《土力學(xué)：第六章 土的抗剪強(qiáng)度》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《土力學(xué)：第六章 土的抗剪強(qiáng)度（32頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、土力學(xué)第六章第六章 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)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(qiáng)強(qiáng)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(shí)滑動面上的剪應(yīng)力。土體破壞時(shí)的應(yīng)力組合關(guān)系稱為破壞準(zhǔn)破壞準(zhǔn)則則。土力學(xué)二、土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理二、土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理1、摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度粘聚強(qiáng)度（粘聚力）取決于土粒間的各種膠結(jié)作用和靜電引力。土力學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗

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

3、土力學(xué)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(qiáng)度指標(biāo)(抗剪強(qiáng)度參數(shù))c-土的粘聚力 -土的內(nèi)摩擦角用有效應(yīng)力表達(dá) f=c+tg=c+（-u）tg土力學(xué)三、莫爾三、莫爾-庫倫強(qiáng)度理論（庫倫強(qiáng)度理論（1910）莫爾認(rèn)為材料的破壞是剪切破壞，當(dāng)任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪強(qiáng)度時(shí)該點(diǎn)破壞，并提出破壞面上的剪應(yīng)力是該面上法向應(yīng)力的函數(shù)，即這個(gè)函數(shù)在f坐標(biāo)中是一條曲線，稱為莫爾包線（或稱為抗剪強(qiáng)度包線）土力學(xué)極極限限平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)：土單元體中某一個(gè)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(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力條件。（=

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

5、向應(yīng)力的函數(shù) f=f（）q當(dāng)法向應(yīng)力不大時(shí)，該函數(shù)可以簡化為線性函數(shù)關(guān)系，用Coulomb公式來表示 f=c+tgl土單元體的任何一個(gè)面上=f時(shí)，就會發(fā)生剪切破壞。此時(shí)土單元體的應(yīng)力狀態(tài)滿足極限平衡條件。土力學(xué)四四 極限平衡條件的應(yīng)用極限平衡條件的應(yīng)用已知土內(nèi)一點(diǎn)M的主應(yīng)力1m和3m,以及土的內(nèi)摩擦角C、，可以判斷該點(diǎn)土體是否破壞是否破壞。31m1m3m土力學(xué)311m3m土力學(xué)311m3mc0土力學(xué)第三節(jié)第三節(jié) 土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法一、直剪試驗(yàn)一、直剪試驗(yàn)應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式土力學(xué)峰值強(qiáng)度與殘余強(qiáng)度峰值強(qiáng)度與殘余強(qiáng)度土力學(xué)直剪試驗(yàn)根據(jù)排水條件排水條件可分為：快剪、固結(jié)快剪

6、和慢剪優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：直接剪切儀構(gòu)造簡單，操作方便等缺點(diǎn)缺點(diǎn)：限定的剪切面；剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻；在計(jì)算抗剪強(qiáng)度時(shí)按土樣的原截面積計(jì)算的；試驗(yàn)時(shí)不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測孔隙水壓力。土力學(xué)二、三軸試驗(yàn)二、三軸試驗(yàn)土力學(xué)333331=3+11=3+1三軸試驗(yàn)原理土力學(xué)按剪切前的固結(jié)程度和剪切過程中的排水條件三軸試驗(yàn)可分為三種類型：1、不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）2、固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）3、固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）三軸試驗(yàn)類型土力學(xué)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）可嚴(yán)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(diǎn)：缺點(diǎn)：（1）2=3，軸對稱（2）實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜土力學(xué)三、真三軸試驗(yàn)三、

7、真三軸試驗(yàn)土力學(xué)四、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)四、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)圍壓3=0（無側(cè)限），試樣在軸向壓力下產(chǎn)生剪切破壞。破壞時(shí)的軸向壓力稱為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以 qu 表示。土力學(xué)五、十字板剪切試驗(yàn)五、十字板剪切試驗(yàn)土力學(xué)第四節(jié) 飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度一、不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度一、不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度土力學(xué)二、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度二、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度l0點(diǎn)說明未受任何固結(jié)壓力的土，它不具有抗剪強(qiáng)度。有效應(yīng)力圓直徑與總應(yīng)力圓直徑相等。土力學(xué)三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度在整個(gè)試驗(yàn)過程中，孔隙水壓力始終為0，總應(yīng)力等于有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓就是有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力破壞包線就是有效應(yīng)力破壞包線。土力

8、學(xué)四、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇四、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇粘性土的抗剪強(qiáng)度與剪切條件、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法等有關(guān)，總應(yīng)力分析法用總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度；有效應(yīng)力分析法用有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度。土力學(xué)例6-2 一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水實(shí)驗(yàn)，施加周圍壓力3=200kPa，試件破壞時(shí)主應(yīng)力差1-3=280kPa，測得孔隙水壓力uf=180kPa，整理實(shí)驗(yàn)得c=80kPa,=24，試求破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試件中的最大剪應(yīng)力。解：破壞面與大主應(yīng)力作用面之間的夾角為：l破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力為：l最大剪應(yīng)力發(fā)生在=45的平面上，為：土力學(xué)第六章 復(fù)習(xí)要點(diǎn)Y抗剪強(qiáng)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(qiáng)度理論的要點(diǎn)；Y抗剪強(qiáng)度理論的應(yīng)用；Y直剪、三軸實(shí)驗(yàn)的分類；Y區(qū)分飽和土的三種不同抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。