高等土力學(xué)(李廣信)3.1 概述

1、第3章 土的強(qiáng)度,第3章 土的強(qiáng)度,3.1 概述 3.2 土的抗剪強(qiáng)度的機(jī)理 3.3 土的強(qiáng)度與土的物理性質(zhì) 3.4 影響土的強(qiáng)度外部因素 3.5 土的排水與不排水強(qiáng)度 3.6 土的強(qiáng)度理論 3.7 粘性土的抗拉強(qiáng)度,3.1 概述,3.1.1 研究歷史 3.1.2 土的強(qiáng)度的特點(diǎn) 3.1.3 土的屈服、強(qiáng)度和土體破壞 3.1.4 測定土強(qiáng)度的試驗(yàn)方法,3.1.1 研究歷史,4.廣義密塞斯（Mises）和廣義屈雷斯卡（Tresca） 5.現(xiàn)代的強(qiáng)度理論：破壞是應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的最后狀態(tài)：包括在本構(gòu)關(guān)系模型之內(nèi) 6.與時(shí)間有關(guān)、拉伸、斷裂及孔隙水壓力：水力劈裂,1.1776年，庫侖（Coulomb)公

2、式： 2.1900年，莫爾(Mohr): 3.土的抗剪強(qiáng)度f是作用在其破壞面上的正應(yīng)力n的單值函數(shù),3.1.2 土的強(qiáng)度的特點(diǎn),1.土是碎散顆粒的集合，顆粒之間的相互聯(lián)系是一般相對(duì)薄弱的。所以土的強(qiáng)度主要是由顆粒間的相互作用力決定，而不是由顆粒礦物的強(qiáng)度本身決定的。 2.土的破壞主要是剪切破壞，其強(qiáng)度主要表現(xiàn)為抗剪（摩擦）強(qiáng)度。 3.粘聚力：顆粒間的連接粘聚力。 4.三相組成，固體顆粒之間的液體、氣體及液、固、氣間的界面對(duì)于土的強(qiáng)度有很大影響：孔隙水壓力、吸力（毛細(xì)力）。 5.地質(zhì)歷史造成土強(qiáng)度強(qiáng)烈的多變性、結(jié)構(gòu)性和各向異性。 6.土強(qiáng)度的這些特點(diǎn)體現(xiàn)在它受內(nèi)部和外部、微觀和宏觀眾多因素的影響

3、，成為一個(gè)十分復(fù)雜的課題。,1. 屈服與強(qiáng)度：,圖31 土的幾種本構(gòu)關(guān)系模型,2.土的強(qiáng)度和土體破壞,1)土達(dá)到屈服不一定達(dá)到破壞 2)在土體中，局部土達(dá)到強(qiáng)度，不一定引起土體的破壞 3)漸進(jìn)破壞與崩塌、斷裂,塑性區(qū),部分土體達(dá)到強(qiáng)度（屈服），地基并不一定破壞。,圖32 土中的塑性區(qū),厚壁筒內(nèi)壓破壞（內(nèi)壓為面力pip0 ）,彈完全塑性模型計(jì)算的應(yīng)力路徑,彈塑性模型計(jì)算的應(yīng)力路徑,內(nèi)壁點(diǎn)a與外壁點(diǎn)b必須同時(shí)達(dá)到強(qiáng)度線，試樣才會(huì)破壞-部分土體達(dá)到強(qiáng)度（屈服），并不一定整體破壞。,圖33 厚壁筒內(nèi)壓擴(kuò)張的受力與應(yīng)力路徑,隨著內(nèi)筒的壓力增加,分布,p,v,圖34 應(yīng)變軟化與厚壁筒的漸進(jìn)破壞,土的應(yīng)變軟

4、化,壓力與內(nèi)筒的體變,3.1.4 測定土強(qiáng)度的試驗(yàn)方法,1.土破壞(強(qiáng)度）的判斷 2.室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場測試 3.直剪試驗(yàn)與三軸試驗(yàn) 4.復(fù)雜應(yīng)力路徑試驗(yàn)：平面應(yīng)變、真三軸、空心扭剪 5.超靜孔壓與吸力的影響：排水與不排水，非飽和土三軸試驗(yàn),1.土破壞的判斷,1）破壞是應(yīng)力體變過程的最后階段，這時(shí)微小的應(yīng)力增量將會(huì)引起很大的，或者不可控制的應(yīng)變增量； 2）土的破壞主要是剪切破壞； 3）有時(shí)用應(yīng)力比和應(yīng)力差判斷破壞是不一致的。,1 3,峰值強(qiáng)度,殘余強(qiáng)度,圖35 土的幾種破壞形式定義,斷裂,一定應(yīng)變值,破壞是應(yīng)力體變過程的最后階段， 這時(shí)微小的應(yīng)力增量將會(huì)引起很大的， 或者不可控制的應(yīng)變增量。,B：最大應(yīng)力比 (/)max A：最大應(yīng)力差（）max,不