28土體破壞與土的抗剪強(qiáng)度理論

土的抗剪強(qiáng)度

及破壞理論巖土材料的屈服、強(qiáng)度、破壞2、強(qiáng)度材料或桿件對(duì)荷載的抵抗能力。3、破壞指材料或桿件在荷載作用下發(fā)生斷裂或因較大的塑性變形而不能正常使用。屈服、破壞是一種現(xiàn)象，強(qiáng)度是一個(gè)控制界限。長(zhǎng)期以來(lái)，人們根據(jù)對(duì)材料破壞現(xiàn)象及機(jī)理的認(rèn)識(shí)和分析，提出了一些科學(xué)假設(shè)，作為工程安全的控制標(biāo)準(zhǔn)。這就是破壞準(zhǔn)則或強(qiáng)度理論。1、屈服：材料受力后，內(nèi)部應(yīng)力達(dá)到一定程度，材料內(nèi)部的晶格與晶格之間開(kāi)始在最大應(yīng)力作用面上產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)或滑移（塑性變形的開(kāi)始）。強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介2、庫(kù)倫-摩爾(Mohr)理論1882~1900年間，庫(kù)倫、摩爾，危險(xiǎn)狀態(tài)為剪斷和塑性破壞。1、最大剪應(yīng)力理論：1773年，庫(kù)倫，危險(xiǎn)狀態(tài)為剪斷。1864年特雷斯卡（Tresca）將它應(yīng)用到了塑性流動(dòng)情況。強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介與土有關(guān)的常系數(shù)4、德魯克(Drucker)-普拉格(Prager)理論1952年，應(yīng)變能3、米澤斯(Mises)理論1913年，應(yīng)變能庫(kù)倫-莫爾理論Occ

粘聚力

內(nèi)摩擦角σ

=100KPaSσ

=200KPaσ

=300KPa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-與所受壓力無(wú)關(guān)庫(kù)倫-摩爾理論庫(kù)倫-莫爾理論1.任一截面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力庫(kù)倫-莫爾理論2.應(yīng)力圓整理得：極限平衡條件1f3Oc莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式1f3Oc莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式：應(yīng)力表達(dá)式(1+)/2(1-)/2c極限平衡應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力圓與強(qiáng)度包絡(luò)線是否相切來(lái)判斷土體的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)與摩爾圓根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ3計(jì)算σ1f比較σ1與σ1fσ1<σ1f

彈性平衡狀態(tài)σ1=σ1f

極限平衡狀態(tài)σ1>σ1f

破壞狀態(tài)Oc1f311判別對(duì)象：土體微小單元（一點(diǎn)）3=常數(shù)：土體破壞判斷方法土體破壞判斷方法根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ1計(jì)算σ3f比較σ3與σ3fσ3>σ3f

彈性平衡狀態(tài)σ3=σ3f

極限平衡狀態(tài)σ3<σ3f

破壞狀態(tài)Oc13f331=常數(shù)：土體破壞判斷方法根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性

>

安全狀態(tài)

=

極限平衡狀態(tài)

<

不可能狀態(tài)Oc(1+3)/2

=常數(shù)：圓心保持不變：由σ1、σ3計(jì)算與比較Oc1f3231f45°＋/2破裂面2與大主應(yīng)力面夾角α=45+/2滑裂面的位置的判別無(wú)粘性土的剪切特性一、無(wú)粘性土的摩擦強(qiáng)度1.摩擦的物理過(guò)程

（1）滑動(dòng)摩擦（2）咬合摩擦圖6-38摩擦強(qiáng)度的影響因素1.滑動(dòng)摩擦

—顆粒形狀和粗糙度、粒徑、級(jí)配2.咬合摩擦

—相對(duì)密度和孔隙比土粒組成對(duì)內(nèi)摩擦角的影響1.顆粒形狀—角礫的φ>圓礫2.級(jí)配(Grading)—良好的φ>均勻的φ3.礦物成份—含云母φ較小

砂土的孔隙比及剪脹性1.e0對(duì)φ的影響—φ隨e0的減小而增大2.砂土在剪切過(guò)程中體積和強(qiáng)度的變化（1）體積—剪縮和剪脹；（2）應(yīng)力—硬化和軟化3.臨界孔隙比