My7-土的抗剪强度
土的抗剪强度3试验.
抗剪强度指标
强度指标： 粘聚力 c 内摩擦角
总应力强度指标 与 有效应力强度指标 直剪强度指标 与 三轴试验强度指标 峰值强度指标 与 残余强度指标
三种分 类方法
工程应用
目的
一、直剪试验
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。
1 =15%
强度包线
1
c
(1-)f
(1-)f
3、试验类型
固结排水试验（CD试验） cd 、d 1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔 隙水压力完全消散； 2 打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差以便 充分排水，避免产生超静孔压 固结不排水试验（CU试验） ccu 、cu 1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙 水压力完全消散； 2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水 不固结不排水试验（UU试验） cu 、u 1 关闭排水阀门，围压下不固结； 2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差
P
A
S
T
6转/分钟－－慢剪 12转/分钟－－快剪
试验过程中的应力变化
P A
zx
z x
S T
xz
在试验资料的分析中，假定试件中的剪应力均匀分布， 在加剪应力以前，试件处于侧限状态， 2＝3 ＝k 1 但事实上并非如此。当试件被剪破时，靠近剪力盒边 1 缘的应变最大，而试件的中间部分的应变相对要小得 多，剪切面附近的应变又大于试件顶部和底部的应变。 3 所以，在剪切过程中，特别是在剪切破坏时，试件内 加剪应力τ后，主应力的方向产生偏转，剪应力愈大，偏转角 的应力和应变，既非均匀又难确定。
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剪切强度是土体受到剪切变形和破坏作用时所能承受的最大剪切应力。
常用的剪切强度指标有摩擦角和剪切强度参数。
摩擦角是指土体内部颗粒间的内摩擦角，可以反映土体的内聚力大小和颗粒间的摩擦特性。
剪切强度参数则是一种实验室测试中得到的参数，常用的有黏聚强度和摩擦角。
在实际工程中，土壤的剪切强度参数是通过室内试验测试或现场地质勘探得到的。
剪切模量是土体抵抗剪切变形的能力。
在土体受到剪切作用时，会产生剪应力和剪切应变，剪切模量可以反映土体的刚度和抵抗变形的能力。
同时，剪切模量还可以用于分析土体的稳定性和变形行为。
常用的剪切模量指标有弹性模量、切变模量和泊松比等。
这些指标一般通过室内试验或现场观测得到。
土的抗剪强度指标在工程应用中具有重要的意义。
首先，它们是土力学研究的基础指标，能够揭示土体的内部性质和变形特性，为土体的工程行为提供理论基础。
其次，土的抗剪强度指标在土木工程设计中应用广泛。
例如，在地基处理和土体加固中，需要根据土壤的抗剪强度指标来设计合理的加固措施；在土的承载力分析和地基基础设计中，需要根据土壤的剪切强度和剪切模量来确定地基的稳定性和变形特性；在土石坝的设计和施工中，需要通过剪切强度参数和剪切模量来评估土体的稳定性和变形行为。
综上所述，土的抗剪强度指标是土力学研究和土木工程设计中非常重要的指标。
它们可以揭示土体的内部性质、变形特性和工程行为，为土木工程的设计提供理论基础和技术支持。
因此，在实际工程中，需要充分考虑土体的抗剪强度指标，并结合具体工程情况进行合理的设计和施工。
2010年二级注册结构工程师专业考试真题及答案下午卷
2021年二级注册构造工程师专业考试真题及答案下午卷1 一组合砖柱，轴向力偏心方向的截面高度h=620mm，承受轴向力设计值872kN，弯矩设计值25.8kN•m。
试问，该组合砖柱轴向力的初始偏心距e(mm)，与以下何项数值最为接近?〔A〕25.5〔B〕29.6〔C〕31.0〔D〕34.62 某四层砌体构造房屋，平面尺寸如图2-11所示，采用预制钢筋混凝土楼盖。
外墙厚度370mm，承重内墙厚度240mm，隔断墙厚度120mm，底层墙高为3.8m(墙底算至根底顶面)，隔断墙高2.9m，承重墙采用M5混合砂浆、隔断墙采用M2.5水泥砂浆砌筑。
2.试问，底层三开间处外纵墙的高厚比β，与以下何项数值最为接近?〔A〕10〔B〕12〔C〕16〔D〕243 试问，底层承重内横墙考虑门窗洞口影响修正后的允许高厚比，与以下何项数值最为接近?〔A〕16〔B〕19〔C〕24〔D〕294 试问，底层隔断墙的高厚比和修正后的允许高厚比，分别与以下何项数值最为接近?提示：隔断墙两侧按有拉接情况考虑，顶端按不动铰考虑。
〔A〕24；22〔B〕24；32〔C〕28；26〔D〕28；325 对不同墙体进展抗震承载力受剪验算时，需采用不同的承载力抗震调整系数，试问，以下哪一种墙体承载力抗震调整系数γRE不符合标准要求?提示：按?砌体构造设计标准?(GB50003—2001)作答。
〔A〕无筋砖砌体剪力墙γRE=1.0〔B〕水平配筋砖砌体剪力墙γRE=0.85〔C〕两端均设构造柱的砌体剪力墙γRE=0.9〔D〕自承重墙γRE=0.756 某砌体内纵墙墙段正中部位增设一构造柱，如图2-12所示。
构造柱混凝土强度等级为C20，钢筋采用HPB235级，每根构造柱均配置4φ14纵向钢筋(A s=615mm2)。
试问，该墙段的最大截面抗震受剪承载力设计值(kN)，与以下何项数值最为接近?提示：①f t=1.1N/mm2，f VE=0.2N/mm2，γRE0.85；②墙体横截面面积A按960000mm2作答。
土的经验参数(物理指标、压缩、变形模量、剪切强度)
土的经验参数(物理指标、压缩、变形模量、剪切强度)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围，见表3-3-28。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土 7＜I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
注：①平均比重采取：砂——2.66；粘砂土——2.70；砂粘土——2.71；粘土——2.74；②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者，当C u ＞5时应按表中所列值减少 。
C u为中间值时E 0 值按内插法确定；③对于地基稳定计算，采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
1060d d 32三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值，见表3-3-3-。
注：砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17四、粘性土剪强度参考值粘性土抗剪强度参考值，见表3-3-31。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17五、土的侧压力系数（ξ）和泊松比（u）参考值注：粘土I p＞17；粉质粘土10＜I p≤17；I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比，其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此，变形模量较弹性模量E小，通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定，一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值，是通过室内试验获取的参数。
两者的关系：对于软土E0近似等于Es；较硬土层，E0=βEs，β=2～8，土愈坚硬，倍数愈大。
土壤剪切仪技术参数
土壤剪切仪技术参数
土壤剪切仪是用于测定土壤抗剪强度和土壤内部剪切参数的设备。
它通常包括以下技术参数：
1. 最大剪切力，这是指土壤剪切仪所能测定的土壤的最大抗剪
强度。
这个参数通常以牛顿（N）或千帕（kPa）为单位。
2. 剪切速度，这是指土壤在进行剪切试验时的速度。
剪切速度
对土壤的抗剪强度测试结果有影响，通常以毫米/分钟（mm/min）为
单位。
3. 剪切角度，在进行土壤剪切试验时，剪切仪所施加的剪切力
与土壤的位移之间的夹角。
这个参数通常以度数（°）表示。
4. 测量精度，这是指土壤剪切仪在进行试验时的测量精度，通
常以百分比或者具体数值来表示。
5. 采样尺寸，这是指进行土壤剪切试验时所采用的土样的尺寸，通常以直径和高度来表示。
6. 数据记录方式，土壤剪切仪的数据记录方式可以是手动记录或者自动记录，自动记录方式通常会配备数据采集系统，能够实时记录试验数据。
7. 试验类型，土壤剪切仪可以进行直剪试验、三轴剪切试验等不同类型的试验，每种试验都有相应的技术参数。
以上是土壤剪切仪常见的技术参数，这些参数对于评估土壤的力学性质和工程特性非常重要。
在选择土壤剪切仪时，需要根据具体的研究需求和试验标准来确定最合适的技术参数。
土的剪切试验和强度指标
土的剪切试验和强度指标土的剪切试验是研究土体剪切特性和强度的重要方法之一、它通过对土体进行剪切加载，测量土体在不同剪切应力和剪切变形条件下的剪切变形、荷载变化等参数来评判土的剪切性能和强度参数，为土力学研究提供了重要的实验数据。
土的剪切试验及其强度指标对土的工程性质评价、土工设计和土力学研究等领域都具有重要意义。
土体剪切试验包括直剪试验、剪切扭转试验、三轴剪切试验等多种试验方法，根据试验装置、加载方式和试验目的等不同，选择不同的试验方法。
以下是直剪试验的介绍。
直剪试验是一种简单直观的试验方法，用于测定孤立土体剪切强度和土壤的内摩擦角等参数。
试验时，将土样制备成典型的长方形梯形形状，上下两部分以给定的剪切速率进行相对位移，通过测量上下两部分的位移和所加荷载，计算剪切变形、剪切应力、剪切荷载等参数。
同时，利用不同剪切刚度的试样进行实验，可绘制出剪切刚度剪切应力的曲线，以分析土体的变形刚度及其与荷载的关系。
直剪试验是土力学实验中最为基础的剪切试验，具有操作简便、试验容易、结果清晰等优点，被广泛应用于土力学实验。
直剪试验的强度指标主要包括抗剪强度（剪切极限、抗剪强度极限等）和内摩擦角两个参数。
抗剪强度是土体剪切破坏所能承受的最大抗剪力，通常用剪切极限强度表示。
剪切极限强度是当剪切应力逐渐增大时，土体达到承载能力极限的水平，并发生剪切破坏的场景。
它是土体抗剪切变形的极限。
内摩擦角则是反映土体颗粒间摩擦力的大小和土体内摩擦特性的参数。
内摩擦角是土体剪切破坏过程中剪切面上剪切应力与法向应力之比的角度。
这两个参数是评价土体抗剪特性和变形刚度的重要指标，它们的值直接影响到土工工程设计和土力学分析的结果。
土体的抗剪强度决定了土体的稳定性和承载能力，内摩擦角则决定了土体的变形性质和剪切刚度。
因此，对土体的剪切试验及其强度指标的研究能够为土力学领域的工程实践提供重要的理论依据和实验数据。
值得注意的是，土壤的剪切性状和强度指标受到多种因素的影响，包括土体类型、土粒特性、水分含量、固结状况、载荷方式、判别依据等。
土经验参数（物理指标、压缩、变形模量、剪切强度）
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围，见表3-3-28。
原状土物理性质指标变化范围 表3-3-28指 标砾 石 土砂粘 性 土砂 粘 土比 重2.65~2.79 2.65~2.77 2.63~2.76 2.62~2.73密 度（g/cm 3） 1.87~2.28 1.72~2.22 1.56~2.18 1.32~1.94含水量（%）14.9~18.011.3~33.915.4~79.424.7~86.9天然孔隙比0.277~0.6220.308~1.2690.413~1.9620.803~2.240最小孔隙比0.200~0.4590.206~0.8880.337~1.2750.391~1.848最大孔隙比0.500~1.0000.589~1.8720.672~2.2240.958~2.864饱和度0.44~0.950.52~1.000.65~1.000.68~1.00液 限——18~3626~68塑 限——15~1916~52注：粘砂土3＜I p ≤7；砂粘土 7＜I p ≤17二、土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
土的平均物理、力学指标 表3-3-29凝 聚 力（kpa ）土 类孔隙比e天然含水量W(%)塑限含水量w p (%)密 度P(g/cm 3)标准的计算的内摩擦角φ（°）变形模量E 0（MPa ）粗 砂0.4~0.50.5~0.60.6~0.715~1819~2223~25——— 2.051.951.90210000424038464033中 砂0.4~0.50.5~0.60.6~0.715~1819~2223~25——— 2.051.951.90321000403835464033细 砂0.4~0.50.5~0.60.6~0.715~1819~2223~25——— 2.051.951.90642000383632372824砂类土粉 砂0.5~0.60.6~0.715~1819~22——2.051.958653363414120.7~0.823~25— 1.90422810粉质粘土0.4~0.50.5~0.60.6~0.715~1819~2223~25＜9.42.102.001.951075652302827181411粘性土砂粘土粘砂土0.4~0.50.5~0.60.6~0.715~1819~2223~259.5~12.42.102.001.951286753252423231613凝聚力（kpa）土类孔隙比e 天然含水量W(%)塑限含水量w p(%)密度P(g/cm3)标准的计算的内摩擦角φ（°）变形模量E0（MPa）0.4~.5 0.5~0.6 0.6~0.7 0.7~0.815~1819~2223~2526~2912.5~15.42.102.001.951.904221147251510524232221452115120.5~0.6 0.6~0.7 0.7~0.8 0.8~0.9 0.9~1.019~2223~2526~2930~3435~4015.5~18.42.001.951.901.851.80502519118351510852221201918391815138砂粘土0.6~0.7 0.7~0.8 0.8~0.9 0.9~1.023~2526~2930~3435~4018.5~22.41.951.901.851.8068342819402520102019181733191390.7~0.8 0.8~0.9 0.9~1.126~2930~3435~4022.5~26.41.901.851.75824136603025181716281611砂类土粘土0.8~0.90.9~1.130~3435~4026.5~30.41.851.759447653516152414注：①平均比重采取：砂——2.66；粘砂土——2.70；砂粘土——2.71；粘土——2.74；②粗砂和中砂的E0值适用于不均匀系数C u= = 3者，当C u＞5时应按表中所列值减少。
9第十一、十二讲cha7 土的抗剪强度祥解
直剪试验优缺点
优点：仪器构造简单，试样的制备和安装方便， 易于操作。
缺点： ①剪切破坏面固定，且不一定是土样的最薄弱面。 ②不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水
压力。 ③剪切过程中试样剪切面积逐渐减小，剪切面上的
剪应力分布不均匀。
7.3.2 三轴压缩试验
• 极限平衡条件 显式 例题，P205 7-11、9
土的抗剪强度的测定：
• 方法： 室内：直剪，无侧限、三轴 现场：十字板，旁压，大型直剪等
• 影响因素： 土的性质，排水条件，剪切速率，应
力历史等
土的强度性状：
• 饱和粘性土 • 元粘性土
与强度相关的一些概念：
• 孔隙压力系数 • 应力路径
土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力
1
3
tan2 45o
2
2c tanan2 45o
2
2c tan 45o
2
1
3
tan2 45o
2
3
1
tan
2
45
o
2
τ＝τf
τ
极限平衡条件
f c tg
莫尔－库仑破坏准则
D
A
B
O
σ
剪切破坏面
极限应力圆 破坏应力圆
粘性土的极限平衡条件
σ1= σ3tg2(45+φ/2)＋2ctg (45+φ/2) σ3= σ1tg2(45－φ/2)－2ctg (45－φ/2)
无粘性土的极限平衡条件
σ1= σ3tg2(45+φ/2) σ3= σ1tg2(45－φ/2)
土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作
用面的夹角为
桩基础实务土的抗剪强与地基承载力PPT课件
3
1 2
1
-
3
co
s2
1 2
1
- 3 sin
2
以上 ,与1,3 可用莫尔圆表示，见下图。
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三、 土的极限平衡条件
（二）土的极限平衡条件 如果给定了土的抗剪强度参数和c以及土中某点的应力状态，则可将抗剪强 度包线与莫尔应力圆画在同一张坐标图上。它们之间的关系有三种情况：
1.莫尔圆位于抗剪强度包线下方（圆1），说明该点在任何平面上的剪应力都小于
土所能发挥的抗剪强度
，因此不会发生剪切破坏。
2.圆3实际上不存在。 3.圆2，说明在A点所代 表的平面上剪应力正好等于
f
抗剪强度
，该点
处于极限平衡状态。
f
c
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三、 土的极限平衡条件
根据极限应力 圆与抗剪强度包线 相切的几何关系， 可建立以下极限平 衡条件：
1 2
1
-
3
c
co
P
F
A
F
A
粘性土
二、 土的强度理论与强度指标
（二）抗剪强度的来源及影响因素
1.抗剪强度的来源 （1）无粘性土：来源于土粒间的摩擦力（内摩擦力）。
包括： 1）一部分由于土颗粒粗糙产生的表面摩擦力。 2）另一部分是粗颗粒之间互相镶嵌，联锁作用 产生的咬合力。
（2）粘性土：除内摩擦力外，还有内聚力。 内聚力主要来源于：土颗粒之间的电分子吸引力 和土中胶结物质（eg.硅、铁物质和碳酸盐等）对 土粒的胶结作用。
t
1 2
1
3
sin
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三、 土的极限平衡条件
化 简
1
3
土的经验参数物理指标压缩变形模量剪切强度
土的经验参数物理指标压缩变形模量剪切强度1.压缩变形模量：压缩变形模量是描述土体在受到垂直应力加载时的变形能力的物理指标。
它反映了土体在受到压力时的刚度和变形特性。
压缩变形模量可以通过一维压缩试验来测定。
实验测得的压缩变形模量值可以用于工程计算中，以评估土体在受到压力时的变形和承受能力。
2.剪切强度：剪切强度是描述土体抵抗剪切力的能力的物理指标。
它是土体克服剪切力产生的变形并转化为抵抗剪切力的能量。
剪切强度可以通过直剪试验来测定。
实验测得的剪切强度值可以用于工程计算中，以评估土体在受到剪切力时的稳定性和承受能力。
3.土体的物理指标：土体的物理指标是用来描述土体的基本物理性质的参数。
例如，土体的密度、比重、含水量等。
这些指标可以通过实验测定来确定，用于工程设计中土体的水分控制、排水设计等。
土的经验参数在土力学和岩土工程中具有重要的作用。
它们可以帮助工程师了解土体的力学行为，设计合理的土木结构和地基工程，评估土体的稳定性和承载能力，并制定适当的施工措施和地震防护措施。
同时，土的经验参数还可以用于土壤力学理论的研究和发展，为土力学的建立和发展提供理论依据。
因此，对土的经验参数的研究和应用具有重要的理论和实际意义。
在实际工程设计中，根据特定土壤的性质和工程要求，可以采用不同的经验参数。
不同类型的土壤具有不同的力学特性和工程行为，因此需要根据具体情况选择合适的经验参数。
此外，土体的经验参数还会受到其他因素的影响，如土壤的成分、结构和水分状况等。
因此，在使用土的经验参数时需要综合考虑这些因素，并进行合理的修正和调整。
总之，土的经验参数是描述和表征土的力学性质和行为的重要参数。
通过实验测定和工程应用，可以有效地评估土的变形和承载能力，并指导土木工程设计和施工。
在土力学和岩土工程领域，土的经验参数具有重要的理论和实际价值，对土力学的发展和应用起着重要的作用。
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定(实操分享)
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定1. 抗剪强度的物理意义及基本理论土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。
土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。
在法向应力不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。
S=c+σtanφ2. 抗剪强度的试验方法2.1室内剪切试验包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。
2.2 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法2.2.1 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法(1) 动力触探沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于15m）砂土、碎石土内摩察角标准值Φk重型动力触探N63.5 （修正后）内摩察角标准值Φk（度）卵石圆砾、砾砂中、粗砂粉、细砂2 34.5 31.5 28.5 21.0 4 35.5 32.5 29.5 23.0 6 36.4 33.4 30.4 25.0 8 37.5 34.4 31.4 27.0 10 38.4 35.4 32.4 29.0 12 39.4 36.4 33.4 30.0 14 40.0 37.4 34.4 31.0 16 41.3 38.3 35.3 32.0 18 42.3 39.3 36.3 33.0 20 43.3 40.3 37.3 34.0 25 45.7 42.7 39.7 —30 48.2 45.2 42.2 —(2) 标准贯入试验国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。
经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N 为经杆长修正后的标贯击数）。
土钉墙计算与实例_secret
土钉墙的设计一、土钉墙的设计土钉几何尺寸设计土钉长度设计计算公式L＝mH+S0式中：m为经验系数一般可取0.7→1.2；S0为止浆器长度一般可取0.8→1.5m；H为边坡的垂直高度（m）。
土钉间距设计由下式确定s x s y≤k l d h L式中：s x、s y为土钉行距、列距；d h为土钉孔直径，由施工钻机确定，一般为90→200mm；k l为注浆系数，一次压力注浆，取1.5→2.5。
土钉钉材直径d b按下式估算d b＝（20→25）÷1000×s x s y同时按土钉过量伸长或屈服进行土钉直径验算，按界面摩阻力进行锚固力计算。
二、土钉墙内部稳定验算土钉墙土压力计算及潜在破裂面确定假定潜在破裂面为双折线，既墙顶至墙顶以下0.75H范围内的破裂面为直线，其下为斜线（图8-3）。
图8-3潜在破裂面图土钉墙面层土压力简化图土钉墙面层后土压力强度公式为q＝m e kγh式中：m e为工作条件系数，临时支撑为1.1，永久支撑为1.2；k为土压力系数，K＝0.5（k0+k a），k0、k a分别为静止土压力和主动土压力系数；γ为土容重；h为土压力作用点到坡顶的距离，当h≤0.5H时，h取实际值，当h＞0.5H时，h取0.5H。
土压力分布见图8-3。
抗拉断裂验算πd b2f y／4E i≥1.5式中：E i为第I列单根土钉所承担的土压力，E i＝q i s x s y；f y为钉材抗拉设计值（kPa）；q i为第I列单根土钉所在位置面层后土压力强度。
抗拔验算在土压力作用下，土钉应具有足够的界面阻力而不被拔出，应满足下式τπd h L ei／E i≥F s式中：L ei为第i列土钉有效锚固长度；τ为锚孔对砂浆的极限剪应力（kPa）；F s为安全系数，取1.3→2.0，永久工程取大值。
土钉墙的设计内容对于一般土钉墙工程，设计内容为：1、根据总体设计布置确定土钉墙的平、剖面尺寸；2、根据边坡岩土特征确定分层施工高度；3、确定土钉布置方式和间距；4、确定土钉的直径、长度和倾角；5、确定土钉钢筋的类型、直径和构造；6、注浆配比和注浆方式；7、喷射混凝土面板设计及坡顶防护设计；8、土钉墙内部及整体分析；9、排水系统设计；10、现场监测和质量控制设计。
土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)
直接剪切实验一、实验目的直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。
二、实验原理：土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。
土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。
无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。
土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。
三、实验设备：1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力环等组成。
2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。
四、实验步骤：1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。
本实验使用扰动土试样。
制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试验。
2.取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。
3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠和加力框架。
4.徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针调至零，即R=0。
5.在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa。
6.拔去固定销，以8s/r的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分钟内剪破。
剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，以剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm时才停止剪切。
7.卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。
8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa进行试验。
五、数据分析：14 94.8 185.2 234.15616 96.8 223.2 239.09618 97.6 262.4 241.07220 97.6 302.4 241.07222 97.6 342.4 241.07224 97.6 382.4 241.07226 97.6 422.4 241.072剪切位移为4mm时对应的剪应力（kpa）即抗剪强度如下表：100 61.26200 121.03300 181.79400 241.07由图可知：抗剪强度指标：C=10，φ=31.2THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考。
《土力学》试验报告册参考模板
土力学实验报告册专业___________班级___________实验小组__________姓名___________学号___________河北大学建筑工程学院2009年8 月前言根据高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及《土力学》教学大纲，参考《土工试验方法标准》（GB/TB0123-1999）结合我院土木类各专业教学上的需要，在《土力学实验指导书》的基础上，土木系教师编写了该报告册，其目的在于使教学规范化、科学化。
在编写过程中，尽量做到与现行规范一致，以使学生尽早熟悉有关规范，为走向社会打下良好的基础。
实验报告册主要内容内容包括土的颗粒分析、土的密度试验、土的含水量试验、土的液塑限试验、土的击实试验、土的压缩固结试验、土的直剪试验和土的三轴试验等。
本报告册严格按照教学大纲要求，力求简明扼要，通俗易懂，方便适用。
参加本书编写的有张建辉、丁继辉、麻玉鹏、袁满等。
编者2009年4月目录试验一土的颗分试验 (3)试验二土的密度试验 (5)试验三土的含水量试验 (7)试验四粘性土的液限、塑限的测定 (10)试验五渗透定律试验 (13)试验六土的侧限压缩试验 (15)试验七土的直剪试验 (17)试验八土的三轴试验 (19)试验一颗分试验一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式六、误差分析七、思考题1.何谓颗粒分析?颗分有何工程意义?2.实验室进行颗粒分析的方法有几种?各适用条件是什么?3.如何做累积百分曲线?曲线的陡缓程度说明什么问题?4.用筛析法进行颗分时，如何保证实验精度？试验二土的密度试验一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式六、思考题1.什么是土的重度、天然重度、水下重度、干重度？有何区别和联系？2.开土样时怎样准确测定环刀内土的体积？削土刀是否能用力反复刮平土面？3.简述天平（电子称）的使用规则。
试验三土的含水量试验一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式表1 含水率试验记录工程名称：实验日期:________试样编号: __________ 试验者: _________六、思考题1.土的含水量的测定方法有几种？各自适用条件是什么？2.如何使用烘箱？该试验的温度应控制在多少度？3.取样合为什么要上下都编号？4.土样烘干后能否立即称重？为什么？试验四粘性土的液限、塑限的测定一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式表液、塑联合测定试验记录表工程名称________ 实验日期________试样编号________ 试验者__________六、思考题1.什么是土的界限含水量？土有几种界限含水量？其物理意义是什么？2.能否用电吹风的热风将土中含水率降低？3.该实验为什么要取两个以上的平行样？试验五渗透定律试验*一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式六、思考题1．当试样中水未流动时，三个测压管的水头与溢水口水面保持在同一高度，为什么?2．为什么要在测压管水头稳定后测定流量?3．三种试样的V -I曲线是否符合线性渗透定律？试分析其原因?4．比较不同试样的渗透系数K值，分析影响K值的因素?5．在实验过程中为什么要保持常水头?试验六土的侧限压缩试验（固结试验）一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式六、思考题1.固结试验按照稳定条件分为几种？如何保证快速压缩试验的准确性？2.总变形量包括几部分？如何测定？如何用百分表进行计量？试验七土的直剪试验一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式六、思考题1.抗剪强度如何测定？直接剪切试验按排水条件如何分类？2.终止试验的标准是什么？3.砂类土和粘性土的剪切过程有什么不同？c、φ值有何差异？试验八土的三轴试验一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤五、记录格式六、思考题1.三轴试验和直剪试验有什么不同？为什么三轴试验更接近地基土的真实情况？2.三轴试验开样有什么要求？砂类土和粘性土试验结束后试样有什么不同？试画出素描图。
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1 3
2
1 3
2
c o s 2
1 3
2
s in 2
土力学原理
7.2土的抗剪强度理论
莫尔应力圆
绘制方法
绘制 坐标系； 确定出 1 3 位臵； 以 1 3为直径作圆，得莫尔圆； 自A点起逆时针量 2 ；得到圆周一点 D，它的坐标代表了与最大主应力面成
土力学原理
7.2土的抗剪强度理论
抗剪强度的影响因素
土的物理化学性质的影响 土粒的矿物成份、颗粒级配和表面粗糙程度； 原始密度的影响； 土体含水量的影响； 土体结构性的影响； 孔隙水压力的影响 试验条件的影响：排水剪、不排水剪、固结不排 水剪； 此外，抗剪强度与土体的有效应力大小、应力历 史等因素都有一定关系。
1910年摩尔(Mohr)提出了材料的破坏是剪切破坏，并 指出在破坏面上的剪应力是该面上的法向应力的函数，即：
f
f
上述函数在坐标系中是一条曲线， 称为摩尔包线； 土体的摩尔包线可以近似地用直线 表示，该直线方程就是库仑定律所表 示的方程； 由库仑公式表示摩尔包线的土体强 度理论称为摩尔－库仑强度理论。
土力学原理
f
c
7.2土的抗剪强度理论
土体中任一点的应力状态
微元体分析 假定土体是均匀的、连续的，一无 限长条形荷载作用于半无限体的表面 上，研究水平地面下任一深度z处M 点的应力状态。由M点取一微元体 dxdydz，并使微元体的上、下面平行 于地面。因微元体很小，可忽略微元 体本身的质量。现分析此微元体的受 力情况，将微元体放大。
2
8 6 .7 k P a 3 9 0 k P a
由此可知，土没有剪破。
土力学原理
7.2土的抗剪强度理论
小结
判断一点是否处于极限平衡状态，必须有σ1、 σ3、υ 和 c的大小及其关系，以表达成极限平衡条件式；
剪切破坏发生在与大主应力作用面成α＝45°+ υ/2面 上，而不是最大剪应力面； 若同一土样在不同的σ1、 σ3组合作用下受剪破坏，则 可得到几个极限应力圆，这些圆的公切线就是强度包线， 也可简化成直线关系处理。 已知大小主应力中任何一个，即可求得另一个；或在 已知抗剪指标与大小主应力的情况下，判断土体的平衡 状态。
7.2土的抗剪强度理论
摩擦强度
决定于剪切面上的正应力σ和土的内摩擦角。其二 是咬合摩擦：
A B C 剪切面 A C
B
是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用； 当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒A必须抬起， 跨越相邻颗粒B，或在尖角处被剪断(C)，才能移动 ； 土体中的颗粒重新排列，也会消耗能量
土力学原理
7.1概述
基本概念
土的抗剪强度
土体对于外力作用下，土体内部产生剪应力时，土对剪切破坏的极限 抵抗能力。
强度问题的实质
土体内一部分与另一部分之间的相对滑动抵抗力，亦即土的抗剪强度 问题。
土体强度破坏的机理
在外荷载作用下，土体中将产生剪应力和剪切变形，当土中某点由 外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土就沿着剪应力作用方向产 生相对滑动，该点便发生剪切破坏。
1
1 一定时，减小 3 会使土 体发生剪切破坏。
3
土力学原理
1
7.2土的抗剪强度理论
摩尔－库仑破坏准则
A
大主应力作用面与破 坏面夹角
2 cr 9 0
o′
o 3
c
cr 2 cr
B C
1
cr 4 5
1 2
cctg 1/2(1 +3 )
土体极限平衡条件
A 1 2 3
强度线 极限 应力圆
c
⑴应力圆与强度线相离（圆1）： ⑵应力圆与强度线相切（圆2）： ⑶应力圆与强度线相割（圆3）：
土力学原理
τ<τf τ=τf
τ>τf
弹性平衡状态 极限平衡状态 破坏状态
7.2土的抗剪强度理论
土体极限平衡条件
3一定时，增大 1会使土 体发生剪切破坏。 3
土力学原理
7.3土的抗剪强度试验
试验装置
土力学原理
7.3土的抗剪强度试验
试验主要步骤
P
（1）制备试样 （2）安装试验装臵 （3）测试初始读数
A
（4）施加竖向压力（第一级竖向压力）
S（5）施加水平剪切荷载 T
（6）终止试验（标准）
（7）测定剪切后的试样含水量 （8）重复步骤（2）~（7），施加不同 的竖向荷载
重塑土制样或现场取样 缺点：扰动 优点：应力和边界条件 清楚，易重复 缺点：应力和边界条 件不易掌握
优点：原状土的原位 强度
土力学原理
7.3土的抗剪强度试验
§7.3.1 直剪试验（实验项目）
试验装置
直剪仪：一般有应变控制式与应力控制式两 种，前者以等应变速率使试样产生剪切位移直 至剪破，后者是分级施加水平剪应力并测定相 应的剪切位移。目前我国使用较多的是应变控 制式直剪仪。
内容回顾
• 地基沉降计算(固结沉降):分层总和法和应力 面积法
– 分层,附加应力计算,计算深度 – 地基变形与时间的关系 – 固结度:双面排水和单面排水
土力学原理
第7章土的抗剪强度
土力学原理
主要内容(Contents)
1 2 3 4 5 6 概述
土的抗剪强度理论
土的抗剪强度试验 孔隙压力系数 应力路径 无粘性土的抗剪强度
∑X
∑Z
= 0
= 0
3 1
3
斜面上的应力
( d l 1) sin ( d l 1) co s 3 ( d l 1) sin 0
( d l 1) co s ( d l 1) sin 3 ( d l 1) co s 0
1 2
砂土(c=0)
1 3 ta n ( 4 5 0 .5 )
2
c cot
1 3
3 1 ta n ( 4 5 0 .5 )
2
土力学原理
7.2土的抗剪强度理论
[例1]：某公寓条形基础下地基土体中一点的应力为： z ＝ 250kPa， x 1 0 0 kP a 4 0 kP a 。已知地基为砂土，土的内摩 擦角 3 0 ，试问：该点是否被剪破？ [解]：由此点的应力已知条件，可知:
1
3
x
2
z
(
z
2
x
)
2
2
250 100 2
(
250 100 2
) 40
2
2
260 kP a 90 kP a
由大主应力值，可计算土剪切破坏时对应的小应力：
3 1 ta n ( 4 5 0 .5 )
f 2
2 6 0 ta n ( 4 5 3 0 0 .5 )
土力学原理
7.1概述
三类工程问题
工程实践中与土的抗剪强 度有关的工程主要有以下三 类： （a）土工构筑物的稳定 （b）土压力 （c）地基承载力
土力学原理
7.1概述
工程实例（1）——土坡稳定
石膏尾矿坝溃坝 美国佛罗里达州
土力学原理
7.1概述
工程实例（2）——边坡稳定
水库边坡滑坡 残留部分路面
f
·· ·· · 砂土
tan
粘性土的抗剪强度则比砂土的 抗剪强度增加一项：土的粘聚力。
f
f
tan c
粘土
其中：c:土的粘聚力; :土的内摩擦角
土力学原理
c
7.2土的抗剪强度理论
抗剪强度指标
砂土υ 中砂、粗砂、砾砂一般为32°～ 40 ° 粉砂、细砂一般为28°～ 36 ° 饱和的粉砂、细砂取值宜慎重，取20°左右 砂土c 一般取零，但有时它也有很小的值（10kPa以内） 粘土υ、c 抗剪强度指标的变化范围很大，与土的种类有关，并与 土的天然结构是否破坏、试样在法向应力下的排水固结程度 及试验方法都有关系。υ一般在32°～ 40 °之间。c则从小 于10kPa变化到200kPa以上。
土力学原理
7.2土的抗剪强度理论
粘聚强度
细粒土：粘聚力c取决于土粒间的各种物理化学作用力
作用机理：库伦力（静电力）、范德华力、 胶结作用力和毛细力等
影响因素：地质历史、粘土颗粒矿物成分、 密度与离子浓度
粗粒土：一般认为是无粘性土，不具有粘聚强度
当粗间有胶结物质存在时可具有一定的粘聚强度 非饱和砂土，粒间受毛细压力，具有假粘聚力
土力学原理
大小主应力 因为土体并无外荷作用，只有 土的自重作用，故在微元体各个 面上没有剪应变，也就没有剪应 力，凡是没有剪应力的面称为主 应面。作用在主应面上的力称为 主应力，因此前图中的σ1 为最 大主应力，σ3为最小主应力
7.2土的抗剪强度理论
土体中任一点的应力状态
1 3 1
对微元体列平衡方程：
土力学原理
7.2土的抗剪强度理论
摩擦强度
决定于剪切面上的正应力σ和土的内摩擦角。其一 是滑摩擦：
滑动摩擦角 u
粗粉 细砂 中砂 粗砂
30
20 0.02
0.06
0.2 0.6 2 颗粒直径 (mm)
由颗粒之间发生滑动时颗粒接触面粗糙不 平所引起，与颗粒的形状，矿物组成，级配等 因素有关
土力学原理
土力学原理