土力學(xué)第五章土的抗剪強度.

1、第五章土的抗剪強度采用設(shè)問法，引出本章要研究的內(nèi)容。第五章土的抗剪強度從圖5.1的工程實例出發(fā)，闡述土體的破壞是剪切破壞，土體 的強度問題實質(zhì)是土的抗剪強度問題，因為土顆粒之間的聯(lián)結(jié)強度 遠小于顆粒之間的強度，所以對土的抗剪強度進行研究。土的抗剪強度成 果的應(yīng)用：（1）地基承載力與地基穩(wěn)定性；（2）土坡穩(wěn)定性；（3）支擋結(jié)構(gòu)的土壓力。1第五章土的抗剪強度#第五章土的抗剪強度 5.1摩爾一庫侖強度理論一、物理模型W.Q.NF maxW#第五章土的抗剪強度#第五章土的抗剪強度由物理模型引出庫倫定律1. Q0，物體有滑動的趨勢；2. Q=F max，極限平衡狀態(tài)。由物理學(xué)知識可得Fmax=NFmax

2、= Ntg即.#tg，稱為摩擦角。除以面積得：f=tgf為接觸面的摩擦抗剪強度，匚為正應(yīng)力#第五章土的抗剪強度2第五章土的抗剪強度標 c=10kPa,二、庫侖定律(Coulomb Law)1776年法國科學(xué)家?guī)靵?C.A Coulomb)總結(jié)土的破壞現(xiàn)象和影響因素，提 出土的破壞公式為：式中S代表抗剪強度(shear strength)c土的粘聚力(cohesion)；:土的內(nèi)摩擦角(internal friction angle);-作用在剪切面上的有效法向應(yīng)力。三、土中一點應(yīng)力極限平衡1 -sin 小cos 申二32 c -1 sin1 sin :2 0 =tg (45)-2 c tg(4

3、521+si n丄cosG32 c-11 -sin31 -sin :2 0 v3 tg (45)2 c tg (4529?)圖5.4 土中一點的極限應(yīng)力圓意：破裂面不發(fā)生在最大剪應(yīng)力作用面上。破裂面與大主應(yīng)力作用面夾角為為什么？請思考。=。42四、判斷土中一點是否破壞1.2.3.4. S時，土不會被破壞， = S時，土被剪壞； 根據(jù)應(yīng)力極限平衡判斷； 剪切面的應(yīng)力偏角； 僅憑某一截面上的應(yīng)力，無法判斷一點是否處于彈性應(yīng)力狀態(tài)。五、典型例題講解已知土中某點的最大、最小主應(yīng)力 G=300kPa,二3=100kPa，土的抗剪強度指=20，試 判斷該點所 處的應(yīng)力狀 態(tài)。備注只有.0 o：cu，c c

4、。對比砂土，介紹粘性土強度來試驗方法圖5.13飽和黏土不排水剪試驗源。(1)不排水剪或快剪強度(quick shear test)11第五章土的抗剪強度#第五章土的抗剪強度強度指標u = 0 ；注意：；：u = 0，Cu =(5 -6)2并不意味著土不具有摩擦強度，因為剪切面上存在有效應(yīng)力就 應(yīng)該有摩擦強度，只不過是這種試驗方法，摩擦強度隱含于粘聚強度內(nèi)，兩 者難以區(qū)分(2)固結(jié)不排水剪或固結(jié)快剪強度(co nsolidated quick shear test)試驗方法室內(nèi)加圍壓下充分固結(jié)，使孔隙壓力消散，在關(guān)閉排水閥，并進行垂直加 壓直到破壞。#第五章土的抗剪強度第五章土的抗剪強度為什么u

5、 = 0 ?圖5.15慢 剪試驗圖 5.16正常固結(jié) 飽和粘土三種 試驗結(jié)果的強 度包線四、工程應(yīng)用中抗第五章土的抗剪強度第五章土的抗剪強度總應(yīng)力圓cu圖5.14正常固結(jié)粘性土固結(jié)不排水剪試驗（3）排水剪或慢剪（slow shear test強度 試驗方法在整個過程中，排水管一直打開，在圍壓和垂直壓力下充分固結(jié)。 強度指標工程分析中，往往運用有效強度指標，如采用慢剪來測定這些強度指標, 則太費時間，常采用固結(jié)快剪。剪強度指標的選擇試驗 條件應(yīng)與 工程實際 條件一致， 主要影響 因素為：土 層的厚度、 土層的滲 透性及施 工速度的 快慢。（1 ） 一般工 程問題，采 用總應(yīng)力 分析法 若建筑物 施工速度 較快，地 基土的透 水性和排 水條件不 良時米用 不排水剪 或快剪的 試驗結(jié) 果。加荷速率 慢，地基第五章土的抗剪強度土的透水性及排水條件較好時采用固結(jié)排水剪或慢剪的試驗結(jié)果。 介于以上兩