類型 三、土的強(qiáng)度機(jī)理 四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,22,三、土的強(qiáng)度機(jī)理,5 土的抗剪強(qiáng)度,施加 （=P/A） 施加 S 量測(cè) （=T/A）,上盒,下盒,P,A,5 土的抗剪強(qiáng)度,1、直剪試驗(yàn)（庫(kù)侖 1776）,試驗(yàn)方法, = 100KPa, = 200KPa, = 300KPa,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,23,c： 粘聚力 ：內(nèi)摩擦角,三、土的強(qiáng)度機(jī)理,5 土的抗剪強(qiáng)度,庫(kù)侖公式,f ： 土的抗剪強(qiáng)度 tg： 摩擦強(qiáng)度-正比于壓力 c： 粘聚強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,1. 直剪試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果,抗剪強(qiáng)度指標(biāo),5.1 土體破壞

8、與強(qiáng)度理論,24,三、土的強(qiáng)度機(jī)理,5 土的抗剪強(qiáng)度,（1）滑動(dòng)摩擦,5 土的抗剪強(qiáng)度,2、摩擦強(qiáng)度 tg,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，礦物組成等因素有關(guān),5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,25,（2）咬合摩擦,三、土的強(qiáng)度機(jī)理,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 摩擦強(qiáng)度 tg,剪切面,是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用 當(dāng)發(fā)生剪切破壞時(shí)，相互咬合著的顆粒A必須抬起，跨越相鄰顆粒B，或在尖角處被剪斷（C），才能移動(dòng) 土體中的顆粒重新排列，也會(huì)消耗能量,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,26,密度（e, 粒徑級(jí)配（Cu, Cc） 顆粒的礦物成分 對(duì)于：砂土粘性土； 高嶺

9、石伊里石蒙特石 粒徑的形狀（顆粒的棱角與長(zhǎng)寬比） 在其他條件相同時(shí)： 一般，對(duì)于粗粒土，顆粒的棱角提高了內(nèi)摩擦角,影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素：,三、土的強(qiáng)度機(jī)理,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 摩擦強(qiáng)度 tg,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,27,粘聚強(qiáng)度機(jī)理 靜電引力（庫(kù)侖力） 范德華力 顆粒間膠結(jié) 假粘聚力（毛細(xì)力等）,粘聚強(qiáng)度影響因素 地質(zhì)歷史 粘土顆粒礦物成分 密度 離子價(jià)與離子濃度,三、土的強(qiáng)度機(jī)理,5 土的抗剪強(qiáng)度,3、粘聚強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,28,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、土的強(qiáng)度特點(diǎn) 二、工程中土體

10、的破壞類型 三、土的強(qiáng)度機(jī)理 四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,29,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,1. 應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓 2. 極限平衡應(yīng)力狀態(tài) 3. 莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論 4. 破壞判斷方法 5. 滑裂面的位置,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,30,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,固定滑裂面,一般應(yīng)力狀態(tài)如何判斷是否破壞？,借助于莫爾圓,庫(kù)侖公式,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,31,三維應(yīng)力狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,1. 應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓,二維應(yīng)力狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,32,莫爾圓應(yīng)力分析符號(hào)規(guī)定,

11、5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,1. 應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓,材料力學(xué),土力學(xué),正應(yīng)力,剪應(yīng)力,拉為正 壓為負(fù),順時(shí)針為正 逆時(shí)針為負(fù),壓為正 拉為負(fù),逆時(shí)針為正 順時(shí)針為負(fù),5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,33,z,+zx,-xz,x,2,1,3,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,大主應(yīng)力：,小主應(yīng)力:,圓心：,半徑：,z按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),x按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),莫爾圓：代表一個(gè)土單元（某點(diǎn)）的應(yīng)力狀態(tài)； 圓上一點(diǎn)：代表一個(gè)面上的兩個(gè)應(yīng)力與,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,1. 應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓,34,f,直剪試驗(yàn)的莫爾圓與庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度線的關(guān)系如何？為什么

12、？,(c、 )三軸 (c、 )直剪 巧合嗎？,與的組合滿足庫(kù)侖公式才破壞,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,1. 應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓,三軸試驗(yàn)結(jié)果,35,2. 極限平衡應(yīng)力狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,極限平衡應(yīng)力狀態(tài)： 有一對(duì)面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到 = f 土的強(qiáng)度包線： 所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾園的公切線。,f,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,36,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,強(qiáng)度包線以內(nèi)：任何一個(gè)面上的一對(duì)應(yīng)力與 都沒(méi)有達(dá)到破壞包線，不破壞； 與破壞包線相切：該面上的應(yīng)力達(dá)到破壞狀態(tài)； 與破壞

13、包線相交：有一些平面上的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度；不可能發(fā)生。,5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 極限平衡應(yīng)力狀態(tài),5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,37,（1）土單元的某一個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度f(wàn)是該面上作用的法向應(yīng)力的單值函數(shù), f =f() （莫爾：1900年） （2）在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似：f = c +tg （3）某土單元的任一個(gè)平面上 = f ，該單元就達(dá)到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,3. 莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,38,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式極限平衡條件,1,3,5 土的抗剪強(qiáng)度,

14、3. 莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,39,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式極限平衡條件,5 土的抗剪強(qiáng)度,3. 莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,40,根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力1、3,判斷破壞可能性,由3計(jì)算1f 比較1與1f,11f 不可能狀態(tài),4. 破壞判斷方法,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,判別對(duì)象：土體微小單元（一點(diǎn)）,3= 常數(shù)：,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,41,根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力1、3,判斷破壞可能性,由1計(jì)算3f 比較3與3f,33f 安全狀態(tài) 3=3f 極限平衡狀態(tài) 33

15、f 不可能狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,1= 常數(shù)：,5 土的抗剪強(qiáng)度,4. 破壞判斷方法,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,42,根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力1、3,判斷破壞可能性,由1、3計(jì)算與比較, 不可能狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,(1 + 3)/2 = 常數(shù)：圓心保持不變,5 土的抗剪強(qiáng)度,4. 破壞判斷方法,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,也可比較圓的直徑,43,2,2,5. 滑裂面的位置,與大主應(yīng)力面夾角： =45 + /2,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論,破壞面為什么不在最大剪應(yīng)力作用面上？,4

16、4,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論 5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn) 5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線 5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 5.5 動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,45,室內(nèi)試驗(yàn) 野外試驗(yàn),5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,三軸試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)等 制樣（重塑土）或現(xiàn)場(chǎng)取樣 缺點(diǎn)：擾動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù),十字板扭剪試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等 原位試驗(yàn) 缺點(diǎn)：應(yīng)力條件不易掌握 優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,46,主機(jī)系統(tǒng) 穩(wěn)壓調(diào)壓系統(tǒng) 量測(cè)系統(tǒng),常規(guī)三軸試驗(yàn)儀:,孔壓傳感器,體變管,軸向位移量測(cè),軸向力量測(cè),壓力泵,調(diào)壓閥,壓力表,壓力室,壓力室底座,主機(jī)馬達(dá),

17、主機(jī)框架,離合器,Casagrande 1930年首先使用，可控制排水條件；可完整的描述試樣受力、變形和破壞的全過(guò)程；可進(jìn)行不同應(yīng)力路徑的試驗(yàn)；應(yīng)力狀態(tài)明確；變形量測(cè)簡(jiǎn)單,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),一、三軸試驗(yàn),47,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,1、試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法 2、強(qiáng)度包線 3、試驗(yàn)類型 4、優(yōu)缺點(diǎn),5 土的抗剪強(qiáng)度,一、三軸試驗(yàn),48,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,方法： 首先試樣施加靜水壓力室壓（圍壓） 1=2=3 ； 然后通過(guò)活塞桿施加的是應(yīng)力差 1= 1-3 。,1、試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法,特點(diǎn)： 試樣是軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)

18、力z一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)力總是相等r=，亦即1=z；2=3=r,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、三軸試驗(yàn),49,強(qiáng)度包線,(1-)f,c,(1-)f,1 =15%,分別作圍壓為100 kPa 、200 kPa 、300 kPa的三軸試驗(yàn)，得到破壞時(shí)相應(yīng)的（1-)f,繪制三個(gè)破壞狀態(tài)的應(yīng)力莫爾圓，畫出它們的公切線強(qiáng)度包線，得到強(qiáng)度指標(biāo) c 與 ,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,2、強(qiáng)度包線,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、三軸試驗(yàn),50,固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)） 1 打開排水閥門，施加圍壓后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散； 2 打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓,固

19、結(jié)不排水試驗(yàn)（CU試驗(yàn)） 1 打開排水閥門，施加圍壓后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散； 2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差過(guò)程中不排水,不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU試驗(yàn)） 1 關(guān)閉排水閥門，圍壓下不固結(jié)； 2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差過(guò)程中不排水,cd 、d,ccu 、cu,cu 、u,3、試驗(yàn)類型,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、三軸試驗(yàn),51,試驗(yàn)條件與現(xiàn)場(chǎng)條件 的對(duì)應(yīng)關(guān)系,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、三軸試驗(yàn),固結(jié)排水試驗(yàn),固結(jié)不排水試驗(yàn),不固結(jié)不排水試驗(yàn),52,固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）

20、 Consolidated Drained Triaxial test (CD) 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)： cd d （c ）,試驗(yàn)類型匯總,固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU試驗(yàn)） Consolidated Undrained Triaxial test (CU) 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：ccu cu,不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU試驗(yàn)） Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU) 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)： cu u （ cuu uu ）,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、三軸試驗(yàn),53,優(yōu)點(diǎn)： 1 應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確； 2 排水條件清楚，可控制； 3 破壞面不是

21、人為固定的,缺點(diǎn)： 設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)難以試驗(yàn),說(shuō)明： 30 即為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),4、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、三軸試驗(yàn),真三軸儀 空心圓柱扭剪儀,54,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二、 直剪試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,55,通過(guò)控制剪切速率來(lái)近似模擬排水條件,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二、直剪試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,(1) 固結(jié)慢剪 施加正應(yīng)力-充分固結(jié) 慢慢施加剪應(yīng)力-小于0.02mm/分， 以保證無(wú)超靜孔壓 (2) 固結(jié)快剪 施加正應(yīng)力-充分固結(jié) 在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞 (3) 快剪 施加正應(yīng)力后 立即

22、剪切3-5分鐘內(nèi)剪切破壞,56,n,K0n,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、直剪試驗(yàn),57,設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便 結(jié)果便于整理 測(cè)試時(shí)間短,優(yōu)點(diǎn),試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜 應(yīng)變不均勻 不易控制排水條件 剪切面固定,缺點(diǎn),5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,類似試驗(yàn)： 環(huán)剪試驗(yàn) 單剪試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二、直剪試驗(yàn),58,一般適用于測(cè)定軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)；,鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；,通過(guò)施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,三、十字板剪切試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,59,時(shí)：,5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn),5 土的抗剪

23、強(qiáng)度,三、十字板剪切試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,60,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論 5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn) 5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線 5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 5.5 砂土的振動(dòng)液化,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,61,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,一、應(yīng)力路徑及表示法 二、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線 三、孔隙水壓力與孔壓系數(shù) 四、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑 五、粘性土密度有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系,62,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、應(yīng)力路徑及表示法,5 土的抗剪強(qiáng)度,土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系特性 、彈塑性、,需要記錄加載歷史,應(yīng)力路徑概念,土體中一點(diǎn)應(yīng)力狀

24、態(tài)連續(xù)變化，在應(yīng)力空間（平面）中的軌跡,應(yīng)力狀態(tài)：土體中一點(diǎn)（微小單元）上作用的應(yīng)力的大小與方向,63,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,一、應(yīng)力路徑及表示法,1,3,q,p,莫爾 圓,應(yīng)力 狀態(tài),圓上 特定點(diǎn),p,q,p, q平面：一個(gè) 點(diǎn)代表一個(gè)應(yīng)力狀態(tài),64,3,1,13,固結(jié)排水三軸試驗(yàn),5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,保持為常數(shù),5 土的抗剪強(qiáng)度,一、應(yīng)力路徑及表示法,莫爾圓與 p, q 平面上的應(yīng)力路徑,65,p,q,Kf線,以固結(jié)排水三軸試驗(yàn)為例,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線,兩條

25、直線與橫坐標(biāo)交點(diǎn)都是 O,5 土的抗剪強(qiáng)度,強(qiáng)度包線 f ： 在 坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)莫爾圓的公切線,破壞主應(yīng)力線 Kf 在p q 坐標(biāo)系中所有處于極限平衡應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的集合,O,66,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,67,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度, ；c a,5 土的抗剪強(qiáng)度,二、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線,用若干點(diǎn)的最小二乘法確定a 和 然后計(jì)算強(qiáng)度指標(biāo)c和,確定強(qiáng)度指標(biāo),a,68,軸對(duì)稱三維應(yīng)力狀態(tài),=,+,等向壓縮應(yīng)力狀態(tài),偏差應(yīng)力狀態(tài),封閉土樣,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,三、

26、孔隙水壓力與孔壓系數(shù),69,孔隙流體產(chǎn)生了超靜孔隙水壓力uB,土骨架的有效附加應(yīng)力,孔隙流體的體積變化,孔隙流體的體積壓縮系數(shù)為Cf ，單位孔隙壓力作用引起的體應(yīng)變,土骨架的體積變化,設(shè)土骨架的體積壓縮系數(shù)為Cs,體積V,土骨架的體變等于孔隙流體的體變V1=V2,孔壓系數(shù)B,土骨架為 線彈性體,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,三、孔隙水壓力與孔壓系數(shù),(1) 等向壓縮應(yīng)力狀態(tài),70,飽和土： 干 土： 非飽和土：,B是一個(gè)反映土飽和程度的指標(biāo),孔隙流體的體積壓縮系數(shù)為Cf ，單位孔隙壓力作用引起的體應(yīng)變,設(shè)土骨架的體積壓縮系數(shù)為Cs,孔壓系數(shù)B,(1) 等向壓縮應(yīng)力狀態(tài),5

27、土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,三、孔隙水壓力與孔壓系數(shù),71,孔隙流體產(chǎn)生了超靜孔隙水壓力uA,有效附加應(yīng)力,孔隙流體的體積變化,土骨架的體積變化,土骨架的體變等于孔隙流體的體變V1=V2,土體不是彈性體 引入孔壓系數(shù)A,體積V,暫時(shí)假定土骨架為線彈性體,軸向,側(cè)向,總應(yīng)力增量,應(yīng)變?cè)隽?0,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,三、孔隙水壓力與孔壓系數(shù),(2) 偏差應(yīng)力狀態(tài),72,孔壓系數(shù)A,對(duì)飽和土:,剪切作用引起的孔壓響應(yīng),對(duì)于線彈性體:,A=1/3,A不是常數(shù)，隨加載過(guò)程而變化,A1/3,A1/3,剪脹：,剪縮：,(2) 偏差應(yīng)力狀態(tài),A 是一個(gè)反映土剪脹性

28、強(qiáng)弱的指標(biāo)，其大小與土性有關(guān),剪脹性：剪應(yīng)力引起土的體積變化的特性,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,三、孔隙水壓力與孔壓系數(shù),73,問(wèn)題: 能否對(duì)孔壓系數(shù) A 作進(jìn)一步的解釋？,74,問(wèn)題: 能否對(duì)孔壓系數(shù) A 作進(jìn)一步的解釋？,回答：,75,偏差應(yīng)力狀態(tài),等向壓縮應(yīng)力狀態(tài),純剪應(yīng)力狀態(tài),純剪應(yīng)力狀態(tài),76,軸對(duì)稱三維應(yīng)力狀態(tài),等向壓縮應(yīng)力狀態(tài),偏差應(yīng)力狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,三、孔隙水壓力與孔壓系數(shù),77,以松砂固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)為例,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,1、總應(yīng)力與有效應(yīng)力狀態(tài),有效應(yīng)力原理,

29、孔隙水壓力,u,四、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑,78,3,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,四、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑,2、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑,u,79,5 土的抗剪強(qiáng)度,強(qiáng)度的影響因素:,土的組成,土的狀態(tài),土的結(jié)構(gòu),應(yīng)力狀態(tài),應(yīng)力歷史,同一種正常固結(jié)粘土,土的狀態(tài) (,e),應(yīng)力狀態(tài) 應(yīng)力路徑,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,應(yīng)力路徑,五、粘土的密度有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系,80,兩種試驗(yàn)得到相同的Kf線 Kf線上，pfqfef間存在唯一性關(guān)系 A點(diǎn)： ef=ef 和試驗(yàn)的類型及應(yīng)力路徑等無(wú)關(guān),ef pf - qf 唯一性關(guān)系,e

30、f f - f 唯一性關(guān)系,5 土的抗剪強(qiáng)度,五、粘土的密度有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線,ef=ef,A,對(duì)具有相同的前期固結(jié)壓力的超固結(jié)土也有相似的規(guī)律,e0=ef,81,5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論 5.2 抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn) 5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線 5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 5.5 砂土的振動(dòng)液化,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,82,強(qiáng)度指標(biāo)：,峰值強(qiáng)度指標(biāo) 與 殘余強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),粘聚力 c內(nèi)摩擦角 ,工程應(yīng)用,三種分類方法,總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo) 與 有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo),直剪強(qiáng)度指標(biāo) 與 三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),

31、目的,分析方法,試驗(yàn)方法,應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),5 土的抗剪強(qiáng)度,83,5 土的抗剪強(qiáng)度,一. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo) 二. 三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 三. 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),84,1. 兩種強(qiáng)度指標(biāo)的比較,5 土的抗剪強(qiáng)度,有效應(yīng)力指標(biāo)c, , = c + tg = -u,符合土的破壞機(jī)理，但有時(shí)孔隙水壓力u無(wú)法確定,總應(yīng)力指標(biāo)c, , = c + tg,便于應(yīng)用，但u不能產(chǎn)生抗剪強(qiáng)度，不符合強(qiáng)度機(jī)理，應(yīng)用時(shí)要符合工程條件,強(qiáng)度指標(biāo),抗剪強(qiáng)度,簡(jiǎn)單評(píng)價(jià),5 土的抗剪強(qiáng)度,一. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo),5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),85,1,(

32、),p(p),q,u,Kf,Kf,f,f,u,u,松砂及正常固結(jié)粘土：CU試驗(yàn),一. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,2. 強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線,思考題1：實(shí)際破裂面的方向？ 思考題2：如果破壞時(shí)孔隙水壓力u(負(fù)孔壓)，有效應(yīng)力莫爾圓在總應(yīng)力莫爾圓哪邊？,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),86,(),c,c,f,f,超固結(jié)粘土的總應(yīng)力與有效應(yīng)力強(qiáng)度包線(CU),u(-),一. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,2.強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線,u(+),總應(yīng)力,有效應(yīng)力,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),87,5 土的抗剪強(qiáng)度,一. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo) 二.

33、 三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 三. 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),88,二. 三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),89,1.固結(jié)排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,強(qiáng)度指標(biāo)：cd，d (1) 特點(diǎn) (2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 (3) 密砂與超固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 (4) 超固結(jié)粘土+正常固結(jié)粘土的強(qiáng)度包線,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),90,(1)特點(diǎn),1.固結(jié)排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)一致:,破壞面位置：,5

34、土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),91,v,軸向應(yīng)力漸進(jìn)增加，體應(yīng)變表現(xiàn)為體縮，最終二者均趨于穩(wěn)定,(2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線,=,f=f,思考題：正常固結(jié)粘土包線為什么過(guò)原點(diǎn)？,1.固結(jié)排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),圍壓 小 中 大,92,實(shí)驗(yàn)室的正常固結(jié)粘土： 有效固結(jié)壓力c 等于先期固結(jié)壓力p。,地基中的正常固結(jié)粘土： z s p 取回室內(nèi), 如 c z，不再是正常固結(jié)土。,f,“正常固結(jié)粘土”,(2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線,1.固結(jié)排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),z,實(shí)驗(yàn)室

35、固結(jié)壓力為0的正常固結(jié)粘土: 當(dāng)正常固結(jié)粘土試樣的固結(jié)壓力為0時(shí)，亦即其歷史上的最大固結(jié)壓力是0 處于泥漿狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度為0。 說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)室的正常固結(jié)粘土的抗剪強(qiáng)度包線應(yīng)通過(guò)原點(diǎn)，不論粗粒土或細(xì)粒土均如此。,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),93,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),1.固結(jié)排水試驗(yàn),(2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線,c=0，并不意味著正常固結(jié)粘土無(wú)粘聚強(qiáng)度，而是因?yàn)檎９探Y(jié)狀態(tài)的土，其粘聚強(qiáng)度如摩擦強(qiáng)度一樣與壓應(yīng)力成正比（即粘聚力隨3增加而增加），兩者分不開，粘聚強(qiáng)度隱含于摩擦強(qiáng)度內(nèi)。,抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有時(shí)失去其物理意義，而變成計(jì)算參數(shù)

36、的含義,f,天然土都曾受過(guò)某一固結(jié)壓力p的固結(jié)， p 3時(shí)，土處于超固結(jié)狀態(tài)， p 3時(shí)，正常固結(jié)，天然土在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的抗剪強(qiáng)度包線是兩斷折線，轉(zhuǎn)折點(diǎn)在p= 3的破壞莫爾圓的切線上，為便于工程應(yīng)用，簡(jiǎn)化成直線：,94,v,v表示體縮 v0表示體脹(剪脹),隨圍壓增大，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化硬化，體應(yīng)變剪脹剪縮,(3)密砂與超固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線,f,密砂強(qiáng)度包線,密砂應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線,1.固結(jié)排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),圍壓 小 中 大,95,v表示體縮 v0表示體脹(剪脹),超固結(jié)粘土強(qiáng)度包線,超固結(jié)粘土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線,(3)密

37、砂與超固結(jié)土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線,1.固結(jié)排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),隨圍壓增大，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化硬化，體應(yīng)變剪脹剪縮,cp0 cr = 0,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),Cp,峰值強(qiáng)度粘聚力 Cr,殘余強(qiáng)度粘聚力,96,e,p,強(qiáng)度包線,f,p,土的壓縮曲線,(4)超固結(jié)粘土+正常固結(jié)粘土強(qiáng)度包線, p ，正常固結(jié)粘土； p ，超固結(jié)粘土,1.固結(jié)排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),97,2.固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),強(qiáng)度指標(biāo)：ccu ，cu；c， (1) 特點(diǎn) (2) 正常固結(jié)

38、粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 (3) 超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 (4) 固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),98,2.固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),剪切過(guò)程中的超靜孔隙水壓力u 對(duì)于飽和土試樣：孔壓系數(shù)B=1.0 u=BA ( = A ( 對(duì)于剪切過(guò)程中無(wú)剪脹性： A=1/3 剪切過(guò)程中發(fā)生剪縮： A1/3 剪切過(guò)程中發(fā)生剪脹： A1/3 (甚至可能A0，u 0 ）,5 土的抗剪強(qiáng)度,(1)特點(diǎn),5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),99,u,軸向應(yīng)力和孔壓漸進(jìn)增加并趨于穩(wěn)定， 孔壓 u 0,(2) 正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲

39、線與強(qiáng)度包線,f,f,cu,2.固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),100,u,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),f,(3) 超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線,f,cu,u0,u0,2.固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),101,(4) 固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo),2.固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),應(yīng)力變量,試驗(yàn)量測(cè), u,計(jì)算,= u =,確定的強(qiáng)度指標(biāo),ccu cu,c ,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),102

40、,3.不固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),強(qiáng)度指標(biāo)：cuu (cu)，uu (u) (1) 特點(diǎn) (2) 飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)cu (3) 不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn) (4) 無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)：3 = 0的不排水試驗(yàn) (5) 不飽和試樣的不排水強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),103,(1)特點(diǎn) 從某一初始狀態(tài)開始，關(guān)閉閥門施加圍壓，產(chǎn)生孔隙水壓力 u1=B 施加（1 -）時(shí)，閥門關(guān)閉，可連接孔壓傳感器，量測(cè)剪切過(guò)程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力u2 = BA (),3.不固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),量測(cè)孔隙水壓力,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.

41、4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),104,u =0 , cu, 并且有效應(yīng)力莫爾圓是唯一的,思考題：可否由不排水試驗(yàn)確定有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)？（否）,(2)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo),cu,u = B + A () B=1,3.不固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),u=0不意味著土摩擦強(qiáng)度為0，因?yàn)榧羟忻嫔洗嬖谟行?yīng)力，就該有摩擦強(qiáng)度，只不過(guò)在這種實(shí)驗(yàn)方法中，摩擦強(qiáng)度隱含于粘聚強(qiáng)度內(nèi)。,Cu依賴于初始狀態(tài),105,cu, p1,cu1,p2,cu2,p3,cu3,(3)不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn),3.不固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)

42、,正常固結(jié)粘土層,固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度包線上的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)具有相同先期固結(jié)壓力的不排水強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),106,cu = qu/2,cu,qu = ,(4)無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)：3 =0的不排水試驗(yàn),3.不固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),107,(5)不飽和試樣的不排水強(qiáng)度,不飽和區(qū),飽和區(qū),3.不固結(jié)不排水試驗(yàn),5 土的抗剪強(qiáng)度,二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),非飽和中有空氣，試驗(yàn)過(guò)程中不排水，但加載時(shí)期體能壓縮或部分溶于水，使土密度有所提高，抗前強(qiáng)度也隨之增長(zhǎng)，故破壞包

43、線起始為曲線，土樣飽和后，趨于水平線。,108,一. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo) 二. 三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 三. 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),109,5 土的抗剪強(qiáng)度,三. 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),1. 慢剪 施加正應(yīng)力-充分固結(jié) 慢慢施加剪應(yīng)力-小于0.02mm/分，以保證無(wú)超靜孔壓 2. 固結(jié)快剪 施加正應(yīng)力-充分固結(jié) 在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞 3. 快剪 施加正應(yīng)力后 立即剪切3-5分鐘內(nèi)剪切破壞,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),110,強(qiáng)度指標(biāo),對(duì)于砂土，三種試驗(yàn)結(jié)果都接近于c 對(duì)于粘性土， 慢剪(Slowly:

44、 s) ：csc s; 由于摩擦和中主應(yīng)力使其強(qiáng)度指標(biāo)稍大 0.9csc, 0.9s 固結(jié)快剪（Consolidated Quickly : cq） ccqccu cqcu 快剪 (Quickly: q) : 對(duì)于 k10-7 cm/s 粘土 cqcu qu,5 土的抗剪強(qiáng)度,三. 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo),5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),111,一. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo) 二. 三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 三. 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) 四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),112,四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,有效應(yīng)力指標(biāo)還是總應(yīng)力指標(biāo)

45、？ 三軸試驗(yàn)指標(biāo)還是直剪試驗(yàn)指標(biāo)？ 峰值強(qiáng)度指標(biāo)還是殘余強(qiáng)度指標(biāo)？,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),113,四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,有效應(yīng)力指標(biāo)與總應(yīng)力指標(biāo) 凡是可以確定（測(cè)量、計(jì)算）孔隙水壓力u的情況，都應(yīng)當(dāng)使用有效應(yīng)力指標(biāo)c，,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),114,四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,三軸試驗(yàn)指標(biāo)與直剪試驗(yàn)指標(biāo) 砂土： c, 三軸排水試驗(yàn)指標(biāo)與直剪試驗(yàn)指標(biāo) （直剪試驗(yàn)得到的指標(biāo)偏大） 粘土： 有效應(yīng)力指標(biāo)：固結(jié)排水、固結(jié)不排水 總應(yīng)力指標(biāo)：三軸固結(jié)不排水、不排水; 直剪固結(jié)快剪、快剪,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),115,四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,峰值強(qiáng)度指標(biāo)與殘余強(qiáng)度指標(biāo),峰值強(qiáng)度 ：一般問(wèn)題 殘余強(qiáng)度 古舊滑坡 斷層夾泥 大變形問(wèn)題,5.4 抗剪強(qiáng)度指標(biāo),116,四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用,5 土的抗剪強(qiáng)度,5 土的抗剪強(qiáng)度,5.4