《巖土力學(xué)課件-第五章 土的抗剪強(qiáng)度》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《巖土力學(xué)課件-第五章 土的抗剪強(qiáng)度（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2021-5-29巖土力學(xué) 第五章 土的抗剪強(qiáng)度1 概述一、抗剪強(qiáng)度的基本概念土的強(qiáng)度是指一部分土體相對于另一部分土體滑動時的抵抗力，實質(zhì)上就是土體與土體之間的摩擦力。土的抗剪強(qiáng)度，首先決定于它本身的性質(zhì)，即土的組成，土的狀態(tài)和土的結(jié)構(gòu)，這些性質(zhì)又與它形成的環(huán)境和應(yīng)力歷史等因素有關(guān)；其次還決定于它當(dāng)前所受的應(yīng)力狀態(tài)。 2021-5-29巖土力學(xué)滑動面 滑前邊坡原地面滑動面圖5-1 土坡滑動圖5-2 地基失穩(wěn) 2021-5-29巖土力學(xué) 二、工程中常見的強(qiáng)度問題（1）土作為土工結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性問題 如人工筑成的路堤，土壩的邊坡以及天然土坡等的穩(wěn)定性問題。（2）土作為工程結(jié)構(gòu)的環(huán)境的問題 即土壓力問

2、題。這和邊坡穩(wěn)定問題有直接聯(lián)系，若邊坡較陡不能保持穩(wěn)定，又由于場地或其他條件限制而不允許采用平緩邊坡時，就可以修筑擋土墻來保持力的平衡。這類工程問題如擋土墻、橋臺、地下隧道等。（3）土作為建筑物的地基問題，即地基承載力的問題。三、土的抗剪強(qiáng)度測試方法室內(nèi)試驗：應(yīng)力狀態(tài)被改變，取土過程受到干擾原位測試：精度不高 2021-5-29巖土力學(xué) 2 土的抗剪強(qiáng)度和破壞理論屈服或塑流：軟土一、土的屈服與破壞1理想彈、塑性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)力-應(yīng)變成直線關(guān)系 變形是完全彈性的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是 唯一的，與應(yīng)力路徑和應(yīng)力歷史無關(guān) 稱屈服應(yīng)力或破壞應(yīng)力 y)( 31 a 31 y)( 31 b ba 123

3、應(yīng)變硬化應(yīng)變軟化彈性階段1圖5-3 2021-5-29巖土力學(xué) 2土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（1）正常固結(jié)（松砂），圖5-3曲線（3） 加工硬化, 屈服點至b點, 無峰值（2）超固結(jié)（密松），圖5-3曲線（2） 加工軟化，出現(xiàn)峰值3實際計算時土的彈塑性問題（1）按線彈性體（2）按理想塑性材料二、莫爾庫倫破壞理論（一）土的破壞理論1廣義特萊斯卡理論土體受反復(fù)剪切作用殘余強(qiáng)度常用峰值強(qiáng)度取值: 1- 3 13 =300kpa3 =200kpa3 =100kpa圖5-4 土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 2021-5-29巖土力學(xué) fS231 )( 321 fS f2廣義密色斯理論式中 E材料的彈性模量 材料的泊松比 畸

4、變能的極限值 ， 3莫爾庫倫理論 圖5-5 固定剪切面的剪切試驗fwvE 16)()()( 231232221 v fw )()( 32111 IIfwf 2021-5-29巖土力學(xué) （1）庫倫公式基本形式（總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度公式）式中 剪切破壞面上的剪應(yīng)力，即土的抗剪強(qiáng)度 破壞面上的法向應(yīng)力 土的粘聚力，對于無粘性土， 土的內(nèi)摩擦角* 稱為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，同一種土，它們與試驗方法有關(guān)（2）有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度公式式中 剪切破壞面上的有效法向應(yīng)力 u 土中的超靜孔隙水壓力 土的有效粘聚力 土的有效內(nèi)摩擦角， 土的有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，對于同一種土，其值理論上與試驗 方法無關(guān)，應(yīng)接近于常數(shù)。 tgcf fc

5、0c,c tg)( uctgcf c c 2021-5-29巖土力學(xué) 4莫爾抗剪強(qiáng)度公式當(dāng)應(yīng)力變化范圍不很大時可用庫倫直線代替莫爾破壞包線（二）莫爾庫倫破壞準(zhǔn)則極限平衡條件1土體中剪切破壞面位置的確定（1）在地面荷載p作用下，土中某點M的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力圓在強(qiáng)度包線下面，該點應(yīng)力條件處于彈性狀態(tài)應(yīng)力圓正好與強(qiáng)度相切，該點處于極限平衡狀態(tài) )( ff )( ff .A.C.B Mp 2021-5-29巖土力學(xué) 245,245 即 ctg2ctg2 2sin 31 3131 31 cc cos2)sin1()sin1( 31 cO 450+/2450+/2 1f圖5-7 土的破裂面確定 2021-5-

6、29巖土力學(xué) 又因故得（5-7）又因得：故公式（5-7）可寫為： sin1 sin1sin1 sin1sin1cos 2 sin1 sin12sin1 sin131 c sin1 sin12sin1 sin113 c2cos2sin1 22 2cos2sin2sin 4tg1 baa tgtg1 tgbtgb)tg(a 24tgsin1 sin1 2 24224tg 24224tg213 231 tgc tgc 2021-5-29巖土力學(xué) 若，即對潔凈的砂土，則有 當(dāng) 時，0c 24tg 24tg213 231 0 c231 c2 13 歸納莫爾庫倫破壞理論，可表達(dá)為如下三個要點：1破壞面上，

7、材料的抗剪強(qiáng)度是法向應(yīng)力的函數(shù)?？杀磉_(dá)為：2當(dāng)法向應(yīng)力不很大時，抗剪強(qiáng)度可簡化為法向應(yīng)力的線性函數(shù)，即表示為庫倫公式)( ff tgc f 2021-5-29巖土力學(xué) 3土單元體中，任何一個面上的剪應(yīng)力大于該面上土的抗剪強(qiáng)度，土單元體即發(fā)生破壞，用破壞準(zhǔn)則表示即為式（5-7）至式（5-10）的極限平衡條件（三）極限平衡條件的應(yīng)用達(dá)到極限平衡所要求的內(nèi)磨擦角單元體已破壞單元體處于彈性平衡狀態(tài)單元體處于塑性平衡狀態(tài) 達(dá)極限平衡所要求的大主應(yīng)力 土體已破壞，反之，處于彈性平衡狀態(tài)m m m m )245(tg231 mm 1 mm mmm 31 311sin 2021-5-29巖土力學(xué) 3 土的抗剪

8、強(qiáng)度試驗方法一、三軸剪切試驗（一）常規(guī)三軸剪切試驗方法（1）排水剪：圖及試驗結(jié)果見第四章第二節(jié)（2）不排水剪：詳細(xì)討論見第五節(jié) 圖5-11 不排水剪切的應(yīng)力-應(yīng)變-孔壓關(guān)系曲線密實中密軸向應(yīng)變 1 (%) u)( 31 密實中密松0松-1000-50050100 2021-5-29巖土力學(xué) （二）破壞包線和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)1從應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線尋找破壞時的偏差應(yīng)力 的方法有三種（1）取曲線的最大偏差應(yīng)力值 當(dāng)需要用土的殘余強(qiáng)度時取 試驗曲線的終值 作（2）以最大有效主應(yīng)力比處的偏差應(yīng)力值作為（3）取規(guī)定的軸向應(yīng)變值 所相應(yīng)的偏差應(yīng)力作為 值2包絡(luò)線的作法由 可作出包絡(luò)線f)( 31 r)( 31

9、f)( 31 f)( 31 %)20%15( f)( 31 max/3/1 )/( 33 3131 )( f ff )( 31 lr)( 31 f)( 31 2021-5-29巖土力學(xué) （三）三軸試驗中的應(yīng)力路徑和破壞主應(yīng)力線1三軸排水0 0 31 u增加偏差應(yīng)力 131 131 21)(21 21)(21 qp所以應(yīng)力路徑：直線 p=q*破壞主應(yīng)力線 ，破壞點的連線 fK圖5-13 排水剪切應(yīng)力路徑a pKf q 450 2021-5-29巖土力學(xué) 2三軸不排水試驗a. 總應(yīng)力（不考慮 ）增加 ，有b. 有效應(yīng)力路徑增加其中 ， 所以u不是常量。1 03 uqp q q tuppu )( 1

10、 1 Au 450a pKfq=(1- 3)/2P=( 1+ 3)/2 P/=( 1/+ 3/)/2 圖5-14 不排水剪切應(yīng)力路徑Kf/ 2021-5-29巖土力學(xué) c3）破壞包線與破壞主應(yīng)力線關(guān)系故又故 sintg AOAOR sintg 1 tgtg caOO cos cossinsintgtg c cca圖5-15破壞包線與破壞主應(yīng)力線 2021-5-29巖土力學(xué) （四） 三軸試驗的發(fā)展令31 32 b )1( )0( 321 331 bb 三軸伸長試驗三軸壓縮試驗研究各向同性土體空心圓柱扭剪試驗儀真三軸試驗儀平面應(yīng)變試驗儀 : 2021-5-29巖土力學(xué) 二、直剪試驗（一）試驗設(shè)備和

11、試驗方法設(shè)備：應(yīng)變控制式直接剪切儀取破壞時的正應(yīng)力和剪應(yīng)力值作出 曲線取值： 取剪應(yīng)力剪變形曲線峰值為取值： 曲線之終值 f ff f S 2021-5-29巖土力學(xué) （二）優(yōu)缺點及新發(fā)展優(yōu)點：（1）固結(jié)快，試驗歷時短 （2）無側(cè)向膨脹 曲豎向變形直接算出缺點：（1）剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，中間小邊緣大 （2）不能控制排水條件，無法測出孔隙水壓力 （3）剪切面上土的性值不能代表其他部位土深基坑不能做直剪試驗，應(yīng)作三軸試驗發(fā)展方向：單剪儀V 2021-5-29巖土力學(xué) uq 13 ,0根據(jù)土的極限平衡條件 245tgc21 uq0uwhen 245tgc2 uuf Cq 0,1 u If Th

12、en應(yīng)用：1 代替三軸試驗（當(dāng)）2 可用來求土的靈敏度 缺點：1 太軟土（流塑）不可2 試驗快 , 水來不及排除 uut qqS 0u 2021-5-29巖土力學(xué) （一）土的原位測試技術(shù)的優(yōu)點1可在現(xiàn)場進(jìn)行，避免取樣2涉及的土體積比室內(nèi)試驗樣品大很多3可連續(xù)進(jìn)行，可得到完整的土層剖面及物理力學(xué)指標(biāo)4具有快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點土的原位測試技術(shù)的缺點1難于控制測試中的邊界條件，如排水條件和應(yīng)力條件2測試數(shù)據(jù)和土的工程性質(zhì)的關(guān)系建立在統(tǒng)計經(jīng)驗關(guān)系上3測試設(shè)備進(jìn)入土層對土層也有一定擾動4試驗應(yīng)力路徑無法很好控制，試驗時的主應(yīng)力方向與實際 工程往往不一致5應(yīng)變場不均勻，應(yīng)變速率大于實際工程的正常固結(jié) 2021-

13、5-29巖土力學(xué) （二）十字板剪切試驗適用范圍測定正常固結(jié)飽和軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度 和靈敏度（三）測試原理：其中：假（各向同性） 柱體的上、下面的抗剪強(qiáng)度對圓心所產(chǎn)生的抗扭力矩 圓柱面上的剪應(yīng)力對圓心所產(chǎn)生的抗扭力矩)0( u uC tS)3(22 max DHD MC fu ffvfh 21max MMM 1M2M1影響測試精度的主要因素（1）旋轉(zhuǎn)速率（2）土的各向異性（3）十字板頭規(guī)格fvfhhv CC 圖5-23 2021-5-29巖土力學(xué) （4）排水條件（5）軸桿與孔壁摩擦2成果分析應(yīng)用（1）計算軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度峰值，殘余峰和靈敏度（2）繪制 隨深度變化曲線（3）土的長期強(qiáng)度僅

14、為峰值強(qiáng)度的6070%，應(yīng)修正（4）十字板不排水抗剪強(qiáng)度的應(yīng)用a. 計算地基承載力b. 預(yù)估單樁承載力c. 求軟粘土靈敏度d. 軟土地區(qū)堤壩的臨界高度e. 地基抗滑穩(wěn)定分析f. 估計土的液性指數(shù)g. 檢驗地基加固效果 h. 根據(jù) 變化曲線關(guān)系，判定軟土固結(jié)歷史uC uC CH 3.0LIhCu 2021-5-29巖土力學(xué) 4 土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理和影響因素一、摩擦強(qiáng)度一般由兩部分組成：一是顆粒之間滑動時產(chǎn)生的滑動摩擦，一是顆粒之間脫離咬合狀態(tài)而移動所產(chǎn)生的咬合摩擦?；瑒幽Σ僚c顆粒形狀、礦物組成、級配有關(guān)咬合摩擦與土的密度、磨圓度有關(guān)影響（粗粒土）的因素：（1）密度（2）粒經(jīng)級配 （3）顆粒形狀（4

15、）礦物成分 2021-5-29巖土力學(xué) 二、粘聚強(qiáng)度 細(xì)粒土的粘聚力取決于土粒間的各種物理化學(xué)作用力，包括庫倫力（靜電力）、范得華力、膠結(jié)作用力等。對粘聚力的微觀研究是一個很復(fù)雜的問題，目前還存在著各種不同的見解。三、摩擦強(qiáng)度和粘聚強(qiáng)度的內(nèi)在聯(lián)系 接觸點面積： Ai=Ni/ y式中 y 材料的屈服強(qiáng)度又 f=s Ai 所以 其中 f可看成摩擦系數(shù)，f=tg隙空空隙PP NiAi(a)(b)圖5-30 土顆粒的微觀接觸荷載教小時荷載增加，接觸點屈服fNsNNs iyiyif 2021-5-29巖土力學(xué) 結(jié)論 土的抗剪強(qiáng)度雖然形式上區(qū)分為摩擦強(qiáng)度和粘聚強(qiáng)度，而其物理實質(zhì)則難以截然區(qū)分；c=0, 并

16、非無摩擦強(qiáng)度，而是隱含在c 中；=0 ，并非無粘聚強(qiáng)度，而是隱含于 中。 學(xué)習(xí)中，既要看到摩擦強(qiáng)度和粘聚強(qiáng)度間有區(qū)別的一面又要看到它們之間有相同的一面。 2021-5-29巖土力學(xué) 四、密度對抗剪強(qiáng)度的影響密度有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度的唯一性關(guān)系影響抗剪強(qiáng)度最主要的因素：土的組成土的密度土的結(jié)構(gòu)及所受應(yīng)力狀態(tài)證明土的密度有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系（a）排水試驗：密度增大, (b) 固結(jié)不排水試驗 不變 0eef fe 2021-5-29巖土力學(xué) 3 3剪切至破壞3 ff 131 10e fe 2 3 uuff 33 11 孔隙水壓力u3 ff 11 3 fe 3 fe 試驗2（ 固界不排水試驗）/p4

17、50 /fK),( 03/0 ep /fp ),( /3/0 fep q 1 2 ),( / fff epqA圖5-31 唯一性試驗驗證fff epq / 2021-5-29巖土力學(xué) 實驗結(jié)論：（1）正常固結(jié)土， 唯一性關(guān)系不受加載路徑影響（2）對于超固結(jié)土，只要應(yīng)力歷史相同， 唯一性的原則仍可適用。 因此，應(yīng)力歷史相同的土，密度愈高，抗剪強(qiáng)度愈大，有效應(yīng)力愈高，抗剪強(qiáng)度也愈大。fff epq fff epq 2021-5-29巖土力學(xué) 5 土在剪切中的性狀和各類抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的特點： 同一種土，用同一臺儀器做試驗，如果采用的試驗方法，特別是排水條件不一樣，測得的結(jié)果往往差別很大，有時甚至相當(dāng)

18、懸殊。一、土在排水和不排水條件下的剪切狀態(tài)土與彈性材相比，有一個重要的特征：即受剪切時不僅產(chǎn)生形狀的變化，還要產(chǎn)生體積的變化“剪脹性”，它包括體積剪脹和剪縮。對于 土體積的變化完全由于孔隙流體（水和氣）體積的變化非飽和土： 變化首先表現(xiàn)為氣體的體積變化 與土的透氣性有關(guān)飽和土： 變化吸入或擠出水分與滲透系數(shù)K有關(guān)， K大，體積變化時間短非飽和土飽和土VV 2021-5-29巖土力學(xué) 或吸入體積保持恒定剪切中水完全不能流出不排水剪切入有充分的時間排出或吸引起的孔隙水流動指剪切中因體積變化而排水剪切, 1、排水剪 密砂： 很小，收縮膨脹密度降低承受剪應(yīng)力能力降低峰值殘余值松砂：剪縮密度增大穩(wěn)定的應(yīng)

19、力1 cre豎向應(yīng)變密砂)( 31 l松砂 松砂豎向應(yīng)變體積應(yīng)變增大密砂v圖3-3三軸試驗應(yīng)力應(yīng)變曲線 2021-5-29巖土力學(xué) 結(jié)論： 若兩種不同密實狀態(tài)的砂的組成相同，則剪應(yīng)變很大時兩種砂的密度和殘余強(qiáng)度將趨于一致，對應(yīng)于該密度的孔隙比，稱為臨界孔隙比 ，它表示土處于這種密實狀態(tài)時，受剪切作用只產(chǎn)生剪應(yīng)變而不產(chǎn)生體應(yīng)變。 2021-5-29巖土力學(xué) 細(xì)粒土：類似粗料土性狀正常固結(jié)及輕度超固結(jié)土類似于松砂和中密砂重度的超固結(jié)土則類似于密砂。2不排水剪剪切中不讓土樣排水，控制體積固定不變機(jī)理：土體積有膨脹趨勢土產(chǎn)生負(fù)值的孔隙水壓力作用于骨架的有效應(yīng)力增加，使土體不能膨脹。土體有收縮的趨勢而控

20、制不讓其收縮時土產(chǎn)生正的孔隙水壓力減小作用于骨架上的有效應(yīng)力土體不發(fā)生收縮。 2021-5-29巖土力學(xué) 結(jié)論：密砂產(chǎn)生負(fù)值孔隙水壓力，增加土的抗剪強(qiáng)度；松砂則產(chǎn)生正值孔隙水壓力，降低土的抗剪強(qiáng)度 正常固結(jié)土和輕度超固結(jié)土，類似于松砂和中密砂 ，重度超固結(jié)土類似于密砂。 2021-5-29巖土力學(xué) 二、總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和有效應(yīng)力抗 剪強(qiáng)度指標(biāo)砂：總應(yīng)力： 有效應(yīng)力：式中：總應(yīng)力內(nèi)摩擦角有效應(yīng)力內(nèi)摩擦角同一個試件，同一種試驗方法測得的強(qiáng)度只有一個，但卻有兩種表達(dá)方式顯然：例：松砂： 密砂： tgf tg)(tg uf / uf /圖5-32 有效應(yīng)力破壞包線和總應(yīng)力破壞包線ff ,0u ,0u

21、 2021-5-29巖土力學(xué) 結(jié)論 有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)與總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)的差別實質(zhì)上是反映試件中孔隙水壓力對土的抗剪強(qiáng)度的影響?？倯?yīng)力法：用試驗方法模擬原位土體的工作條件測 。有效應(yīng)力法：確切反映土的抗剪強(qiáng)度的實質(zhì)，是今后發(fā)展方向。但孔隙水壓力 不易測得。說明：理論上，若試件中的孔壓比 （ 為滑動面上的正應(yīng)力）與原位土體的孔壓比相同，則用總應(yīng)力法與有效應(yīng)力法得到的抗剪強(qiáng)度就能相互一致。,cu /u 2021-5-29巖土力學(xué) 三、三軸不固結(jié)不排水剪切試驗（UU）和直剪快剪試驗1、主要試驗過程 3 3 33 33 3 3 311 2021-5-29巖土力學(xué) cu /u c/ )( 3)( 3u I

22、II圖5-33 飽和土不固結(jié)不排水強(qiáng)度包線2試驗結(jié)論1）飽和試件： 不變 不變 不變 we, f0u )(21 31 uCuC 大小取決于先期固結(jié)壓力 愈高， 愈小， 愈大。2）飽和土的孔壓系數(shù)B=1。有效應(yīng)力圓只有一個證明：設(shè)飽和粘土試樣在地層中所受的垂直固結(jié)壓力為 ，則側(cè)向固結(jié)壓力為（ 為側(cè)向壓力系數(shù)）pp , e uC ppc K 0 0K 2021-5-29巖土力學(xué) 應(yīng)力圓I，相當(dāng)于時的情況應(yīng)力圓II，相當(dāng)于對I試件：其中 初始孔隙水壓力 （1）試樣II： 有效應(yīng)力圓只有一個c 33 ,0即33 cpcI K 03)( )1( )()( 313 0 BAuuB uuuu ffAA AB

23、If 0u I31II3I3 )()()()( ffcf Au 3II3)( c 3II310II )()( ffBAf Auuuu (2) )( )()()()( II31 3II313IIII3II3 ffc ffcfA Au II3I3 fII31fI31 )()( )()( 2021-5-29巖土力學(xué) 3與其它試驗關(guān)系 無側(cè)限壓縮，十字板剪切測得的4應(yīng)用 不排水強(qiáng)度用于荷載增加所引起的孔隙水壓力不消散，密度保持不變的情況，如地基的極限承載計算中，若建筑物的施工速度快，地基土的粘性大，透水性小，排水條件差時應(yīng)采用不排水強(qiáng)度。（二）快剪試驗 與三軸不固結(jié)不排水試驗方法相對應(yīng)，在直剪試驗中稱

24、為快剪試驗粘性較大的土樣，快剪試驗與UU試驗性質(zhì)基本相同低性粘或無粘性土，快剪試驗與UU試驗性質(zhì)差別較大uf C 2021-5-29巖土力學(xué) 四、三軸固結(jié)排水試驗和直剪慢剪試驗33 33 33 3 3 311 021 uuu2試驗結(jié)論（1）（2）試驗室土樣劃分注：上述定義與天然土層正常固結(jié)、超固結(jié)定義有區(qū)別 , dd CC 超固結(jié)正常固結(jié) 33 pp 01 u 02 u 2021-5-29巖土力學(xué) 正常固結(jié)土：天然土：3應(yīng)用 （1）施工速度較慢，地基土的粘性小，透水性大，排水條件良好時應(yīng)采用排水強(qiáng)度。 （二）慢剪試驗與三軸排水試驗方法相對應(yīng)，在直剪試驗中為慢剪試驗。 )(0tg d fccdf

25、 ddf C tg do摩擦強(qiáng)度粘聚強(qiáng)度圖5-35 正常固結(jié)土強(qiáng)度包線c d o bp圖5-36 天然土f包線dceda 2021-5-29巖土力學(xué) 五三軸固結(jié)不排水試驗和直剪快剪試驗33 3 3 33 3 3 311 01 u 2u 121 0 fAuu（一）三軸固結(jié)不排水試驗1、試驗過程2試驗結(jié)論 將試樣在不同的 下作不排水剪試驗，即可得破壞圓3 ccu2ccu1ccu cu圖5-38 固結(jié)不排水強(qiáng)度包線 2021-5-29巖土力學(xué) 正常固結(jié)：天然土試件：有效應(yīng)力抗剪指標(biāo)：cuf tg cucucc cucuf c tgo b cu圖5-39 正常固結(jié)土和天然土的固結(jié)不排水強(qiáng)度包線ccuo

26、 b（ /）ccu c/ -u1 +u2超固結(jié)正常固結(jié)圖5-40 總應(yīng)力強(qiáng)度包線和有效應(yīng)力強(qiáng)度包線總應(yīng)力圓有效應(yīng)力圓 2021-5-29巖土力學(xué) 3應(yīng)用 工程上如果土體在加載過程中既非完全不排水又非完全排水，而常處于兩者之間時常采用。 較前兩種方法更為常用。（二）固結(jié)快剪試驗與三軸固結(jié)不排水方法相對應(yīng)，在直接試驗中的固結(jié)快剪試驗。注意：塑性指標(biāo)數(shù)對試驗結(jié)果的影響塑性指標(biāo)數(shù)高的土，各種指標(biāo)比較符合三軸試驗同類指標(biāo)的變化規(guī)律；塑性指標(biāo)數(shù)較低的粘性土，不同方法所測得的相差無幾。 2021-5-29巖土力學(xué) 六土的殘余強(qiáng)度1排水剪密砂：松砂：強(qiáng)度穩(wěn)定值2、不排水剪密砂，中砂，密、松砂 隨 升高，不存在

27、極松砂（圖5-42 ）工程應(yīng)用：在飽和疏松的粉細(xì)砂中開挖基坑，類似不排水狀態(tài)，u , f , 導(dǎo) 致在很低的下流動，此即為流砂和流動滑坡的內(nèi)在機(jī)理。r S(剪變形)r)( 31 er ffr q)(21 31 3Kf/q P/A/r (a)(b)圖5-42不排水試驗的殘余強(qiáng)度1- 3 12ru 排水試驗 2021-5-29巖土力學(xué) 粘性土的殘余強(qiáng)度機(jī)理與砂土區(qū)別：前者強(qiáng)度的降低主要是由于在剪切中土的結(jié)構(gòu)起變化所致。S(剪位移）正常固結(jié)峰值超固結(jié)峰值有效應(yīng)力/超固結(jié)土正常固結(jié)土殘余強(qiáng)度/ / r*圖5-43 粘性土的剪切試驗曲線工程應(yīng)用 天然滑坡的滑動面或斷層面，土體往往因多次滑動而經(jīng)歷相 當(dāng)大

28、的變形，分析其穩(wěn)定性時，應(yīng)該采用殘余強(qiáng)度。 2021-5-29巖土力學(xué) 七、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選用（巖土力學(xué)張振營 中國水利水電出版社） 土的抗剪強(qiáng)度及其指標(biāo)的確定將會因所采用的分析方法（總應(yīng)力法或有效應(yīng)力法）的不同而有所不同，必須分別確定和采用相應(yīng)的指標(biāo)。1、當(dāng)采用有效應(yīng)力法進(jìn)行工程設(shè)計時，應(yīng)選用有效強(qiáng)度指標(biāo)。只要能比較準(zhǔn)確地確定孔隙壓力，則采用有效強(qiáng)度指標(biāo)是應(yīng)該推薦的； 有效強(qiáng)度指標(biāo)可用直剪的慢剪、三軸不排水剪和固結(jié)不排水剪（監(jiān)測孔隙壓力）等方法測定；2、對于可能發(fā)生快速加荷的正常固結(jié)粘土上地基土的穩(wěn)定分析可采用不排水剪指標(biāo)； 2021-5-29巖土力學(xué) 對于土層較厚、透水性小、施工速度較快的工程的施工期和竣工期也可采用UU試驗的強(qiáng)度指標(biāo)； 當(dāng)土層較薄、透水性大、施工速度較慢工程的竣工期分析也可采用CD試驗的強(qiáng)度指標(biāo)，如果介于以上兩者之間，可采用CU試驗指標(biāo)；3、以上所述的一些情況都不是很準(zhǔn)確的，應(yīng)具體問題具體分析；4、直剪試驗不能控制排水條件，但設(shè)備簡單，操作方便，比較普及，使用時應(yīng)注意其適用性。