土力學與基礎工程第五章演示文稿

土力學與基礎工程第五章演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有63頁\編輯于星期一概述土的庫侖定律土的莫爾－庫侖強度理論土的抗剪強度指標的測定主要內容現(xiàn)在是2頁\一共有63頁\編輯于星期一本章要點

牢固掌握庫侖公式和莫爾－庫侖強度理論；掌握土的抗剪強度指標的測定方法；明確不同固結和排水條件下的抗剪強度指標的意義及其應用。現(xiàn)在是3頁\一共有63頁\編輯于星期一概述土的破壞主要是由于剪切引起的，剪切破壞是土體破壞的重要特點。工程時間中與土的抗剪強度有關的工程主要有以下3類

(1)土質土壩的穩(wěn)定

(2)土壓力

(3)地基的承載力問題現(xiàn)在是4頁\一共有63頁\編輯于星期一工程實例－土坡穩(wěn)定現(xiàn)在是5頁\一共有63頁\編輯于星期一工程實例－土壓力現(xiàn)在是6頁\一共有63頁\編輯于星期一現(xiàn)在是7頁\一共有63頁\編輯于星期一現(xiàn)在是8頁\一共有63頁\編輯于星期一現(xiàn)在是9頁\一共有63頁\編輯于星期一現(xiàn)在是10頁\一共有63頁\編輯于星期一工程實例－地基承載力問題現(xiàn)在是11頁\一共有63頁\編輯于星期一工程實例－地基承載力問題加拿大特朗斯康谷倉現(xiàn)在是12頁\一共有63頁\編輯于星期一概述抗剪強度：土體抵抗剪切破壞的極限能力。破壞準則：土體達到破壞狀態(tài)時的應力組合稱為破壞準則?，F(xiàn)在是13頁\一共有63頁\編輯于星期一思考

固體之間的摩擦力與土的抗剪強度是否會有一定聯(lián)系？？？？現(xiàn)在是14頁\一共有63頁\編輯于星期一土的庫侖定律固體間的摩擦力直接取決于接觸面上的法向力和接觸材料的摩擦角現(xiàn)在是15頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是16頁\一共有63頁\編輯于星期一庫侖定律f砂土f粘性土c現(xiàn)在是17頁\一共有63頁\編輯于星期一c',

-------有效抗剪強度指標c,

--------總應力抗剪強度指標現(xiàn)在是18頁\一共有63頁\編輯于星期一土的抗剪強度來源摩擦強度粘聚強度CABCAB剪切面----+現(xiàn)在是19頁\一共有63頁\編輯于星期一摩擦強度影響因素密度粒徑級配顆粒形狀礦物成分地質歷史粘土顆粒礦物成分密度離子價與離子濃度粘聚強度影響因素現(xiàn)在是20頁\一共有63頁\編輯于星期一思考剪切破壞面的位置？剪切破壞面上滿足什么應力條件？現(xiàn)在是21頁\一共有63頁\編輯于星期一現(xiàn)在是22頁\一共有63頁\編輯于星期一τ<τf

彈性平衡狀態(tài)

τ=τf

極限平衡狀態(tài)

τ>τf

破壞狀態(tài)莫爾強度理論現(xiàn)在是23頁\一共有63頁\編輯于星期一莫爾應力圓現(xiàn)在是24頁\一共有63頁\編輯于星期一莫爾應力圓(1-3)/2o(1+3)/2？現(xiàn)在是25頁\一共有63頁\編輯于星期一τ<τf

穩(wěn)定狀態(tài)

τ=τf

極限狀態(tài)

τ>τf

破壞狀態(tài)土的莫爾－庫侖強度理論現(xiàn)在是26頁\一共有63頁\編輯于星期一土的莫爾－庫侖強度理論ABDO

=

f極限平衡狀態(tài)極限應力圓破壞應力圓現(xiàn)在是27頁\一共有63頁\編輯于星期一土的極限平衡條件

土體處于極限平衡狀態(tài)時的應力組合及強度指標之間的數(shù)學表達式稱為極限平衡條件。莫爾－庫侖破壞準則現(xiàn)在是28頁\一共有63頁\編輯于星期一土的極限平衡條件現(xiàn)在是29頁\一共有63頁\編輯于星期一土的極限平衡條件現(xiàn)在是30頁\一共有63頁\編輯于星期一土的極限平衡條件現(xiàn)在是31頁\一共有63頁\編輯于星期一【例題】已知某土體單元的大主應力σ1＝200kPa，小主應力σ3＝50kPa。通過試驗測得土的抗剪強度指標φ＝30°，問該單元土體處于什么狀態(tài)？（方法1:方法2:方法3:）現(xiàn)在是32頁\一共有63頁\編輯于星期一拓展思考

莫爾－庫侖強度理論存在的問題現(xiàn)在是33頁\一共有63頁\編輯于星期一現(xiàn)在是34頁\一共有63頁\編輯于星期一5.4土的抗剪強度指標的測定

直接剪切試驗三軸壓縮試驗無側限抗壓強度試驗十字板剪切試驗現(xiàn)在是35頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是36頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是37頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是38頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是39頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是40頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是41頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是42頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗現(xiàn)在是43頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗在直剪試驗過程中，不能量測孔隙水應力，也不能控制排水，所以只能以總應力法來表示土的抗剪強度。但是為了考慮固結程度和排水條件對抗剪強度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢可將之間試驗劃分為快剪固結快剪慢剪現(xiàn)在是44頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗慢剪快剪固結快剪現(xiàn)在是45頁\一共有63頁\編輯于星期一直接剪切試驗的優(yōu)缺點

直剪試驗的缺點剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面；試驗中試驗的排水程度靠試驗速度的快慢控制；由于上下土盒的錯動，剪切過程中試樣的有效面積減小，使試樣中的應力分布不均勻，主應力方向發(fā)生變化，當剪切變形較大時這一缺陷表現(xiàn)更為突出。現(xiàn)在是46頁\一共有63頁\編輯于星期一三軸壓縮試驗三軸壓縮試驗直接量測的是試樣在不同恒定周圍壓力下的抗壓強度，然后利用莫爾－庫侖破壞理論間接推求土的抗剪強度?，F(xiàn)在是47頁\一共有63頁\編輯于星期一三軸壓縮試驗現(xiàn)在是48頁\一共有63頁\編輯于星期一三軸壓縮試驗現(xiàn)在是49頁\一共有63頁\編輯于星期一三軸壓縮試驗現(xiàn)在是50頁\一共有63頁\編輯于星期一現(xiàn)在是51頁\一共有63頁\編輯于星期一三軸壓縮試驗三軸試驗根據(jù)試樣的固結和排水條件不同，可分為不固結不排水剪（UU）、固結不排水剪（CU）、固結排水剪（CD）。分別對應于直剪試驗的快剪、固結快剪、和慢剪試驗?，F(xiàn)在是52頁\一共有63頁\編輯于星期一固結排水試驗（CD試驗）1打開排水閥門，施加圍壓后充分固結，超靜孔隙水壓力完全消散；2打開排水閥門，慢慢施加軸向應力差以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓固結不排水試驗（CU試驗）1打開排水閥門，施加圍壓后充分固結，超靜孔隙水壓力完全消散；2關閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應力差過程中不排水不固結不排水試驗（UU試驗）1關閉排水閥門，圍壓下不固結；2關閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應力差過程中不排水cd、d

ccu、cu

cu、u

試驗類型現(xiàn)在是53頁\一共有63頁\編輯于星期一v=’f=f1.固結排水試驗現(xiàn)在是54頁\一共有63頁\編輯于星期一u軸向應力和孔壓漸進增加并趨于穩(wěn)定，孔壓u>0ffcu2.固結不排水試驗現(xiàn)在是55頁\一共有63頁\編輯于星期一u

=0,cu,并且有效應力莫爾圓是唯一的思考題：可否由不排水試驗確定有效應力強度指標？cu3.不固結不排水試驗Cu依賴于初始狀態(tài)現(xiàn)在是56頁\一共有63頁\編輯于星期一試驗條件與現(xiàn)場條件的對應關系粘土地基上的分層慢速填方

在1層固結后，快速施工2層12軟土地基上的快速填方固結排水試驗固結不排水試驗不固結不排水試驗現(xiàn)在是57頁\一共有63頁\編輯于星期一優(yōu)點：1應力狀態(tài)和應力路徑明確；2排水條件清楚，可控制；3破壞面不是人為固定的缺點：設備相對復雜，現(xiàn)場難以試驗優(yōu)點和缺點真三軸儀空心圓柱扭剪儀現(xiàn)在是58頁\一共有63頁\編輯于星期一無側限抗壓強度試驗三軸壓縮試驗當周圍壓力為零時即為無側限試驗條件，此時只有軸向壓力，所以也稱單軸壓縮試驗。由于試樣的側向力為零，在軸向受壓時，其側向變形不受限制，故又稱無側限壓縮試驗。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能承受的最大軸向壓力稱為無側限抗壓強度，以qu表示現(xiàn)在是59頁\一共有63頁\編輯于星期一無側限抗壓強度