土抗剪强度指标确定及影响因素分析
土的抗剪强度指标与主要因素_张金贵
伏、抗病最终达到增产的效果。 三、２００７年试验田不同处理的产量对比数据 （ 表二） 分析： 一是， 从上述数据中不难看出， 品种的选择非
常重要， 想要单本高产必须选用晚熟分蘖性强的高产品 种 ， 华育５号 比 空育１３１每 公 顷增 产２ ０００公 斤左 右 ； 二 是 ， 运用小苗插秧一定要选早熟品种， 达到安全稳产； 三是， 单 本 插 秧 深 度 一 定 要 保 证 在１～２ ｃｍ之 间 ， 过 深 影 响 低 位 分蘖， 减产巨大。
剪切面上总应力等于有效应力与孔隙 水压力之和。孔隙水压力由于作用在 土中自由水上， 不会产生土粒之间的 内磨擦力， 只有作用在土的颗粒骨架 上的有效应力， 才能产生土的内磨擦 强度。
因此， 同一种土， 如试验条件不 同， 即使剪切面上的总应力相同， 也 会因土中孔隙水是否排出与排出的程 度， 即有效应力的数值不同， 使试验 结果的抗剪强度不同。因而在土工程 设计中所需要的强度指标试验方法必
须与现场的施工加荷实际相符合。目 前， 有的地方为了近似模拟土体在现 场可能受到的受剪条件， 而把剪切试 验按固结和排水条件的不同， 分为不 固结不排水剪、固结不排水剪和固结 排水剪３种基本试验类型。但是直剪 仪的构造却无法做到任意控制土样是 否排水。绥棱县的一些工程则通过采 用了不同的加荷速率来达到排水控制 的要求， 即采用快剪、固结快剪和慢 剪３ 种方法， 这３种方法给水利施工带 来了极大的好处。!
１１ ３ １８ １８ ８４ ４３２ ８８ ７８ ８９ ２５ １．５５ １１ ２．９ １８ １８ ８０ ３０６ ７８ ７２ ９２ ２６ １．１２ １２ ３ １８ ５４ ８４ ４６７ ８０ ７４ ８２ ２５ １．６ １１ ３ １８ ５４ ８０ ４４７ ８２ ７４ ９０ ２６ １．６５ １６ ５．２ １８ １８ ８４ ５６０ ９２ ８２ ８９ ２５ ２．１ １６ ５ １８ １８ ８０ ３９６ ８３ ７８ ９３ ２６ １．５８ １５ ５．２ １８ ５４ ８４ ４８１ ８５ ７６ ８９ ２５ １．７ １５ ５ １８ ５４ ８０ ４３２ ８４ ７４ ９２ ２６ １．５２
土的抗剪强度的概念_概述说明以及解释
土的抗剪强度的概念概述说明以及解释1. 引言1.1 概述土的抗剪强度是土体工程中非常重要的一个概念。
它指的是在土体内部存在切变作用时，土体能够抵抗该切变作用并保持形状稳定的能力。
抗剪强度是评估土的力学性质、承载能力和稳定性的重要指标之一。
1.2 定义土的抗剪强度可以分为两个方面来理解：首先，从宏观角度来看，抗剪强度是指应变固结下产生切线应力所需达到最大值。
在一定条件下，当施加沿某一平面方向的剪切应变时，通过实验可以测得该平面上允许达到的最大应力值。
其次，从微观角度来看，抗剪强度是由于岩石或土壤颗粒之间产生摩擦造成接触邻近颗粒受到相互作用而形成的。
1.3 目的本文旨在全面介绍关于土的抗剪强度概念，并说明其重要性和应用。
通过详细解释土壤抗剪强度的定义和影响因素，以及传统试验方法和先进试验方法的介绍，读者可以深入了解土壤抗剪强度与土体工程应用之间的关系。
在展示几个土体加固和处理技术的工程实践案例后，我们还将讨论抗剪强度在土体设计中的重要作用。
通过这篇文章，读者将能够更好地理解土的抗剪强度的概念及其在土体工程中的意义，并对未来研究方向提出展望。
2. 土的抗剪强度概念2.1 概述土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用时能够抵抗变形破坏的能力。
它是土体力学中一个重要的参数，对于工程设计、施工和地质灾害预测等具有重要意义。
2.2 抗剪强度的定义土的抗剪强度可以分为有效应力状态下的抗剪强度和总应力状态下的抗剪强度。
在有效应力状态下，土体颗粒之间由于摩擦及内聚力的作用而形成一种阻止相对滑动或破坏的抵抗力。
该抵抗力即为土体的有效应力抗剪强度。
有效应力状态下，如果施加额外水平力，就会导致不可逆性变形，并可能引发失稳。
在总应力状态下，考虑了地下水对土体孔隙水压造成的影响。
总应力状态下的土壤承受着来自地表荷载及孔隙水压带来的综合作用，在这种情况下衡量土壤较为复杂。
当存在地下水流动时，因渗流带来部分应力的释放，土壤受到的总应力也会相应减小。
土体抗剪强度试验影响因素综合分析
土体抗剪强度试验影响因素综合分析摘要：在建筑工程中，土体的抗剪强度是一个很重要的参数，它是评价建筑地基稳定性及承载力等土的主要力学性质指标。
因此，在实际中，土体抗剪强度试验的准确与否就显得十分重要了。
本文就土体抗剪强度试验影响因素进行了综合分析，希望对改进土体抗剪强度试验，提高试验结果的准确性提供帮助。
关键词：土抗剪强度；直剪试验；影响因素；塑性指数土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力，其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。
它是评价建筑地基稳定性及承载力等土的主要力学性质指标。
在工程建设实践中，道路的边坡、路基、土石坝、建筑物的地基等丧失稳定性的例子是很多的。
为了保证土木工程建设中建（构）筑物的安全和稳定，就必须详细研究土的抗剪强度。
影响土体抗剪强度的因素较多，下面就土体抗剪强度试验影响因素进行了综合分析，希望对改进土体抗剪强度试验，提高试验结果的准确性提供帮助。
1 密度、含水量与抗剪强度的关系1.1 土的天然含水量与抗剪强度的关系对天然含水率较高的黏性土而言，它的抗剪强度就比较低。
对不同岩性相同含水量土样来说，其抗剪强度还受容重，颗粒成份、组成等因素影响。
因为黏性土含矿物质较高，一般在15%～25%，甚至更高，黏土矿物含量越高吸附水的能力就越强。
当含水量增大时，土的和c值将随之降低，从而使抗剪强度降低。
但当含水量降低时，土的结构联结增强，从而有助于黏聚力c和内摩擦角u的提高。
对沙土来说抗剪强度一般也随含水量增加而降低。
图1是粉质沙土的内摩擦角与含水率的关系图。
图1 粉质沙土的内摩擦角与含水率x的关系曲线图由此可见，干沙的内摩擦角最大，含水率增大到接近最大分子水容度时，值最小，当含水率达到毛细管水容度时，再度增大。
继续增大含水率则将导致内摩擦角值的降低。
1.2 土的密度（容重）与抗剪强度的关系在天然含水率ω相同情况下，密度越大，其干密度也就越大，则空隙比越小，凝聚力c值相应增大，内摩擦角值相应降低，抗剪强度也就越大。
土直剪试验影响因素综合分析
土的直剪试验影响因素综合分析摘要：影响土的强度的因素很多，包括土的内在性质和外部条件，都对试验结果起着不同的作用。
直剪试验是最直接的抗剪强度的测定方法,本文主要分析了直剪试验的影响因素，对其在试验过程中的作用原理进行了定性的阐述。
关键词：直剪试验试验过程抗剪强度结果分析1 直剪试验概述1.1 概念所谓直剪试验, 是指在某一特定面上剪切土的试件,直接测定该面上的剪应力和抗剪强度的试验。
直剪试验是室内测定土体抗剪强度的一种常用方法,可方便地为土木工程治理、加固及破坏分析提供所需的土体抗剪强度参数:粘聚力c和内摩擦角φ。
该方法因其快捷方便, 结果处理简单,被广泛采用，也是测定土的抗剪强度最简单的和最原始的试验方法，如图1.2 直剪试验原理直剪仪分应变式直剪仪、应力式直剪仪两种。
应变式直剪仪能够较准确地测定剪切变形曲线的峰值和最后值,室内较多采用应变式。
试验时用环刀切出厚为20mm的圆形试样,将试样推入剪切盒内,分别在不同的垂直压力下,施加水平剪切力进行剪切,使试样在上下盒之间的水平面上发生剪切至破坏。
求得破坏值的剪切应力τ，然后根据库伦定律确定土的抗剪强度参数，如图2。
1.3 直剪试验分类按剪切前土的固结程度,剪切时排水条件以及剪切速率快慢, 把直剪试验分为快剪、固结快剪、慢剪。
适用于施工进度快,排水条件差的情况下,如厚度很大的饱和黏土地基。
固结快剪试样在垂直压力下, 给予充分时间,使土样孔隙中的水全部排出而达到完全固结,之后,每加一级水平剪力后,均留足够时间,使土样充分排水,这时垂直压力全部由土粒承担，再进行快速剪切。
适用于一般建筑物的地基稳定性分析,施工期间有一定的固结作用。
慢剪：试样在垂直压力下,排水固结后慢慢地进行剪切, 剪切过程中孔隙水可自由排出。
一般工程的正常施工进度都不符合这样的条件,所以,工程试验中较少直接采用。
2 试验过程的影响因素2.1 剪切过程中应力和应变的变化按照试验要求，试验过程中，主应力大小不变，试样在水平应力下剪动，实际情况并非如此。
粗颗粒土抗剪强度影响因数分析
伟 胡 晓玄
要： 针对东阳市金 色港湾工程 Ｑ Ｚ ０ Ｔ ６ Ｇ塔 吊基础设计与施 工进行 了介 绍， 分别 阐述 了塔 吊基 础相 关参数计 算方 法及
具 体施 工 工 艺 ， 于该 地 区其他 在 建塔 吊的 设计 与施 工 有 一定 的 指 导 意 义 。 对
关键 词 ： 吊基 础 ， 荷 载 ， 塔 风 弯矩 ， 筋 率 配
中 图分 类 号 ：Ｕ ７ Ｔ ４６
文献 标 识 码 ： Ａ
在现代建筑施工中 ， 作为垂 直运 输工具主力军中的塔 吊起着
拟建的东 阳市金色港湾工程 位于东 阳市江北新 区， 中山路以
不可或缺 的作用。而近些 年在调查 浙江省工 地 由于塔 吊发生 的 西 ， 江滨北路以北 ， 北河头村 之南。该工程是集 综合楼 ， 商住楼 ，
收 稿 日期 ：０ １０ —８ ２ １ ， ２２
作者简介 ： 陆建 明（９０ ） 男 ， １８一 ， 工程 师 ， 海 市政 工程设 计研 究 总院（ 团） 上 集 有限公 司， 上海
２０９ ００２
・
８ ． Ｏ
第３ ７卷 第 １ ７期 ２０ １１年 ６ 月
山 西 建 筑
安全事故 比重有所提升 ， 因是多方 面的 ， 中有一定 的比例是 车库为一体 的多功能全方 位的智能 型建筑 ， 原 其 分为三个 区 ， 地下 总 由于塔 吊基础设计与施工不 当而造成 的。
层 数 为 ２层 ， 上 总 层 数 ２ 地 ２层 一 ６层 ， 上 总 高 度 为 ６ ． 一 ２ 地 ２ ９ｍ
试 验 资料 表 明 ， 坏 面 上 的 剪 应 力 随 着 法 向应 力 的 增 加 破
增幅逐渐减小 ， 并非线性增加 ，ｐ Ｅ 在高应 力条件 下如果仍 采用 库仑定理 ， 就会产生 较大 的误差 。为 较准 确的 确定高 应力 下 ， 粗
土的抗剪强度
土的抗剪强度土是一种常见的地质材料，在工程领域中具有广泛的应用。
土的力学特性对于土工工程和地基基础设计至关重要，而土的抗剪强度是其中一个重要的参数。
本文将探讨土的抗剪强度及其影响因素。
一、土的抗剪强度定义土的抗剪强度是指土壤在受到剪切力作用下所能承受的最大抵抗力。
土体在受到剪切力作用时，由于土颗粒间的摩擦和颗粒之间的内聚力效应，会产生一定的抵抗力。
二、土的内摩擦角和剪切强度土体的内摩擦角是一个重要的参数，它是衡量土壤颗粒间摩擦性质的指标，也是土壤抗剪强度的决定因素之一。
内摩擦角越大，土壤的抗剪强度就越大。
影响土体内摩擦角的主要因素有：土壤类型、土壤颗粒形状和大小、土壤颗粒间的渗透性以及土壤含水量等。
三、土的抗剪强度测试方法为了确定土的抗剪强度，常用的测试方法包括直剪试验和三轴试验。
直剪试验是将土样切割成适当的几何形状，并在实验设备中施加剪切力来测定土体的抗剪强度。
通过测定土样的应力-应变关系，可以得出土体的内摩擦角和剪切强度。
三轴试验则是模拟土体在不同应力状态下受到剪切力的情况，通过施加正应力和剪应力，测定土样的应力-应变关系，并计算出土的抗剪强度参数。
四、影响土的抗剪强度的因素除了土壤的内摩擦角外，还有其他因素会对土的抗剪强度产生影响。
以下是几个主要因素：1. 土壤类型：不同类型的土壤具有不同的颗粒组成和结构，因此其抗剪强度也会有所不同。
比如粘性土的抗剪强度通常较高，而砂土的抗剪强度较低。
2. 含水量：土壤含水量的变化直接影响土的抗剪强度。
适量的含水量可以增强土体的内聚力，从而提高土的抗剪强度。
然而，过多或过少的水分都会降低土的抗剪强度。
3. 土壤结构：土壤颗粒之间的间隙和排列方式会影响土的抗剪强度。
紧密的土体结构通常具有较高的抗剪强度，而疏松的结构则具有较低的抗剪强度。
4. 渗透性：土壤的渗透性对于土体的抗剪强度也有影响。
渗透性较好的土壤能够有效排水，减少孔隙水压，进而提高土的抗剪强度。
五、土的抗剪强度在工程中的应用土的抗剪强度是土工工程设计中必须考虑的一个重要参数。
(完整版)土的抗剪强度
一、土的抗剪性
土是由固体颗粒组成的，土粒间的连结强度远远小于土粒本身的强度，故在外力作用下土粒 之间发生相互错动，引起土中的一部分相对另一部分产生滑动。土粒抵抗这种滑动的性能， 称为土的抗剪性。 土的抗剪性是由土的内摩擦角 φ 和内聚力 c 两个指标决定。对于高层建筑地基稳定性分析、 斜坡稳定性分析及支护等问题，c、φ 值是必不可少的指标。 无粘性土一般没有粘结力，抗剪力主要由颗粒间的滑动摩擦以及凹凸面间镶嵌作用所产生的 摩擦力组成，指标"内摩擦角 φ"值的大小，体现了土粒间摩擦力的强弱，也反映了土的抗 剪能力； 粘性土的抗剪力不仅有颗粒间的摩擦力，还有相互粘结力，不同种类的粘性土，具有不同的 粘结力，指标"内聚力 c"值的大小，体现了粘结力的强弱。因此，对于粘性土的抗剪能力， 由内摩擦角 φ 和粘聚力 c 两个指标决定。
三、影响土体抗剪强度的因素分析
决定土的抗剪强度因素很多，主要为：土体本身的性质，土的组成、状态和结构；而 这些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关；此外，还决定于它当前所受的应力状态。
土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定，试验中，仪器的种类和试验方法以 及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确定强度值有很大的影响。
一、直接剪切试验
直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移，测定相应的 剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变 控制式直剪仪。
应变控制式直剪仪主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，试样放在盒内上下两块透 水石之间。试验时，由杠杆系统通过加压活塞和透水石对试件施加某一垂直压力 σ，然后等 速转动手轮对下盒施加水平推力，使试样在上下盒的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏， 剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环的变形值计算确定。假设这时土样所承受的水平向 推力为 T，土样的水平横断面面积为 A，那么，作用在土样上的法向应力则为σ＝P/A，而 土的抗剪强度就可以表示为 f ＝T/A。ຫໍສະໝຸດ 主要内容第一节 概述
6.土的抗剪强度
第五章土的抗剪强度在外荷载作用下，土工建筑物和地基内部会产生剪应力和相应的变形，与此同时也会引起抵抗这种剪切变形的阻力。
当土体内的剪应力和抗剪应力处于平衡状态时，土工建筑物和地基会保持稳定。
随着剪应力的增加，抗剪应力相应也会增加，但是抗剪应力增加有一个限度，达到这一限度时，土体就要发生破坏，这个限度称为土的抗剪强度。
如果土体内某一部分的剪应力达到它的抗剪强度时，该部分的土体就出现剪切破坏或产生塑性流动，最终可能导致一部分土体沿着某个面相对于另一部分土体产生滑动，发生整体破坏。
一、库仑定律与土的极限平衡条件1、库仑定律1776年库仑根据砂土剪切试验的结果提出砂土抗剪强度公式后来对粘性土进行剪切试验，得到粘性土抗剪强度公式2、土的抗剪强度影响因素摩擦力：土的原始密度、剪切面上的法向总应力、土粒的形状、土粒的表面粗糙程度、土的颗粒级配粘聚力：粘粒含量、矿物成分、含水量、土的结构3、土中某点的应力状态土体内部某点不同方位上截面上应力(正应力和剪应力)的集合。
土体内部某点的不同方位上所有截面应力组合均在莫尔应力圆上，圆心坐标[1/2(+ )，0]，应力圆半径r＝1/2(－ )。
因此土的应力状态可以用莫尔应力圆表示。
4、土的极限平衡条件把抗剪强度包线与描述土体中某点的莫尔应力圆绘在同一座标系中，根据两者的相对位置判断土体该点所处的状态。
莫尔应力圆位于抗剪强度包线的下方，该点处于弹性平衡状态。
莫尔应力圆与抗剪强度包线相切，该点处于极限平衡状态莫尔应力圆与抗剪强度包线相割，该点已经被剪破。
土体处于极限平衡状态的极限平衡条件：二、土的抗剪强度试验1、直接剪切试验2、三轴剪切试验3、无侧限抗压强度试验4、十字板剪切试验三、不同排水条件下的剪切试验成果1、总应力强度指标和有效应力强度指标土的抗剪强度并不是由剪切面上的法向总应力决定，而是取决于剪切面上的有效法向应力，可以根据有效应力表示的土体抗剪强度表达式表示有效应力强度指标确切的表示出土的抗剪强度的实质。
《土质学与土力学》第7章 土的抗剪强度
直剪仪内土样的应力和应变
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三轴压缩试验
三轴压缩试验也称三轴剪切试验，是测定土抗剪强度较为完善的方 法。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加围压系统、孔隙水压力
量测系统等组成。
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土的抗剪强度指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的主要力学性质之一。 土体的破坏通常部是剪切破坏。 建筑物地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变形，土具有抵抗剪应力的
潜在能力——剪阻力，它随着剪应力的增加而逐渐发挥，剪阻力被完全发挥时，
土就处于剪切破坏的极限状态，此时剪应力也就到达极限，这个极限值就是土的 抗剪强度。 如果土体内某—部分的剪应力达到土的抗剪强度，在该部分就开始出现剪切 破坏。随着荷载的增加．剪切破坏的范围逐渐扩大，最终在土体中形成连续的滑 动面，地基发生整体剪切破坏而丧失稳定性。 剪阻力的发挥
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土体中任意点的应力（莫尔应力圆）
土体内部的滑动可沿任何一个面发生，只要该面上的剪应力等于它的 抗剪强度。所以，必须研究土体内任一微小单元的应力状态。
在平面问题或轴对称问题中。取某一土体单元，若其大主应力1 和
小主应力3的大小和方向已知，则与大主应力而成角的任一平面上的法 向应力和剪应力τ可由力的平衡条件求得。
正比)，另—部分是土粒之间的粘结力，它是由于粘性土颗粒之间的胶
结作用和静电引力效应等因素引起的。
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大量试验表明，土的抗剪强度不仅与土的性质有关，还与试验时的
排水条件、剪切速率、应力状态和应力历史等许多因素有关。其中最重 要的是试验时的排水条件．根据K ．太沙基(Terzaghi) 的有效应力概念， 土体内的剪应力仅能由土的骨架承担，由此，土的抗剪强度应表示为剪 切破坏面上法向有效应力的函数．库伦公式应修改为： τf =′tan′ τf = c′＋′tan′ 式中 ′—— 剪切滑动面上的法向有效应力，kPa c′—— 土的有效粘聚力(内聚力)，kPa
抗剪强度指标选取
抗剪强度指标选取抗剪强度是指材料在受到剪切应力作用时的抗力程度。
在工程设计和材料选择中，抗剪强度指标的选取非常重要，因为它直接影响到材料的使用性能和结构的安全性。
以下是一些常用的抗剪强度指标选取的考虑因素和建议：1.定义抗剪强度指标：抗剪强度可以有多种不同的定义方式，根据具体问题和应用需求选择最合适的抗剪强度指标。
常见的抗剪强度指标包括剪切应力、剪切应变、剪切模量等。
2.材料特性：不同材料的抗剪强度差异很大，因此需要根据材料的特性来选取合适的抗剪强度指标。
例如，对于金属材料，可以选取剪切应力强度指标；对于混凝土材料，可以选取剪切应变强度指标。
3.受力状态：抗剪强度通常与材料的受力状态密切相关。
在受到复杂加载状态下的材料中，可能需要选取多种不同的抗剪强度指标。
例如，在薄壁结构中，可以选取扭转刚度作为抗剪强度指标。
4.结构安全：在结构设计中，抗剪强度指标的选取应考虑结构的安全性要求。
根据结构的使用环境和荷载情况，选择合适的抗剪强度指标来确保结构能够承受正常使用条件下的剪切力。
5.工程实践：抗剪强度指标的选取应结合实际工程应用中的经验和实践。
通过对已有结构的研究和分析，了解不同抗剪强度指标的适用性和有效性，从而为新的项目提供指导。
6.标准规范：根据国家和地区的相关标准规范，选择合适的抗剪强度指标。
标准规范中通常规定了具体材料和结构的抗剪强度测试方法和指标要求，可以作为选取抗剪强度指标的依据。
综上所述，抗剪强度指标的选取应综合考虑材料特性、受力状态、结构安全、工程实践和标准规范等多方面因素。
在实际应用中，需要根据具体情况进行权衡和选择，以确保材料和结构在剪切应力作用下能够具有良好的抗剪强度和稳定性。
影响土体抗剪强度的因素有哪些？
影响土体抗剪强度的因素有哪些？
（一）土的组成、原始密度、孔隙比及含水量等因素
土的组成包括有颗粒级配、颗粒棱角、矿物类别等。
一般级配良好的土，由于粒间接触多，比均匀士的咬合作用强，并且每一接触压力都比均匀土小，因而颗粒破碎要少，其内摩擦角比均匀土的大。
另外，土粒越大，形状越不规则，表面越粗糙，则抗剪强度越大。
土的原始密度越大，土粒间的咬合作用力越强，受剪时首先须克服咬合作用，才能产生相对猾动。
此外，土的密度大也意味着土粒间的孔隙小，接触紧密，原始内聚力较大。
所以土的原始密度越高，其抗剪强度越大。
土体的初始孔隙比越小，颗粒越紧密，咬合摩擦力越大，受剪破坏时所需的能量也越大。
土的含水量对抗剪强度的影响亦不容忽视。
当含水量增加时，水分在较大土粒表面形成润滑剂，使摩阻力减小；对细小的粘土粒，使其结合水膜变厚，从而降低土的粘聚力。
（二）土的结构性
在实际取样试验过程中，肯定存在取样扰动。
试验表明，重塑土样在重塑作用下，原来由土骨架承受的有效应力大部分转由孔隙水承担，因而二者的有效应力极不相同，形成较大的强度差异；另外，土的结构破坏使土丧失固化内聚力，所以原状土的抗剪强度高于同样密度和含水量的重塑土。
（三）应力历史
土的受荷过程不同所造成的土体受力历史状态不一，对强度的试验结果有影响。
另外还有加荷条件、土的各向异性、应变强度软化、时间因素、环境条件等因素，都会对土的抗剪强度带来影响。
土的不同抗剪方法对强度指标的影响分析研究
土的不同抗剪方法对强度指标的影响分析研究一、前言水利工程中，研究水坝、地基土体的强度和稳定性是十分重要的。
因为当建筑物的荷重通过基础传至地基土时，若附加压力超过地基或坝体土的强度时，上体就会破坏，致使上部建筑物失稳。
土的强度作为土的重要力学性能之一，与土的抗剪强度有关工程问题主要即为土工结构物稳定。
所谓土的抗剪强度是指土体在外部荷载作用下产生的剪应力的抵抗能力，是建筑物地基承载能力与稳定性、边坡稳定、挡土结构的土压力等土工工程的设计和验算提供理论依据和计算指标，能否正确有效地确定抗剪强度往往是设计质量和工程成败的关键所在，而土又不同于钢材、塑料等材料，土类别繁多，成因各异，特性也千差万别。
土的强度不仅取决于土的种类，而且更大程度不是一个常数，而是随着条件的不同而变动的，工程地质人员必须用各种测试手段来综合分析提供。
二、直剪试验目前受各种条件限制，室内试验大多数情况下仍然以直剪试验为主，我国在指标使用中已积累了大量经验，在工程设计实际中应用也较为广泛。
2.1 影响慢剪因素慢剪是竖向压力施加后，让土体排水固结，固结后以慢速施加水平剪力，使土样在变剪过程中一直有部分时间排水和产生体积变形，得到指标用Cs、Фs表示，白建光等依托于内蒙古农业大学博士基金项目“细粒土抗剪强度指标影响因素分析研究”。
在论文中提出在慢剪条件下剪切试验的设计方案，影响剪切强度的指标有土的应力历史及温度等，根据正交实验得出实验结论为内摩擦角对空隙比的变化最敏感，对含水率次之，对塑性指数变化敏感性最小，粘聚力对空隙比、含水率等塑性指数变化的敏感度同内摩擦角相同，粘聚力与塑性指数呈正相关系，其余均为负相关系。
2.2 快剪快剪是竖向压力施加后立即加水平剪力进行剪切，而且剪切的速率也很快。
一般从加荷到剪坏只用3-5min，由于剪切速率快，可以认为土样在这样短暂时间内没有排水固结或者说模拟了“不排水”剪切情况。
得到的强度指标Cq，Фq表示。
土的抗剪强度指标及其工程应用
土的抗剪强度指标及其工程应用土的抗剪强度是指土体抵抗内部剪切力的能力。
在土力学中，土的抗剪强度是一个重要的力学参数，用于描述土体在承受剪切力时的变形与破坏特性。
了解土的抗剪强度指标及其工程应用对于工程设计与土力学研究具有重要意义。
土的抗剪强度指标分为三种，即黏聚力（c）、内摩擦角（φ）和抗剪强度（τ）。
黏聚力是指土体结构内部粘聚的程度，通常由于颗粒之间的吸附力引起。
内摩擦角是指土体颗粒之间的摩擦阻力，是土的粒间摩擦特性的体现。
抗剪强度是指土体承受剪切力导致的抵抗能力。
土的抗剪强度指标在工程应用中具有广泛的应用，包括地基工程、岩土工程和水利工程等领域。
在地基工程中，抗剪强度用于评估地基的稳定性和承载力。
在岩土工程中，抗剪强度用于评估土体的稳定性和变形特性，设计防护结构。
在水利工程中，抗剪强度用于设计大坝、堤防和土体水坝等结构的稳定性。
抗剪强度指标的工程应用通常通过实验和计算的方式进行，其中比较常用的实验方法包括直剪试验、三轴压缩试验和静力触探等。
直剪试验是将土样分割成两部分，施加水平剪切力，测量摩擦力和剪切应力，推断抗剪强度指标。
三轴压缩试验是将土样置于三轴压缩仪中，施加垂直压力和水平剪切力，并测量抗剪强度指标。
静力触探是利用静力触探仪，通过测量推进杆推进土层的阻力，了解土的抗剪强度指标。
除了实验方法，工程应用中还可采用计算方法，如极限平衡法、有限元法和模型试验分析等。
极限平衡法是通过平衡土体内外力的大小，获得土的抗剪强度指标。
有限元法是利用数值模拟和计算得到土体在不同应力状态下的变形、破坏和稳定性，从而确定抗剪强度指标。
模型试验分析是通过实验模型，在受到剪切力的作用下观察土体的变形特性和抗剪强度指标。
总之，土的抗剪强度指标及其工程应用对于工程设计与土力学研究具有重要意义。
通过实验和计算方法，我们可以获得土的抗剪强度指标，用于评估土体的稳定性、变形特性和承载力等工程问题。
在实际工程中，合理应用抗剪强度指标可有效地保证工程结构的安全性和可靠性。
土的抗剪强度试验成果与其它指标的关系及影响因素分析
西 北 水 电 ・ ０ ２１ １年 ・第 ３期
８ ３
１ 密度 、 含水 量 与抗 剪 强度 的关 系
１ １ 土 的天然 含水 量与 抗剪 强度 的关 系 ．
一
判 断试 验成 果 的 正确 性 。表 １是 笔 者 单 位 ２ １ ０ ０年 承 接 的盐环 定扬 黄续 建工程 的部 分原 状土样 试 验资 料， 基本 上 反映 了天然 含水 量 ， 干容重 与抗 剪强 度 的
上述方 程式 为库 仑定 律 。此定 律 说 明 ， 的抗 土
剪 强度 ５由 内摩 擦 力 Ｐａ 和凝 聚力 Ｃ两 部分 组 ｔ ｎ
成， 且与垂 直压力 Ｐ成 直线 正 比关 系 。 如何使 试验成 果能较 准确 地反 映不 同土体 的力
学性 质 ， 掌握 它 与其 它 指标 之 间 的 相互 关 系 和 以及
估算 地基承 载力 等 土 的力学 性 质 的 主要 指标 之 一 。
土 的抗剪 强度是在 垂 直 压力 作 用 下 ， 中 的剪应 力 土
达 到一定 值 而 大 于粒 间 的结 构 黏 聚 力 和 摩 擦 阻 力
时， 将会 引起 颗粒 的相对位 移 （ 切 ） 形 成 剪切 带 ， 剪 ， 造成土体 的破坏 。土 抵抗剪应 力是 土体保 持 自身不
则 将导 致 内摩擦 角 值 的降低 。
１２ 土的 密度 （ ． 容重 ） 与抗 剪强 度 的关 系
对 黏性 土来说 土 的密 度越 大 ， 其抗 剪强度 越大 ， 这 是 因为在 天 然 含 水 率 相 同情 况 下 ， 度 越 大 ， 密 其 干密度也 就 越 大 ， 空 隙 比越 小 ， 聚 力 Ｃ值 相 则 凝
应增大， 内摩 擦角 ‘值 相应 降低 。 Ｄ
第五章 土的抗剪强度
②土中天然胶结物质对土粒的胶结作用。 3.抗剪强度的影响因素 ①土的物理化学性质的影响（土的矿物成分、颗粒形状与级配；土
的原始密度；土的含水量；土的结构等）；
②孔隙水压力的影响（工程上，根据实际地质情况和孔隙水压力消 散的程度，采用不同的排水方法测定土的抗剪强度）
达到极限平衡状态时，土体的应力与抗剪强度指标之 间的关系，称为土的极限平衡条件．
1、土中某点的应力状态
下面仅研究平面问题，在土体中取一微单元体[下图 (a)]，取微棱柱体abc为隔离体 [下图(b)]，将各力分别在 水平和垂直方向投影，根据静力平衡条件可得：
sds sin ds sin ds cos 0 1ds cos ds cos ds sin 0
1.试验仪器：直剪仪 直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种.
对同一种土至少取4个试样，分别在不同垂直压 力下剪切破坏，一般可取垂直压力为100、200、300、 400kPa.
2.试验结果 垂直压力σ～百分表读数～剪应力τ，将试验结果
绘制成抗剪强度τf和垂直压力σ之间关系线。
试验结果表明： 对于粘性土基本上呈与y轴有一截距的直线，该直 线与横轴的夹角为内摩擦角φ，在纵轴上的截距为粘 聚力c；
三、土的极限平衡理论（莫尔—库伦强度理论）
1910年，莫尔(Mohr)提出材料的破坏是剪切破坏， 当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生 破坏，并提出在破坏面上的剪应力，是该面上法向应力的
函数，即： f f
土的强度破坏通常是指剪切破坏，当土体中任意一点 在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点即处于 极限平衡状态；
应力圆画在同一坐标系里。它们之间的关系有以下三种情 况：
土力学第四章抗剪强度
土力学第四章抗剪强度土力学第四章抗剪强度一、引言土力学是研究土体力学性质及其应力、应变关系的学科，而抗剪强度是土力学中的重要概念之一。
本文将探讨土力学第四章中与抗剪强度相关的内容，包括抗剪强度的定义、影响因素以及在工程实践中的应用。
二、抗剪强度的定义抗剪强度是指土体抵抗剪切力的能力。
在土力学中，土体通常是以颗粒状存在，受力时会发生内部颗粒之间的相对位移，导致剪切变形。
抗剪强度是土体抵抗这种剪切变形的能力的一种表征。
三、影响抗剪强度的因素1. 土体类型：不同类型的土体具有不同的抗剪强度。
粘土的抗剪强度相对较高，而砂土的抗剪强度相对较低。
2. 湿度：湿度对土体的抗剪强度有着显著的影响。
在一定范围内，湿度的增加会使土体的抗剪强度增加。
3. 应力状态：土体在不同应力状态下的抗剪强度也会有所不同。
例如，在三轴压缩试验中，土体在不同的主应力差下会表现出不同的抗剪强度。
4. 颗粒形状和排列方式：土体中颗粒的形状和排列方式对抗剪强度有着重要影响。
颗粒形状不规则或排列紧密的土体具有较高的抗剪强度。
四、抗剪强度的实验测定方法为了准确测定土体的抗剪强度，工程实践中通常使用一系列实验方法。
常用的方法包括直剪试验、三轴剪切试验和动三轴剪切试验等。
这些实验方法可以通过施加不同的剪切应力来测定土体的抗剪强度。
五、抗剪强度在工程实践中的应用抗剪强度是土力学中一个非常重要的参数，广泛应用于各种工程实践中。
在土壤基础工程中，准确测定和分析土体的抗剪强度可以帮助工程师评估土体的稳定性，并设计合理的基础结构。
此外，在土木工程中，抗剪强度也被用来评估土体的抗冲刷能力和抗滑移能力。
六、结论土力学第四章中的抗剪强度是研究土体力学性质时的重要内容。
本文从抗剪强度的定义、影响因素、实验测定方法以及在工程实践中的应用等方面进行了论述。
通过深入研究和理解抗剪强度这一概念，可以更好地应用于土壤力学和土木工程实践中，提高工程设计的可靠性和安全性。
参考文献：1. 毛振泉，王曙明，李敏. 工程土力学基础. 北京: 中国建筑工业出版社，2013.2. 刘福赉, 张猛, 刘允斌. 土力学与岩土工程高级课程. 西安: 西安建筑科技大学出版社，2014.。
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Ｂ Ｐ网络 的整个 学 习过程 的具体 步骤 为 ：①初 始
化 网络 的权值 和阈值 ；②通过输入 向量 和神经 层 的传 递 函数计算 网络 的输 出向量 ；③ 比较 网络输 出值与 网 络期望值之 间的误差 ，并反 向传播误差 ；④ 利用误差 计算新 的网络 权值 和 阈值 ；⑤ 判 断是 否满 足 收敛 条
结构性 ，特别是粘 性土的絮凝结 构使原 状土强度远 大 于重塑土… ；另一类 是外 部 因素 ，包 括应 力 、应 变 、
件。如果不 满足 ，则 回到第 ②步 ，如果 满足条 件则学 习结 束 。
时间 、温度 等。本 文针对影 响土体抗剪 强度的主要 因 素 ，应 用人 工神经 网络模 型 ，采用现场试 验或室 内试 验可 以直接得 到的信息作 为基础信 息 ，分析其对抗剪 强度 指标 的影响并 进行 敏感 性分析。
表 １ 训 练 样本 表
￥ 湖 北 省 教 育 厅科 学研 究 基 金项 目 （ ２０ １０ ２ 、三 峡 大 学 科 学 研 究 基 金 项 目 （ Ｄ ０ ４ ２ ３ 。 Ｄ ０ ７３ ０ ） Ｓ ２０ １０ ）
张国栋 ，男 ，副 教授 ，博 士。
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张 国栋等 ：土抗剪 强度指标确定及影 响因素分析
・ｌ ５・
表 ３ 预 测 值 与 实测 值 的 比较 表
隙比ｅ 、饱 和度 ｓ、土 粒相 对体 积质 量 ｄ 、液 限 Ｗ 、 ．
塑 限 Ｗ 、液性指 数 ，、塑性指 数 ， 对 抗剪 强度 的影 Ｊ ＿
响 。通过神经 网络 的预测分析 得到如下结果 ：① 影响 ｃ 的重要性 程度依次为 ｄ ＞Ｗ． ＞ ＞Ｗ＞ ． ＞， ＞Ｓ ＞Ｗ
分别减小一个节点 ，然后通过建立起 的网络来进行 预
（ ）影 响 土体 抗剪 强 度指 标 的因素较 多 ，且影 ２ 响因素复杂 ，利用 Ｂ Ｐ网络对 影响 土体抗 剪强度 指标 的因素进行 了分析 ，分析结果对于试验及 现场测试 土 体抗剪 强度指 标具有一定 的参考价值 。
参考文献 ：
程度。 Βιβλιοθήκη ３ 结 语 ２ 影 响 因素 敏 感 性 分 析
（ ）依据 已有的试验资料 ，基于 Ｂ １ Ｐ网络对土 体 抗 剪强度指标进 行 了预测 ，预 测值 与试 验值 较 吻合 ，
具有较 好的可靠性 。
对土体参数进行 敏感性分析 的 目的是在影 响土体 抗剪强度指标 的各个 因素 中，确定 它们 影响重要性 程 度 。在具体分析时可 以考虑采取两种方法 。 （ ）在神 经 网络 中分 别 去掉 各个 影 响 因素 ，即 １
摘
要
基于Ｂ Ｐ神 经网络 和所分析 的问题 ，建 立 了神经 网络 分析模型 ，利 用神经 网络模 型 中各
个神 经 元 之 间的 非 线 性 映 射 关 系对 土 体 抗 剪 强 度 指 标 Ｃ 、 值 进 行 了预 测 ，并 对 影 响 土 体 抗 剪 强 度 指
标主要 因素的重要性程度进行 了分析 ，分析 结果对土工试验 及现场测试土体抗剪强度指标具有一 定的 参考价值 。 关键词 Ｂ Ｐ神经 网络 抗剪强度指标 影响 因素分析 影响土体抗剪强度指标的因素 ，可以概括为 两大 类 ，一类 是土体本 身的因素 ，包括 土的组成 、状态 和
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・
１ ４・
全 国中文核 ， 刊 ｔ ｌ 期
路基 工程
２０ ０ ８年第 ４期 （ 总第 １９期 ） ３
土抗 剪 强 度 指标 确 定 及 影 响 因素 分 析 术
张 国栋 李 勇 ＇ 李渐波 ＇
（ ，三峡大学土木水 电学 院 １ 湖北宜 昌 ４ ３ ０ ；２ ４ ０２ ，三峡大学三峡库 区地质灾害教育部重点实验 室）
一
１ ２ Ｃ 值预测 ． 、
根据所建立 的 Ｂ Ｐ神 经 网络 模 型 取 得 的 ２ ８个 原 状
土试样 ，随机选 取 ８个 作 为检测 网络学 习和 成绩 ， 其余 ２ ０个样本作 为训 练样本 ，训练 样本 和 检测 样本 见表 １ 、表 ２ ，预测 结 果见 表 ３ 。最 大相 对误 差 Ｃ为 ２ ．４％ ，最小相对误差 为 ０ １ ３６ ． ３％ 。基 于 Ｂ Ｐ网络 的预测结果具有一定 的可靠 性。
， ＞ ；② 影响 ｅ
，
的重要性 程度依次为 Ｓ ＞ Ｗ ｄ＞ 。 ＞， ＞， ＞ ＞ Ｊ Ｗ ＞ Ｗ＞ｅ ＿ ；③综合 影响 ｃ 的重要性 程度 、 依次为 ｄ ＞ Ｗ Ｐ Ｐ Ｗ＞ ＞ Ｊ 。同时也 可 Ｓ＞ Ｉ ＞， ＞Ｗ ＞ ， ＞ｅ ＿
以得知这些 因素对 ｃ的影 响程度都 远大于对 ‘ 的影响 ｐ
１ Ｂ Ｐ网络 及 Ｃ 值预 测 、 １１ Ｂ ． Ｐ网 络模 型
ｙ ｍ
Ｂ Ｐ网络是一种多层 次的反 向误差传播 分析方法 ，
网络 由输入层 、输 出层和至少一个 隐层组 成 ，各层有
图 １ ＢＰ 神 经 网 络 结 构 图
个或 多个神经元 ，相邻两层神经元通过 可调 权值相 连接 ，且各神经元之 间没有反馈 。其信息 由输 入层依 次 向隐层传递 ，直至输 出层 。网络结构见 图 １ 。
［ ］李广信等．高等 土力学 ［ ．清华大学 出版社 ，２０ １ Ｍ］ ０４ ［ ］张 国栋 ，彭 刚等．Ｂ 神 经网络在单桩承载力测 试中 的应 用 ［ ］ ２ Ｐ Ｊ ． 峡
大学学报 ，２０ ，２ （ ） — ． ０ ３ ５ １ ：６ ８
测 ，通过预测值 的偏 差来 得出它们 的重 要性程度 。这 种方法 改变 了原 来 网络结 构 ，必须 重 新 设计 和 训 练 网络。 （ ） 原来 训 练 的神经 网络 的结构 不 变 ，只是 在 ２ 预测时 ，使输入 的个别节点等于某个小 值 ，即忽 略该 参数影响 ，然后再对 网络进行预测 ，通过 预测值 的偏 差来得 出它们 的重要性程度 。 在具体分 析时 ，分 别考 虑含水 量 Ｗ、重 度 、孔