土的抗剪強(qiáng)度課件

第七章土的抗剪強(qiáng)度7.1概述7.2土的抗剪強(qiáng)度理論7.3土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)7.4三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙壓力系數(shù)7.5飽和黏性土的抗剪強(qiáng)度7.6應(yīng)力路徑在強(qiáng)度問題中的應(yīng)用7.7無黏性土的抗剪強(qiáng)度第七章土的抗剪強(qiáng)度7.1概述7.1概述1、土的抗剪強(qiáng)度：土體抵抗剪應(yīng)力的極限值，或土體抵抗剪切破壞的受剪能力。2、工程中的剪切破壞3、剪切試驗(yàn)7.1概述1、土的抗剪強(qiáng)度：土體抵抗剪應(yīng)力的極限值，或土體各種類型的滑坡崩塌平移滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)流滑滑裂面各種類型的滑坡崩塌平移滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)流滑滑裂面1994年4月30日崩塌體積400萬方，10萬方進(jìn)入烏江死4人，傷5人，失蹤12人；擊沉多艘船只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡滑坡體崩入烏江近百萬方；江水位差數(shù)米，無法通航。烏江武隆雞冠嶺

山體崩塌1994年4月30日烏江武隆雞冠嶺

山體崩塌滑坡堰塞湖—易貢湖湖水每天上漲50cm！天然壩

壩高290m滑坡堰塞湖

庫容15億方2000年西藏易貢巨型滑坡滑坡堰塞湖—易貢湖天然壩2000年西藏易貢巨型滑坡錨固破壞整體滑動(dòng)底部破壞土體下沉墻體折斷擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞錨固破壞整體滑動(dòng)底部破壞土體下沉墻體折斷擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞廣州京光廣場基坑塌方使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉庫倒塌，死3人，傷17人廣州京光廣場基坑塌方使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉庫倒塌，死3大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾地基的破壞地基P滑裂面地基的破壞地基P滑裂面某谷倉地基的破壞某谷倉地基的破壞砂土的液化(liquefaction)日本新瀉1964年地震引起大面積液化砂土的液化(liquefaction)日本新瀉1964年地震土壓力邊坡穩(wěn)定性地基承載力振動(dòng)液化特性擋土結(jié)構(gòu)物破壞各種類型的滑坡地基的破壞砂土的液化核心問題:土體的強(qiáng)度理論土壓力擋土結(jié)構(gòu)物破壞核心問題:土體的強(qiáng)度理論7.2土的抗剪強(qiáng)度理論一、庫倫公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)二、莫爾——庫倫強(qiáng)度理論及極限平衡條件7.2土的抗剪強(qiáng)度理論一、庫倫公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)法國軍事工程師，在摩擦、電磁方面做出了奠基性的貢獻(xiàn)。1773年發(fā)表了關(guān)于土壓力方面論文，成為土壓力的經(jīng)典理論庫侖（C.A.Coulomb）(1736-1806)§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

直剪試驗(yàn)與庫倫公式法國軍事工程師，在摩擦、電磁方面做出了奠基性的貢獻(xiàn)。1773直剪試驗(yàn)PT土樣下盒上盒S面積A直剪試驗(yàn)法向應(yīng)力

：剪應(yīng)力

：剪切變形S

1

S

2

3直剪試驗(yàn)PT土樣下盒上盒S面積A直剪試驗(yàn)法向應(yīng)力直剪試驗(yàn)的強(qiáng)度包線

S

1

2

3

Oc庫侖公式：（1776）

f1

f2

f3

f

：土的抗剪強(qiáng)度

tg：摩擦強(qiáng)度-正比于壓力：土的內(nèi)摩擦角c：粘聚強(qiáng)度-與所受壓力無關(guān)§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

直剪試驗(yàn)與庫倫公式直剪試驗(yàn)的強(qiáng)度包線S123Oc庫侖公式：（17土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)，稱為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)當(dāng)采用總應(yīng)力時(shí)，稱為總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)當(dāng)采用有效應(yīng)力時(shí)，稱為有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對無粘性土通常認(rèn)為，粘聚力C=0庫侖公式:§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

直剪試驗(yàn)與庫倫公式土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)，稱為抗剪摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度：決定于剪切面上的正應(yīng)力σ和土的內(nèi)摩擦角

由顆粒之間發(fā)生滑動(dòng)時(shí)顆粒接觸面粗糙不平所引起，與顆粒的形狀，礦物組成，級配等因素有關(guān)0.020.060.20.6230

20

顆粒直徑(mm)滑動(dòng)摩擦角

u粗粉細(xì)砂中砂粗砂滑動(dòng)摩擦咬合摩擦包括如下兩個(gè)組成部分：滑動(dòng)摩擦§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度：決定于剪切面上的正應(yīng)力σ和土的內(nèi)摩摩擦強(qiáng)度：決定于剪切面上的正應(yīng)力σ和土的內(nèi)摩擦角

滑動(dòng)摩擦咬合摩擦包括如下兩個(gè)組成部分：是指相鄰顆粒對于相對移動(dòng)的約束作用當(dāng)發(fā)生剪切破壞時(shí)，相互咬合著的顆粒A必須抬起，跨越相鄰顆粒B，或在尖角處被剪斷（C），才能移動(dòng)土體中的顆粒重新排列，也會(huì)消耗能量咬合摩擦CABCAB剪切面§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度：決定于剪切面上的正應(yīng)力σ和土的內(nèi)摩擦角滑動(dòng)摩擦強(qiáng)度密度粒徑級配顆粒的礦物成分粒徑的形狀粘土顆粒表面的吸附水膜影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素:§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理摩擦強(qiáng)度密度影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素:§5.2土凝聚強(qiáng)度細(xì)粒土：粘聚力c取決于土粒間的各種物理化學(xué)作用力作用機(jī)理：庫倫力（靜電力）、范德華力、

膠結(jié)作用力和毛細(xì)力等影響因素：地質(zhì)歷史、粘土顆粒礦物成分、

密度與離子濃度粗粒土：一般認(rèn)為是無粘性土，不具有粘聚強(qiáng)度：當(dāng)粗間有膠結(jié)物質(zhì)存在時(shí)可具有一定的粘聚強(qiáng)度非飽和砂土，粒間受毛細(xì)壓力，具有假粘聚力§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理凝聚強(qiáng)度細(xì)粒土：粘聚力c取決于土粒間的各種物理化學(xué)作二、莫爾——庫倫強(qiáng)度理論及極限平衡條件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τf

是該面上法向應(yīng)力

的函數(shù)，即τf

＝f(

)莫爾包線(或稱為抗剪強(qiáng)度包線)：這個(gè)函數(shù)在τf

～

坐標(biāo)中的一條曲線二、莫爾——庫倫強(qiáng)度理論及極限平衡條件1910年莫爾(Moh應(yīng)力莫爾圓

O2

1

3rp大主應(yīng)力：小主應(yīng)力:圓心：半徑：

zx

z

xz

x

1

(z,zx)(x,xz)莫爾圓：單元的應(yīng)力狀態(tài)圓上點(diǎn)：一個(gè)面上的

與

莫爾圓轉(zhuǎn)角2：作用面轉(zhuǎn)角§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論應(yīng)力莫爾圓O213rp大主應(yīng)力：小主應(yīng)力:圓心：半莫爾—庫侖強(qiáng)度理論：由庫倫公式表示莫爾包線的強(qiáng)度理論。莫爾—庫侖強(qiáng)度理論：由庫倫公式表示莫爾包線的強(qiáng)度理論。莫爾圓應(yīng)力分析符號規(guī)定材料力學(xué)+-正應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正壓為負(fù)順時(shí)針為正逆時(shí)針為負(fù)+-土力學(xué)壓為正拉為負(fù)逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù)§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論莫爾圓應(yīng)力分析符號規(guī)定材料力學(xué)+-正應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正順時(shí)針土的抗剪強(qiáng)度PPT課件土的抗剪強(qiáng)度PPT課件極限平衡應(yīng)力狀態(tài)§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：當(dāng)一面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到

=f土的強(qiáng)度包線：所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾圓的公切線

切點(diǎn)=破壞面極限平衡應(yīng)力狀態(tài)§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–莫爾-庫侖強(qiáng)應(yīng)力莫爾圓與強(qiáng)度包線

f強(qiáng)度包線以下：任何一個(gè)面上的一對應(yīng)力

與都沒有達(dá)到破壞包線，不破壞與破壞包線相切：有一個(gè)面上的應(yīng)力達(dá)到破壞與破壞包線相交：有一些平面上的應(yīng)力超過強(qiáng)度

§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論

不可能發(fā)生應(yīng)力莫爾圓與強(qiáng)度包線f強(qiáng)度包線以下：任何一個(gè)面上的一對土單元的某一個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)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）在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似f=c+

tg

某土單元的任一個(gè)平面上=f

，該單元就達(dá)到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài)莫爾—庫侖強(qiáng)度理論§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論土單元的某一個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度f是該面上作用的法向應(yīng)力的

O

c

f=c+

tg

1

3莫爾-庫侖強(qiáng)度理論的破壞準(zhǔn)則土的極限平衡條件：處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，

1和3之間應(yīng)滿足的關(guān)系無粘性土§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論Ocf=c+tg13莫爾-庫侖強(qiáng)度理論的破壞土單元是否破壞的判別根據(jù)極限平衡條件可以用來判別一點(diǎn)土體是否已發(fā)生剪切破壞計(jì)算主應(yīng)力

1,3：確定土單元體的應(yīng)力狀態(tài)（

x，z，xz）判別是否剪切破壞：由

3

1f，比較1和1f由

1

3f，比較3和3f由

1,3

m，比較和

m§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論土單元是否破壞的判別根據(jù)極限平衡條件可以用來判別一點(diǎn)土體是否

c

f=c+

tg

O土單元是否破壞的判別

1=1f

極限平衡狀態(tài)

（破壞）

1<1f

安全狀態(tài)

1>1f

不可能狀態(tài)

（破壞）

1f

3方法一：由

3

1f，比較1和1f§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論cf=c+tgO土單元是否破壞的判別1=1

O

c

f=c+

tg

土單元是否破壞的判別方法二：由

1

3f，比較3和3f

3=3f

極限平衡狀態(tài)

（破壞）

3>3f

安全狀態(tài)

3<3f

不可能狀態(tài)

（破壞）

1

3f§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論Ocf=c+tg土單元是否破壞的判別方法二：

O

f=c+

tg

Oc

土單元是否破壞的判別方法三：由

1,3

m，比較和

m

m<

安全狀態(tài)

m=極限平衡狀態(tài)

（破壞）

m>不可能狀態(tài)

（破壞）處于極限平衡狀態(tài)所需的內(nèi)摩擦角§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論Of=c+tgOc土單元是否破壞的判別方法三剪切破壞面的位置

3

1f22=90+=45+/2

O

1f

3可見土體破壞的剪切破壞不在45o最大剪應(yīng)力面上，為什么？與大主應(yīng)力面夾角:2§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論剪切破壞面的位置31f22=90+=45+小結(jié)直剪試驗(yàn)與庫侖公式土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論直剪試驗(yàn)庫侖公式土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和

應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓極限平衡應(yīng)力狀態(tài)莫爾-庫侖強(qiáng)度理論土體破壞判斷方法滑裂面的位置摩擦強(qiáng)度：滑動(dòng)、咬合摩擦凝聚強(qiáng)度§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論–

莫爾-庫侖強(qiáng)度理論小結(jié)直剪試驗(yàn)與庫侖公式直剪試驗(yàn)應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓摩擦強(qiáng)度莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系τ＝τf

莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系τ＝τf土的抗剪強(qiáng)度PPT課件7.3土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)一、直接剪切試驗(yàn)二、三軸壓縮試驗(yàn)三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)四、十字板剪切試驗(yàn)7.3土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)一、直接剪切試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)：直剪試驗(yàn)三軸試驗(yàn)等野外試驗(yàn)：十字板扭剪試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)等抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：擾動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件

清楚，易重復(fù)缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條

件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位

強(qiáng)度§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)：抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：應(yīng)力和直剪試驗(yàn)PT土樣下盒上盒S面積A

Oc

1

S

2

3

f1

f2

f3直剪儀(directsheartestapparatus)§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)PT土樣下盒上盒S面積AOc1S2直剪試驗(yàn)的類型(1)固結(jié)慢剪施加正應(yīng)力-充分固結(jié)剪切速率很慢，<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)剪切破壞通過控制剪切速率近似模擬排水條件§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)的類型(1)固結(jié)慢剪通過控制剪切速率近似模擬排水條直剪試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)備和操作簡單人為固定剪切面剪切面應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)力、應(yīng)變不均勻主應(yīng)力方向旋轉(zhuǎn)剪切面積逐漸減小排水條件不明確PT土樣TP試樣內(nèi)的變形分布§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)備和操作簡單PT土樣TP試樣內(nèi)的§5.3直剪試驗(yàn)中的應(yīng)力狀態(tài)PPT

z=P/A

x=k0

z

xz=0剪切前剪切破壞時(shí)

xz

z=P/A

x

O

z=P/Ak0

z剪切前剪切破壞時(shí)§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)中的應(yīng)力狀態(tài)PPTz=P/Ax=k0zxz=§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)Casagrande1930年首先使用試樣采用圓柱形土樣，用橡皮膜包裹，放在密封壓力室的壓力水中，施加軸向力，應(yīng)力狀態(tài)明確；變形量測簡單可控制排水條件；可完整的描述試樣受力、變形和破壞的全過程；可進(jìn)行不同應(yīng)力路徑的試驗(yàn)三軸：同“單軸”對應(yīng)，表明土樣在三個(gè)方向受力常規(guī)：同“真”對應(yīng)，表明土樣在兩個(gè)方向受到相同壓力（室壓力）的作用，并非真正的三軸應(yīng)力常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)Casagrande1930年§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)主機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)壓調(diào)壓系統(tǒng)量測系統(tǒng)常規(guī)三軸

壓縮試驗(yàn)儀壓力室壓力室

底座主機(jī)馬達(dá)主機(jī)

框架離合器組成：§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)主機(jī)系統(tǒng)常規(guī)三軸

壓縮試驗(yàn)儀壓§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)主機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)壓調(diào)壓系統(tǒng)量測系統(tǒng)常規(guī)三軸

壓縮試驗(yàn)儀組成：壓力泵或高壓氮?dú)馄空{(diào)壓閥壓力表§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)主機(jī)系統(tǒng)常規(guī)三軸

壓縮試驗(yàn)儀§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)主機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)壓調(diào)壓系統(tǒng)量測系統(tǒng)常規(guī)三軸

壓縮試驗(yàn)儀組成：孔壓傳感器體變管軸向位移量測軸向力

量測§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)主§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)儀試樣水穩(wěn)壓調(diào)壓系統(tǒng)排水管或孔壓量測閥門軸向活塞有機(jī)玻璃罩橡皮膜透水石頂帽壓力室

及試樣閥門馬達(dá)橫梁量力環(huán)百分表§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)儀試樣水穩(wěn)壓§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)通常試驗(yàn)分為兩個(gè)階段：施加周圍壓力

3：過程中，允許試樣排水稱為固結(jié)；不允許試樣排水稱為不固結(jié)

c

c

c

c施加軸向力，

進(jìn)行剪切：

c

c

c

c

過程中，允許試樣排水稱為排水；不允許試樣排水稱為不排水§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)通常試驗(yàn)分應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法方法：固結(jié)：試樣施加圍壓力1=2=3

剪切：施加應(yīng)力差Δ

1=1-3

應(yīng)力特點(diǎn)：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1側(cè)向應(yīng)力總是相等x=y，且為中、小主應(yīng)力

2=3試樣水壓

力c軸向力F§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

三軸試驗(yàn)應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法方法：應(yīng)力特點(diǎn)：試樣水壓

力c軸向力§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)[UU]

unconsolidated-undrainedtest固結(jié)不排水試驗(yàn)[CU]

consolidated-undrainedtest固結(jié)排水試驗(yàn)[CD]

consolidated-drainedtest常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)conventionaltriaxialcompressiontest§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)固結(jié)排水試驗(yàn)試驗(yàn)過程：試樣圍壓

力3閥門閥門馬達(dá)橫梁量力環(huán)百分表量水管施加圍壓

，排水閥門始終打開，充分排水施加(1-

)進(jìn)行剪切時(shí)，排水閥門始終打開。剪切速度慢足以使孔壓消散測定：軸向變形：軸向應(yīng)變軸向力：軸向應(yīng)力排水量：體積應(yīng)變§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)固結(jié)排水試驗(yàn)試驗(yàn)過程：試樣圍壓

§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)典型試驗(yàn)結(jié)果50403020100

1-3(100kPa)

3=2500kPa1500900500300100510246

v(%)

1(%)30050090015002500與圍壓有關(guān)非線性剪脹性糯扎渡高心墻堆石壩心墻礫石土料試驗(yàn)結(jié)果固結(jié)排水試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)典型試驗(yàn)結(jié)果501-3(1§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)變形模量：泊松比：一般化的應(yīng)力應(yīng)變曲線1Ei1Et土的一般化的應(yīng)力應(yīng)變曲線

彈性模量固結(jié)排水試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)變形模量：泊松比：一般化的應(yīng)試驗(yàn)過程施加圍壓

，排水閥門始終打開，充分排水施加(1-

)進(jìn)行剪切時(shí)，排水閥門關(guān)閉。用孔壓傳感器量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力u測定：軸向變形：軸向應(yīng)變軸向力：軸向應(yīng)力孔隙水壓力試樣圍壓

力3閥門閥門馬達(dá)橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測固結(jié)不排水試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)過程施加圍壓，排水閥門始終打開，充分排水測定：試樣典型試驗(yàn)結(jié)果：20151050

1-3(100kPa)

3=2500kPa15009005003001005104812

u(kPa)

1(%)30050090015002500糯扎渡高心墻堆石壩心墻礫石土料試驗(yàn)結(jié)果與圍壓有關(guān)非線性剪切過程產(chǎn)生孔壓固結(jié)不排水試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)典型試驗(yàn)結(jié)果：201-3(100kPa)3=250試驗(yàn)過程：關(guān)閉排水閥門，連接孔壓傳感器，施加圍壓

，量測超靜孔隙水壓力uB施加(1-

)進(jìn)行剪切時(shí)，關(guān)閉排水閥門。用孔壓傳感器量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力uA試樣圍壓

力3閥門閥門馬達(dá)橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測不固結(jié)不排水試驗(yàn)測定：軸向變形：軸向應(yīng)變軸向力：軸向應(yīng)力孔隙水壓力§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)過程：關(guān)閉排水閥門，連接孔壓傳感器，施加圍壓，量測

1-3

1(1-3)f(1-3)f破壞偏差應(yīng)力取值方法松砂密砂取曲線的最大偏差應(yīng)力值作為(

1-3)f取規(guī)定的軸向應(yīng)變值（通常15%）所相應(yīng)的偏差應(yīng)力作為(

1-3)f以最大有效主應(yīng)力比((

1/3)max處的偏差應(yīng)力值作為(

1-3)f15%§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

三軸試驗(yàn)1-31(1-3)f(1-3)f破壞偏差應(yīng)力取

1-3

1

3=100kPa

3=300kPa

3=500kPa三軸試驗(yàn)確定土的強(qiáng)度包線

O

3

1f強(qiáng)度包線c

由不同圍壓

的三軸試驗(yàn)，得到破壞時(shí)相應(yīng)的（

1-

)f分別繪制破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，其公切線即為強(qiáng)度包線，可得強(qiáng)度指標(biāo)c與15%(1-3)f§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

三軸試驗(yàn)1-313=100kPa3=300kPa3=50固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）

ConsolidatedDrainedTriaxialtest(CD) 總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：cd

d（c

）試驗(yàn)類型與強(qiáng)度指標(biāo)固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU試驗(yàn)） ConsolidatedUndrainedTriaxialtest(CU) 總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：ccu

cu不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU試驗(yàn)） UnconsolidatedUndrainedTriaxialtest(UU) 總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：cu

u（

cuu

uu）§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

三軸試驗(yàn)固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）試驗(yàn)類型與強(qiáng)度指標(biāo)不固結(jié)不排水試驗(yàn)（常規(guī)三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)單元體試驗(yàn)，試樣內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變相對均勻應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確排水條件清楚，可控制破壞面不是人為固定的設(shè)備操作復(fù)雜現(xiàn)場無法試驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)不能反映

2的影響說明：

3＝0即為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–

三軸試驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)單元體試驗(yàn)，試樣內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變相對均勻說明：三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)一般適用于測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M§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)一般適用于測定軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)M§5.3M2

fv

fhM1DHM假定土體為各向同性，

fh=fv=f：十字板剪切試驗(yàn)§5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定試驗(yàn)–十字板剪切試驗(yàn)M2fvfhM1DHM假定土體為各向同性，fh=fv一、直接剪切試驗(yàn)一、直接剪切試驗(yàn)土的抗剪強(qiáng)度PPT課件土的抗剪強(qiáng)度PPT課件1、直接剪切試驗(yàn)方法：快剪試驗(yàn)固結(jié)快剪慢剪試驗(yàn)2、直接剪切試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)1、直接剪切試驗(yàn)方法：二、三軸壓縮試驗(yàn)二、三軸壓縮試驗(yàn)§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)小結(jié)試驗(yàn)儀器試驗(yàn)方法典型試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)[UU]固結(jié)不排水試驗(yàn)[CU]固結(jié)排水試驗(yàn)[CD]

§3.6常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)小結(jié)試驗(yàn)儀器不固結(jié)不排水試土的抗剪強(qiáng)度PPT課件1、三軸壓縮試驗(yàn)方法：（1）不固結(jié)不排水試驗(yàn)(UUTest)（2）固結(jié)不排水試驗(yàn)(CUTest)（3）固結(jié)排水試驗(yàn)(CDTest)2、三軸壓縮試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)1、三軸壓縮試驗(yàn)方法：四、十字板剪切試驗(yàn)四、十字板剪切試驗(yàn)附加應(yīng)力情況三軸應(yīng)力狀態(tài)

1

3

2

1﹥2=3三軸應(yīng)力狀態(tài)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)偏差應(yīng)力狀態(tài)附加應(yīng)力情況三軸應(yīng)力狀態(tài)1321﹥2=3三

1

3

2三軸應(yīng)力狀態(tài)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)偏差應(yīng)力狀態(tài)

3

3

3

1-3

1-3==++附加應(yīng)力情況三軸應(yīng)力狀態(tài)

u

uB

uA132三軸應(yīng)力狀態(tài)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)偏差應(yīng)力狀態(tài)附加應(yīng)力情況三軸應(yīng)力狀態(tài)關(guān)閉排水閥門，連接孔壓傳感器，施加圍壓

，量測超靜孔隙水壓力uB施加(1-

)進(jìn)行剪切時(shí)，關(guān)閉排水閥門。用孔壓傳感器量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力uA試樣圍壓

力3閥門閥門馬達(dá)橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測不固結(jié)不排水試驗(yàn)附加應(yīng)力情況三軸應(yīng)力狀態(tài)關(guān)閉排水閥門，連接孔壓傳感器，施加附加應(yīng)力情況三軸應(yīng)力狀態(tài)

等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)孔隙流體產(chǎn)生超靜孔壓

uB土骨架有效附加應(yīng)力：3-uB孔隙流體的體積變化：土骨架體積變化：不排水、不排氣：ΔV1=ΔV2

3

3

3

uB體積V孔隙率n孔隙流體和土骨架為彈性體，其體積壓縮系數(shù)分別為Cf和Cs附加應(yīng)力情況三軸應(yīng)力狀態(tài)

等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)孔隙流體產(chǎn)附加應(yīng)力情況孔壓系數(shù)B：表示單位周壓力增量所引起的孔壓力增量飽和土：Cf=CwCs B1.0干土：Cf﹥﹥Cs B=0非飽和土：B=0-1之間B是一個(gè)反映土飽和程度的指標(biāo)三軸應(yīng)力狀態(tài)

等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)

3

3

3

uB體積V孔隙率n孔隙流體和土骨架為彈性體，其體積壓縮系數(shù)分別為Cf和Cs附加應(yīng)力情況孔壓系數(shù)B：表示單位周壓