土力學(xué)第七章

第七章土的抗剪強度第一節(jié)概述第二節(jié)土體破壞準(zhǔn)則和土的強度理論第三節(jié)土的抗剪強度試驗及參數(shù)確定參數(shù)確定第四節(jié)土的應(yīng)力應(yīng)變特征第五節(jié)有效應(yīng)力路徑本章主要內(nèi)容：第一節(jié)概述什么是土的抗剪強度？土的抗剪強度：是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。為什么要研究土的抗剪強度？剪切破壞是土體破壞的重要特點。

變形破壞沉降、位移等超過規(guī)定限值(已學(xué))

地基破壞

強度破壞地基整體或局部滑移、土工構(gòu)筑物失穩(wěn)、滑坡工程背景

1.建筑物地基承載力問題

基礎(chǔ)下的地基土體產(chǎn)生整體滑動或因局部剪切破壞而導(dǎo)致過大的地基變形甚至傾覆。

1.建筑物地基承載力問題(圖1)

建筑物地基承載力問題(圖2)2.構(gòu)筑物環(huán)境的安全性問題即土壓力問題

擋土墻、基坑等工程中，墻后土體強度破壞將造成過大的側(cè)向土壓力，導(dǎo)致墻體滑動、傾覆或支護結(jié)構(gòu)破壞事故。

2.構(gòu)筑物環(huán)境的安全性問題即土壓力問題

3.土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定性問題3.土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定性問題土壩、路堤等填方邊坡以及天然土坡等，在超載、滲流乃至暴雨作用下引起土體強度破壞后將產(chǎn)生整體失穩(wěn)邊坡滑坡等事故。土體強度破壞的機理是什么？

在外荷載作用下，土體中將產(chǎn)生剪應(yīng)力和剪切變形，當(dāng)土中某點由外力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力達到土的抗剪強度時，土就沿著剪應(yīng)力作用方向產(chǎn)生相對滑動，該點便發(fā)生剪切破壞。stripfootingembankmentfailuresurfacemobilisedshearresistancestripfootingembankmentfailuresurfacemobilisedshearresistance一、土的強度特點二、土的強度的機理三、摩爾-庫侖強度理論第二節(jié)土體破壞準(zhǔn)則與土的強度理論一、土的強度特點：碎散性：強度不是顆粒礦物本身的強度，而是顆粒間相互作用——主要是抗剪強度與剪切破壞，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：土的強度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。直剪試驗庫侖（1776）試驗原理試驗結(jié)果

σ

=100KPaSσ

=200KPaσ

=300KPa二、土的強度的機理PSTA上盒下盒施加σ（=P/A），S量測（=T/A）Occ

粘聚力內(nèi)摩擦角σ

=100KPaSσ

=200KPaσ

=300KPa直剪試驗庫侖（1776）試驗原理試驗結(jié)果二、土的強度的機理庫侖公式：f

：

土的抗剪強度tg：

摩擦強度-正比于壓力c：

粘聚強度-與所受壓力無關(guān)密度（e,粒徑級配（Cu,Cc）顆粒的礦物成分對于：砂土>粘性土；高嶺石>伊里石>蒙特石粒徑的形狀（顆粒的棱角與長寬比）在其他條件相同時：對于砂土，顆粒的棱角提高了內(nèi)摩擦角對于碎石土，顆粒的棱角可能降低其內(nèi)摩擦角影響土的摩擦強度的主要因素：二、土的強度的機理1.摩擦強度tg粘聚強度機理靜電引力（庫侖力）范德華力顆粒間膠結(jié)假粘聚力（毛細力等）粘聚強度影響因素地質(zhì)歷史粘土顆粒礦物成分密度離子價與離子濃度----+二、土的強度的機理2.凝聚強度三、摩爾-庫侖強度理論1.庫侖公式2.應(yīng)力狀態(tài)與摩爾圓3.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)4.摩爾-庫侖強度理論5.破壞判斷方法6.滑裂面的位置PSTAc

粘聚力內(nèi)摩擦角f

：

土的抗剪強度tg：

摩擦強度-正比于壓力c：

粘聚強度-與所受壓力無關(guān)三、摩爾-庫侖強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1.庫侖公式==三維應(yīng)力狀態(tài)三、摩爾-庫侖強度理論2.應(yīng)力莫爾圓二維應(yīng)力狀態(tài)莫爾圓應(yīng)力分析符號規(guī)定材料力學(xué)+-+-土力學(xué)正應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正壓為負順時針為正逆時針為負壓為正拉為負逆時針為正順時針為負三、摩爾-庫侖強度理論2.應(yīng)力莫爾圓Oz+zx-xzx213rR+-1三、摩爾-庫侖強度理論2.應(yīng)力莫爾圓大主應(yīng)力：小主應(yīng)力:圓心：半徑：σz按順時針方向旋轉(zhuǎn)ασx按順時針方向旋轉(zhuǎn)α莫爾圓：代表一個土單元的應(yīng)力狀態(tài)；圓周上一點代表一個面上的兩個應(yīng)力與3.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)三、摩爾-庫侖強度理論f強度包線以內(nèi)：下任何一個面上的一對應(yīng)力與都沒有達到破壞包線，不破壞；與破壞包線相切：有一個面上的應(yīng)力達到破壞；與破壞包線相交：有一些平面上的應(yīng)力超過強度；不可能發(fā)生。3.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)三、摩爾-庫侖強度理論極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：有一對面上的應(yīng)力狀態(tài)達到=f土的強度包線：所有達到極限平衡狀態(tài)的莫爾園的公切線。f4.莫爾—庫侖強度理論（1）土單元的某一個平面上的抗剪強度f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）某土單元的任一個平面上=f

，該單元就達到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài)三、摩爾-庫侖強度理論4.莫爾—庫侖強度理論莫爾-庫侖強度理論表達式－極限平衡條件1f3Oc三、摩爾-庫侖強度理論4.莫爾—庫侖強度理論三、摩爾-庫侖強度理論莫爾-庫侖強度理論表達式－極限平衡條件1f3Oc根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ3計算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)Oc1f3115.破壞判斷方法三、摩爾-庫侖強度理論判別對象：土體微小單元（一點）3=常數(shù)：根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ1計算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)Oc13f335.破壞判斷方法三、摩爾-庫侖強度理論判別對象：土體微小單元（一點）1=常數(shù)：根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ1、σ3計算與比較

>

安全狀態(tài)

=

極限平衡狀態(tài)

<

不可能狀態(tài)Oc5.破壞判斷方法三、摩爾-庫侖強度理論判別對象：土體微小單元（一點）(1+3)/2

=常數(shù)：圓心保持不變Oc1f3231f45°＋/2破裂面26.滑裂面的位置

與大主應(yīng)力面夾角：α=45+/2三、摩爾-庫侖強度理論1、室內(nèi)試驗2、野外試驗第三節(jié)抗剪強度試驗及參數(shù)確定直剪試驗、三軸試驗等制樣（重塑土）或現(xiàn)場取樣缺點：擾動優(yōu)點：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù)十字板扭剪試驗、旁壓試驗等原位試驗缺點：應(yīng)力條件不易掌握優(yōu)點：原狀土的原位強度一、土的剪切試驗方法

1.直接剪切試驗試驗儀器：直剪儀（應(yīng)力控制式，應(yīng)變控制式）

直剪儀(圖1)

直剪儀(圖2)PSTAσ

=100KPaSσ

=200KPaσ

=300KPaOc1.直接剪切試驗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

PSTA1.直接剪切試驗OnK0nPSTA1.直接剪切試驗

設(shè)備簡單，操作方便結(jié)果便于整理測試時間短優(yōu)點

試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)變不均勻不能控制排水條件剪切面固定缺點PSTA類似試驗：環(huán)剪試驗單剪試驗1.直接剪切試驗2.三軸壓縮試驗儀器設(shè)備：壓力室，加壓系統(tǒng)，量測系統(tǒng)等組成。

3

3

3

3

3

3

△

△

2.施加周圍壓力3.施加豎向壓力1.裝樣應(yīng)力狀態(tài)2.三軸試驗方法：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=

1-31=3+Δ1（1）試樣應(yīng)力特點與試驗方法：特點：試樣是軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)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固結(jié)排水試驗（CD試驗）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)生超靜孔壓固結(jié)不排水試驗（CU試驗）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)力差過程中不排水不固結(jié)不排水試驗（UU試驗）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)力差過程中不排水cd、d

ccu、cu

cu、u

（2）試驗類型（4）三軸試驗結(jié)果

三軸試驗結(jié)果—抗剪強度包線抗剪強度包線

c

分別在不同的周圍壓力3作用下進行剪切，得到3～4個不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強度包線

有效應(yīng)力圓總應(yīng)力圓u=0B

C

cu

uAA

3A

1A飽和粘性土在三組3下的不排水剪試驗得到A、B、C三個不同3作用下破壞時的總應(yīng)力圓

試驗表明：三個試樣的周圍壓力3不同，但破壞時的主應(yīng)力差相等，三個極限應(yīng)力圓的直徑相等，因而強度包線是一條水平線

三個試樣只能得到一個有效應(yīng)力圓

（1）不固結(jié)不排水剪（UU）不同試驗方法的剪切試驗結(jié)果

（1）不固結(jié)不排水剪的剪切試驗結(jié)果將總應(yīng)力圓在水平軸上左移uf得到相應(yīng)的有效應(yīng)力圓，按有效應(yīng)力圓強度包線可確定c、

ccuc

cu

飽和粘性土在三組3下進行固結(jié)不排水剪試驗得到A、B、C三個不同3作用下破壞時的總應(yīng)力圓，由總應(yīng)力圓強度包線確定固結(jié)不排水剪總應(yīng)力強度指標(biāo)ccu、

cuABC（2）固結(jié)不排水剪（CU）

（2）固結(jié)不排水剪的剪切試驗結(jié)果在整個排水剪試驗過程中，uf

＝0，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)力強度線即是有效應(yīng)力強度線。強度指標(biāo)為cd、d

cdd

總結(jié):對于同一種土，在不同的排水條件下進行試驗，總應(yīng)力強度指標(biāo)完全不同

有效應(yīng)力強度指標(biāo)不隨試驗方法的改變而不同，抗剪強度與有效應(yīng)力有唯一的對應(yīng)關(guān)系（3）固結(jié)排水剪（CD）

（3）固結(jié)排水剪的剪切試驗結(jié)果優(yōu)點：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破壞面不是人為固定的；4試驗單元體試驗缺點：設(shè)備相對復(fù)雜，現(xiàn)場無法試驗說明：3＝0即為無側(cè)限抗壓強度試驗（4）優(yōu)點和缺點一般適用于測定軟粘土的不排水強度指標(biāo)；鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；通過施加的扭矩計算土的抗剪強度3、十字板剪切試驗時：M1HDM2AlecWestleySkempton

5-4三軸壓縮試驗中的孔隙應(yīng)力系數(shù)-2孔隙應(yīng)力系數(shù)B當(dāng)試樣在不排水條件下受到各向相等壓力增量Δσ3時，產(chǎn)生的孔隙應(yīng)力增量為Δu1，將Δu1與Δσ3之比定義為孔隙應(yīng)力系數(shù)B，即

B＝Δu1/Δσ3式中B是在各向施加相等壓力條件下的孔隙應(yīng)力系數(shù)。它是反映土體在各向相等壓力作用下，孔隙應(yīng)力變化情況的指標(biāo)，也是反映土體飽和程度的指標(biāo)。在飽和土的不固結(jié)不排水剪試驗中，周圍壓力增量將完全由孔隙水承擔(dān)，所以B＝1；當(dāng)土完全干燥時，這時周圍壓力增量將完全由土骨架承擔(dān)，于是B＝0。在非飽和土中，孔隙中流體的壓縮性與土骨架的壓縮性為同一量級，B介于0與1之間。飽和度越大，B越接近1。

5-4三軸壓縮試驗中的孔隙應(yīng)力系數(shù)-3孔隙應(yīng)力系數(shù)A當(dāng)試樣受到軸向應(yīng)力增量q(即主應(yīng)力差Δσ1－Δσ3）作用時，產(chǎn)生的孔隙水應(yīng)力為Δu2，Δu2的大小與主應(yīng)力差Δσ1－Δσ3及土樣的飽和程度有關(guān)，我們定義另一孔壓系數(shù)A如下：

Δu2=BA（Δσ1－Δσ3

）式中A是在偏應(yīng)力條件下的孔隙應(yīng)力系數(shù)，其數(shù)值與土的種類、應(yīng)力歷史等有關(guān)。上式也可寫成：式中：A是綜合反映主應(yīng)力差（Δσ1－Δσ3）作用下孔隙應(yīng)力變化情況的一個指標(biāo)。Δu2=A(Δσ1－Δσ3)5-4三軸壓縮試驗中的孔隙應(yīng)力系數(shù)-4綜合兩個加載階段有

Δu=Δu1+Δu2

=BΔσ3+BA（Δσ1－Δσ3

）Y13u=?Skempton’s孔隙應(yīng)力系數(shù)

AandB飽和土B＝15-5三軸試驗中土的剪切性狀-1砂性土的剪切性狀（一）砂土的內(nèi)摩擦角由于砂土的透水性強，它在現(xiàn)場的受剪過程大多相當(dāng)于固結(jié)排水剪情況，由固結(jié)排水剪試驗求得的強度包線一般為通過坐標(biāo)于原點的直線，可表達為τf=σtgφd

式中：φd——固結(jié)排水剪求得的內(nèi)摩擦角。砂土抗剪強度受密度、顆粒形狀、表面粗糙度和級配影響5-5三軸試驗中土的剪切性狀-1（二）砂土的應(yīng)力－軸向應(yīng)變－體變彈性材料受剪切體積不發(fā)生變化，但土體則不然松砂與緊砂的不同－1：剪縮（松砂）：顆粒滾落到平衡位置剪脹（緊砂）：顆粒必須升高以離開它們原來的位置而彼此才能相互滑過。緊砂的這種剪脹趨勢隨著周圍壓力的增大，土粒的破碎而逐漸消失。在高周圍壓力下，不論砂土的松緊如何，受剪都將剪縮5-5三軸試驗中土的剪切性狀-2松砂與緊砂的不同－2：松砂：應(yīng)變硬化型（土越來越密），體積則逐漸減小緊砂：應(yīng)變軟化型（超過咬合能力），體積開始時稍有減小，繼而增加，超過了它的初始體積。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-3松砂與緊砂的不同－3：松砂：不排水條件下，總體積不變，但松砂體積有減小的趨勢，因此產(chǎn)生正的孔隙水壓力緊砂：不排水條件下，總體積不變，但緊砂體積有增大的趨勢，因此產(chǎn)生負的孔隙水壓力5-5三軸試驗中土的剪切性狀-4（三）砂土的殘余強度同一種砂土在相同的周圍壓力作用下，由于其初始孔隙比不同在剪切過程中將出現(xiàn)不同的應(yīng)力～應(yīng)變特征。兩者的最終都趨于一個相同的恒定值，這一恒定的強度通常稱為殘余強度或最終強度，以τr表示。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-5（四）砂土的液化液化被定義為任何物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體的行為或過程。對于飽和疏松的粉細砂，當(dāng)受到突發(fā)的動力荷載時，例如地震荷載，一方面由于動剪應(yīng)力的作用有使體積縮小的趨勢，另一方面由于時間短來不及向外排水，因此就產(chǎn)生了很大的孔隙水應(yīng)力。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-6粘性土的剪切形狀飽和正常固結(jié)土（一）UU試驗－不固結(jié)不排水強度5-5三軸試驗中土的剪切性狀-7在同一σc作用下，由于在加Δσ3時不排水，因此只有一個有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力圓大小相等因此5-5三軸試驗中土的剪切性狀-8如果使試樣在另一個較高的剪前固結(jié)壓力σc下固結(jié)穩(wěn)定后進行一組不固結(jié)不排水試驗

sc1

sc2

Cu1

Cu2

土的抗剪強度取決于剪前有效應(yīng)力。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-9土的抗剪強度取決于有效應(yīng)力。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-10（二）CU試驗－固結(jié)不排水強度可直接加到σ35-5三軸試驗中土的剪切性狀-11由于在加Δσ3時排水，剪前有效應(yīng)力是增加的，因此隨著σ3的增加，總應(yīng)力圓越來越大，即抗剪強度越來越大5-5三軸試驗中土的剪切性狀-12正常固結(jié)土的CU試驗總強度線是一條通過坐標(biāo)原點的直線，傾角為，。其抗剪強度可表示為若在固結(jié)不排水剪試驗中量測孔隙水應(yīng)力，則結(jié)果可用有效應(yīng)力整理。由于正常固結(jié)土剪破時的孔隙水應(yīng)力為正值（類似于松砂，體積有減小的趨勢），則剪破時的有效應(yīng)力圓總在總應(yīng)力圓的左邊。有效應(yīng)力強度包線也是通過坐標(biāo)原點的直線，直線的傾角大于，，于是用有效應(yīng)力表示的CU試驗抗剪強度為5-5三軸試驗中土的剪切性狀-13（三）CD試驗－固結(jié)排水強度5-5三軸試驗中土的剪切性狀-14由于在加Δσ3及加q時排水，因此總應(yīng)力圓與有效應(yīng)力圓重合剪前有效應(yīng)力是增加的，因此隨著σ3的增加，總（有效）應(yīng)力圓越來越大，即抗剪強度越來越大5-5三軸試驗中土的剪切性狀-12正常固結(jié)土的CD試驗總（有效）強度線是一條通過坐標(biāo)原點的直線，傾角為，。其抗剪強度可表示為對于同一種正常固結(jié)的飽和粘土，當(dāng)采用三種不同的試驗方法來測定其抗剪強度時，其強度包線是不同的。其中UU試驗結(jié)果是一條水平線，CU和CD試驗各是一條通過坐標(biāo)原點的直線。三種方法所得到的強度指標(biāo)間的關(guān)系是：而各試驗測得的有效應(yīng)力強度指標(biāo)很接近，這就意味著同一種土三種試驗的試樣將沿著同一平面剪破。實測的θf角接近5-5三軸試驗中土的剪切性狀-135-5三軸試驗中土的剪切性狀-14超固結(jié)土

超固結(jié)土與正常固結(jié)土的不同主要就類似于緊砂與松砂的不同，即（強）超固結(jié)土剪脹，而正常固結(jié)土剪縮；（強）超固結(jié)土應(yīng)變軟化，而正常固結(jié)土應(yīng)變硬化；不排水條件下，（強）超固結(jié)土產(chǎn)生負的孔壓，而正常固結(jié)土產(chǎn)生正的孔壓；弱固結(jié)土的性狀與正常固結(jié)土類似。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-15（一）UU試驗－不固結(jié)不排水強度AB：強固結(jié)土C：弱固結(jié)土5-5三軸試驗中土的剪切性狀-16（二）CU試驗－固結(jié)不排水強度超固結(jié)土的CU試驗總（有效）強度線不通過坐標(biāo)原點5-5三軸試驗中土的剪切性狀-17（三）CD試驗－固結(jié)排水強度超固結(jié)土的CD試驗總（有效）強度線不通過坐標(biāo)原點5-5三軸試驗中土的剪切性狀-18對于同一種超固結(jié)的飽和粘土，當(dāng)采用三種不同的試驗方法來測定其抗剪強度時，其強度包線是不同的。其中UU試驗結(jié)果是一條水平線，CU和CD試驗各是一條通過不坐標(biāo)原點的直線（實際上是一條微彎的曲線）三種方法所得到的強度指標(biāo)間的關(guān)系是：cu＞ccu

＞cd，φd

＞φcu

＞φu

＝0。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-19粘土的殘余強度超固結(jié)粘土在剪切試驗中有與緊砂相似的應(yīng)力～應(yīng)變特征，當(dāng)強度隨著剪位移達到峰值后，如果剪切繼續(xù)進行，隨著剪位移繼續(xù)增大，強度顯著降低，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值不變，該不變的值即稱為粘土的殘余強度。正常固結(jié)粘土亦有此現(xiàn)象，只是降低的幅度較超固結(jié)粘土要小些。5-5三軸試驗中土的剪切性狀-20粘土的結(jié)構(gòu)性與靈敏度土的強度同土的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。粘土的強度（或其它性質(zhì)）隨著其結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生變化的特性稱為土的結(jié)構(gòu)性。某些在含水率不變的條件下使其原有結(jié)構(gòu)受徹底擾動的粘土，稱為重塑土。粘土對結(jié)構(gòu)擾動的敏感程度可用靈敏度表示。靈敏度定義為原狀試樣的無側(cè)限抗壓強度與相同含水率下重塑試樣的無側(cè)限抗壓強度之比5-5三軸試驗中土的剪切性狀-21對于靈敏度高的粘土，經(jīng)重塑后停止擾動，靜置一段時間后其強度又會部分恢復(fù)。在含水率不變的條件下粘土因重塑而軟化（強度降低），軟化后又隨靜置時間的延長而硬化（強度增長）的這種性質(zhì)稱為粘土的觸變性。粘土的蠕變在剪切過程中土的蠕變是指在恒定剪應(yīng)力作用下應(yīng)變隨時間而增長的現(xiàn)象第五章土的抗剪強度飽和土B=1：Δu1=BΔσ3=Δσ3

Δu2=BA（Δσ1－Δσ3

）=A（Δσ1－Δσ3

）飽和土不固結(jié)不排水試驗中：

Δu=Δu1+Δu2=BΔσ3+BA（Δσ1－Δσ3

）飽和土固結(jié)不排水試驗中：

Δu=Δu2=BA（Δσ1－Δσ3

）固結(jié)排水試驗中：

Δu=0剪切過程中的超靜孔隙水壓力u對于飽和土試樣：孔壓系數(shù)B=1.0

u=BA(=A(對于剪切過程中無體積變化：

A=1/3剪切過程中發(fā)生剪縮：

A>1/3剪切過程中發(fā)生剪脹：

A<1/3(甚至可能A<0，u<0）第五節(jié)有效應(yīng)力路徑一、應(yīng)力路徑及表示法二、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系特性

彈塑性需要記錄加載歷史應(yīng)力路徑概念應(yīng)力狀態(tài)：土體中一點（微小單元）上作用的應(yīng)力的大小與方向

土體中一點應(yīng)力狀態(tài)連續(xù)變化，在應(yīng)力空間（平面）中的軌跡一、應(yīng)力路徑及表示法應(yīng)力圓某一特定面上的應(yīng)力點通常選擇最大剪應(yīng)力面（與主應(yīng)力面成45度的斜面）O3113固結(jié)排水三軸試驗?zāi)獱枅A圓心莫爾圓半徑一個點代表一個摩爾圓；一條線代表一系列摩爾圓—應(yīng)力路徑摩爾圓－一個圓代表一個應(yīng)力狀態(tài)p,q平面－一個點代表一個應(yīng)力狀態(tài)

保持為常數(shù)二.摩爾圓與p,q平面上的應(yīng)力路徑用摩爾圓用應(yīng)力平面土中一點的應(yīng)力狀態(tài)一個摩爾圓一點應(yīng)力的變化過程一系列摩爾圓一條線（應(yīng)力路徑）極限應(yīng)力狀態(tài)與強度包線相切的摩爾圓破壞主應(yīng)力線上的一點破壞包線f

在~

坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)摩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)點的集合pqOf線Kf線固結(jié)排水三軸試驗二、強度包線與破壞主應(yīng)力線兩條直線與橫坐標(biāo)交點都是0’破壞包線在~

坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)摩爾圓的公切線pqOc破壞主應(yīng)力線在p~q坐標(biāo)系中所有處于極限平衡應(yīng)力狀態(tài)點的集合af線Kf線O’AR固結(jié)排水三軸試驗破壞包線在~

坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)摩爾圓的公切線pqOc破壞主應(yīng)力線在p~q坐標(biāo)系中所有處于極限平衡應(yīng)力狀態(tài)點的集合af線Kf線O’AR固結(jié)排水三軸試驗破壞包線在~

坐標(biāo)系中所有破壞狀態(tài)摩爾圓的公切線pqOc破壞主應(yīng)力線在p~q坐標(biāo)系中所有處于極限平衡應(yīng)力狀態(tài)點的集合af線Kf線O’AR固結(jié)排水三軸試驗>

c>a0qp用若干點的最小二乘法確定a和然后計算強度指標(biāo)c和a確定強度指標(biāo)二、強度包線與破壞主應(yīng)力線總應(yīng)力與有效應(yīng)力狀態(tài)有效應(yīng)力原理典型三軸試驗孔隙水壓力計算O’（13)u13’3’1固結(jié)不排水三軸試驗三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑總應(yīng)力與有效應(yīng)力路徑關(guān)系O’（13)u13’3’1三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑總應(yīng)力與有效應(yīng)力路徑關(guān)系三軸試驗總應(yīng)力路徑三軸固結(jié)不排水試驗有效應(yīng)力路徑A=const松砂或正常固結(jié)粘土（A>1/3）密砂或超固結(jié)粘土（A<1/3）pO3q45°Kfp’O3q