《土質(zhì)與土力學(xué) 第七章 土的抗剪強(qiáng)度》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《土質(zhì)與土力學(xué) 第七章 土的抗剪強(qiáng)度（136頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第七七章章土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度土工結(jié)構(gòu)物或地基土滲透滲透問題問題變形問題變形問題強(qiáng)度強(qiáng)度問題問題滲透滲透特性特性變形特性變形特性強(qiáng)度強(qiáng)度特性特性7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論7.3 7.3 土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)7.4 7.4 三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙壓力系數(shù)三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙壓力系數(shù)7.5 7.5 飽和粘性土的土的抗剪強(qiáng)度飽和粘性土的土的抗剪強(qiáng)度7.6 7.6 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線簡介應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線簡介 7 7 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 7 7 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度本章需要重點(diǎn)掌握內(nèi)容：本章需要重點(diǎn)掌握內(nèi)容：1）掌握庫侖公

2、式、莫爾）掌握庫侖公式、莫爾庫侖強(qiáng)度理論；庫侖強(qiáng)度理論；2）掌握土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定方法；）掌握土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定方法；3）掌握不同固結(jié)和排水條件下土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的意義及其應(yīng)用；）掌握不同固結(jié)和排水條件下土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的意義及其應(yīng)用；本章需要了解內(nèi)容：本章需要了解內(nèi)容：1）孔隙壓力系數(shù)）孔隙壓力系數(shù)A和和B2）應(yīng)力路徑概念）應(yīng)力路徑概念3）抗剪強(qiáng)度的影響因素。）抗剪強(qiáng)度的影響因素。4）能利用抗剪強(qiáng)度的基本理論和試驗(yàn)方法解決實(shí)際工程土中的強(qiáng)度和）能利用抗剪強(qiáng)度的基本理論和試驗(yàn)方法解決實(shí)際工程土中的強(qiáng)度和穩(wěn)定問題。穩(wěn)定問題。一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)二、工程中土體的破壞類型二、工程

3、中土體的破壞類型 7 7 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度7.1 7.1 土的抗剪強(qiáng)度概述土的抗剪強(qiáng)度概述一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)：一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)：1.1.碎散性：碎散性：強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相互作用互作用主要是抗剪強(qiáng)度與剪切破壞，顆粒間粘聚力主要是抗剪強(qiáng)度與剪切破壞，顆粒間粘聚力與摩擦力；與摩擦力；2. 2. 三相體系：三相體系：三相承受與傳遞荷載三相承受與傳遞荷載有效應(yīng)力原理；有效應(yīng)力原理；3. 3. 自然變異性：自然變異性：土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。7.1 7.1 土的抗剪強(qiáng)度概述土的抗剪強(qiáng)度概述大阪的港口碼頭擋土墻由

4、于液化前傾大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型1. 1. 擋土結(jié)構(gòu)物的破壞擋土結(jié)構(gòu)物的破壞7.1 7.1 土的抗剪強(qiáng)度概述土的抗剪強(qiáng)度概述1. 1. 擋土結(jié)構(gòu)物的破壞擋土結(jié)構(gòu)物的破壞二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型廣州京光廣場基坑塌方廣州京光廣場基坑塌方使基坑旁辦公室、民使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉庫倒塌，工宿舍和倉庫倒塌，死死3 3人，傷人，傷1717人。人。7.1 7.1 土的抗剪強(qiáng)度概述土的抗剪強(qiáng)度概述擋土墻擋土墻滑裂面滑裂面基坑支護(hù)基坑支護(hù)1. 1. 擋土結(jié)構(gòu)物的破壞擋土結(jié)構(gòu)物的破壞二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞

5、類型7.1 7.1 土的抗剪強(qiáng)度概述土的抗剪強(qiáng)度概述平移滑動平移滑動2. 2. 各種類型的滑坡各種類型的滑坡崩塌崩塌旋轉(zhuǎn)滑動旋轉(zhuǎn)滑動流滑流滑二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型7.1 7.1 土的抗剪強(qiáng)度概述土的抗剪強(qiáng)度概述 19941994年年4 4月月3030日日 崩塌體積崩塌體積400400萬方萬方 1010萬方進(jìn)入烏江萬方進(jìn)入烏江 死死4 4人，傷人，傷5 5人，失蹤人，失蹤1212人人 擊沉拖輪、駁輪各一艘，漁擊沉拖輪、駁輪各一艘，漁船船2 2只只 19941994年年7 7月月2-32-3日降雨引起再日降雨引起再次滑坡次滑坡 崩塌體巨大石塊滾入江內(nèi)，崩塌體巨大石塊滾入江

6、內(nèi)，無法通航無法通航 滑坡體崩入烏江近百萬方；滑坡體崩入烏江近百萬方；江水位差數(shù)米。江水位差數(shù)米。烏江武隆縣興順鄉(xiāng)雞冠嶺山體崩塌烏江武隆縣興順鄉(xiāng)雞冠嶺山體崩塌2. 2. 各種類型的滑坡各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型龍觀嘴龍觀嘴黃崖溝黃崖溝烏江烏江20002000年西藏易貢巨型滑坡年西藏易貢巨型滑坡2. 2. 各種類型的滑坡各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型高程（高程（m）滑距（滑距（m）553022004000扎扎 木木 弄弄 溝溝滑坡堆積體滑坡堆積體08000400020006000立面示意圖坡高坡高 3330 m3330 m堆積體

7、寬堆積體寬 約約2500m2500m總方量總方量 約約3 3億方億方2. 2. 各種類型的滑坡各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型20002000年西藏易貢巨型滑坡年西藏易貢巨型滑坡易貢滑坡堰塞湖易貢滑坡堰塞湖滑滑 坡坡 堆堆 積積 區(qū)區(qū)扎扎木木弄弄溝溝2264m2210m2165m2340m平面示意圖5520m滑坡堆積體滑坡堆積體2. 2. 各種類型的滑坡各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型20002000年西藏易貢巨型滑坡年西藏易貢巨型滑坡天然壩天然壩 壩高壩高290 m滑坡堰塞湖滑坡堰塞湖 庫容庫容15億方億方湖水每天上漲約湖水每天上漲

8、約50cm50cm? ?2. 2. 各種類型的滑坡各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型20002000年西藏易貢巨型滑坡年西藏易貢巨型滑坡邊坡邊坡滑裂面滑裂面2. 2. 各種類型的滑坡各種類型的滑坡二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型粘土地基上的某谷倉地基破壞粘土地基上的某谷倉地基破壞3. 3. 地基的破壞地基的破壞二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型日本新瀉日本新瀉19641964年地震引起大面積液化年地震引起大面積液化3. 3. 地基的破壞地基的破壞二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型地基地基p滑裂面滑裂面3. 3. 地基的破壞

9、地基的破壞二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型p 土壓力土壓力p 邊坡穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定p 地基承載力地基承載力p 擋土結(jié)構(gòu)物破壞擋土結(jié)構(gòu)物破壞p 各種類型的滑坡各種類型的滑坡p 地基的破壞地基的破壞核心核心二、工程中土體的破壞類型二、工程中土體的破壞類型1. 1. 庫侖公式庫侖公式2. 2. 應(yīng)力狀態(tài)與摩爾圓應(yīng)力狀態(tài)與摩爾圓3. 3. 極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)4. 4. 摩爾摩爾- -庫侖強(qiáng)度理論庫侖強(qiáng)度理論5. 5. 破壞判斷方法破壞判斷方法6. 6. 滑裂面的位置滑裂面的位置7.2 7.2 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度理論理論P(yáng)STAtanfcc c 粘聚力粘聚力 內(nèi)摩擦角內(nèi)摩

10、擦角 f ： 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 tg ： 摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度-正比于壓力正比于壓力 c： 粘聚強(qiáng)度粘聚強(qiáng)度-與所受壓力無關(guān)與所受壓力無關(guān)固定滑裂面固定滑裂面一般應(yīng)力狀態(tài)如何一般應(yīng)力狀態(tài)如何？判斷判斷是否破壞？是否破壞？借助于莫爾圓借助于莫爾圓1 1庫侖公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)庫侖公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo) （總應(yīng)力法與有效應(yīng)力法）（總應(yīng)力法與有效應(yīng)力法）z x y xy yz zx x y xy yz zx xz zy yx z = =ij z x zx x zx xz z = =ij 三維應(yīng)力狀態(tài)三維應(yīng)力狀態(tài)xz 二二. . 應(yīng)力莫爾圓應(yīng)力莫爾圓二維應(yīng)力狀態(tài)二維應(yīng)力狀態(tài)x z xz zx x z x

11、z zx 莫爾圓應(yīng)力分析符號規(guī)定莫爾圓應(yīng)力分析符號規(guī)定材料力學(xué)材料力學(xué)+-+-土力學(xué)土力學(xué)正應(yīng)力正應(yīng)力剪應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正拉為正壓為負(fù)壓為負(fù)順時針為正順時針為正逆時針為負(fù)逆時針為負(fù)壓為正壓為正拉為負(fù)拉為負(fù)逆時針為正逆時針為正順時針為負(fù)順時針為負(fù)二二. . 應(yīng)力莫爾圓應(yīng)力莫爾圓 O z+ zx- xz x2 1 3rR222xzxzr2xzR1Rr3Rrz x zx xz +- 1 二二. . 應(yīng)力莫爾圓應(yīng)力莫爾圓大主應(yīng)力：大主應(yīng)力：小主應(yīng)力小主應(yīng)力: :圓心：圓心：半徑：半徑：z z按順時針方向旋轉(zhuǎn)按順時針方向旋轉(zhuǎn)x x按順時針方向旋轉(zhuǎn)按順時針方向旋轉(zhuǎn)莫爾圓：代表一個土單元的應(yīng)力狀態(tài)；圓莫爾圓：

12、代表一個土單元的應(yīng)力狀態(tài)；圓周上一點(diǎn)代表一個面上的兩個應(yīng)力周上一點(diǎn)代表一個面上的兩個應(yīng)力 與與 三三. . 極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：極限平衡應(yīng)力狀態(tài)： 有一對面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到有一對面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到 = = f f土的強(qiáng)度包線：土的強(qiáng)度包線： 所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾園的公切線。所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾園的公切線。 f三三. . 極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài) f強(qiáng)度包線以內(nèi)：強(qiáng)度包線以內(nèi)：任何一個面上任何一個面上的一對應(yīng)力的一對應(yīng)力 與與 都沒有達(dá)到都沒有達(dá)到破壞包線，不破壞；破壞包線，不破壞；與破壞包線相切：與破壞包線相切：有一個面上有一個面上的應(yīng)力達(dá)到破

13、壞；的應(yīng)力達(dá)到破壞；與破壞包線相交：與破壞包線相交：有一些平面有一些平面上的應(yīng)力超過強(qiáng)度；不可能發(fā)上的應(yīng)力超過強(qiáng)度；不可能發(fā)生。生。四四. . 莫爾莫爾庫侖強(qiáng)度理論庫侖強(qiáng)度理論1.1.土單元的某一個平面上的抗剪強(qiáng)度土單元的某一個平面上的抗剪強(qiáng)度 f f是該面上作用的法向應(yīng)是該面上作用的法向應(yīng)力力 的單值函數(shù)的單值函數(shù), , f f =f( =f( ) ) （莫爾：（莫爾：19001900年）年）2.2.在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似 f f = = c c + + tgtg 3.3.某土單元的任一個平面上某土單元的任一個平面上 = = f f ，該

14、單元就達(dá)到了極限平衡，該單元就達(dá)到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)四四. . 莫爾莫爾庫侖強(qiáng)度理論庫侖強(qiáng)度理論莫爾莫爾- -庫侖強(qiáng)度理論表達(dá)式極限平衡條件庫侖強(qiáng)度理論表達(dá)式極限平衡條件131313132sin2ctgctg2cc 1f 313ctg2ctanfc O c132四四. . 莫爾莫爾庫侖強(qiáng)度理論庫侖強(qiáng)度理論莫爾莫爾- -庫侖強(qiáng)度理論表達(dá)式極限平衡條件庫侖強(qiáng)度理論表達(dá)式極限平衡條件213231452tg 4522452tg 4522fftgctgc 1f 313ctg2ctanfc O c132213452tg 4522ftgc根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力大小主應(yīng)力1、3

15、221,322xzxzxz判斷破壞可能性判斷破壞可能性由由3計(jì)算計(jì)算1f比較比較1與與1f1 1f 破壞狀態(tài)破壞狀態(tài) O c 1f 3 1 1五五. . 破壞判斷方法破壞判斷方法判別對象：土體微小單元（一點(diǎn)）判別對象：土體微小單元（一點(diǎn)） 3 3= = 常數(shù)：常數(shù)：根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力大小主應(yīng)力1、3221,322xzxzxz判斷破壞可能性判斷破壞可能性231452tg 4522ftgc由由1計(jì)算計(jì)算3f比較比較3與與3f3 3f 彈性平衡狀態(tài)彈性平衡狀態(tài)3= =3f 極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài)3 3f 破壞狀態(tài)破壞狀態(tài) O c 1 3f 3 3五五. . 破壞判斷方法

16、破壞判斷方法判別對象：土體微小單元（一點(diǎn)）判別對象：土體微小單元（一點(diǎn)） 1 1= = 常數(shù)：常數(shù)：根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力大小主應(yīng)力1、3221,322xzxzxz判斷破壞可能性判斷破壞可能性由由1、3計(jì)算計(jì)算 與與 比較比較 粘性土；粘性土； 高嶺石高嶺石伊里石伊里石蒙脫石蒙脫石粒徑的形狀（顆粒的棱角與長寬比）粒徑的形狀（顆粒的棱角與長寬比） 在其他條件相同時：在其他條件相同時： 對于砂土，顆粒的棱角提高了內(nèi)摩擦角對于砂土，顆粒的棱角提高了內(nèi)摩擦角 對于碎石土，顆粒的棱角可能降低其內(nèi)摩擦角對于碎石土，顆粒的棱角可能降低其內(nèi)摩擦角 影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素：影響土的摩

17、擦強(qiáng)度的主要因素：1. 1. 摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度 tgtg p粘聚強(qiáng)度機(jī)理n靜電引力（庫侖力）靜電引力（庫侖力）n范德華力范德華力n顆粒間膠結(jié)顆粒間膠結(jié)n假粘聚力（毛細(xì)力等）假粘聚力（毛細(xì)力等）p粘聚強(qiáng)度影響因素n地質(zhì)歷史地質(zhì)歷史n粘土顆粒礦物成分粘土顆粒礦物成分n密度密度n離子價與離子濃度離子價與離子濃度-+2. 2. 凝聚強(qiáng)度凝聚強(qiáng)度通過控制剪切速率通過控制剪切速率來近似模擬排水條來近似模擬排水條件件1. 1. （固結(jié)）慢剪：（固結(jié)）慢剪： 施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力- -充分固結(jié)充分固結(jié) 慢慢施加剪應(yīng)力慢慢施加剪應(yīng)力- -小于小于 0.02mm/0.02mm/分，以保證無超靜孔壓分，以保證無超靜

18、孔壓2. 2. 固結(jié)快剪固結(jié)快剪 施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力- -充分固結(jié)充分固結(jié) 在在3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞3. 3. 快剪快剪 施加正應(yīng)力后立即剪切，施加正應(yīng)力后立即剪切， 3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞一一. . 直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)PSTA13 O nK0 nPSTAz x zx xz 一一. . 直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)l 設(shè)備簡單，操作方便設(shè)備簡單，操作方便l 結(jié)果便于整理結(jié)果便于整理l 測試時間短測試時間短優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)l 試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜l 應(yīng)變不均勻應(yīng)變不均勻l 不能控制排水條件不能控制排水條件l 剪切面固定剪切面固定缺點(diǎn)缺點(diǎn)一一. . 直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)P

19、STA類似試驗(yàn)：類似試驗(yàn)：環(huán)剪試驗(yàn)環(huán)剪試驗(yàn)單剪試驗(yàn)單剪試驗(yàn)試樣試樣壓力室壓力室壓力壓力水水排水管排水管閥門閥門軸向加壓桿軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩有機(jī)玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石頂帽頂帽二二. . 三軸壓縮（剪切）試驗(yàn)三軸壓縮（剪切）試驗(yàn)1.1.試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法2.2.強(qiáng)度包線強(qiáng)度包線3.3.試驗(yàn)類型試驗(yàn)類型4.4.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)二二. . 三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)方法：方法：首先試樣施加靜水壓力首先試樣施加靜水壓力室壓（圍壓）室壓（圍壓） 1 1= = 2 2= = 3 3 ； 然后通過活塞桿施加的是應(yīng)力差然后通過活塞桿施加的是應(yīng)力差 1 1= = 1 1- - 3 3

20、 。 1.1.試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法：試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法：特點(diǎn)：特點(diǎn)：試樣是軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力試樣是軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力 z z一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)力總一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)力總是相等是相等 r r= = ，亦即，亦即 1 1= = z z； 2 2= = 3 3= = r r1 3 3 3 3 1 強(qiáng)度包線強(qiáng)度包線( 1- )fc ( 1- )f 1 1- 3 1 =15%v分別作圍壓分別作圍壓 為為100 100 kPakPa 、200 200 kPakPa 、300 300 kPakPa的三軸試驗(yàn)，得到破壞時相應(yīng)的三軸試驗(yàn)，得到破壞時相應(yīng)的（的（ 1 1- -

21、 ) )f fv繪制三個破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，繪制三個破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，畫出它們的公切線畫出它們的公切線強(qiáng)度包線，強(qiáng)度包線，得到強(qiáng)度指標(biāo)得到強(qiáng)度指標(biāo) c c 與與 二二. . 三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)2.2.強(qiáng)度包線強(qiáng)度包線v固結(jié)排水試驗(yàn)（CDCD試驗(yàn)）1 打開排水閥門，打開排水閥門，施加圍壓施加圍壓 后充分固后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；結(jié)，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(yīng)力差打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差 以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓孔壓v固結(jié)不排水試驗(yàn)（CUCU試驗(yàn)）1 打開排水閥門，打開排水閥門，施加圍壓施加圍壓 后充分固

22、結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差 過程中不排水過程中不排水v不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UUUU試驗(yàn)）1 關(guān)閉排水閥門，關(guān)閉排水閥門，圍壓圍壓 下不固結(jié)；下不固結(jié)；2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差 過程中不排水過程中不排水cd 、 d ccu 、 cu cu 、 u 3.3.試驗(yàn)類型試驗(yàn)類型二二. . 三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)v固結(jié)排水試驗(yàn)（CDCD試驗(yàn)） Consolidated Drained Triaxial tes

23、t (CD) 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)： cd d （c ）試驗(yàn)類型匯總試驗(yàn)類型匯總v固結(jié)不排水試驗(yàn)（CUCU試驗(yàn)） Consolidated Undrained Triaxial test (CU) 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：ccu cuv不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UUUU試驗(yàn)） Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU) 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)： cu u （ cuu uu ）二二. . 三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；2 排水條件清楚，可控制；排水條件清楚，可控制；3 破壞面不是人為固定的；破壞面不是人為固定的；4 試驗(yàn)單元體試

24、驗(yàn)試驗(yàn)單元體試驗(yàn)v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：設(shè)備相對復(fù)雜，現(xiàn)場無法試驗(yàn)設(shè)備相對復(fù)雜，現(xiàn)場無法試驗(yàn)說明：說明： 3 30 0 即為即為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)4.4.優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)二二. . 三軸壓縮試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)如同三軸壓無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)如同三軸壓縮試驗(yàn)中縮試驗(yàn)中3 3 =0=0時的特殊情況。時的特殊情況。試驗(yàn)時，將圓柱形試樣置于無側(cè)試驗(yàn)時，將圓柱形試樣置于無側(cè)限壓縮儀中，對試樣不加周圍壓限壓縮儀中，對試樣不加周圍壓力，僅對它施加垂直軸向壓力力，僅對它施加垂直軸向壓力1（見右圖），剪切破壞時試（見右圖），剪切破壞時試樣所承受的軸向壓力稱為無側(cè)限樣所承受的軸向壓力稱為無

25、側(cè)限抗壓強(qiáng)度。無粘性土在無側(cè)限條抗壓強(qiáng)度。無粘性土在無側(cè)限條件下試樣難以成型，件下試樣難以成型，故該試驗(yàn)主故該試驗(yàn)主要用于粘性土，尤其適用于飽和要用于粘性土，尤其適用于飽和軟粘土。軟粘土。三三. .無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)對于飽和軟粘土，在不固結(jié)不排水條件下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，對于飽和軟粘土，在不固結(jié)不排水條件下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，可認(rèn)為可認(rèn)為=0=0，其抗剪強(qiáng)度包線與，其抗剪強(qiáng)度包線與軸平行。因而，由無側(cè)軸平行。因而，由無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切線即為飽和軟限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切線即為飽和軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度包線（粘土的不排水抗剪強(qiáng)度包線（水平線水平線）。）

26、。 由圖可知，其不由圖可知，其不排水抗剪強(qiáng)度排水抗剪強(qiáng)度c cu u為：為： c cu u=q=qu u/2/2真三軸儀真三軸儀空心圓柱扭剪儀空心圓柱扭剪儀其它室內(nèi)試驗(yàn)其它室內(nèi)試驗(yàn) 四四. .十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)v一般適用于測定軟粘土的不一般適用于測定軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)；排水強(qiáng)度指標(biāo)；v鉆孔到指定的土層，插入十鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；字形的探頭；v通過施加的扭矩計(jì)算土的抗通過施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度剪強(qiáng)度7.3 7.3 土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)21maxMMMfvfh時：ffHDDMMM262321max)3(22maxHDDMffhDfhDrrrM6d223

27、2/01fvDDHM22M1H HDM2 四、十字板剪切試驗(yàn)四、十字板剪切試驗(yàn)幾種簡單的情形：幾種簡單的情形：飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算附加應(yīng)力情況附加應(yīng)力情況 外荷載外荷載附加應(yīng)力附加應(yīng)力z z土骨架：土骨架：有效應(yīng)力有效應(yīng)力(2) (2) 軸對稱三維應(yīng)力狀態(tài)軸對稱三維應(yīng)力狀態(tài)(1) (1) 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)孔隙水：孔隙水：孔隙水壓力孔隙水壓力超靜孔隙水壓力超靜孔隙水壓力7.4 7.4 三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙壓力系數(shù)三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙壓力系數(shù)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)附加附加應(yīng)應(yīng)力作用情況力作用情況 實(shí)踐背景：大面積

28、均布荷載實(shí)踐背景：大面積均布荷載p0不透水巖層不透水巖層飽和壓縮層飽和壓縮層z=p0p0側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)附加應(yīng)力作用情況附加應(yīng)力作用情況 物理模型：物理模型：鋼筒鋼筒側(cè)限條件側(cè)限條件 彈簧彈簧土骨架土骨架 水體水體孔隙水孔隙水 帶孔活塞帶孔活塞排水頂面排水頂面 活塞小孔活塞小孔滲透性大小滲透性大小初始狀態(tài)初始狀態(tài)邊界條件邊界條件滲透固結(jié)過程滲透固結(jié)過程p0一般方程一般方程p0側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)附加應(yīng)力作用情況附加應(yīng)力作用情況 0t t0 twph pphh 0h p附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: u = z=p有效

29、應(yīng)力有效應(yīng)力: :z=0滲透固結(jié)過程滲透固結(jié)過程附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: u 0附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: u =0有效應(yīng)力有效應(yīng)力: :z=p 孔壓系數(shù)：孔壓系數(shù)：1uBz v不排水條件下不排水條件下相當(dāng)于相當(dāng)于t=0時刻時刻:附加應(yīng)力作用情況附加應(yīng)力作用情況 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)滲透固結(jié)過程滲透固結(jié)過程vu,u,隨時間在變化隨時間在變化v產(chǎn)生超靜孔隙水壓力產(chǎn)生超靜孔隙水壓力附加應(yīng)力作用情況附加應(yīng)力作用情況 軸對稱三維應(yīng)力狀態(tài)軸對稱三維應(yīng)力狀態(tài)試樣試樣壓力室壓力室壓力壓力水水排水管排水管閥門閥門軸向加壓桿軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩有機(jī)玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石

30、透水石頂帽頂帽不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)l 從某一初始狀態(tài)從某一初始狀態(tài)，閥門，閥門關(guān)閉，連接孔壓傳感器，關(guān)閉，連接孔壓傳感器，施加圍壓施加圍壓 不固結(jié)，不固結(jié)，量測超靜孔隙水壓力量測超靜孔隙水壓力 uBl 施加施加 1 1 - - 時，閥門時，閥門關(guān)閉，可連接孔壓傳感關(guān)閉，可連接孔壓傳感器，量測剪切過程中產(chǎn)器，量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力生的超靜孔隙水壓力 uA一、孔壓系數(shù)一、孔壓系數(shù)A A和和B B 3 3 1 u 軸對稱三維應(yīng)力狀態(tài)軸對稱三維應(yīng)力狀態(tài)3 3 31 Bu 3 =+Au 3 3 3 Bu Au 31 等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)偏差偏差應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)封閉土樣

31、封閉土樣ABuuu 1. 1. 等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)321 l孔隙流體產(chǎn)生了超靜孔隙水壓力孔隙流體產(chǎn)生了超靜孔隙水壓力u uB Bl土骨架的有效附加應(yīng)力土骨架的有效附加應(yīng)力B3321u l孔隙流體的體積變化孔隙流體的體積變化孔隙流體的體積孔隙流體的體積壓縮系數(shù)為壓縮系數(shù)為C Cv v ，單位孔隙壓力作單位孔隙壓力作用引起的體應(yīng)變用引起的體應(yīng)變1VCuVCunVvBvvBl土骨架的體積變化土骨架的體積變化設(shè)土骨架的體積設(shè)土骨架的體積壓縮系數(shù)為壓縮系數(shù)為C Cs s233()ssBVCVCu V體積體積V Vl土骨架的體變等于孔隙流體的體變土骨架的體變等于孔隙流體的體變VV1 1=V=

32、V2 211vsBn C C3()vBsBCunVCu V311Bvsun C C3BBu 3 3 3 Bu 孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)B B線彈性體線彈性體E)21(3cs 飽和土：飽和土：干干 土：土： 非飽和土：非飽和土：B B是一個反映土飽和程度的指標(biāo)是一個反映土飽和程度的指標(biāo)1,0,1rvSCB0,0rvSCB 01,0,01rvSCB 孔隙流體的體積孔隙流體的體積壓縮系數(shù)為壓縮系數(shù)為C Cv v ，單位孔隙壓力作單位孔隙壓力作用引起的體應(yīng)變用引起的體應(yīng)變設(shè)土骨架的體積設(shè)土骨架的體積壓縮系數(shù)為壓縮系數(shù)為C Cs s11vsBn C C321 3 3 3 Bu 孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)B B1. 1.

33、等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)Au 31 l孔隙流體產(chǎn)生了超靜孔隙水壓力孔隙流體產(chǎn)生了超靜孔隙水壓力u uA A有效附加應(yīng)力有效附加應(yīng)力Au l孔隙流體的體積變化孔隙流體的體積變化1vAVCunVl土骨架的體積變化土骨架的體積變化V)u3)(C31V)u3(E21VA31sA312 l土骨架的體變等于孔隙流體的體變土骨架的體變等于孔隙流體的體變VV1 1=V=V2 21311 ()13Avsun C C)(ABu31A 孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)A A2. 2. 偏差應(yīng)力狀態(tài)偏差應(yīng)力狀態(tài)體積體積V V假定為線彈性體假定為線彈性體軸向軸向側(cè)向側(cè)向總應(yīng)力增量總應(yīng)力增量應(yīng)變增量應(yīng)變增量E)21(3cs V)

34、(VV321v2 )(31Bu31A 31 0 0A31u E/)u(2)u(AA31 E/)u()u(uAA31A )(ABu31A 孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)A A對飽和土對飽和土: :)(Au, 1B31A 31AuA 剪切作用引起的孔壓響應(yīng)剪切作用引起的孔壓響應(yīng)對于線彈性體對于線彈性體: :A=1/3A=1/3A A不是常數(shù)，隨加載過程而變化不是常數(shù)，隨加載過程而變化A A1/31/3A A1/3A1/3剪切過程中發(fā)生剪脹：剪切過程中發(fā)生剪脹： A1/3 (A1/3 (甚至可能甚至可能A0A0，u 0 u 0(2) (2) 正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與

35、強(qiáng)度包線 f f cucu2.2.固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn) 二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) u應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于0與超固結(jié)度有關(guān)與超固結(jié)度有關(guān) f(3) (3) 超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 f cucucuccu02.2.固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn) 二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)(4) (4) 固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)2.2.固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)力變量應(yīng)力變量試驗(yàn)量測試驗(yàn)量測 u u

36、計(jì)算計(jì)算 = = u u = = 確定的強(qiáng)度指標(biāo)確定的強(qiáng)度指標(biāo)c ccucu cucuc c 固結(jié)不排水試驗(yàn)小結(jié)固結(jié)不排水試驗(yàn)小結(jié)剪切過程中的超靜孔隙水壓力剪切過程中的超靜孔隙水壓力 u u正常固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線正常固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線: : 硬化硬化正常固結(jié)粘土的有效應(yīng)力與總應(yīng)力的強(qiáng)度包線正常固結(jié)粘土的有效應(yīng)力與總應(yīng)力的強(qiáng)度包線: : cucu 超固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線超固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線: : 軟化軟化超固結(jié)粘土的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)超固結(jié)粘土的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo): : c c c ccucu, , cucu固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)

37、度指標(biāo): : c ccucu, , cucu; c; c , , 2.2.固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)教材教材198198頁圖頁圖7-177-17、7-187-18剪切前固結(jié)條件剪切前固結(jié)條件剪切中排水條件剪切中排水條件固結(jié)固結(jié)ConsolidatedConsolidated排水排水DrainedDrained1.1.固結(jié)排水試驗(yàn)固結(jié)排水試驗(yàn) （CDCD）2.2.固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn)（CUCU）固結(jié)固結(jié)ConsolidatedConsolidated不排水不排水UndrainedUndrained不固結(jié)不固結(jié)UnconsolidatedUnco

38、nsolidated不排水不排水UndrainedUndrained三種試驗(yàn)三種試驗(yàn)3.3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UUUU）二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)3. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度指標(biāo)：c cuuuu (c (cu u) )， uuuu ( ( u u) ) (1) (1) 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件(2) (2) 粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系(3) (3) 飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)c cu u(4) (4) 不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)不

39、排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)(5) (5) 無側(cè)限壓縮試驗(yàn)：無側(cè)限壓縮試驗(yàn)： 3 3 = 0= 0的不排水試驗(yàn)的不排水試驗(yàn)(6) (6) 不飽和試樣的不排水強(qiáng)度不飽和試樣的不排水強(qiáng)度(1)(1)試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件從某一初始狀態(tài)開始，關(guān)閉閥門從某一初始狀態(tài)開始，關(guān)閉閥門施加圍壓施加圍壓 ，產(chǎn)生孔隙水壓力，產(chǎn)生孔隙水壓力 u u1 1=B=B 施加（施加（ 1 1 - - ）時，閥門關(guān)閉，可連接孔）時，閥門關(guān)閉，可連接孔壓傳感器，量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔壓傳感器，量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力隙水壓力 u u2 2 = BA = BA ( ( ) )3. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二.

40、 .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)試樣試樣壓力室壓力室壓力壓力水水排水管排水管閥門閥門軸向加壓桿軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩有機(jī)玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石頂帽頂帽量測孔隙水壓力量測孔隙水壓力3. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)(2)(2)粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系強(qiáng)度的影響因素強(qiáng)度的影響因素: :土的組成土的組成土的狀態(tài)土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)e ef f p p f f - q - qf f 唯一性關(guān)系唯一性關(guān)系e ef f f f - - f f 唯一性關(guān)系唯一性關(guān)系 (p) (

41、q)Kf線線 f 線線 唯一的唯一的e ef f應(yīng)力歷史應(yīng)力歷史同一種正常同一種正常固結(jié)粘土固結(jié)粘土土的狀態(tài)土的狀態(tài)(,e),e)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力歷史相同時應(yīng)力歷史相同時也滿足唯一性關(guān)系也滿足唯一性關(guān)系研究表明研究表明超固結(jié)粘土超固結(jié)粘土: : u =0 , cu, 并且有效應(yīng)力摩爾圓是唯一的并且有效應(yīng)力摩爾圓是唯一的思考題：可否由不排水試驗(yàn)確定有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)？(3)(3)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo) cu u = B + A ( ) B=13. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo) cu pc1cu1pc2cu2pc3cu3

42、(4)(4)不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)3. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)正常固結(jié)粘土層正常固結(jié)粘土層固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度包線上的固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度包線上的每一點(diǎn)對應(yīng)于一個具有相同先每一點(diǎn)對應(yīng)于一個具有相同先期固結(jié)壓力的不排水強(qiáng)度指標(biāo)期固結(jié)壓力的不排水強(qiáng)度指標(biāo)cu = qu/2cuqu = (5)(5)無側(cè)限壓縮試驗(yàn)：無側(cè)限壓縮試驗(yàn)： 3 3 =0=0的不排水試驗(yàn)的不排水試驗(yàn)3. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)(6)(6)不飽和試樣的不排水強(qiáng)度不飽和試樣的不排水強(qiáng)度不飽和區(qū)不

43、飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū) 3. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)不固結(jié)不排水試驗(yàn)小結(jié)不固結(jié)不排水試驗(yàn)小結(jié)3. 3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)二二. .三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo): : u u =0 , =0 , c cu u飽和試樣的固結(jié)不排水試驗(yàn)與不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的固結(jié)不排水試驗(yàn)與不排水強(qiáng)度指標(biāo): : 有關(guān)聯(lián)有關(guān)聯(lián)無側(cè)限壓縮試驗(yàn)：無側(cè)限壓縮試驗(yàn)： 3 3=0, =0, 是一種特殊的不排水試驗(yàn)是一種特殊的不排水試驗(yàn)不飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)不飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo): : 隨隨 3 3增加

44、而增加并趨于穩(wěn)定增加而增加并趨于穩(wěn)定教材教材197197頁圖頁圖7-157-15三三. . 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)1. 1. 慢剪慢剪施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力- -充分固結(jié)充分固結(jié)慢慢施加剪應(yīng)力慢慢施加剪應(yīng)力- -小于小于0.02mm/0.02mm/分，以保證無超靜孔壓分，以保證無超靜孔壓2. 2. 固結(jié)快剪固結(jié)快剪施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力- -充分固結(jié)充分固結(jié)在在3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞3. 3. 快剪快剪施加正應(yīng)力后施加正應(yīng)力后立即剪切立即剪切3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)l 對于砂土，三種試驗(yàn)結(jié)果都接近于對于砂土，三種試驗(yàn)結(jié)果都接近于c c l

45、 對于粘性土，對于粘性土，慢剪慢剪(Slowly: s) (Slowly: s) ：c cs s c c s s; ; 由于摩擦和中主應(yīng)力使其強(qiáng)度指標(biāo)稍大由于摩擦和中主應(yīng)力使其強(qiáng)度指標(biāo)稍大 0.9c0.9cs s c c , 0.9, 0.9 s s固結(jié)快剪（固結(jié)快剪（Consolidated Quickly : cqConsolidated Quickly : cq） c ccqcq c ccucu cqcqcucu 快剪快剪 (Quickly: q) : (Quickly: q) : 對于對于 k10k c c a a0qp用若干點(diǎn)的最小二乘法確定用若干點(diǎn)的最小二乘法確定a 和和 然后計(jì)算

46、強(qiáng)度指標(biāo)然后計(jì)算強(qiáng)度指標(biāo)c和和 a確定強(qiáng)度指標(biāo)確定強(qiáng)度指標(biāo)二、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線二、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線p 總應(yīng)力與有效應(yīng)力狀態(tài)n有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理n典型三軸試驗(yàn)典型三軸試驗(yàn)n孔隙水壓力計(jì)算孔隙水壓力計(jì)算u O1 3 3 3 3 （ 1 3)u313uBAB 1 3 3 1固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑p 總應(yīng)力與有效應(yīng)力路徑n關(guān)系關(guān)系 O （ 1 3)u 1 3 3 1131313111222puuupu131313111222quuq三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑p 總應(yīng)力與有效應(yīng)力路徑n關(guān)系關(guān)系n三軸試驗(yàn)總

47、應(yīng)力路徑三軸試驗(yàn)總應(yīng)力路徑n三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)有效應(yīng)力路徑三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)有效應(yīng)力路徑A A=const=const松砂或正常固結(jié)粘土松砂或正常固結(jié)粘土 （A1/3A1/3）密砂或超固結(jié)粘土密砂或超固結(jié)粘土 （A1/3A1/3）1 3 3 3 3 pO 3q45311const1212pqKfpO 3qKf13Auppuqq 45三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑教材教材206206頁頁7-117-11：某飽和粘性土在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，得：某飽和粘性土在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，得c c 0 0， 2828，如果這個試件受到如果這個試件受到 1 1200kp

48、a200kpa和和 3 3150kpa150kpa的作用，的作用，測得孔隙水壓力，問該試件是否會破壞？為什么？測得孔隙水壓力，問該試件是否會破壞？為什么？解：固結(jié)不排水試驗(yàn)指標(biāo)可近似代替固結(jié)排水試驗(yàn)試驗(yàn)指標(biāo)，解：固結(jié)不排水試驗(yàn)指標(biāo)可近似代替固結(jié)排水試驗(yàn)試驗(yàn)指標(biāo)，因此上述因此上述c c 0 0， 2828可視為有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。土的極可視為有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。土的極限平衡條件用有效應(yīng)力表示。限平衡條件用有效應(yīng)力表示。1 1 1 1u u200-100200-100100kpa100kpa3 3 3 3u u150-100150-10050kpa50kpa21321452tg 4522285045138.51002ftgctgkpakpa解法解法1 1： O 1f31試樣處于彈性平衡狀態(tài)，故不會破壞。試樣處于彈性平衡狀態(tài)，故不會破壞。解法解法2 2：23123452tg 4522281004536.1502ftgctgkpakpa試樣處于彈性平衡狀態(tài)，故不會破壞。試樣處于彈性平衡狀態(tài)，故不會破壞。 O 13f3 3解法解法3 3：131310050501sin1005015032ctg19.4728c O 13 3試樣處于彈性平衡狀態(tài)，故不會破壞。試樣處于彈性平衡狀態(tài)，故不會破壞。