土力學與基礎工程第五章演示文稿目前一頁\總數六十三頁\編于二十一點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目前二頁\總數六十三頁\編于二十一點本章要點

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。目前三頁\總數六十三頁\編于二十一點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)土質土壩的穩定

(2)土壓力

(3)地基的承載力問題目前四頁\總數六十三頁\編于二十一點工程實例－土坡穩定目前五頁\總數六十三頁\編于二十一點工程實例－土壓力目前六頁\總數六十三頁\編于二十一點目前七頁\總數六十三頁\編于二十一點目前八頁\總數六十三頁\編于二十一點目前九頁\總數六十三頁\編于二十一點目前十頁\總數六十三頁\編于二十一點工程實例－地基承載力問題目前十一頁\總數六十三頁\編于二十一點工程實例－地基承載力問題加拿大特朗斯康谷倉目前十二頁\總數六十三頁\編于二十一點概述抗剪強度：土體抵抗剪切破壞的極限能力。破壞準則：土體達到破壞狀態時的應力組合稱為破壞準則。目前十三頁\總數六十三頁\編于二十一點思考

固體之間的摩擦力與土的抗剪強度是否會有一定聯系？？？？目前十四頁\總數六十三頁\編于二十一點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目前十五頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前十六頁\總數六十三頁\編于二十一點庫侖定律f砂土f粘性土c目前十七頁\總數六十三頁\編于二十一點c',

-------有效抗剪強度指標c,

--------總應力抗剪強度指標目前十八頁\總數六十三頁\編于二十一點土的抗剪強度來源摩擦強度粘聚強度CABCAB剪切面----+目前十九頁\總數六十三頁\編于二十一點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目前二十頁\總數六十三頁\編于二十一點思考剪切破壞面的位置？剪切破壞面上滿足什么應力條件？目前二十一頁\總數六十三頁\編于二十一點目前二十二頁\總數六十三頁\編于二十一點τ<τf

彈性平衡狀態

τ=τf

極限平衡狀態

τ>τf

破壞狀態莫爾強度理論目前二十三頁\總數六十三頁\編于二十一點莫爾應力圓目前二十四頁\總數六十三頁\編于二十一點莫爾應力圓(1-3)/2o(1+3)/2？目前二十五頁\總數六十三頁\編于二十一點τ<τf

穩定狀態

τ=τf

極限狀態

τ>τf

破壞狀態土的莫爾－庫侖強度理論目前二十六頁\總數六十三頁\編于二十一點土的莫爾－庫侖強度理論ABDO

=

f極限平衡狀態極限應力圓破壞應力圓目前二十七頁\總數六十三頁\編于二十一點土的極限平衡條件

土體處于極限平衡狀態時的應力組合及強度指標之間的數學表達式稱為極限平衡條件。莫爾－庫侖破壞準則目前二十八頁\總數六十三頁\編于二十一點土的極限平衡條件目前二十九頁\總數六十三頁\編于二十一點土的極限平衡條件目前三十頁\總數六十三頁\編于二十一點土的極限平衡條件目前三十一頁\總數六十三頁\編于二十一點【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？（方法1:方法2:方法3:）目前三十二頁\總數六十三頁\編于二十一點拓展思考

莫爾－庫侖強度理論存在的問題目前三十三頁\總數六十三頁\編于二十一點目前三十四頁\總數六十三頁\編于二十一點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目前三十五頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前三十六頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前三十七頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前三十八頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前三十九頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前四十頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前四十一頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前四十二頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗目前四十三頁\總數六十三頁\編于二十一點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，根據加荷速率的快慢可將之間試驗劃分為快剪固結快剪慢剪目前四十四頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗慢剪快剪固結快剪目前四十五頁\總數六十三頁\編于二十一點直接剪切試驗的優缺點

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，主應力方向發生變化，當剪切變形較大時這一缺陷表現更為突出。目前四十六頁\總數六十三頁\編于二十一點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。目前四十七頁\總數六十三頁\編于二十一點三軸壓縮試驗目前四十八頁\總數六十三頁\編于二十一點三軸壓縮試驗目前四十九頁\總數六十三頁\編于二十一點三軸壓縮試驗目前五十頁\總數六十三頁\編于二十一點目前五十一頁\總數六十三頁\編于二十一點三軸壓縮試驗三軸試驗根據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。目前五十二頁\總數六十三頁\編于二十一點固結排水試驗（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

試驗類型目前五十三頁\總數六十三頁\編于二十一點v=’f=f1.固結排水試驗目前五十四頁\總數六十三頁\編于二十一點u軸向應力和孔壓漸進增加并趨于穩定，孔壓u>0ffcu2.固結不排水試驗目前五十五頁\總數六十三頁\編于二十一點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依賴于初始狀態目前五十六頁\總數六十三頁\編于二十一點試驗條件與現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目前五十七頁\總數六十三頁\編于二十一點優點：1應力狀態和應力路徑明確；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，現場難以試驗優點和缺點真三軸儀空心圓柱扭剪儀目前五十八頁\總數六十三頁\編于二十一點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表示目前五十九頁\總數六十三頁\編于二十一點無側限抗壓強度試