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1、土力學第六章第六章 土的抗剪強度土的抗剪強度第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、概念一、概念土的抗抗剪剪強強度度指土體抵抗剪切破壞的極限能力，其數(shù)數(shù)值值等于剪切破壞時滑動面上的剪應力。土體破壞時的應力組合關系稱為破壞準破壞準則則。土力學二、土的抗剪強度機理二、土的抗剪強度機理1、摩擦強度摩擦強度（摩擦力）包括滑動摩擦和咬合摩擦v滑動摩擦滑動摩擦由顆粒間接觸面粗糙不平所引起。v咬合摩擦咬合摩擦是指相鄰顆粒對于相對移動的約束作用。摩擦強度的影響因素影響因素有：顆粒形狀、礦物成分、粒徑級配、密度等。2、粘聚強度粘聚強度（粘聚力）取決于土粒間的各種膠結作用和靜電引力。土力學第二節(jié)第二節(jié) 土的抗剪強度理論土的抗

2、剪強度理論一、一、屈服與破壞屈服與破壞產生塑性變形的現(xiàn)象稱為屈服屈服。開始引起屈服的應力狀態(tài)稱為 屈服條件屈服條件。屈服點對應的應力為屈服應力屈服應力。與理想塑性材料不同，土的塑性應變增加了土對繼續(xù)變形的阻力，屈服點位置隨應力增加而提高。這種現(xiàn)象稱為應變硬化應變硬化（加工硬化）。到達峰值點后，隨應變繼續(xù)增大應力反而下降，強度隨應變增加而降低，稱為應變軟化應變軟化（加工軟化。）土力學相當于峰值點的強度稱為峰值強度峰值強度。相當于應變很大、應力衰減至恒定值時的強度稱為殘余強度殘余強度。不論是峰值強度還是殘余強度，都不是一個固定不變的數(shù)值，而是與土的應力狀態(tài)有關。這是土區(qū)別于其它材料的重要特點之一。

3、土力學二、庫倫（Coulomb）公式（1773）砂土:f=tg 粘性土:f=c+tg 式中：c 和為抗剪強度指標(抗剪強度參數(shù))c-土的粘聚力 -土的內摩擦角用有效應力表達 f=c+tg=c+（-u）tg土力學三、莫爾三、莫爾-庫倫強度理論（庫倫強度理論（1910）莫爾認為材料的破壞是剪切破壞，當任一平面上的剪應力等于材料的抗剪強度時該點破壞，并提出破壞面上的剪應力是該面上法向應力的函數(shù)，即這個函數(shù)在f坐標中是一條曲線，稱為莫爾包線（或稱為抗剪強度包線）土力學極極限限平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)：土單元體中某一個面上的=f 的臨界狀態(tài)。極極限限平平衡衡條條件件：土體中某點處于極限平衡狀態(tài)時的應力條件。（=

4、f，土的剪切破壞條件）=fM土力學（一）土中一點的應力狀態(tài)一）土中一點的應力狀態(tài)土力學抗剪強度包線與莫爾應力圓之間的關系有三種：（1）整個莫爾圓位于抗剪強度包線的下方下方（2）莫爾圓與抗剪強度包線相切相切（切點為A）（3）莫爾圓與抗剪強度包線相割相割I.II.III.Ac莫爾圓與抗剪強度之間的關系土力學（二）莫爾（二）莫爾庫倫破壞準則庫倫破壞準則l根 據 Mohr-Coulomb破壞理論，破壞時的Mohr應力圓必定與破壞包線相相切切。切點所代表的平面滿足=f的條件，該點處于極限平衡狀態(tài)。土力學土力學（三）（三）Mohr-Coulomb破壞理論的要點破壞理論的要點剪切破裂面上，土體的抗剪強度是法

5、向應力的函數(shù) f=f（）q當法向應力不大時，該函數(shù)可以簡化為線性函數(shù)關系，用Coulomb公式來表示 f=c+tgl土單元體的任何一個面上=f時，就會發(fā)生剪切破壞。此時土單元體的應力狀態(tài)滿足極限平衡條件。土力學四四 極限平衡條件的應用極限平衡條件的應用已知土內一點M的主應力1m和3m,以及土的內摩擦角C、，可以判斷該點土體是否破壞是否破壞。31m1m3m土力學311m3m土力學311m3mc0土力學第三節(jié)第三節(jié) 土的抗剪強度試驗方法土的抗剪強度試驗方法一、直剪試驗一、直剪試驗應變控制式和應力控制式土力學峰值強度與殘余強度峰值強度與殘余強度土力學直剪試驗根據排水條件排水條件可分為：快剪、固結快剪

6、和慢剪優(yōu)點優(yōu)點：直接剪切儀構造簡單，操作方便等缺點缺點：限定的剪切面；剪切面上剪應力分布不均勻；在計算抗剪強度時按土樣的原截面積計算的；試驗時不能嚴格控制排水條件，不能量測孔隙水壓力。土力學二、三軸試驗二、三軸試驗土力學333331=3+11=3+1三軸試驗原理土力學按剪切前的固結程度和剪切過程中的排水條件三軸試驗可分為三種類型：1、不固結不排水試驗（UU）2、固結不排水試驗（CU）3、固結排水試驗（CD）三軸試驗類型土力學三軸壓縮實驗優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點：（1）可嚴格控制排水條件（2）可量測孔隙水壓力（3）破裂面在最軟弱處缺點：缺點：（1）2=3，軸對稱（2）實驗比較復雜土力學三、真三軸試驗三、

7、真三軸試驗土力學四、無側限抗壓強度試驗四、無側限抗壓強度試驗試驗時圍壓3=0（無側限），試樣在軸向壓力下產生剪切破壞。破壞時的軸向壓力稱為無側限抗壓強度，以 qu 表示。土力學五、十字板剪切試驗五、十字板剪切試驗土力學第四節(jié) 飽和粘性土的抗剪強度一、不固結不排水抗剪強度一、不固結不排水抗剪強度土力學二、固結不排水抗剪強度二、固結不排水抗剪強度l0點說明未受任何固結壓力的土，它不具有抗剪強度。有效應力圓直徑與總應力圓直徑相等。土力學三、固結排水抗剪強度三、固結排水抗剪強度在整個試驗過程中，孔隙水壓力始終為0，總應力等于有效應力，所以總應力圓就是有效應力圓，總應力破壞包線就是有效應力破壞包線。土力

8、學四、抗剪強度指標的選擇四、抗剪強度指標的選擇粘性土的抗剪強度與剪切條件、試驗條件、試驗方法等有關，總應力分析法用總應力抗剪強度；有效應力分析法用有效應力抗剪強度。土力學例6-2 一飽和粘性土試樣在三軸儀中進行固結不排水實驗，施加周圍壓力3=200kPa，試件破壞時主應力差1-3=280kPa，測得孔隙水壓力uf=180kPa，整理實驗得c=80kPa,=24，試求破壞面上的法向應力和剪應力以及試件中的最大剪應力。解：破壞面與大主應力作用面之間的夾角為：l破壞面上的法向應力和剪應力為：l最大剪應力發(fā)生在=45的平面上，為：土力學第六章 復習要點Y抗剪強度、極限平衡條件的概念；Y庫倫定律（庫倫公式及其描述）；Y莫爾包線；Y抗剪強度理論的要點；Y抗剪強度理論的應用；Y直剪、三軸實驗的分類；Y區(qū)分飽和土的三種不同抗剪強度指標。