第五章 土抗剪強(qiáng)度

2-12土的抗剪強(qiáng)度

概述

土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。工程中的地基承載力，擋土墻土壓力、土坡穩(wěn)定等問題都與土的抗剪強(qiáng)度直接相關(guān)。建筑物地基在外荷載作用下將產(chǎn)生剪應(yīng)力和剪切變形，土具有抵抗這種剪應(yīng)力的能力，并隨剪應(yīng)力的增加而增大，當(dāng)這種剪阻力達(dá)到某一極限值時(shí)，土就要發(fā)生剪切破壞，這個(gè)極限值就是土的抗剪強(qiáng)度。如果土體內(nèi)某一部分的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度，在該部分就開始出現(xiàn)剪切破壞，隨著荷載的增加，剪切破壞的范圍逐漸擴(kuò)大，最終在土體中形成連續(xù)的滑動(dòng)面，地基發(fā)生整體剪切破壞而喪失穩(wěn)定性。

2-12.2庫倫公式和莫爾—庫倫強(qiáng)度理論一、庫倫公式1773年C．A．庫倫(Coulomb)根據(jù)砂土的試驗(yàn)，將土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)為滑動(dòng)面上法向總應(yīng)力的函數(shù)，即

以后又提出了適合粘性土的更普遍的形式

由庫倫公式可以看出，無粘性土的抗剪強(qiáng)度與剪切面上的法向應(yīng)力成正比，其本質(zhì)是由于顆粒之間的滑動(dòng)摩擦以及”凹凸面間的鑲嵌作用所產(chǎn)生的摩阻力，其大小決定于顆粒表面的粗糙度、密實(shí)度、土顆粒的大小以及顆粒級(jí)配等因素。粘性土的抗剪強(qiáng)度由兩部分組成：一部分是摩擦力，另一部分是土粒之間的粘結(jié)力，它是由于粘性土顆粒之間的膠結(jié)作用和靜電引力效應(yīng)等因素引起的。長期的試驗(yàn)研究指出，土的抗剪強(qiáng)度不僅與土的性質(zhì)有關(guān)，還與試驗(yàn)時(shí)的排水條件、剪切速率、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史等許多因素有關(guān)，其中最重要的是試驗(yàn)時(shí)的排水條件，根據(jù)K．太沙基(Terzaghi)的有效應(yīng)力概念，土體內(nèi)的剪應(yīng)力僅能由土的骨架承擔(dān)，因此，土的抗剪強(qiáng)度應(yīng)表示為剪切破壞面上法向有效應(yīng)力的函數(shù)，庫倫公式應(yīng)修改為

二、莫爾—庫倫強(qiáng)度理論1910年莫爾(Mohr)提出材料的破壞是剪切破壞，當(dāng)任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪強(qiáng)度時(shí)該點(diǎn)就發(fā)生破壞，并提出在破壞面上的剪應(yīng)力，是該面上法向應(yīng)力，的函數(shù)，即

土的莫爾包線通?？梢越频赜弥本€代替，如圖3—2虛線所示，該直線方程就是庫倫公式表示的方程。由庫倫公式表示莫爾包線的強(qiáng)度理論稱為莫爾—庫倫強(qiáng)度理論。當(dāng)土體中任意一點(diǎn)在某一平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，就發(fā)生剪切破壞，該點(diǎn)即處于極限平衡狀態(tài)，根據(jù)莫爾—庫倫理論，可得到土體中—點(diǎn)的剪切破壞條件，即土的極限平衡條件．1、土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)

下面僅研究平面問題，在土體中取一單元微體[圖3—3(a)]，取微棱柱體abc為隔離體[圖3—3(b)]，將各力分別在水平和垂直方向投影，根據(jù)靜力平衡條件可得：聯(lián)立求解以上方程得mn平面上的應(yīng)力為：

由材料力學(xué)可知，以上與之間的關(guān)系也可以用莫爾應(yīng)力圓表示[圖3—3(c)]，這樣，莫爾圓就可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，莫爾圓圓周上各點(diǎn)的座標(biāo)就表示該點(diǎn)在相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。2、土的極限平衡條件為了建立土的極限平衡條件，可將抗剪強(qiáng)度包線與莫爾應(yīng)力圓畫在同一張座標(biāo)圖上(圖3—4)。它們之間的關(guān)系有以下三種情況：(1)整個(gè)莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方(圓1)，說明該點(diǎn)在任何平面上的剪應(yīng)力都小于土所能發(fā)揮的抗剪強(qiáng)度()，因此不會(huì)發(fā)生剪切破壞,(2)抗剪強(qiáng)度包線是莫爾圓的一條割線(圓Ⅲ)，說明該點(diǎn)某些平面上的剪應(yīng)力已超過了土的抗剪強(qiáng)度()，實(shí)際上這種情況是不可能存在的；(3)莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相切(圓Ⅱ)，切點(diǎn)為A，說明在A點(diǎn)所代表的平面上，剪應(yīng)力正好等于抗剪強(qiáng)度()，該點(diǎn)就處于極限平衡狀態(tài)。圓Ⅱ稱為極限應(yīng)力圓。根據(jù)極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線之間的幾何關(guān)系，可建立以下極限平衡條件。設(shè)在土體中取一單元微體，如圖3—5(a)所示，mn為破裂面，它與大主應(yīng)力的作用面成角。該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的莫爾圓如圖3—5(b)所示。將抗剪強(qiáng)度線延長與σ軸相交于R點(diǎn)，由三角形ARD可知：2-12.3抗剪強(qiáng)度的測(cè)定方法

抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)方法有多種，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用的有直接剪切試驗(yàn)，三軸壓縮試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓試驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試的有十字板剪切試驗(yàn)，大型直接剪切試驗(yàn)等。本節(jié)著重介紹幾種常用的試驗(yàn)方法。一、直接剪切試驗(yàn)直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，試驗(yàn)時(shí)，由杠桿系統(tǒng)通過加壓活塞和透水石對(duì)試件施加某一垂直壓力σ，然后等速轉(zhuǎn)動(dòng)手輪對(duì)下盒施加水平推力，使試樣在上下盒的水平接觸面上產(chǎn)生剪切變形，直至破壞，剪應(yīng)力的大小可借助與上盒接觸的量力環(huán)的變形值計(jì)算確定。在剪切過程中，隨著上下盒相對(duì)剪切變形的發(fā)展，土樣中的抗剪強(qiáng)度逐漸發(fā)揮出來，直到剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，土樣剪切破壞，所以土樣的抗剪強(qiáng)度可用剪切破壞時(shí)的剪應(yīng)力來量度。

一、直接剪切試驗(yàn)應(yīng)變控制式直剪儀動(dòng)畫直接剪切儀（直剪儀）直接剪切試驗(yàn)直剪試驗(yàn)原理圖直剪儀分應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種為了考慮固結(jié)程度和排水條件對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢將直剪試驗(yàn)劃分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種。σ

=100KPaSσ

=200KPaσ

=300KPaOc粘性土抗剪強(qiáng)度線O無粘性土抗剪強(qiáng)度線(過原點(diǎn))直接剪切試驗(yàn)方法：

為了近似模擬土體在現(xiàn)場(chǎng)受剪的排水條件，直接剪切試驗(yàn)可分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪：快剪試驗(yàn)——在試樣施加垂直壓力后．立即快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。固結(jié)快剪——在試樣施加垂直壓力后，允許試樣充分排水，待固結(jié)完成后，再快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。慢剪試驗(yàn)——在試樣施加垂直壓力后，允許試樣充分排水，待固結(jié)完成后，以緩慢的速率施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。通過控制剪切速率來近似模擬排水條件(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PSTAOnK0nPSTA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)PSTATP試樣內(nèi)的變形分布直接剪切試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)

直接剪切儀具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方使等優(yōu)點(diǎn)，但它存在若干缺點(diǎn)，主要有：①剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞；②剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，土樣剪切破壞時(shí)先從邊緣開始，在邊緣發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象；③在剪切過程中，土樣剪切面逐漸縮小，而在計(jì)算抗剪強(qiáng)度時(shí)卻是按土樣的原截面積計(jì)算；④試驗(yàn)時(shí)不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測(cè)孔隙水壓力、在進(jìn)行不排水剪切時(shí)，試件仍有可能排水，特別對(duì)于飽和粘性土。

對(duì)同一種土至少取4個(gè)試樣，分別在不同垂直壓力下剪切破壞，一般可取垂直壓力為100、200、300、400kPa，將試驗(yàn)結(jié)果繪制成如圖3—7(b)所示的抗剪強(qiáng)度和垂直壓力σ之間關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于粘性土

基本上成直線關(guān)系，該直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，直線方程可用庫倫公式表示，對(duì)于無粘性土，之間關(guān)系則是通過原點(diǎn)的一條直線。

為了近似模擬土體在現(xiàn)場(chǎng)受剪的排水條件，直接剪切試驗(yàn)可分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種方法。快剪試驗(yàn)是在試樣施加豎向壓力后，立即快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞，固結(jié)快剪是允許試樣在豎向壓力下充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。慢剪試驗(yàn)則是允許試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，以緩慢的速率施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。二、三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)是測(cè)定土抗剪強(qiáng)度的—種較為完善的方法。三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統(tǒng)、施加周圍壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)等組成，如圖3-8所示三軸壓縮試驗(yàn)

三軸壓縮試驗(yàn)也稱三軸剪切試驗(yàn)，是測(cè)定土抗剪強(qiáng)度的一種較為完善的方法。三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統(tǒng)、施加圍壓系統(tǒng)、孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)等組成。

三軸壓縮試驗(yàn)

常規(guī)試驗(yàn)方法的主要步驟如下：1.將土樣切成圓柱體套在橡膠膜內(nèi)、放在密封的壓力室中．然后向壓力室內(nèi)壓入水，使試樣各向受到圍壓3，并使液壓在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持不變，這時(shí)試樣內(nèi)各向的三個(gè)主應(yīng)力都相等、因此不發(fā)生剪應(yīng)力。2.然通過傳力桿對(duì)試樣施加豎向壓力，這樣，豎向主應(yīng)力就大于水平向主應(yīng)力．水平向主應(yīng)力保持不變。而豎向主應(yīng)力逐漸增大，試件終于至剪切破壞。三軸壓縮試驗(yàn)

三軸壓縮試驗(yàn)方法三軸壓縮試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切時(shí)的排水條件，分為以下三種試驗(yàn)方法；

(1)不固結(jié)不排水試驗(yàn)：試樣在施加周圍壓力和隨后施加豎向壓力直至剪切破壞的整個(gè)過程中都不允許排水，試驗(yàn)自始至終關(guān)閉排水閥門。

(2)固結(jié)不排水試驗(yàn)：試樣在施加周圍壓力3后打并排水閥門，允許排水固結(jié)，穩(wěn)定后關(guān)閉排水閥門，再施加豎向壓力、使試樣在不排水的條件下剪切破壞。

(3)固結(jié)排水試驗(yàn)：試樣在施加周圍壓力3時(shí)允許排水固結(jié)，待固結(jié)穩(wěn)定后，再在排水條件下施加豎向壓力至試樣剪切破壞。

二、三軸壓縮試驗(yàn)壓力水試樣壓力室排水管閥門軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩橡皮膜透水石頂帽量測(cè)體變或孔壓三軸是指一個(gè)豎向和兩個(gè)側(cè)向而言，由于壓力室和試樣均為圓柱形，因此，兩個(gè)側(cè)向的應(yīng)力（或稱圍壓）相等并為小主應(yīng)力σ3，而豎向（或軸向）的應(yīng)力為大主應(yīng)力σ1。在增加σ1時(shí)保持σ3

不變，這樣條件下的試驗(yàn)稱為常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)。常規(guī)三軸儀

常規(guī)試驗(yàn)方法的主要步驟如下：將土切成圓柱體套在橡膠膜內(nèi)，放在密封的壓力室中，然后向壓力室內(nèi)壓入水，使試件在各向受到周圍壓力，并使液壓在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持不變，這時(shí)試件內(nèi)各向的三個(gè)主應(yīng)力都相等，因此不發(fā)生剪應(yīng)力[圖3—9(a)]。然后再通過傳力桿對(duì)試件施加豎向壓力，這樣，豎向主應(yīng)力就大于水平向主應(yīng)力，當(dāng)水平向主應(yīng)力保持不變，而豎向主應(yīng)力逐漸增大時(shí)，試件終于受剪而破壞[圖3—9(b)]。設(shè)剪切破壞時(shí)由傳力桿加在試件上的豎向壓應(yīng)力為，則試件上的大主應(yīng)力為，而小主應(yīng)力為，以()為直徑可畫出一個(gè)極限應(yīng)力圓，如圖3—9(c)中的圓I，用同一種土樣的若干個(gè)試件(三個(gè)以上)按以上所述方法分別進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)試件施加不同的周圍壓力，可分別得出剪切破壞時(shí)的大主應(yīng)力，將這些結(jié)果繪成一組極限應(yīng)力圓，如圖3—9(c)中的圓I、Ⅱ和Ⅲ。

由于這些試件都剪切至破壞，根據(jù)莫爾—庫倫理論，作一組極限應(yīng)力圓的公共切線，即為土的抗剪強(qiáng)度包線(圖3—9c)，通常可近似取為一條直線，該直線與橫座標(biāo)的夾角即土的內(nèi)摩擦角，直線與縱座標(biāo)的截距即為土的粘聚力c試驗(yàn)方法：首先試樣施加靜水壓力—室壓（圍壓）1=2=3；然后通過活塞桿施加的是應(yīng)力差Δ1=

1-3。分別作圍壓為100kPa、200kPa、300kPa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

11-31

=15%強(qiáng)度包線(1-)fc

(1-)f

如要量測(cè)試驗(yàn)過程中的孔隙水壓力，可以打開孔隙水壓力閥，在試件上施加壓力以后，由于土中孔隙水壓力增加迫使零位指示器的水銀面下降，為量測(cè)孔隙水壓力，可用調(diào)壓筒調(diào)整零位指示器的水銀面始終保持原來的位置，這樣，孔隙水壓力表中的讀數(shù)就是孔隙水壓力值。如要量測(cè)試驗(yàn)過程中的排水量，可打開排水閥門，讓試件中的水排入量水管中，根據(jù)置水管中水位的變化可算出在試驗(yàn)過程中試樣的排水量。

二、三軸壓縮試驗(yàn)（試驗(yàn)結(jié)果）粘性土的卸載試驗(yàn)動(dòng)(靜)力三軸試驗(yàn)剪切儀

壓縮破壞

擠長破壞

卸載試驗(yàn)的試樣破壞狀態(tài)試驗(yàn)條件與現(xiàn)場(chǎng)條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系粘土地基上的分層慢速填方在1層固結(jié)后，快速施工2層12軟土地基上的快速填方固結(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)

二、三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)

三軸壓縮儀的突出優(yōu)點(diǎn):能較為嚴(yán)格地控制排水條件，量測(cè)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，而不象直接剪切儀那樣限定在上下盒之間。一般說來，三軸壓縮試驗(yàn)的結(jié)果比較可靠。

三軸壓縮試驗(yàn)的缺點(diǎn):

是試樣的中主應(yīng)力2＝3。而實(shí)際上土體的受力狀態(tài)未必都屬于這類軸對(duì)稱情況。真三軸儀中的試樣可在不同的三個(gè)主應(yīng)力(1≠2≠

3)作用下進(jìn)行試驗(yàn)。三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，只能作一個(gè)極限應(yīng)力圓()，因此對(duì)于一般粘性土就難以作出破壞包線。而對(duì)于飽和粘性土，根據(jù)在三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)的結(jié)果，其破壞包線近于一條水平線即這樣，如僅為了測(cè)定飽和粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度，就可以利用構(gòu)造比較簡(jiǎn)單的無側(cè)限壓力儀代替三軸儀。此時(shí)，取，則由無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切線就是破壞包線，得三軸壓縮試驗(yàn)中當(dāng)周圍壓力σ3＝0時(shí)即為無側(cè)限試驗(yàn)條件，這時(shí)只有q=σ1。所以，也可稱為單軸壓縮試驗(yàn)。由于試樣的側(cè)向壓力為零，在側(cè)向受壓時(shí)，其側(cè)向變形不受限制，故又稱為無側(cè)限壓縮試驗(yàn)。同時(shí)，又由于試樣是在軸向壓縮的條件下破壞的，因此，把這種情況下土所能承受的最大軸向壓力稱為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度以qu表示。試驗(yàn)時(shí)仍用圓柱狀試樣，可在專門的無側(cè)限儀上進(jìn)行，也可在三軸儀上進(jìn)行。三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度當(dāng)軸向壓力與軸向應(yīng)變的關(guān)系曲線出現(xiàn)明顯的峰值時(shí)，則以峰值處的最大軸向壓力作為土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu；當(dāng)軸向壓力與軸向應(yīng)變的關(guān)系曲線不出現(xiàn)峰值時(shí)，則取軸向應(yīng)變?chǔ)牛?0％處的軸向壓力作為土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu。求得土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu后，即可繪出極限應(yīng)力圓。三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

四、十字板剪切試驗(yàn)

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；通過施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度假定：(1)剪破面為圓柱面；(2)抗剪強(qiáng)度均勻；M1HDM2實(shí)用上為了簡(jiǎn)化計(jì)算，目前在常規(guī)的十字板試驗(yàn)中仍假設(shè)，將這一假設(shè)代入上式中，得由于十字板在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的土的抗剪強(qiáng)度，屬于不排水剪切的試驗(yàn)條件，因此其結(jié)果應(yīng)與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果接近，即

五、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇如前所述，粘性上的強(qiáng)度性狀是很復(fù)雜的，它不僅隨剪切條件不同而異，而且還受許多因素(例如：土的各向異性、應(yīng)力歷史、蠕變等)的影響。此外對(duì)于同一種土，強(qiáng)度指標(biāo)與試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)條件都有關(guān)。

2-12.4無粘性土的抗剪強(qiáng)度圖3—25表示不同初始孔隙比的同一種砂土在相同周圍壓力，，下受剪時(shí)的應(yīng)力·應(yīng)變關(guān)系和體積變化。由圖可見，密實(shí)的緊砂初始孔隙比較小，其應(yīng)力·應(yīng)變關(guān)系有明顯的峰值，超過峰值后，隨應(yīng)變的增加應(yīng)力逐步降低，呈應(yīng)變軟化型，其體積變化是開始稍有減小，繼而增加(剪脹)，這是由于較密實(shí)的砂土顆粒之間排列比較緊密，剪切時(shí)砂粒之間產(chǎn)生相對(duì)滾動(dòng)，土顆粒之間的位置重新排列的結(jié)果。松砂的強(qiáng)度隨軸向應(yīng)變的增加而增大，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈應(yīng)變硬化型，對(duì)同一種土，緊砂和松砂的強(qiáng)度最終趨向同一值，松砂受剪其體積減少(剪縮)，在高周圍壓力下，不論砂土的松緊如何，受剪時(shí)都將剪縮。由不同初始孔隙比的試樣在同一壓力下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，可以得出初始孔隙比與體積變化之間的關(guān)系，如圖3·26所示，相應(yīng)于體積變化為零的初始孔隙比稱為臨界孔隙比，在三軸試驗(yàn)中，臨界孔隙比是與側(cè)壓力有關(guān)的。

如果飽和砂土的初始孔隙比大于臨界孔隙比，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，致使砂土的抗剪羯度降低．當(dāng)飽和松砂受到動(dòng)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(duì)研究砂土的液化也具有重要意義。無粘性土的抗剪強(qiáng)度決定于有效法向應(yīng)力和內(nèi)摩擦角。密實(shí)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(jí)配等因素有關(guān)。初始孔隙比小、土粒表面粗糙，級(jí)配良好的砂土，其內(nèi)摩攘角較大。

第二章土壓力及地基承載力

2—13.1概述

1擋土墻--防止土體坍塌的構(gòu)筑物。其種類有：支撐建筑物周圍填土的擋土墻，地下室側(cè)墻，橋臺(tái)以及貯藏粒狀材料的擋墻等(圖4-1)。

2土壓力--擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。土壓力隨擋土墻可能位移的方向分為主動(dòng)土壓力，被動(dòng)土壓力和靜止土壓力。

3淺基礎(chǔ)的地基承載力--地基承受建筑物荷載的能力。

4土坡--天然土坡和人工土坡。由于某些外界不利因素，土坡可能發(fā)生局部土體滑動(dòng)而失去穩(wěn)定性，土坡的坍塌常造成嚴(yán)重的工程事故，并危及人身安全，因此，應(yīng)驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性及采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?—13.2擋土墻上的土壓力擋土墻土壓力的大小及其分布規(guī)律受到墻體可能的移動(dòng)方向、墻后填土的種類，填土面的形式，墻的截面剛度和地基的變形等一系列因素的影響。根據(jù)墻的位移情況和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可分為以下三種：

(1)主動(dòng)土壓力當(dāng)擋土墻向離開土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力，一般用表示，如圖4-2(a)所示。

(2)被動(dòng)土壓力當(dāng)擋土墻向土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻上的土壓力稱為被動(dòng)土壓力，用Ep表示，如圖4-2(b)所示，橋臺(tái)受到橋上荷載推向土體時(shí)，土對(duì)橋臺(tái)產(chǎn)生的側(cè)壓力屬被動(dòng)土壓力。

(3)靜止土壓力當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)，土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，土對(duì)墻的壓力稱為靜止土壓力，用Eo表示：如圖4-2(c)所示，地下室外墻可視為受靜止土壓力的作用。土壓力的計(jì)算理論主要有古典的朗肯(Rankine，1857)理論和庫倫(COUlomb,1776)理論，自從庫倫理論發(fā)表以來，人們先后進(jìn)行過多次多種的擋土墻模型實(shí)驗(yàn)，原型觀測(cè)和理論研究，實(shí)驗(yàn)研究表明：在相同條件下，主動(dòng)土壓力小于靜止土壓力，而靜止土壓力又小于被動(dòng)土壓力，亦即

而且產(chǎn)生被動(dòng)土壓力所需的位移量大超過產(chǎn)生主動(dòng)土壓力所需的位移量(圖4—3).

靜止土壓力可按以下所述方法計(jì)算，在填土表面下任意深度z處取一微小單元體(圖4－4)，其上作用著豎向的土自重應(yīng)力·，則該處的靜止土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

由式(4-1)可知，靜止土壓力沿墻高為三角形分布，如圖4-4所示，如果取單位墻長，則作用在墻上的靜止土壓力為：Ko為靜止土壓力系數(shù)，砂土取0.34~0.45，粘土取0.5~0.7，也可以用半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Ko=1-sinφ'其中，φ'為土的有效內(nèi)摩擦角。合力的作用點(diǎn)在距墻底H/3處。2—13.3朗肯土壓力理論

朗肯土壓力理論是根據(jù)半空間的應(yīng)力狀態(tài)和土的極限平衡條件而得出的土壓力計(jì)算方法。土體處于彈性平衡狀態(tài)。圖4-5(a)表示一表面為水平面的半空間，即土體向下和沿水平方向都伸展至無窮，在距地表z處取一單位微體M，當(dāng)整個(gè)土體都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，各點(diǎn)都處于彈性平衡狀態(tài)。設(shè)土的重度為r，顯然M單元水平截面上的法向應(yīng)力等于該處土的自重應(yīng)力，即而豎直截面上的法向應(yīng)力為：

由于土體內(nèi)每一豎直面都是對(duì)稱面，因此豎直截面和水平截面上的剪應(yīng)力都等于零，因而相應(yīng)截面上的法向應(yīng)力和都是主應(yīng)力，此時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)用莫爾圓表示為如圖4-5(a)所示的圓I，由于該點(diǎn)處于彈性平衡狀態(tài)，故莫爾圓沒有和抗剪強(qiáng)度包線相切。

土體處于塑性平衡狀態(tài)設(shè)想由于某種原因?qū)⑹拐麄€(gè)土體在水平方向均勻地伸展或壓縮，使土體由彈性平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)為塑性平衡狀態(tài)。主動(dòng)朗肯狀態(tài)（朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度）如果土體在水平方向伸展，則M單元在水平截面上的法向應(yīng)力不變而豎直截面上的法向應(yīng)力卻逐漸減少，直至滿足極限平衡條件為止(稱為主動(dòng)朗肯狀態(tài))，此時(shí)達(dá)最低限值，因此，是小主應(yīng)力，而是大主應(yīng)力，并且莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相切，如圖4-5(b)圓Ⅱ所示。若土體繼續(xù)伸展，則只能造成塑性流動(dòng)，而不致改變其應(yīng)力狀態(tài)。被動(dòng)朗肯狀態(tài)（朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度）如果土體在水平方向壓縮，那末不斷增加而卻仍保持不變，直到滿足極限平衡條件(稱為被動(dòng)朗肯狀態(tài))時(shí)達(dá)最大限值，這時(shí)是大主應(yīng)力而是小主應(yīng)力，莫爾圓為圖4—5(b)中的圓Ⅲ。

剪切破壞面的夾角由于土體處于主動(dòng)朗肯狀態(tài)時(shí)大主應(yīng)力所作用的面是水平面，故剪切破壞面與豎直面的夾角為，當(dāng)土體處于被動(dòng)朗肯狀態(tài)時(shí)，大主應(yīng)力的作用面是豎直面，故剪切破壞面與水平面的夾角為[圖4—5(d))，因此，整個(gè)土體由互相平行的兩簇剪切面組成。朗肯設(shè)想朗肯將上述原理應(yīng)用于擋土墻土壓力計(jì)算中，他設(shè)想用墻背直立的擋土墻代替半空間左邊的土(圖4—6)，如果墻背與土的接觸面上滿足剪應(yīng)力為零的邊界應(yīng)力條件以及產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)朗肯狀態(tài)的邊界變形條件，則墻后土體的應(yīng)力狀態(tài)不變．由此可以推導(dǎo)出主動(dòng)和被動(dòng)土壓力計(jì)算公式。

一、主動(dòng)土壓力由土的強(qiáng)度理論可知，當(dāng)土體中某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，大主應(yīng)力和小主應(yīng)力之間應(yīng)滿足以下關(guān)系式：粘性土：

或無粘性土：

或?qū)τ谌鐖D4—6所示的擋土墻，設(shè)墻背光滑(為了滿足剪應(yīng)力為零的邊界應(yīng)力條件)、直立，填土面水平。當(dāng)擋土墻偏離土體時(shí)，由于墻后土體中離地表為任意深度處的豎向應(yīng)力不變，亦即大主應(yīng)力不變，而水平應(yīng)力卻逐漸減少直至產(chǎn)生主動(dòng)朗肯狀態(tài)，此時(shí)是小主應(yīng)力，也就是主動(dòng)土壓力強(qiáng)度，由極限平衡條件式得：無粘性土：或粘性土：

或

1、無粘性土的主動(dòng)土壓力由前式可知：無粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高的壓力分布為三角形，如圖4-6(b)所示，如取單位墻長計(jì)算，則主動(dòng)土壓力為：或

通過三角形的形心，即作用在離墻底H／3處。2、粘性土的主動(dòng)土壓力由前式可知，粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分：一部分是由土自重引起的土壓力，另一部分是由粘聚力c，引起的負(fù)側(cè)壓力，這兩部分土壓力疊加的結(jié)果如圖4-6(c)所示，其中ade部分是負(fù)側(cè)壓力，對(duì)墻背是拉力，但實(shí)際上墻與土在很小的拉力作用下就會(huì)分離，故在計(jì)算土壓力時(shí)，這部分應(yīng)略去不計(jì)，因此粘性土的土壓力分布僅是abc部分。a點(diǎn)離填土面的深度常稱為臨界深度，在填土面無荷載的條件下，可求得值，即：

得

如取單位墻長計(jì)算，則主動(dòng)土壓力為：將式代入上式后得

粘性土的主動(dòng)土壓力通過在三角形壓力分布圖abc的形心，即作用在離墻底處．二、被動(dòng)土壓力當(dāng)墻受到外力作用而推向土體時(shí)[圖4-7(a)]，填土中任意一點(diǎn)的豎向應(yīng)力仍不變，而水平向應(yīng)力卻逐漸增大，直至出現(xiàn)被動(dòng)朗肯狀態(tài)，此時(shí)達(dá)最大限值，因此是大主應(yīng)力，也就是被動(dòng)土壓力強(qiáng)度，而則是小主應(yīng)力。于是由極限平衡條件可得:無粘性土：

粘性土：

由前兩式可知，無粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈三角形分布[圖4-7(b)]，粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度則呈梯形分布[圖4-7(c)]。如取單位墻長計(jì)算，則被動(dòng)土壓力可由下式計(jì)算：無粘性土:粘性土：被動(dòng)土壓力，通過三角形或梯形壓力分布圖的形心。

三、幾種情況下的土壓力計(jì)算

(一)填土面有均布荷載當(dāng)擋土墻后填土面有連續(xù)均布荷載作用時(shí)，通常土壓力的計(jì)算方法是將均布荷載換算成當(dāng)量的土重，即用假想的土重代替均布荷載。當(dāng)填土面水平時(shí)[圖4—8(o)]，當(dāng)量的土層厚度為

然后，以為墻背，按填土面無荷載的情況計(jì)算土壓力。以無粘性土為例，則填土面A點(diǎn)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度墻底B點(diǎn)的土壓力強(qiáng)度

壓力分布如圖4—8(a)所示，實(shí)際的±壓力分布圖為梯形ABCD部分，土壓力的作用點(diǎn)在梯形的重心。

當(dāng)填土面和墻背面傾斜時(shí)[圖4—8(b)]，當(dāng)量土層的厚度仍為假想的填土面與墻背的延長線交于A’點(diǎn)，故以為假想墻背計(jì)算主動(dòng)土壓力，但由于填土面和墻背傾斜，假想的墻高應(yīng)為，根據(jù)的幾何關(guān)系可得：然后，同樣以為假想的墻背按地面無荷載的情況計(jì)算土壓力。

(二)成層填土如圖4—10所示的擋土墻，墻后有幾層不同種類的水平土層，在計(jì)算土壓力時(shí)，第一層的土壓力按均質(zhì)土計(jì)算，土壓力的分布為圖4—10中的abc部分，計(jì)算第二層土壓力時(shí)，將第一層土按重度換算成與第二層土相同的當(dāng)量土層，即其當(dāng)量土層厚度為，然后

以為墻高，按均質(zhì)土計(jì)算土壓力，但只在第二層土層厚度范圍內(nèi)有效，如圖4-10中的bdfe部分。必須注意，由于各土層的性質(zhì)不同，主動(dòng)土壓力系數(shù)也不同。圖中所示的土壓力強(qiáng)度計(jì)算是以無粘性填土為例。

(三)墻后填土有地下水．擋土墻后的回填土常會(huì)部分成全部處于地下水位以下，由于地下水的存在將使土的含水量增加，抗剪強(qiáng)度降低，而使土壓力增大，因此，擋土墻應(yīng)該有良好的排水措施。當(dāng)墻后填土有地下水時(shí)，作用在墻背上的側(cè)壓力有土壓力和水壓力兩部分，計(jì)算土壓力時(shí)假設(shè)地下水位上下土的內(nèi)摩擦角和墻與土之間的摩擦角δ相同。在圖4—11中，abdec部分為土壓力分布圖，cef部分為水壓力分布圖，總側(cè)壓力為土壓力和水壓力之和．圖中所示的土壓力計(jì)算也是以無粘性填土為例。

2—13.4庫倫土壓力理論

庫倫土壓力理論是根據(jù)墻后土體處于極限平衡狀態(tài)并形成一滑動(dòng)楔體時(shí)，從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計(jì)算理論。其基本假設(shè)是：(1)墻后的填土是理想的散粒體(無粘聚力)(2)滑動(dòng)破壞面為一平面。一、主動(dòng)土壓力一般擋土墻的計(jì)算均屬于平面問題，故在下述討論中均沿墻的長度方向取1m進(jìn)行分析，如圖4-12(a)所示。當(dāng)墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)而使墻后土體沿某一破壞面BC破壞時(shí)，土楔ABC向下滑動(dòng)而處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。此時(shí)，作用于土楔ABC上的力有：

土楔體在以上三力作用下處于靜力平衡狀態(tài)，因此必構(gòu)成一閉合的力矢三角形[圖4-12(b)]，按正弦定律可得

經(jīng)確定W和解得使E為極大值時(shí)填土的破壞角，整理后可得庫倫主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式式中Ka——庫倫主動(dòng)土壓力系數(shù)，查表確定

二、被動(dòng)土壓力當(dāng)墻受外力作用推向填土，直至土體沿某一破裂面BC破壞時(shí)，土楔ABC向上滑動(dòng)，并處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)[圖4—13(a)]。此時(shí)土楔ABC在其自重W和反力R和E的作用下平衡，R和E的方向都分別在BC和AB面法線的上方。按上述求主動(dòng)土壓力同樣的原理可求得被動(dòng)土壓力的庫倫公式為：式中一一被動(dòng)土壓力系數(shù)2—13.5擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型擋土墻就其結(jié)構(gòu)型式可分為以下三種主要類型，(一)重力式擋土墻這種型式的擋土墻如圖4—20(a)所示，墻面暴露于外，墻背可以做成傾斜和垂直的。墻基的前緣稱為墻趾，而后緣叫做墻踵。(二)懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻一般用鋼筋混凝上建造，它由三個(gè)懸臂板組成，即立臂，墻趾懸臂和墻踵懸臂，如圖4—20(b)所示。墻的穩(wěn)定主要靠墻踵底板上的土重，而墻體內(nèi)的拉應(yīng)力則由鋼筋承擔(dān)。(三)扶壁式擋土墻當(dāng)墻后填土比較高時(shí)，為了增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立臂的抗彎性能，常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁[圖4—20(c)]，故稱為扶壁式擋土墻。(四)其他形式的擋土墻錨桿式擋土墻加筋土擋土墻

二、擋土墻的計(jì)算擋土墻的計(jì)算通常包括下列內(nèi)容：

(1)穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算，

(2)地基的承載力驗(yàn)算；

(3)墻身強(qiáng)度驗(yàn)算：應(yīng)根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)構(gòu)、素混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算方法進(jìn)行。擋土墻的穩(wěn)定性破壞通常有兩種形式，一種是在主動(dòng)土壓力作用下外傾，對(duì)此應(yīng)進(jìn)行傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算，另一種是在土壓力作用下沿基底外移，需進(jìn)行滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算

(一)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算圖4-22(a)表示一具有傾斜基底的擋土墻，設(shè)在擋土墻自重G和主動(dòng)土壓力的作用下，可能繞墻趾O點(diǎn)傾覆，抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)符合下式要求：

其中1.6(二)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算在滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算中，將G和都分解為垂直和平行于基底的分力，抗滑力與滑動(dòng)力之比稱為抗滑安全系數(shù)，應(yīng)符合下式要求：

（三）地基承載力驗(yàn)算地基承載力的驗(yàn)算與一般偏心受壓基礎(chǔ)驗(yàn)算方法相同，應(yīng)同時(shí)滿足：0.5（pmax+pmin）≤fapmax≤1.2fa2—13.6地基破壞型式和地基承載力試驗(yàn)研究表明，在荷載作用下，建筑物地基的破壞通常是由于承載力不足而引起的剪切破壞，地基剪切破壞的型式可分為整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞三種，如圖4-27所示。

地基承載力是指地基承受荷載的能力。在圖4-28所示的壓力與沉降關(guān)系曲線中，整體剪切破壞的曲線A有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)a和b，相應(yīng)于a點(diǎn)的荷載稱為臨塑荷載，以表示，指地基土開始出現(xiàn)剪切破壞的基底壓力，相應(yīng)于b點(diǎn)壓力稱為地基極限承載力，是地基承受基礎(chǔ)荷載的極限壓力，當(dāng)基底壓力達(dá)到時(shí)，地基就發(fā)生整體剪切破壞。工程上，為了保證建筑物的安全可靠，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，必須把基底壓力限制在某一容許承載力之內(nèi)，稱為地基容許承載力，以表示，可由地基極限承載力除以安全系數(shù)K確定，即，是有一定安全儲(chǔ)備的地基承載力．

2—13.7淺基礎(chǔ)的地基臨塑荷載一、塑性區(qū)的邊界方程通過研究地基中任一點(diǎn)M處產(chǎn)生的大、小主應(yīng)力（如圖4—29所示）和該點(diǎn)的大、小主應(yīng)力應(yīng)滿足的極限平衡條件[式(3-6)]，可得上式為塑性區(qū)的邊界方程，根據(jù)上式可繪出塑性區(qū)的邊界線，如圖4—30所示。

塑性區(qū)的最大深度為

二、地基的臨塑荷載當(dāng)荷載增大時(shí)，塑性區(qū)就發(fā)展，該區(qū)的最大深度也隨而增大，若表示地基中剛要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)塑性區(qū)，相應(yīng)的荷載為臨塑荷載。因此，在式(4—38)中令，得臨塑荷載的表達(dá)式如下：

經(jīng)驗(yàn)證明：即使地基發(fā)生局部剪切破壞，地基中的塑性區(qū)有所發(fā)展，只要塑性區(qū)的范圍不超出某一限度，就不致影響建筑物的安全和使用，因此，如果用作為淺基礎(chǔ)的地基承載力無疑是偏于保守的，但地基中的塑性區(qū)究竟容許發(fā)展多大范圍，與建筑物的性質(zhì)、荷載的性質(zhì)以及土的特性等因素有關(guān)，在這方面還沒有一致和肯定的意見，國內(nèi)某些地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，在中心垂直荷載作用下，塑性區(qū)的最大深度可以控制在基礎(chǔ)寬度的，相應(yīng)的荷載用表示．因此，在式(4—38)中，令得出荷載公式為：2—13.8淺基礎(chǔ)的地基極限承載力一，普朗德爾極限承載力理論1920年L．普朗德爾(Prandtl)根據(jù)塑性理論，研究了剛性沖模壓入無質(zhì)量的半無限剛塑性介質(zhì)時(shí)，導(dǎo)出了介質(zhì)達(dá)到破壞時(shí)的滑動(dòng)面形狀和極限壓應(yīng)力公式，人們把他的解應(yīng)用到地基極限承載力的課題。根據(jù)土體極限平衡理論，對(duì)于一無限長的、底面光滑的條形荷載板置于無質(zhì)量的土的表面上，當(dāng)荷載板下的土體處于塑性平衡狀態(tài)時(shí)，塑流邊界為如圖4—31所示

對(duì)于以上所述情況，普朗德爾得出極限承載力的理論解為其中其中

如果考慮到基礎(chǔ)有埋置深度d(圖4—33)，將基底水平面以上的土重用均布超載代替。賴斯納(Reissner，1924)得出極限承載力還須加一項(xiàng)，即其中

二、太沙基承載力理論因?yàn)榛讓?shí)際上往往是粗糙的，太沙基假設(shè)基底與土之間的摩擦力阻止了在基底處剪切位移的發(fā)生，因此直接在基底以下的土不發(fā)生破壞而處于彈性平衡狀態(tài)，破壞時(shí)，它象一“彈性核”隨著基礎(chǔ)一起向下移動(dòng)，如圖4—34(a)所示的1區(qū)

由作用于土楔上的各力在垂直方向的靜力平衡條件，得引用符號(hào)則

對(duì)于所有一般的情況，太沙基認(rèn)為淺基礎(chǔ)的地基極限承載力可近似地假設(shè)為分別由以下三種情況計(jì)算結(jié)果的總和：(1)土是無質(zhì)量的，有粘聚力和內(nèi)摩擦角，沒有超載，(2)土是沒有質(zhì)量的，無粘聚力有內(nèi)摩擦角，有超載(3)土是有質(zhì)量的，沒有粘聚力，但有內(nèi)摩擦角，沒有超載，．因此，極限承載力可近似疊加得

三、魏錫克極限承載力公式式中——承載力系數(shù)，分別查圖6-24或由以下各式確定：

魏錫克根據(jù)影響承載力的各種因素對(duì)式(4—54)進(jìn)行修正，例如，基礎(chǔ)底面的形狀、偏心和傾斜荷載、基礎(chǔ)兩側(cè)覆蓋層的抗剪強(qiáng)度、基底和地面傾斜、上的壓縮性影響等，到目前為止，認(rèn)為魏錫克承載力公式考慮的影響因素最多，是比較全面的。介紹從略。

2—13.9土坡和地基的穩(wěn)定分析一、土坡穩(wěn)定分析土坡的滑動(dòng)——般系指土坡在一定范圍內(nèi)整體地沿某一滑動(dòng)面向下和向外移動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性。土坡的失穩(wěn)常常是在外界的不利因素影響下觸發(fā)和加劇的，一般有以下幾種原因：(1)土坡作用力發(fā)生變化：例如由于在坡頂堆放材料或建造建筑物使坡頂受荷?；蛴捎诖驑?、車輛行駛、爆破、地震等引起的振動(dòng)改變了原來的平衡狀態(tài)；(2)土抗剪強(qiáng)度的降低：例如土體中含水量或孔隙水壓力的增加；

(3)靜水力的作用：例如雨水或地面水流入土坡中的豎向裂縫，對(duì)土坡產(chǎn)生側(cè)向壓力，從而促進(jìn)土坡的滑動(dòng)。土坡穩(wěn)定分析是屬于土力學(xué)中的穩(wěn)定問題，本節(jié)主要介紹簡(jiǎn)單土坡的穩(wěn)定分析方法，所謂簡(jiǎn)單土坡系指土坡的頂面和底面都是水平的，并伸至無窮遠(yuǎn)，土坡由均質(zhì)土所組成。圖4-36表示簡(jiǎn)單土坡各部位名稱。

(一)無粘性土坡穩(wěn)定分析圖4-37表示一坡角為的無粘性土坡。假設(shè)土坡及其地基都是同一種土，又是均質(zhì)的，且不考慮滲流的影響。由于無粘性土顆粒之間沒有粘聚力，只有摩擦力，只要坡面不滑動(dòng)，土坡就能保持穩(wěn)定。對(duì)于這類