[數(shù)學(xué)]第六章 土的抗剪強(qiáng)度及參數(shù)確定ppt課件

1、6.1 摩爾摩爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫侖強(qiáng)度實(shí)際6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法6.4 抗剪強(qiáng)度目的的選用抗剪強(qiáng)度目的的選用6-6 土的應(yīng)力途徑土的應(yīng)力途徑 土體破壞的主要緣由是剪切，土體破壞的主要緣由是剪切，剪切破壞是土體破壞的重要剪切破壞是土體破壞的重要特征；特征； 土的抗剪強(qiáng)度指土體抵抗剪土的抗剪強(qiáng)度指土體抵抗剪切破壞的極限才干，是土的切破壞的極限才干，是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一；重要力學(xué)性質(zhì)之一； 工程實(shí)際中與土的抗剪強(qiáng)度工程實(shí)際中與土的抗剪強(qiáng)度有關(guān)的工程問題主要有以下有關(guān)的工程問題主要有以下3 3類：類： 1 1土質(zhì)土壩的穩(wěn)定問土質(zhì)土

2、壩的穩(wěn)定問題題 2 2土壓力問題土壓力問題 3 3地基的承載力問題地基的承載力問題6.1 莫爾莫爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫侖強(qiáng)度實(shí)際大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾滑動(dòng)破裂面滑動(dòng)破裂面壓密區(qū)壓密區(qū)17761776年，庫侖根據(jù)砂土剪切實(shí)驗(yàn)得出年，庫侖根據(jù)砂土剪切實(shí)驗(yàn)得出 f = tan 砂土砂土后來，根據(jù)粘性土剪切實(shí)驗(yàn)得出后來，根據(jù)粘性土剪切實(shí)驗(yàn)得出 f =c+ tan 粘土粘土c 庫侖定律：土的抗剪強(qiáng)庫侖定律：土的抗剪強(qiáng)度是剪切面上的法向總度是剪切面上的法向總應(yīng)力應(yīng)力 的線性函數(shù)的線性函數(shù) tanfcftan f f6.1 莫爾莫爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫倫公式庫倫

3、公式 tgcf cf 抗剪強(qiáng)度目的抗剪強(qiáng)度目的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( (無粘性土：無粘性土：c=0)c=0)6.1 莫爾莫爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫侖強(qiáng)度實(shí)際 土的抗剪強(qiáng)度普通可分為兩部分：一部土的抗剪強(qiáng)度普通可分為兩部分：一部分與顆粒間的法向應(yīng)力有關(guān)，通常呈正比例分與顆粒間的法向應(yīng)力有關(guān)，通常呈正比例關(guān)系，其本質(zhì)是摩擦力；另一部分是與法向關(guān)系，其本質(zhì)是摩擦力；另一部分是與法向應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為粘應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為粘聚力。聚力。6.1 莫爾莫爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫侖強(qiáng)度實(shí)際影響要素影響要素土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度內(nèi)在要素內(nèi)在要素外在要素：

4、實(shí)驗(yàn)時(shí)的排水條件等要素外在要素：實(shí)驗(yàn)時(shí)的排水條件等要素顆粒間的有效法向應(yīng)力顆粒間的有效法向應(yīng)力土的孔隙比土的孔隙比6.1 莫爾莫爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫侖強(qiáng)度實(shí)際表達(dá)方法表達(dá)方法土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度總應(yīng)力法：總應(yīng)力強(qiáng)度目的總應(yīng)力法：總應(yīng)力強(qiáng)度目的有效應(yīng)力法：有效應(yīng)力強(qiáng)度目的有效應(yīng)力法：有效應(yīng)力強(qiáng)度目的6.1莫爾莫爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際庫侖強(qiáng)度實(shí)際uu0uu0 cf 莫爾包線表示資料在不同應(yīng)力作用下到莫爾包線表示資料在不同應(yīng)力作用下到達(dá)極限形狀時(shí)，滑動(dòng)面上法向應(yīng)力達(dá)極限形狀時(shí)，滑動(dòng)面上法向應(yīng)力 與剪應(yīng)與剪應(yīng)力力 f f 的關(guān)系。的關(guān)系。莫爾包線莫爾包線 f =c+ tan 6.1 莫爾莫爾-庫侖強(qiáng)度實(shí)際

5、庫侖強(qiáng)度實(shí)際31sindscosds一、土中恣意一點(diǎn)的應(yīng)力形狀一、土中恣意一點(diǎn)的應(yīng)力形狀Mz1301k1mn3ds由靜力平衡條件由靜力平衡條件0(H 水平方向）3(sin)(sin)(cos)0dsdsds0(V 垂直方向）1(cos)(cos)(sin)0dsdsds求得求得131311()()cos222131()sin226.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件 O 1 31/2( 1 + 3 ) 2 A( , )土中某點(diǎn)的應(yīng)土中某點(diǎn)的應(yīng)力形狀可用莫力形狀可用莫爾應(yīng)力圓描畫爾應(yīng)力圓描畫 3 1 莫爾圓可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力形狀，莫爾圓可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力形狀，莫爾圓圓周上各點(diǎn)的坐標(biāo)

6、就表示該點(diǎn)在相莫爾圓圓周上各點(diǎn)的坐標(biāo)就表示該點(diǎn)在相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件1二、土的極限平衡條件二、土的極限平衡條件tanfc123A情況情況1：摩爾圓位于抗剪強(qiáng)度線以下：摩爾圓位于抗剪強(qiáng)度線以下f情況情況2：摩爾圓與抗剪強(qiáng)度線相切：摩爾圓與抗剪強(qiáng)度線相切f極限平衡形狀情況情況3：摩爾圓與抗剪強(qiáng)度線相割：摩爾圓與抗剪強(qiáng)度線相割f不破壞破壞不存在極限平衡形狀A(yù)331()/2ccotcDR由三角形ARDADsinRD13131()2sin1()cot2c 6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件A331()/21ccotcDR13

7、131()2sin1()cot2c 化簡(jiǎn)得化簡(jiǎn)得131 sincos21 sin1 sinc31 sin1 sin21 sin1 sinc21 sintan451 sin2213tan452 tan 4522c231tan452 tan 4522c極限平衡條件極限平衡條件二、土的極限平衡條件二、土的極限平衡條件6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件245tan2245tan231ooc245tan2245tan213ooc無粘性土：無粘性土：c=0c=0245tan231o245tan213o粘性土：粘性土：6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件(5)假設(shè) ，問試樣能否破壞13500,20

8、0kPakPa 某干砂試樣進(jìn)展直剪實(shí)驗(yàn)，當(dāng) = 300kPa時(shí)， 測(cè)得 = 200kPaf求：求：(2)破壞時(shí)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(shí)，土樣能否破壞200,120kPakPa(1)砂土的內(nèi)摩擦角例例 題題6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件33.69解：解：(1)由于是砂土，所以由于是砂土，所以c=0200tan0.66730033.690100200300100200300普通應(yīng)做3個(gè)試樣作圖法例例 題題6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件312f解解 (2)土中某點(diǎn)的應(yīng)力形狀土中某點(diǎn)的應(yīng)力形狀69.33300200131311()()cos

9、222131()sin22452f131311300()()cos(2 61.85)22=61.850131200()sin(2 61.85 )23193.0kPa1673.8kPa例例 題題6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件69.33(3)大主應(yīng)力與剪切面所成的角度為大主應(yīng)力與剪切面所成的角度為1315.2885.619090f(4)0100200300100200300作圖法作圖法點(diǎn) 位于抗剪強(qiáng)度 線下，不破壞計(jì)算法計(jì)算法tan200tan33.69133.33kPa120kPaf不破壞200,12015.28例例 題題200,120時(shí)6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件解解 (

10、5)13500,200時(shí)作圖法作圖法33.690應(yīng)力圓位于抗剪強(qiáng)度線下，應(yīng)力圓位于抗剪強(qiáng)度線下， 不破壞不破壞例例 題題6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件解解 (5)13500,200時(shí)計(jì)算法計(jì)算法解法解法1、極限平衡形狀、極限平衡形狀213tan (45/2)2 tan(45/2)c1200 3.492 0 1.87698.3kPa500kPa 不破壞解法解法2、1313()/2(500200)/2sin0.4286()/2(500200)/2(c=0)25.3833.69不破壞例例 題題6.2 土的極限平衡條件土的極限平衡條件的方法的方法測(cè)定土抗剪強(qiáng)度測(cè)定土抗剪強(qiáng)度直接剪切實(shí)驗(yàn)直接剪

11、切實(shí)驗(yàn)三軸緊縮實(shí)驗(yàn)三軸緊縮實(shí)驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切儀現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切儀6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法實(shí)驗(yàn)儀器：直剪儀應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式實(shí)驗(yàn)儀器：直剪儀應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式一、一、 直接剪切實(shí)驗(yàn)直接剪切實(shí)驗(yàn)6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法剪切容器與應(yīng)力環(huán)6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法AP6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法 在不同的垂直壓力在不同的垂直壓力 下進(jìn)展剪切實(shí)驗(yàn)，得相應(yīng)的

12、抗剪下進(jìn)展剪切實(shí)驗(yàn)，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度強(qiáng)度ff，繪制，繪制f -f - 曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線線ATfqqc、強(qiáng)度指標(biāo):qccqc、強(qiáng)度指標(biāo):6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法剪切實(shí)驗(yàn)剪切實(shí)驗(yàn)剪前施加在試樣頂面上剪前施加在試樣頂面上的豎向壓力為剪破面上的豎向壓力為剪破面上的法向應(yīng)力的法向應(yīng)力 ，剪應(yīng)力由，剪應(yīng)力由剪切力除以試樣面積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，土的抗剪強(qiáng)度作用下，土的抗剪強(qiáng)度qqc、強(qiáng)度指標(biāo):qccqc、強(qiáng)度指標(biāo):4mm

13、 4mm a a b b 剪切位移剪切位移l (0.01mm) l (0.01mm) 剪應(yīng)力剪應(yīng)力kPa) kPa) 1 1 2 2 6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法在法向應(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。4mm 4mm a a b b 剪切位移剪切位移l (0.01mm) l (0.01mm) 剪應(yīng)力剪應(yīng)力kPa) kPa) 1 1 2 2 6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法 為模擬土體在現(xiàn)場(chǎng)受剪的排水條件，直剪實(shí)驗(yàn)分為快剪、為模擬土體在現(xiàn)場(chǎng)受剪的排水條件，直剪實(shí)驗(yàn)分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種。固結(jié)快剪和

14、慢剪三種。1 1快剪：在試樣施加豎向壓力后，立刻快速施加程度剪應(yīng)快剪：在試樣施加豎向壓力后，立刻快速施加程度剪應(yīng)力使試樣剪切破壞；力使試樣剪切破壞；2 2固結(jié)快剪：試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再固結(jié)快剪：試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加程度剪應(yīng)力使試樣剪切破壞；快速施加程度剪應(yīng)力使試樣剪切破壞；3 3慢剪：那么是試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，慢剪：那么是試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，以緩慢的速率施加程度剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。以緩慢的速率施加程度剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。 ssc、強(qiáng)度指標(biāo) :qc6.4 抗剪強(qiáng)度目的的選用抗剪強(qiáng)度目的的選用cqcqcq直剪實(shí)驗(yàn)優(yōu)缺陷

15、直剪實(shí)驗(yàn)優(yōu)缺陷n優(yōu)點(diǎn)：儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單，試樣的制備和安裝方便，優(yōu)點(diǎn)：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。 n缺陷：缺陷： n剪切破壞面固定，且不一定是土樣的最薄弱面。剪切破壞面固定，且不一定是土樣的最薄弱面。 n不能嚴(yán)厲控制排水條件，不能量測(cè)土樣的孔隙不能嚴(yán)厲控制排水條件，不能量測(cè)土樣的孔隙水壓力。水壓力。 n剪切過程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上剪切過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。的剪應(yīng)力分布不均勻。6.3 土的剪切實(shí)驗(yàn)土的剪切實(shí)驗(yàn)抗剪強(qiáng)度包線抗剪強(qiáng)度包線 分別在不同的周圍壓力分別在不同的周圍壓力 3 3作用下進(jìn)展剪切，作用下進(jìn)展剪切，得得到到3 3

16、4 4 個(gè)不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公個(gè)不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線。線即為土的抗剪強(qiáng)度包線。 抗剪強(qiáng)度包線抗剪強(qiáng)度包線 c 6.3 土的剪切實(shí)驗(yàn)土的剪切實(shí)驗(yàn)二、三軸剪切實(shí)驗(yàn)二、三軸剪切實(shí)驗(yàn)n實(shí)驗(yàn)儀器：實(shí)驗(yàn)儀器：n 應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室，加壓系統(tǒng)，量測(cè)系應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室，加壓系統(tǒng)，量測(cè)系n 統(tǒng)組成統(tǒng)組成 (常用常用 n 應(yīng)力控制式三軸儀應(yīng)力控制式三軸儀6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法三三軸軸緊緊縮縮儀儀表表示示圖圖n實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟: : 3 3 3 3 3 3 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

17、力1.1.裝樣裝樣6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法三軸緊縮儀三軸緊縮儀應(yīng)變控制式三軸儀：應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室壓力室加壓系統(tǒng)加壓系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng)軸向加荷系統(tǒng)2VH22 43D D DMD H 加壓和量測(cè)系統(tǒng)6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法三軸實(shí)驗(yàn)優(yōu)缺陷三軸實(shí)驗(yàn)優(yōu)缺陷 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 能控制排水條件，量測(cè)孔隙水壓力。能控制排水條件，量測(cè)孔隙水壓力。試樣的應(yīng)力分布比較均勻，剪切破壞面為最薄弱面。試樣的應(yīng)力分布比較均勻，剪切破壞面為最薄弱面。 缺陷：缺陷： 實(shí)驗(yàn)儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜。 實(shí)驗(yàn)在

18、實(shí)驗(yàn)在 2=2= 3 3的軸對(duì)稱條件下進(jìn)展，與土體實(shí)踐受力情的軸對(duì)稱條件下進(jìn)展，與土體實(shí)踐受力情況能夠不符。況能夠不符。 6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法 三軸緊縮實(shí)驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪三軸緊縮實(shí)驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切時(shí)的排水條件，可以分為三種實(shí)驗(yàn)方法：切時(shí)的排水條件，可以分為三種實(shí)驗(yàn)方法： 1.不固結(jié)不排水實(shí)驗(yàn)不固結(jié)不排水實(shí)驗(yàn) (UU實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)) 2.固結(jié)不排水實(shí)驗(yàn)固結(jié)不排水實(shí)驗(yàn) (CU實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)) 3.固結(jié)排水實(shí)驗(yàn)固結(jié)排水實(shí)驗(yàn) (CD實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn))6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法1.1.不固結(jié)不排水剪不固結(jié)不排水剪UUUU n三軸實(shí)驗(yàn)：施加周圍壓力三

19、軸實(shí)驗(yàn)：施加周圍壓力 3 3、軸向壓力、軸向壓力 直至剪直至剪破的整個(gè)過程都封鎖排水破的整個(gè)過程都封鎖排水閥門，不允許試樣排水固閥門，不允許試樣排水固結(jié)。結(jié)。 3 3 3 3 3 3 n直剪實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)加荷的直剪實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)加荷的快慢來實(shí)現(xiàn)能否排水。使試快慢來實(shí)現(xiàn)能否排水。使試樣在樣在3 35min5min內(nèi)剪破，稱之內(nèi)剪破，稱之為快剪。為快剪。封鎖排封鎖排水閥水閥6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法 3 3 3 3 3 3 有效應(yīng)力圓有效應(yīng)力圓總應(yīng)力圓總應(yīng)力圓 u=0u=0BCcu uAA 3A 1A飽和粘性土在三組飽和粘性土在三組 3 3下的不排水剪下的不排水剪實(shí)驗(yàn)得到

20、實(shí)驗(yàn)得到A A、B B、C C三個(gè)不同三個(gè)不同 3 3作用下作用下破壞時(shí)的總應(yīng)力圓，但只能得到一破壞時(shí)的總應(yīng)力圓，但只能得到一個(gè)有效應(yīng)力圓。個(gè)有效應(yīng)力圓。實(shí)驗(yàn)闡明：雖然三個(gè)試樣的周圍壓力實(shí)驗(yàn)闡明：雖然三個(gè)試樣的周圍壓力 3 3不同，但破壞不同，但破壞時(shí)的主應(yīng)力差相等，三個(gè)極限應(yīng)力圓的直徑相等，因時(shí)的主應(yīng)力差相等，三個(gè)極限應(yīng)力圓的直徑相等，因此強(qiáng)度包線是一條程度線。此強(qiáng)度包線是一條程度線。6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法2. 2. 固結(jié)不排水剪固結(jié)不排水剪CUCU n三軸實(shí)驗(yàn)：施加周圍壓力三軸實(shí)驗(yàn)：施加周圍壓力 3 3時(shí)翻開排水閥門，試樣完全時(shí)翻開排水閥門，試樣完全排水固結(jié)，

21、孔隙水壓力完全排水固結(jié)，孔隙水壓力完全散失。然后封鎖排水閥門，散失。然后封鎖排水閥門，再施加軸向壓力增量再施加軸向壓力增量 ，使，使試樣在不排水條件下剪切破試樣在不排水條件下剪切破壞。壞。 3 3 3 3 3 3 n直剪實(shí)驗(yàn)：剪切前試樣在垂直剪實(shí)驗(yàn)：剪切前試樣在垂直荷載下充分固結(jié)，剪切時(shí)直荷載下充分固結(jié)，剪切時(shí)速率較快，使土樣在剪切過速率較快，使土樣在剪切過程中不排水，這種剪切方法程中不排水，這種剪切方法為稱固結(jié)快剪。為稱固結(jié)快剪。翻開排翻開排水閥水閥封鎖排封鎖排水閥水閥6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法 3 3 3 3 3 3 將總應(yīng)力圓在程度軸上左移將總應(yīng)力圓在程度軸上左

22、移ufuf得到相應(yīng)的有效應(yīng)力得到相應(yīng)的有效應(yīng)力圓，按有效應(yīng)力圓強(qiáng)度包線可確定圓，按有效應(yīng)力圓強(qiáng)度包線可確定c c 、 ccuc cucu飽和粘性土在三組飽和粘性土在三組 3 3下進(jìn)展固結(jié)不排水剪下進(jìn)展固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)得到實(shí)驗(yàn)得到A A、B B、C C三個(gè)不同三個(gè)不同 3 3作用下破壞時(shí)作用下破壞時(shí)的總應(yīng)力圓，由總應(yīng)力圓強(qiáng)度包線確定固的總應(yīng)力圓，由總應(yīng)力圓強(qiáng)度包線確定固結(jié)不排水剪總應(yīng)力強(qiáng)度目的結(jié)不排水剪總應(yīng)力強(qiáng)度目的ccuccu、 cu cuABC6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法3. 3. 固結(jié)排水剪固結(jié)排水剪CDCD n三軸實(shí)驗(yàn)：試樣在圍壓三軸實(shí)驗(yàn)：試樣在圍壓 3 3作作用

23、下排水固結(jié)，再緩慢施加用下排水固結(jié)，再緩慢施加軸向壓力增量軸向壓力增量 ，直至剪破，直至剪破，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中翻開排水閥整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中翻開排水閥門，一直堅(jiān)持試樣的孔隙水門，一直堅(jiān)持試樣的孔隙水壓力為零。壓力為零。 3 3 3 3 3 3 n直剪實(shí)驗(yàn)：試樣在垂直壓力直剪實(shí)驗(yàn)：試樣在垂直壓力下固結(jié)穩(wěn)定，再以緩慢的速下固結(jié)穩(wěn)定，再以緩慢的速率施加程度剪力，直至剪破，率施加程度剪力，直至剪破，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中盡量使土樣整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中盡量使土樣排水，實(shí)驗(yàn)方法稱為慢剪。排水，實(shí)驗(yàn)方法稱為慢剪。翻開排翻開排水閥水閥6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法在整個(gè)排水剪實(shí)驗(yàn)過程中，在整個(gè)排水剪實(shí)驗(yàn)過程中

24、，uf uf 0 0，總應(yīng)力全部轉(zhuǎn)化，總應(yīng)力全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓即是有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力為有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓即是有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力強(qiáng)度線即是有效應(yīng)力強(qiáng)度線，強(qiáng)度目的為強(qiáng)度線即是有效應(yīng)力強(qiáng)度線，強(qiáng)度目的為cdcd、d d。 cd d d總結(jié)總結(jié): : 3 3 3 3 3 3 對(duì)于同一種土，在不同的排水條件下進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，總應(yīng)力對(duì)于同一種土，在不同的排水條件下進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，總應(yīng)力強(qiáng)度目的完全不同。強(qiáng)度目的完全不同。有效應(yīng)力強(qiáng)度目的不隨實(shí)驗(yàn)方法的改動(dòng)而不同，抗剪強(qiáng)有效應(yīng)力強(qiáng)度目的不隨實(shí)驗(yàn)方法的改動(dòng)而不同，抗剪強(qiáng)度與有效應(yīng)力有獨(dú)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。度與有效應(yīng)力有獨(dú)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)

25、定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法三、十字板剪切實(shí)驗(yàn)三、十字板剪切實(shí)驗(yàn)F普通適用于測(cè)定軟粘土的普通適用于測(cè)定軟粘土的不排水強(qiáng)度目的不排水強(qiáng)度目的F鉆孔到指定的土層，插入鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭十字形的探頭F經(jīng)過施加的扭矩計(jì)算土的經(jīng)過施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度M6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法MVH=100120mmD=5075mm破壞時(shí)的扭矩破壞時(shí)的扭矩M與土的抵抗力矩相等與土的抵抗力矩相等H側(cè)面?zhèn)让嫔舷碌咨舷碌譜Hf22( /3 )fMD H D f 側(cè)面土的抗剪強(qiáng)度側(cè)面土的抗剪強(qiáng)度上下底面土的抗剪強(qiáng)度上下底面土的抗剪強(qiáng)度簡(jiǎn)化計(jì)算取tancf原位測(cè)試原位測(cè)試t

26、ancf 由十字板剪切實(shí)驗(yàn)求得的土的抗剪強(qiáng)度十字板剪切實(shí)驗(yàn)十字板剪切實(shí)驗(yàn)6.3 抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法抗剪強(qiáng)度目的的測(cè)定方法NoImageNoImage 剪切面上的垂直法向應(yīng)力取為總應(yīng)力剪切面上的垂直法向應(yīng)力取為總應(yīng)力 ，那么，那么 c c、 為總應(yīng)力意義為總應(yīng)力意義上土的粘聚力和內(nèi)摩擦角，稱之為總應(yīng)力強(qiáng)度目的；上土的粘聚力和內(nèi)摩擦角，稱之為總應(yīng)力強(qiáng)度目的； 剪切面上的垂直法向應(yīng)力取為有效應(yīng)力剪切面上的垂直法向應(yīng)力取為有效應(yīng)力 ，那么，那么 c c、為有效為有效應(yīng)力意義上土的粘聚力和內(nèi)摩擦角，稱之為有效應(yīng)力強(qiáng)度目的。應(yīng)力意義上土的粘聚力和內(nèi)摩擦角，稱之為有效應(yīng)力強(qiáng)度目的。6.4 抗剪強(qiáng)度目的的

27、選用抗剪強(qiáng)度目的的選用F凡是可以確定丈量、計(jì)算孔隙水壓力凡是可以確定丈量、計(jì)算孔隙水壓力u u的情況，都該當(dāng)運(yùn)的情況，都該當(dāng)運(yùn)用有效應(yīng)力目的用有效應(yīng)力目的c c，F(xiàn)采用總應(yīng)力目的時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土體能夠的固結(jié)排水情況，選采用總應(yīng)力目的時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土體能夠的固結(jié)排水情況，選用不同的總應(yīng)力強(qiáng)度目的用不同的總應(yīng)力強(qiáng)度目的n 二、三軸實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c直剪實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、三軸實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c直剪實(shí)驗(yàn)?zāi)康膎應(yīng)優(yōu)先采用三軸實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)優(yōu)先采用三軸實(shí)驗(yàn)?zāi)康膎應(yīng)按照不同土類和不同的固結(jié)排水條件，合理選應(yīng)按照不同土類和不同的固結(jié)排水條件，合理選用直剪實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠弥奔魧?shí)驗(yàn)?zāi)康?n砂土：砂土：c c, , 三軸三軸CDCD實(shí)驗(yàn)與直剪實(shí)驗(yàn)直實(shí)驗(yàn)與直剪實(shí)驗(yàn)直剪偏大剪偏大n粘土：有效應(yīng)力目的：三軸粘土：有效應(yīng)力目的：三軸CDCD或或CUCU實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)n 總應(yīng)力目的：總應(yīng)力目的： 三軸三軸CUCU、UUUU實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 或直剪或直剪CcqCcq、CqCq實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 6.4 抗剪強(qiáng)度目的的選用抗剪強(qiáng)度目的的選用 土的抗剪強(qiáng)度目的隨實(shí)驗(yàn)方法、排水條件的不同而異，土的抗剪強(qiáng)度目的隨實(shí)驗(yàn)方法、排水條件的不同而異，對(duì)于詳細(xì)工程問題，應(yīng)該盡能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件決議采用實(shí)驗(yàn)對(duì)于詳細(xì)工程問題，應(yīng)該盡能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件決議采用實(shí)驗(yàn)室的