第六章-土的抗剪强度.ppt

2.构筑物环境的安全性问题即土压力问题 3.土工构筑物的稳定性问题 密度（e, ?? ?? 粒径级配（Cu, Cc） 颗粒的矿物成分 对于?：砂土粘性土； 高岭石伊里石蒙特石 粒径的形状（颗粒的棱角与长宽比） 在其他条件相同时： 一般，对于粗粒土，颗粒的棱角提高了内摩擦角? 1、土中一点的应力状态 土体内一点处不同方位的截面上应力的集合（剪应力? 和法向应力?） 莫尔圆与强度包线相离： 莫尔－库仑破坏准则表达式——极限平衡状态条件 土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作用面的夹角为? f 例题分析 【例】地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa，小主应力为200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=15 kPa，? =20o。试问①该单元土体处于何种状态？②单元土体最大剪应力出现在哪个面上，是否会沿剪应力最大的面发生剪破？ 室内试验 野外试验 三、十字板剪切试验 适用于现场测定饱和粘性土的不排水强度，尤其适用于均匀的饱和软粘土 §6.4 排水条件与试验成果的关系 一、总应力强度指标与有效应力强度指标 一、总应力强度指标与有效应力强度指标 二、不同排水条件时的剪切试验方法 三、抗剪强度指标的选用 四、例题分析 【例】对某种饱和粘性土做固结不排水试验，三个试样破坏时的大、小主应力和孔隙水压力列于表中，试用作图法确定土的强度指标ccu、? cu和c ?、? ? §6.5 砂性土的剪切特征 一、砂土的应力～轴向应变～体变 松砂受剪时，颗粒滚落到平衡位置，排列更紧密些，所以体积缩小，把这种因剪切而体积缩小的现象称为剪缩性。 砂土在低周围压力下由于初始孔隙比的不同，剪破时的体积可能小于初始体积，也可能大于初始体积，因此可以想象，砂土在某一初始孔隙比下受剪，它剪破时的体积将等于其初始体积，这一初始孔隙比称为临界孔隙比。 §6.6 粘性土的剪切特征 2. 固结不排水剪（CU） 三轴试验：施加周围压力?3时打开排水阀门，试样完全排水固结，孔隙水压力完全消散。然后关闭排水阀门，再施加轴向压力增量△?，使试样在不排水条件下剪切破坏 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 直剪试验：剪切前试样在垂直荷载下充分固结，剪切时速率较快，使土样在剪切过程中不排水，这种剪切方法为称固结快剪 打开排水阀 关闭排水阀 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? ? ? ?cu ?? A B C 固结不排水强度（CU） 试验表明： 强度包线是一条通过原点的直线。 强度指标： 强度公式： 正常固结粘土 3. 固结排水剪（CD） 三轴试验：试样在周围压力?3作用下排水固结，再缓慢施加轴向压力增量△?，直至剪破，整个试验过程中打开排水阀门，始终保持试样的孔隙水压力为零 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 直剪试验：试样在垂直压力下固结稳定，再以缓慢的速率施加水平剪力，直至剪破，整个试验过程中尽量使土样排水，试验方法称为慢剪 打开排水阀 ? ? ?d ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3＋△? ? 3＋△? 试验表明： 强度包线是一条通过原点的直线，总应力强度包线即为有效应力强度包线。 强度指标： 强度公式： 固结排水强度（CD) 正常固结粘土 cu = qu/2 cu qu = ?? ? ? (4)无侧限压缩试验：?3 =0的不排水试验 二.三轴试验强度指标 （1）当采用三种不同的试验方法来测定其抗剪强度时，其强度包线是不同的。三种方法所得到的强度指标间的关系是： （2）试验结果表明，当用有效应力表示试验结果时，三种剪切试验将得到基本相同的强度包线及十分接近的有效应力强度指标，这就意味着同一种土三种试验的试样将沿着同一平面剪破。 4、三种强度比较 固结排水试验（CD试验） Consolidated Drained Triaxial test (CD) 抗剪强度指标： cd ?d 试验类型汇总 固结不排水试验（CU试验） Consolidated Undrained Triaxial test (CU) 抗剪强度指标：ccu ?cu 不固结不排水试验（UU试验） Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU) 抗剪强度指标： cu ?u （ cuu ?uu ） 三轴试验 土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同而异，对于具体工程问题，应该尽可能根据现场条件决定采用实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标 试验方法 适用条件 不固结不排水剪或快剪 地