地基土抗剪强度指标C、φ值的确定
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
东北大学智慧树知到“土木工程”《土力学与地基基础(二)》网课测试题答案4
东北大学智慧树知到“土木工程”《土力学与地基基础(二)》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.只要地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备，则无需验算地基变形。
()A、错误B、正确2.某柱下方形基础边长2m，埋深d=1.5m，柱传给基础的竖向力F=800kN，地下水位在地表下0.5m处，则基底压力等于()A.220kPaB.230kPaC.210kPaD.215kPa3.由某土的颗粒级配曲线获得，则该土的不均匀系数Cu为()。
A.50%B.6C.155D.10.9354.在相同条件下，主动土压力Ea与被动土压力Ep的大小关系是()A.Ea≤EpB.EaC.Ea>EpD.Ea≥Ep5.桩侧负摩阻力的产生，使桩身轴力()。
A、增大B、减小C、不变D、无法确定6.下列描述正确的是() A.墙后填土选用粘性土时，因粘性土的蠕变性质能使主动土压力向静止土压力状态发展，从而引起墙背侧压力随时间增加B.墙后填土选用砂性土时，墙后土体的主动土压力状态能够长时间保持C.对填土速度较快、高度较大的挡土墙，粘性填土的抗剪强度指标宜选用不排水剪指标D.在季节冻土地区，墙后填土应选用非冻胀性填料，如碎石、砾砂等7.局部剪切破坏是介于整体剪切破坏和冲剪破坏之间的一种破坏型式。
()A、错误B、正确8.当载荷试验得来的荷载沉降p一s曲线无明显转折点时，压板面积为0.25一0.50m²时的情况下，规定取s=()所对应的压力作为地基承载力特征值，但其值不应大于最大加载量的一半。
A、0.02bB、(0.0—0.02)bC、(0.01—0.015)bD、0.01b9.垫层设计内容包括()。
A、确定垫层的厚度B、确定垫层的宽度C、垫层材料选择D、确定下卧土层承载力10.土体总应力抗剪强度指标为c，φ，有效应力抗剪强度指标为c’，φ’，则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为()A.B.C.D.11.设计中选择挡土墙形式时，应遵循的原则包括()。
土的抗剪强度和极限承载力课件
d——基础埋置深度(m)，从室外地面标高计算
m——基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度
b ——基础地面宽度，大于6m时，按6m取值，对于砂土小 于
3m时按3m取值
(3)确定地基承载力特征值修正
《规范》规定：当b＞3m或d＞0.5m，地基承载力特征值 应该进行修正
f a f a kb ( b 3 ) b m ( d 0 . 5 )
3 f1 t
a 2 4 n o 5 2 c ta 4n o 5 1.8 8 k9 Pa 2 2
计算结果表明： 3f小于该单元土体实际小主应 力 3，实际应力圆半径小于极限应力圆半径 ，
所以，该单元土体处于弹性平衡状态
在剪切面上 f 1 290 45 255
1776年，库仑根据砂土剪切试验
f
砂土
后来，根据粘性土剪切试验
f
库仑定律：土的抗剪强
度是剪切面上的法向总应
力 的线性函数
f tan
f tanc
c
粘土
c:土的粘聚力
:土的内摩擦角
二、土体抗剪强度影响因素
摩擦力的两个来源 1.滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的摩 擦 2.咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力
c
三轴试验优缺点
• 优点： ①试验中能严格控制试样排水条件，量测孔隙水压
力，了解土中有效应力变化情况 ②试样中的应力分布比较均匀 • 缺点： ①试验仪器复杂，操作技术要求高，试样制备较复
杂
②试验在2=3的轴对称条件下进行，与土体实际
受力情况可能不符
三、无侧限抗压强度试验
最新地基土抗剪强度指标Cφ值的确定
地基土抗剪强度指标Cφ值的确定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(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）。
根据计算成果，N与Φ的对应关系见下表：N与内摩察角Φ（度）的经验关系表(3) 静力触探试验《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。
砂土的内摩察角Φ2.4.2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。
粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。
3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据3.1 土的抗剪强度指标经验数据(1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系(2) 不同成因粘性土的力学性质指标3.2 岩石的抗剪强度指标经验数据3.3 岩石结构面的抗剪强度指标经验数据(1)岩体结构面的抗剪强度指标宜根据现场原位试验确定。
对于c,φ值的讨论和认识
收稿日期：２０１８０８０９ 作者简介：谢 潇（１９９２），女，硕士
第２０４４１卷８年第１２０９期月 谢 潇：对于 ｃ，φ值的讨论和认识１ 内部因素
影响 ｃ，φ值的内部因素包括土体的含水率、干密度、结构、颗 粒形状、级配、矿物成分等。
（１．陕西省土地工程建设集团责任有限公司，陕西 西安 ７１００７５； ２．陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安 ７１００７５； ３．国土资源退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安 ７１００７５； ４．陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安 ７１００７５）
摘 要：粘聚力 ｃ和内摩擦角 φ是岩土体的两个非常重要的参数，在工程设计中得到了广泛的应用。ｃ，φ分别代表着岩土体的摩
２．２ 三轴剪切试验
三轴剪切试验即三轴压缩实验，三轴仪组成见图 ３。据固结
和排水条件的差异，试验可分为以下三种： 不固结水排水剪试验（ＵＵ）：试验过程中，关闭压力室的排水
阀门，保持 没 有 水 排 出，可 测 得 孔 压 的 变 化。固 结 不 排 水 试 验
土体含水率发生 变 化，会 使 得 结 合 水 膜 厚 度 发 生 变 化，并 且 对颗粒之间的摩擦强度有影响。当土体含水率增大时，结合水膜 增厚，同时减小土 颗 粒 之 间 的 摩 擦。据 以 往 的 研 究 成 果，随 着 含 水率的增大，粘聚力和内摩擦角均呈减小的趋势。且含水率对粘 聚力的影响明显，对内摩擦角的影响较小［３］。
擦强度和粘结强度，虽然这两个参数是由试验得出的曲线人为定义的，但土的粘结强度和摩擦强度是真实存在的，因而这两个参
数具有其实际意义。从 ｃ，φ的含义、确定方法、影响因素和两者之间的联系对土体的粘聚力和内摩擦角进行了讨论。
东北大学14秋学期《土力学与地基基础(一)》在线作业2答案
土力学与地基基础（一） 14秋学期《土力学与地基基础(一)》在线作业2一,单选题1. 由于土固体颗粒在工程常见应力范围内认为是不可压缩的，土体的体积变化与孔隙体积变化的大小关系是A. 前者大于后者B. 前者小于后者C. 二者相等D. 无法确定?正确答案：C2. 饱和粘性土的不固结不排水抗剪强度主要取决于A. 围压大小B. 土的原有强度C. 孔隙压力系数大小D. 偏应力大小?正确答案：B3. 土体总应力抗剪强度指标为c，φ，有效应力抗剪强度指标为c’，φ’，则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为A.B.C.D.?正确答案：C4. 对正常固结饱和粘性土进行固结不排水试验，得到总应力破坏包线的倾角为φcu，有效应力破坏包线的倾角为φ’，则φ’与φcu的大小关系是A. φ’>φcuB. φ’<φcuC. φ’=φcuD. 无法确定?正确答案：A5. 压缩系数α1-2的下标l—2的含义是A. l表示自重应力，2表示附加应力B. 压应力从lMPa增加到2MFaC. 压应力从100kPa增加到200kPaD. 无特定含义，仅是个符号而已?正确答案：C6. 桩基承台发生冲切的原因是（）。
A. 底板配筋不足B. 承台的有效高度不足C. 钢筋保护层不足D. 承台平面尺寸过大?正确答案：B7. 某筏形基础底面宽度为b＝15m，长度l＝38m埋深d＝2.5m，地下水位在地表下5.0m，场地土为均质粉土，粘粒含量ρc＝14％，载荷试验得到的地基承载力特征值fak＝160kPa，地下水位以上土的重度γ＝18.5kN／m3，地下水位以下土的重度γsat＝19.0kN／m3，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）的地基承裁力修正特征值公式，计算的地基承载力修正特征值最接近下列哪一个数值（）。
A. 175kPaB. 210kPaC. 282kPaD. 232kPa正确答案：D8. 某墙下条形基础底面宽度b＝1.2m，基础埋深d＝1.2m，墙体传至地表的竖向荷载标准值Fk＝180kN／m，弯距标准值Mk＝36kN·m／m，则最大、最小基底压力值分别为（）。
土力学与地基基础作业答案
《土力学与地基基础》作业答案1、表示该点土体处于稳定状态的是（ C ）。
A、τf＞τB、τ=τ fC、Τ＜τ f2、归纳总结摩尔-库仑强度理论，可以表述为如下要点：（ A ）A、剪切破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数B、当法向应力不很大时，抗剪强度可以简化为法向应力的线性函数，即表示为库伦公式C、土单元体中，任何一个面上的剪应力大于该面上土体的抗剪强度，土单元体即发生剪切破坏，可用摩尔-库伦破坏准则表示3、已知地基土中某点的最大主应力为σ1=600kPa，最小主应力σ3=200kPa。
绘制该点应力状态的摩尔应力圆。
求最大剪应力τmax值及其作用面的方向，并计算与大主应面成夹角α=15°的斜面上的正应力和剪应力。
（ C ）A、τmax=200kpa，α=45°，σ=373kPa，τ=100kPaB、τmax=200kpa，α=45°，σ=573kPa，τ=150kPaC、τmax=200kpa，α=45°，σ=573kPa，τ=100kPaD、τmax=150kpa，α=45°，σ=573kPa，τ=100kPa4、一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水试验，施加周围压力Δσ3=200kpa，试件破坏时的主应力差σ1-σ3=280kPa，测得孔隙水压力μf=180kPa，如果破坏面与水平面的夹角为57°，试求破坏面上的法向应力和剪应力以及试件中的最大剪应力。
（ A ）A、σ=283kpa，τ=127kpa，τmax=140kpaB、σ=183kpa，τ=127kpa，τmax=140kpaC、σ=283kpa，τ=127kpa，τmax=240kpaD、σ=283kpa，τ=227kpa，τmax=140kpa5、直剪试验要分快剪，固结快剪及慢剪主要是模拟实际工程中的不固结排水、固结不排水和固结排水三种条件，一般说来，快剪，固结快剪和慢剪得出的强度值是（B）。
土的抗剪强度试验方法(经典)
土的抗剪强度试验方法【中国地质大学（武汉）工程学院】抗剪强度指标c、φ 值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。
土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。
室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。
一、直接剪切试验（一）试验仪器与基本原理直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。
目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。
试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。
土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。
在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。
将试验结果绘制成剪应力τ 和剪切变形S的关系曲线（见图5-9 ）。
一般地，将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τf 。
变换几种法向应力σ 的大小，测出相应的抗剪强度τf。
在σ-τ 坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10 所示（二）试验方法分类为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。
（1）快剪。
快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用c q、φq表示。
（2）固结快剪。
固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。
然后很快施加水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用c cq、φcq表示。
（3）慢剪。
慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。
求解土的c、φ值的数值方法
求解土的直剪试验抗剪强度指标值的数值方法摘要：介绍了利用土的直剪试验所得数据求解土的抗剪强度指标c 、φ值的数值方法，并分析了计算机求解的基础。
关键词：土的直剪试验；抗剪强度指标值；求解；数值方法0 引言土工试验工作者熟知，通过土的直剪试验可得到一组数据（σ，τf ），利用其求解土的抗剪强度指标c 、φ值常用的方法是图解法，即以抗剪强度（τf ）为纵坐标轴、作用于剪切面上的法向应力亦称正应力（σ）为横坐标轴，绘制σ—τf 关系曲线（抗剪强度包线），然后在图上量得抗剪强度指标值。
下面介绍另外一种求解土的抗剪强度指标值的方法—数值方法计算。
1 求解土的抗剪强度指标值的原理土力学中土的抗剪强度公式是库伦（Coulomb.C.A 1776）通过剪切试验得出的，一般表达式为：τf =σtan φ+c (1)式中 τf —土的抗剪强度（kPa ）；σ—作用于剪切面上的法向应力（kPa ）； φ—土的内摩擦角（°）； c —土的粘聚力（kPa ）。
c 、φ合称为土的抗剪强度指标或土的抗剪强度参数。
该公式既适合于粘性土，又适合于砂土，只不过对砂土而言：τf =σtan φ，即c=0kPa 罢了。
由（1）式不难看出，土的抗剪强度（τf ）与正应力（σ）之间呈现出直线关系，从而，可利用此关系通过土的直剪试验数据（σ，τf ）来求解土的抗剪强度指标c 、φ值。
2 数据的直线型—最小二乘拟合推导已知一组数据（x i ，y i ），i=1，2，…，m ，可以拟合直线L ：y=ax+b 。
则R （a ，b ）=∑=-+mi i i y b ax 12)(表征了各对数据点与拟合直线L 的总的远近程度，是随不同的a 与b 值而变化的，根据最小二乘原则，要使R （a ，b ）最小，由极值的必要条件0=∂∂=∂∂bR a R ，简化后得如下方程组： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+∑∑∑∑∑=====m i m m i 1i i 1i 2i m 1i i 1i m 1i i )3....(..........y x )a x ()b x ()2......(....................y )a x (mb 写成矩阵形式为：)4......(..........................1 (1)11......11...1 (11212)12121⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛m m m m y y y x x x a b x x x x x x 这就是拟合直线L 时所要求的a 、b 值需满足的关系式。
土的强度参数
对土的强度参数C、φ值的认识和探讨李保恒1，李维昌2，张炜3（1.邯郸市安达岩土工程有限公司邯郸市 056001；2.河北冶建勘察设计有限公司邯郸市 0560033.河北省地勘局第一地质大队邯郸市 056001）摘要：通过对土的抗剪强度公式的回顾和对强度参数C、φ值的分析，得出测试理论、测试方法、测试仪器、测试结果等具有多样性，选取C、φ值时，要注意理论、方法、仪器及结果的配套，不要盲目崇拜某种理论、方法、仪器和测试结果。
关键词：土力学；C、φ值；参数；选择0 前 言地基承载力的确定、土压力的计算以及边坡稳定性评价都涉及到C、φ值两个参数，论证上述岩土工程时，C、φ值的选取往往是一个焦点问题，合理地选取C、φ值，需要岩土工程师对岩土的工程性质有深刻的洞察力。
在土力学教科书中，地下水位以下饱和的粘性土的不固结不排水剪的φ值应该为00。
然而，笔者见到某获工程勘察二等奖的高层大厦岩土工程实录中，地下水位以下的粘性土的不固结不排水剪的φ值为80～400。
此现象引起了笔者的关注，笔者留意了一些勘察报告，具有一定的普遍性。
孰对孰错是值得讨论的。
下面是笔者学习的一些粗浅认识和体会，不当之处请大家批评指正，共同交流提高。
1 对土的强度参数C、φ值的认识1.1.1抗剪强度公式回顾土是一种摩擦材料，在生产实践中，常用C、φ值这两个参数来描述岩土的抗剪强度，其数学表达式是：τf=C+σtanΦ （1） 式中：τf为抗剪强度，tanΦ为摩擦系数项，用内摩擦角的正切表示。
σ为作用在摩擦界面上的法向压应力。
C表示法向压应力为0时的颗粒之间的连结力。
式（1）是在库仑于1776年通过砂土的剪切试验得到的τf=σtanΦ基础之上，又进一步将τf=σtanΦ这种关系推广到粘性土中得到的。
随着科学实践的发展，人们对土的工程性质认识的深入，对土的抗剪强度的认识也越来越深刻，对强度公式及C、φ值也有了新的认识。
简述如下：1.兰姆（Lambe,T.W）的粘聚力和摩擦强度不同时发挥的抗剪强度理论，他将粘性土的抗剪强度τf 分成三个基本分量：即粘聚力、剪胀和摩擦。
土力学例题及解答
S
p0H Es
1501000 5500
27.3cm
后5年产生的沉降量 St= (0.8610.601)27.3
=7.1cm
16
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法 课堂讨论题2：
地表下有一厚10m的饱和粘土层，饱和容重sat=18kN/m3，底面承 受15m水头的承压水。若地面瞬时施加一大面积均匀堆载
cz1 9.5 8 76kPa cz2 76 9.4 4 113.6kPa
砂土 γsat=19.5kN/m3
粉质粘土 γsat=19.4kN/m3
±0.00m -2.00m
-10.00m -14.00m
例题 13
在公路路堤荷载作用下（平面问题），地基中某点 的应力状态：σz=70kPa，σx=30kPa，τxz=15kPa，地基土 的抗剪强度指标c=10kPa，φ=20。。问该点处于何种平衡 状态？并在图中作出库伦抗剪强度线和该点的莫尔应力 园。
+90.4+98/2) =598
S初始超静孔压 =1500
静水压
超静孔压
Ut=1598/1500=0.601
14
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
2）固结年限计算： 思路：Ut Tv t
Ut=0.601
查表Tv=0.29
Cv
k(1 e) a w
kEs w
5.14 10-8 550 2.83 103cm2 / s 0.01
l/b 1.67, z/b 0.67
1m
4m
1m
c3 0.226
l/b 3 , z/b 2 , c4 0.131 l/b 2 , z/b 1 , c5 0.2 z (0.084 0.136 0.226 0.131- 0.2) 230
【岩土设计】内摩擦角φ、和内聚力C取值问题的答疑
内摩擦角φ、和内聚力C取值问题的答疑
岩土工程的发展到今天,准确计算出土体抗剪强度指标的大小对于评估岩土工程的安全性和经济性有着十分重要的意义.土的抗剪强度指标是岩土工程中最重要的参数之一,是合理设计的基石.目前,工程上用的c、φ值,多采用直剪试验获取,存在许多问题.
首先,试验的真实性影响.这个主要是人为因素,勘察市场的混乱往往是利益的驱使,往往是对勘察工作不重视的结果,一方面,市场混乱导致大家皆相互压价,以得取工程,而监理制度出现,又打压了少钻、不钻的现象,无疑将利润指向试验这块小肥肉；另一方面,仪器的精度和试验的个数导致实验数据离散性大,导致试验数据要比经验数据更不科学,所以大家竞相采用经验数据,而忽略试验数据.这就导致快速出试验数据的市场大好.
再者,规范对实验数据的规范不够,说法不一.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011附录E中,要求用内摩擦角标准值和黏聚力标准值；《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求有效应力强度指标；《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002又提出了等效内摩擦角的感念以及内摩擦角的折减；其他如水利水电工程地质勘察规范、碾压式土石坝设计规范等都要求抗剪强度计算标准值求取小值平均或概率分布的某个分位值.综上,各种指标和要求,每家规范都有自己的
一个标准,导致工程师在选用上有时难以达到规范要求,有时出于效率要求只给个保守经验值.
最后,以西南红粘土的勘察c、φ值为例管总窥豹,看一下土工试验数据的重要性.西南红粘土c值50～160kPa,但是,以工程中的取值一般都是在30～60不等,一旦取了经验值,就无形中造成了极大的浪费.安全固然重要,但是经济也已登上舞台,过高的施工费用的设计是站不住市场的,更是没有出路.。
土的抗剪强度-粘聚力和内摩擦角
土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角内摩擦角与黏( 内) 聚力:土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切) 和土的内摩阻力两部分组成。
内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用, 内摩擦角反映了土的摩阻性质。
黏聚力是黏性土的特性指标, 黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。
因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。
土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力，土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题。
土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏( 内) 聚力Cφ——土的内摩擦角（°）C——土的粘聚力（KPa）φ、C与土的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。
因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。
（直剪实验、三轴剪切试验等）土的抗剪强度第一节概述建筑物由于土的原因引起的事故中，一部分是沉降过大，或是差异沉降过大造成的；另一方面是由于土体的强度破坏而引起的。
对于土工建筑物（如：路堤、土坝等）来说，主要是后一个原因。
从事故的灾害性来说，强度问题比沉降问题要严重的多。
而土体的破坏通常都是剪切破坏；研究土的强度特性，就是研究土的抗剪强度特性。
①土的抗剪强度（τf）：是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动的剪应力。
②剪切面（剪切带）：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移，这个面通常称为剪切面。
其物理意义：可以认为是由颗粒间的内摩阻力以及由胶结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成。
无粘性土一般无连结，抗剪强度主要是由颗粒间的摩擦力组成，这与粒度、密实度和含水情况有关。
粘性土颗粒间的连结比较复杂，连结强度起主要作用，粘性突的抗剪强度主要与连结有关。
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。
地基土抗剪强度指标Cφ值的确定
地基土抗剪强度指标C、φ值得确定1、抗剪强度得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得最大剪应力称为土得抗剪强度。
土得抗剪强度就是由颗粒间得内摩察力以及由胶结物与水膜得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得关系近似为一条直线,这就就是抗剪强度得库仑定律。
S=c+σtａnφ２、抗剪强度得试验方法2、１室内剪切试验包括直接剪切试验与三轴剪切试验,主要适用于粘性土与粉土,砂土可按要求得密度制备土样。
2.2 除土工试验以外其她确定抗剪强度C、Φ值得方法2.２。
1根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值得经验方法(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(2) 标准贯入试验国外砂土N 与Φ得关系经验关系式主要有Dunhan 、大崎、Ｐeck 、Ｍｅyerhof 等研究得经验公式,见《工程地质手册》(第四版)P １93。
经试算(详见国外砂土标贯击数N 与内摩察角Φ得关系(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计算出得数值实际能较为吻合(N 为经杆长修正后得标贯击数)、根据计算成果,Ｎ与Φ得对应关系见下表:N 与内摩察角Φ(度)得经验关系表(３) 静力触探试验《工程地质手册》(第四版)Ｐ210,砂土得内摩察角可根据静力触探参照下表取值。
砂土得内摩察角Φ２.4．2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C 、Φ值该方法成本较高,一般很少采用,主要用于场地稳定性评价,见《工程地质手册》(第四版)P234、粗粒混合土得抗剪强度C 、Φ值通过现场剪切试验确定。
3、 岩土体抗剪强度指标得经验数据3、1 土得抗剪强度指标经验数据(１) 砂土得内摩察角与矿物成分与粒径得关系(2) 不同成因粘性土得力学性质指标3.2 岩石得抗剪强度指标经验数据３。
土料抗剪强度指标的选取.
- 1 -版权所有，仿冒及翻印必究水工建筑物知识点土料抗剪强度指标的选取土石坝从施工期到运用期，坝体填土及地基土的抗剪强度都在不断变化。
所以，土料的抗剪强度指标（内摩擦角φ、凝聚力c）的选用是否合理，关系到坝体的工程量和安全程度，极为重要。
一般情况下，粘性土的抗剪强度随固结度的增加而增加，稳定计算时应该采用粘性土固结后的强度指标。
确定抗剪强度指标的方法有前述的有效应力法和总应力法两种，SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定，对Ⅰ级坝和Ⅱ级以下高坝在稳定渗流期必须采用有效应力法作为依据。
Ⅲ级以下中低坝可采用两种方法的任一种。
规定中还提出了不同情况下确定抗剪强度指标的方法见表1。
表1抗剪强度指标的测定和应用控制稳定的时期强度计算方法土类使用仪器试验方法与代号强度指标试样起始状态施工期有效应力法无粘性土直剪仪慢剪C'，φ'填土用填筑含水量和填筑密度的土，地基用原状土三轴仪排水剪（S或CD）粘性土饱和度小于80%直剪仪慢剪三轴仪不排水剪测孔隙压力（Q或uu）饱和度大于80%直剪仪慢剪三轴仪固结不排水剪测孔隙压力（Q或cu）总应力法粘性土渗透系数＜10-7cm/s直剪仪快剪UC，uφ任何渗透系数三轴仪不排水剪（Q或uu）稳定渗流期和水库水位降落期有效应力法无粘性土直剪仪慢剪C'，φ'Ccu，CUφ同上，但要预先饱和，而浸润线以上的土不需饱和三轴仪排水剪（S或CD）粘性土直剪仪慢剪三轴仪固结不排水剪测孔隙压力（R或uu）水库水位降落期总应力法粘性土。
土强度指标_c的互相关性_范明桥
映了 φ, c 互相关性的影响 , 而在实际使用时可视 φ, c 为独立随机变量 。然而我们知道 φ, c 相
关性对不同土工问题的影响是不同的 , 简化相关性为了在可靠度分析时避开 φ, c 相关影响而
在 φ, c 指标统计时对其方差作某种程度的统一折减 , 但这是否真正地完全反映了 φ, c 互相关
r
=σtg
b φ·
σc
(16)
式中 b 同式(10)。 对 5 大类共 58 组土的 tg φ, c 试验结果求出 r 值 , 其分析情况见表 1 。
从表 1 结果看 , r 值多为负值 , 即 tg φ, c 为负相关 。对统计均匀的某类土或某一土层来
说 , 土的强度是相差不大的 , 这样根据式(1)若 tg φ值大则 c 值小的可能性大 , 若 tg φ值小则 c 值大的可能性大 , t g φ(或 φ)与 c 之间应为负相关关系 。 至于有少量是 r >0 , 可能是由试验误 差或统计分组不当造成 , 是不合理的 。 剔除这种情况 , tg φ, c 相关系数多在 -0 .2 ～ -0 .8 之 间 , 尤其是在 -0 .6 ～ -0 .8 区间分布最多(对粘性土如 CL , CH 更为明显)。 另根据实际统计
减小的幅度不一 , 有时甚至产生 σ2tgφ或σ2c 小于零的不合理结果 。例如取垂直压力 p1 =1 .0 , p2
=1 .5 , p3 =2 .0(为简便计单位略去), n =3 , 当 σ2τ =0 .1 , σ2τ =0 .2 , σ2τ =0 .5(这种情况在实际
1
2
3
工程中是可能出现的), 由式(13)、式(14)可求得 ■=13 .625 , σ2tgφ=0 .1358 , σ2c =-0 .0615 <
边坡稳定分析中土体抗剪强度指标的选取
边坡稳定分析中土体抗剪强度指标的选取李金瑞【摘要】土的抗剪强度是边坡稳定分析中最重要的计算参数.本文在总结前人的研究工作基础上,对土体抗剪强度指标选取方法及其适用性进行了深入分析,并结合工程实际经验,提出参数选择原则及注意事项,以期在边坡稳定分析中更好地应用于实际工程.【期刊名称】《吉林水利》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】2页(P44-45)【关键词】边坡;滑坡;稳定分析;抗剪强度;参数【作者】李金瑞【作者单位】安徽长江河道设计研究院,安徽,芜湖,241000【正文语种】中文【中图分类】TV3121 概述我国是一个多滑坡灾害的国家,滑坡灾害给建筑、水利、铁路、公路、矿山等带来了巨大的损失。
因此,正确地评价边坡的稳定状况是滑坡防治的关键之一,而正确的评价结果又取决于科学的边坡稳定分析方法及合理地选取计算参数。
土的抗剪强度是决定边坡稳定性的关键因素,因而正确确定土的抗剪强度指标对工程实践具有重要的意义。
本文在总结前人的研究工作基础上,针对边坡稳定分析中土体抗剪强度参数选择进行了分析,总结参数选取方法的适用性及选择原则,并结合工程实际,提出参数选择中应注意的事项,以期在边坡稳定分析中更好地应用于实际工程。
2 土的抗剪强度的定义土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。
当土体受到荷载作用后,土中各点将产生剪应力。
若某点的剪应力达到其抗剪强度,在剪切面两侧的土体将产生相对位移而产生滑动破坏,该剪切面也称滑动面或破坏面。
随着荷载的继续增加,土体中的剪应力达到抗剪强度的区域(也即塑性区)愈来愈大,最后各滑动面连成整体,土体将发生整体剪切破坏而丧失稳定性。
3 确定土体抗剪强度指标的方法目前,土体抗剪强度指标的确定方法主要有试验、经验数据对比和极限平衡状态下的反算法等。
3.1 土的抗剪强度试验当前,土的抗剪强度试验有室内试验和现场大型剪切试验。
室内试验分直剪试验与三轴试验。
3.1.1 直剪试验直剪试验的试验设备与操作都比较简单,试验费用低,获得工程上广泛应用。
如何确定岩体的粘聚力c和内摩擦角φ
如何确定岩体的粘聚力c和内摩擦角φ岩质边坡设计计算时经常用到的两个参数：粘聚力c，内摩擦角φ。
岩块的粘聚力c，内摩擦角φ可以直接通过直剪、单轴压缩或三轴压缩试验确定，岩体的粘聚力c，内摩擦角φ《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002第4.5.4条规定：岩体内摩擦角可由岩块内摩擦角标准值按岩体裂隙发育程度乘以表4.5.4所列的折减系数确定。
表4.5.4 边坡岩体内摩擦角折减系数边坡岩体特性内摩擦角折减系数裂隙不发育 0.90～0.95裂隙较发育 0.85～0.90裂隙发育 0.80～0.85碎裂结构 0.75～0.80这里只给出了边坡岩体内摩擦角的折减系数，而没有提到岩体粘聚力的折减问题。
只有内摩擦角没有粘聚力怎么计算呢？后面的4.5.5条给出了等效内摩擦角的估算方法，用等效内摩擦角自然就不需要用粘聚力。
既然这样，4.5.4条的规定又danuel朋友上传的《三峡库区三期地质灾害防治重庆市江北区陈家馆危岩规划勘查报告》4.1.2.1岩体性质指标的标准值一节中提到“根据《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998第8.3.1和第8.3.3有关规定：岩石物理指标标准值可视为岩体物理指标标准值；岩体内摩擦角标准值可由岩石内摩擦角标准值根据岩体完整性乘以0.80～0.95的折减系数确定；岩体粘聚力标准值由岩石粘聚力标准值乘以0.20～0.30的折减系数确定。
”我手头没有重庆市地方标准《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998因此没有查到其原文，不过从筑龙上下到了重庆地标《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998的升级替代版本重庆地标《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2005。
在重庆地标《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2005中我没有找到关于由岩块粘聚力和内摩擦角折减估算岩体粘聚力和内摩擦角的内容。
地方规范，不具有通用性，只能参考，1998已经废止，2005中删除了想关的内容，也没有添加新的规定。
岩土抗剪强度参数选取方法--23页_权威资料
抗剪强度试验及指标统计
基于测试数据的数理统计分析
– 在使用试验数据前应对试验数据的置信水平 进行可靠性检验，剔除非代表性的异常值。
– 由于岩土物理力学特性存在较大的变异特征， 在勘查时应尽可能多地采集样品，在大量的 采样和试验基础上，以及对异常值的剔除后， 再应用数理统计的不同方法确定抗剪强度参 数值。
经验参数类比取值
在库区移民工程、边坡工程、交通工程、水利 水电工程以及其它工程项目实施过程中，都进 行过大量的岩土物理力学参数方面的取值，并 且形成了一定的经验积累。在作库区滑坡稳定 性分析和防治工程设计过程中，可借鉴和参考 有关数据，这不失为一种有效的方法，选取这 些参数作为计算参数也具有相当的可信度和可 操作性。目前最重要的是要建立一个参数库和 确定经验参数类比取值准则。
反演计算取值
滑坡可认为是一个全尺度（实际状态）的剪切 试验，正确的反算方法能给出滑动面破坏的平 均剪切强度。斜坡破坏反分析的主要优点是：
– 避免了实验室试验的土扰动； – 为比较提供了可能性室内试验和现场反演强度； – 反算的实际尺度大于室内试验好几个数量级，其反
算的强度参数反映了土结构裂隙和前期存在的剪切 面的影响。
抗剪强度试验及指标统计
基于测试数据的数理统计分析
– 矩法
按照数据分布规律的特征值计算抗剪强度的标准 值。对n组C和Φ的成果，分别按照下式计算平均 值、标准差和变异系数。
抗剪强度试验及指标统计
基于测试数据的数理统计分析
– 一次线性回归法
通常由于对一种土样不可能进行很多的试验，就 难以获得具有统计意义的成果。那么采用将各组 数据放在同一个坐标系中进行线性回归的方法就 显然好得多。将m个土样的成果放在一起，就可 以形成m×n个数据点，不仅解决了样本数量少 的问题，还消除了每组试验获得的C和Φ本身包 含的误差。
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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+σtanφ
2. 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
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）
砂土、碎石土内摩察角标准值Φk
(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fak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）。
根据计算成果，N 与Φ的对应关系见下表：
N与内摩察角Φ（度）的经验关系表
(3) 静力触探试验
《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。
砂土的内摩察角Φ
根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值
该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。
粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。
3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据
3.1 土的抗剪强度指标经验数据
(1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系
(2) 不同成因粘性土的力学性质指标
3.2 岩石的抗剪强度指标经验数据
3.3 岩石结构面的抗剪强度指标经验数据
(1)岩体结构面的抗剪强度指标宜根据现场原位试验确定。
试验应符合现行国家标准《工程岩体试验方法标准》GB/T 50266的规定。
当无条件进行试验时，对于二、三级边坡工程可按下表和反算分析等方法综合确定。
d 岩体结构面浸水时取表中较低值；
e 临时性边坡可取表中高值；
f 表中数值已考虑结构面的时间效应。
(2) 岩体结构面的结合程度可按下表确定。
(3) 边坡岩体性能指标标准值可按地区经验确定。
对于破坏后果严重的一级边坡应通过试验确定。
(4) 岩体内摩擦角可由岩块内摩擦角标准值按岩体裂隙发育程度乘以下表所列的折减系数确定。
(5) 边坡岩体等效内摩擦角按当地经验确定。
当无经验时，可按下表取值。
注：a 边坡高度较大时宜取低值，反之取高值；坚硬岩、较硬岩、较软岩和完整性好的岩体取高值，软岩、极软岩和完整性差的岩体取低值；b 临时性边坡取表中高值；c 表中数值已考虑时间效应和工作条件等因素。
(6) 土质边坡按水土合算原则计算时，地下水位以下的土宜采用土的自重固结不排水抗剪强度指标；按水土分算原则计算时，地下水位以下的土宜采用土的有效抗剪强度指标。