抗剪强度
抗剪强度计算公式文
抗剪强度计算公式文抗剪强度计算公式。
在工程力学中，抗剪强度是指材料抵抗剪切力的能力。
在工程设计和施工中，抗剪强度的计算是非常重要的，可以帮助工程师确定材料的可靠性和安全性。
本文将介绍抗剪强度的计算公式和相关知识。
抗剪强度的定义。
抗剪强度是指材料在受到剪切力作用时所能承受的最大剪切应力。
在工程设计中，抗剪强度是材料的一个重要参数，可以帮助工程师确定材料在实际使用中的承载能力和安全性。
抗剪强度的计算公式。
在工程力学中，抗剪强度的计算通常采用以下公式：τ = F/A。
其中，τ表示材料的剪切应力，F表示受到的剪切力，A表示受力面积。
根据这个公式，可以计算出材料在受到剪切力作用时所产生的剪切应力，从而确定材料的抗剪强度。
抗剪强度的影响因素。
抗剪强度受到多种因素的影响，包括材料的性质、受力状态、温度等。
其中，材料的性质是影响抗剪强度的关键因素之一。
不同材料的抗剪强度不同，例如金属材料的抗剪强度通常比较高，而混凝土材料的抗剪强度相对较低。
另外，受力状态也会影响材料的抗剪强度。
在实际工程中，材料可能同时受到多种力的作用，这时需要考虑材料的综合受力状态，从而确定其抗剪强度。
此外，温度也会对材料的抗剪强度产生影响。
在高温环境下，材料的抗剪强度通常会下降，因此在设计和施工中需要考虑材料在不同温度条件下的抗剪强度。
抗剪强度的应用。
抗剪强度的计算在工程设计和施工中有着广泛的应用。
在建筑结构设计中，工程师需要根据材料的抗剪强度确定结构的承载能力，从而保证结构的安全性。
在机械制造中，抗剪强度的计算可以帮助工程师确定零部件的可靠性和耐久性。
此外，抗剪强度的计算还可以应用于材料的选择和优化。
通过对不同材料的抗剪强度进行比较和分析，工程师可以选择最适合的材料，从而提高工程的性能和可靠性。
总结。
抗剪强度的计算是工程力学中的重要内容，可以帮助工程师确定材料的可靠性和安全性。
通过了解抗剪强度的定义、计算公式、影响因素和应用，工程师可以更好地应用抗剪强度的知识，从而保证工程的安全性和可靠性。
抗剪强度指标是
抗剪强度指标是
根据库伦定律土的抗剪强度指标有两个：
c，土的黏聚力，或称内聚力，单位kpa;
φ,土的内摩擦角，单位度。
土的抗剪强度指标归纳总结摩尔-库仑强度理论，三个要点：
剪切破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的单值函数τ=f(σ)；
在一定应力范围内，抗剪强度可用线性函数近似
τf=c+σtanφ；
土单元中，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，用摩尔-库伦理论的破坏准则表示。
土的组分影响土的抗剪强度：
土的组分包括有颗粒级配、颗粒棱角、矿物类别等。
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，才能产生相对滑动。
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，受剪破坏时所需要的能量也越大。
土的含水量对抗剪强度的影响也不容忽视。
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；对细小的黏土粒，使其结合水膜变厚，从而降低土的黏聚力。
抗剪强度名词解释
抗剪强度名词解释抗剪强度名词解释：抗剪强度是指材料或结构受拉（压）破坏时的最大抵抗力，是一个材料的极限强度。
对于塑性材料，它与其屈服强度是互相联系的，屈服强度愈高，则抗剪强度愈低；对于脆性材料，由于其抵抗拉、压破坏的能力较弱，因此当外力达到抗拉强度后，往往还要发生破坏。
抗剪强度按破坏形式可分为抗拉强度和抗压强度两类，按试样厚度可分为厚板、薄板和箔材等试样。
抗剪强度是指材料或结构受拉（压）破坏时的最大抵抗力，是一个材料的极限强度。
对于塑性材料，它与其屈服强度是互相联系的，屈服强度愈高，则抗剪强度愈低；对于脆性材料，由于其抵抗拉、压破坏的能力较弱，因此当外力达到抗拉强度后，往往还要发生破坏。
2、高强度结构件在正常使用状态下应具有足够的强度和刚度，并应满足以下条件：(1)构件正常使用条件下的长期应力(工作应力)应不超过材料的许用应力；(2)在一般情况下，结构在偶然事故(如动荷载作用、地震、爆炸、冲击等)作用下，必须保持整体稳定而不致发生倒塌，或保证某些重要构件在事故中不致严重损坏；(3)结构具有良好的延性和韧性，能承受一定的动力荷载和冲击载荷。
设计高强度结构件时，除了需要考虑构件强度及其所受荷载两方面的要求外，还要特别注意构件的局部稳定性、适用性和施工要求。
3、混凝土抗拉强度（ MPa）：它是指混凝土在标准养护条件下，从零龄期到抗拉强度被完全抑制这段时间内所能承受的最大拉应力值。
4、钢材抗拉强度（ MPa）：它是指钢材从零龄期到开始失效这段时间内所能承受的最大拉应力值。
5、锚栓抗剪强度（ MPa）：它是指锚栓从被破坏到失去预紧力这段时间内所能承受的最大剪力值。
6、锚栓屈服强度（ MPa）：它是指锚栓材料经过较小的变形能达到的较大极限抗拉强度值。
7、焊缝抗剪强度（ MPa）：它是指母材在给定的最大抗拉应力和保持一定变形条件下被剪切破坏这段时间内所能承受的最大剪力值。
8、焊缝疲劳强度（ MPa）：它是指母材在给定的最大拉应力和保持一定变形条件下被剪切破坏这段时间内所能承受的最大剪力值。
材料抗剪强度与抗拉强度关系
材料抗剪强度与抗拉强度关系
材料的抗剪强度与抗拉强度之间存在着一定的关系。
一般来说，材料的抗剪强度通常小于抗拉强度。
抗拉强度是指材料在拉伸过程中能够承受的最大拉力。
对于均质材料来说，抗拉强度一般比抗剪强度高，这是因为拉伸过程中本质上需要克服的是材料的原子间的键合，并且拉伸过程中应变主要集中在材料的横向方向上，因此抗拉强度较高。
而抗剪强度是指材料在剪切过程中能够承受的最大剪切力。
在剪切过程中，材料的应变主要集中在剪切平面内，相对于拉伸过程来说，应变更为均匀，同时需要克服材料原子之间的切割作用力，因此抗剪强度一般小于抗拉强度。
需要注意的是，材料的抗剪强度和抗拉强度也与材料的结构和组成有关。
有些特殊材料，如纤维增强复合材料，其抗剪强度可能会超过抗拉强度。
此外，材料的强度也与材料的处理和制备工艺有关，通过合适的工艺控制，可以调整材料的抗剪强度和抗拉强度。
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。
焊缝抗剪强度计算
焊缝抗剪强度计算
一、焊缝抗剪强度
焊缝抗剪强度是指沿轴向方向上，将焊缝施加梁顶端的端头载荷，焊缝所承受的最大拉拔应力强度，是衡量焊接结构的剪切强度的重要参数。
焊缝的抗剪强度取决于焊缝的尺寸、形状、材料种类和焊接工艺等。
考虑焊缝的承载力，即焊缝头部弯曲和弯起；焊缝的抗剪强度主要取决于焊接材料的强度，焊缝形状，焊接缝宽和焊道宽度。
（1）焊接接头的抗剪强度为：
σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–1)]
其中：σts，焊接接头的抗剪强度；K1、K2、K3，焊接接头的规格系数；σb，焊接接头材料单位块的抗拉应力；h，焊接接头的宽度（也称焊道宽度）；b，焊接接头焊缝缝口的宽度；M，焊接接头厚度。
（2）焊接接头的规格系数的计算：
K1=0.6+0.4·（2h/b）
K2=1+0.03·[(h-1)/b]
K3=1-0.01·[(M-2h)/b]
（1）当焊缝头部弯起高度h≤20mm时，焊缝的抗剪强度σts为：σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–0.6)]
（2）当焊缝头部弯起高度h≥20mm时。
抗拉强度与抗剪强度
抗拉强度与抗剪强度
抗拉强度和抗剪强度都是材料力学性质的指标，用于描述材料在受力时的表现。
但它们所描述的受力方式和测试条件有所不同。
抗拉强度是指材料在受拉力作用下的最大承载能力。
一般来说，抗拉强度是指材料在受拉载荷下发生断裂前所能承受的最大拉伸应力。
抗拉强度常用于描述材料在拉伸加载下的性能。
它可以用来衡量材料的韧性和延展性。
抗剪强度是指材料在受剪力作用下的最大承载能力。
一般来说，抗剪强度是指材料在受剪载荷下发生断裂前所能承受的最大剪应力。
抗剪强度常用于描述材料在剪切加载下的性能。
它可以用来评估材料的抗剪能力和剪切刚度。
在某些材料中，抗拉强度和抗剪强度可能具有相似的数值，但一般来说，抗剪强度会小于抗拉强度，因为在具有规则结构的材料中，分子或原子间的结合力一般在拉伸加载下比在剪切加载下更容易破裂。
总的来说，抗拉强度和抗剪强度是用于描述材料在不同受力条件下承受能力的指标，它们在工程设计和材料选择过程中都非常重要。
抗剪强度名词解释
抗剪强度名词解释抗剪强度抗剪强度是指在剪切作用下所表现出的抵抗能力。
当钢筋混凝土构件的承载能力达到一定极限值时，应发生断裂或变形，但未超过钢筋混凝土的弹性极限，即认为该混凝土满足抗剪强度设计要求。
抗剪强度的设计值为拉伸时破坏的抗剪强度设计值乘以与其相应的强度设计标准值。
我国混凝土结构设计规范(gb50010-2002)规定：钢筋混凝土构件的抗剪强度设计值不小于抗压强度标准值的1.25倍，不大于4.0MPa，也可采用实际单轴抗压强度标准值乘以折减系数。
一般情况下，抗剪强度的高低与结构物的重要性有关，它与承载力无关。
为此我国国家建筑标准设计图集《混凝土结构设计规范》(03g210)提供了按双轴受弯构件抗剪强度验算时采用的统一公式：各种材料的抗剪强度标准值：混凝土C30： 1.8MPa；普通钢筋C40： 4.0MPa；预应力钢筋C200： 6.0MPa。
抗剪强度试验就是测定混凝土材料和构件受到外力而产生破坏的最大能量值，它反映结构物抵抗能力。
抗剪强度试验分为两类： 1、直接法：将结构构件(主要是梁、板)进行简化处理，使之成为上部受拉为拉应力，下部受压为压应力，然后对其施加外力进行直接测定。
2、间接法：先测得某些构件的抗拉强度，然后再测其他构件的抗压强度，利用它们的抗压强度之比来确定结构的抗剪强度。
因为梁、板等均属二维受力体系，如果将上部受拉区简化为上边缘剪切，而下部受压区则取为下边缘压应力。
1、有一定粘聚性的泥砂浆或胶结料，能胶结某些松散颗粒料及整体料； 2、已浇筑的混凝土或砖块； 3、已制成模壳或其他模拟件；4、可移动的装配式部件；5、材料试验机，包括一组在其上部能够施加均布荷载的加荷平台，具有一个或多个螺旋输送器，用于将水泥等试样沿螺旋输送器运送至加荷平台上。
第3条根据需要，加荷平台上可设置若干个上、下两层导轨，以适应加荷平台各方向的尺寸。
所述试验机还包括水平运输机构，其沿纵向位于加荷平台和试验机之间，所述水平运输机构可采用卷扬机或伺服电机带动。
抗剪强度名词解释
抗剪强度名词解释抗剪强度名词解释：抗剪强度是指混凝土试件剪断时所需的力(包括轴向力和剪应力)与试件的原始横截面积之比。
2、合理使用钢筋混凝土结构中的钢筋，可节省钢材消耗，有利于环境保护，减少温室效应气体排放，有利于社会主义现代化建设事业的发展。
相关规定如下：(1)施工单位必须按批准的配合比拌制混凝土;基本概念名词定义适用范围解释抗压强度(Rf)轴心抗压强度(HB)在一定荷载作用下产生的破坏，称为破坏形式，按受力情况分为拉、压两种，其大小与构件的强度、变形能力以及支承条件等因素有关。
我国规定，轴心抗压强度标准值不小于120kpa。
抗压强度值是表示混凝土抵抗压力破坏的能力，它与混凝土的抗压强度成正比。
钢筋混凝土的强度主要取决于钢筋和混凝土的强度，混凝土的强度随龄期增长而增长，且无界限，但钢筋在混凝土中则随混凝土龄期而降低。
钢筋混凝土的弹性模量与变形模量较大，钢筋混凝土结构中的钢筋被认为具有更高的强度。
当荷载或混凝土抗压强度符合要求时，混凝土不发生压碎、劈裂或劈裂，这种状态称为完好状态;当荷载或混凝土抗压强度不足以抵抗时，混凝土才发生压碎、劈裂或劈裂，这种状态称为不完好状态。
在普通钢筋混凝土结构中，结构或构件的破坏形式以压碎型和劈裂型为主，因此，各国对结构或构件的抗压强度均有明确规定。
抗弯强度(Rc)抗弯强度是混凝土承受弯曲荷载作用时的抗力。
其含义是指试件从受拉区折断而破坏时所需的力，即应力(包括弯矩)与相应的截面面积之比。
以下就其测定方法作进一步说明。
4、抗弯强度(矩) 在普通钢筋混凝土结构中，结构或构件的破坏形式以压碎型和劈裂型为主，因此，各国对结构或构件的抗压强度均有明确规定。
抗压强度值是表示混凝土抵抗压力破坏的能力，它与混凝土的抗压强度成正比。
钢筋混凝土的强度主要取决于钢筋和混凝土的强度，混凝土的强度随龄期增长而增长，且无界限，但钢筋在混凝土中则随混凝土龄期而降低。
钢筋混凝土的弹性模量与变形模量较大，钢筋混凝土结构中的钢筋被认为具有更高的强度。
第5章土的抗剪强度
第5章土的抗剪强度第五章土的抗剪强度名词解释1、抗剪强度：指土体抵抗剪切破坏的极限能力。
2、库仑定律：将土的抗剪强度ιf 表示为剪切面上法向应力σ的函数，即φστtan +=c f ，式中c 、Ф分别为土粘聚力和内摩擦角，该关系式即为库仑定律。
3、莫尔一库仑强度理论：由库仑公式表示莫尔包线的强度理论。
填空:1．根据莫尔一库仑破坏准则，土的抗剪强度指标包括和。
2．莫尔抗剪强度包线的函数表达式是。
3．土的抗剪强度有两种表达方法：一种是以表示的抗剪强度总应力法，另一种是以表示的抗剪强度有效应力法。
4．应力历史相同的一种土，密度变大时，抗剪强度的变化是；有效应力增大时，抗剪强度的变化是。
5．直接剪切仪分为控制式和控制式两种，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。
6．排水条件对土的抗剪强度有很大影响，实验中模拟土体在现场受到的排水条件，通过控制加荷和剪坏的速度，将直接剪切试验分为快剪、和。
7．对于孔隙中充满水的完全饱和土，各向等压条件下的孔隙压力系数等于，表明施加的各向等压等于；对于干土，各向等压条件下的孔隙压力系数等于。
8．对于非饱和土，土的饱和度越大，各向等压条件下的孔隙压力系数越。
参考答案1．粘聚力，内摩擦角；2．φστtan +=c f ；3．总应力，有效应力； 4．增大，增大；5．应变，应力；6．固结快剪，慢剪；7．1，孔隙水压力，o ；8.大选择题1、建立土的极限平衡条件依据的是（ 1 ）。
(1)极限应力圆与抗剪强度包线相切的几何关系；(2)极限应力圆与抗剪强度包线相割的几何关系；(3)整个莫尔圆位于抗剪强度包线的下方的几何关系(4)静力平衡条件2、根据有效应力原理，只要（ 2 ）发生变化，土体强度就发生变化(1)总应力；(2)有效应力；(3)附加应力；(4)自重应力。
3．无侧限抗压强度试验可用来测定土的（ 4 ）。
(1)有效应力抗剪强度指标； (2)固结度； (3)压缩系数； (4)灵敏度。
抗剪强度的测定方法
抗剪强度的测定方法
抗剪强度的测定方法可以通过以下步骤进行：
1. 准备样品：根据需要的尺寸和形状，将测试材料制备成相应大小的样品，通常为长方形或圆柱形。
2. 固定样品：使用夹具或夹持装置将样品固定在测试机的上下夹具上，确保样品与夹具之间有良好的接触，并能够保证样品在剪切过程中不发生滑动。
3. 调整测试参数：根据测试要求和材料特性，设置测试机的加载速度、最大加载力等参数。
4. 进行剪切测试：启动测试机，使上下夹具开始运动，以一定的速度施加剪切力。
测试过程中，应记录下力和位移之间的关系，可以通过传感器和位移计等设备来实时监测。
5. 计算抗剪强度：根据测试数据，计算出样品的抗剪强度。
抗剪强度的计算公式为：抗剪强度= 最大剪切力/ 样品的横截面积。
6. 数据分析和结果报告：对测试得到的数据进行分析，比较不同样品的抗剪强度，得出结论并撰写报告。
需要注意的是，抗剪强度的测定方法可能因具体材料和测试设备的不同而有所差异，所以在进行测定前应当了解并遵循相应的测试标准和方法。
混凝土抗剪强度计算方法
混凝土抗剪强度计算方法一、概述混凝土抗剪强度是混凝土工程设计中重要的性能指标之一，计算混凝土抗剪强度需要考虑多个因素，如混凝土的配合比、混凝土的强度等级、构件尺寸、受力状态等。
本文将介绍混凝土抗剪强度计算的方法及其应用。
二、计算方法（一）混凝土抗剪强度计算公式混凝土抗剪强度的计算公式一般为：Vc = 0.17 fcu^(2/3) bw d其中，Vc为混凝土抗剪强度，fcu为混凝土的立方体抗压强度，bw为构件宽度，d为构件有效深度。
（二）计算步骤1. 确定混凝土的配合比和强度等级；2. 确定构件的尺寸和受力状态，计算构件的有效深度；3. 根据公式计算混凝土抗剪强度。
（三）配合比和强度等级的确定混凝土的配合比和强度等级是影响混凝土抗剪强度的重要因素。
1. 配合比的确定混凝土的配合比应符合设计要求。
一般来说，配合比中水灰比应小于0.5，粉料应保证充实度，砂率应控制在40%~50%之间。
2. 强度等级的确定混凝土的强度等级应符合设计要求。
根据不同的设计要求，应选用相应的强度等级。
一般来说，混凝土的抗剪强度与立方体抗压强度有关，因此应根据设计要求确定混凝土的立方体抗压强度等级。
（四）构件尺寸和受力状态的确定构件的尺寸和受力状态是影响混凝土抗剪强度的重要因素。
1. 构件尺寸的确定构件的尺寸应符合设计要求。
一般来说，构件的宽度和高度应满足规范的要求。
2. 构件受力状态的确定构件的受力状态应符合设计要求。
一般来说，混凝土结构构件的受力状态分为直剪、弯剪和扭剪等情况。
不同受力状态应采用不同的计算方法。
（五）有效深度的计算1. 直剪直剪情况下，构件的有效深度为构件的净高度。
2. 弯剪弯剪情况下，构件的有效深度为构件截面宽度之间的距离。
扭剪情况下，构件的有效深度为构件截面宽度之间的距离。
（六）计算实例以直剪情况为例，假设构件的尺寸为1000mm×300mm×300mm，混凝土的配合比为C30，立方体抗压强度为fcu=30 MPa。
常用材料抗剪强度
常用材料抗剪强度常用材料的抗剪强度是指材料在受到剪切应力作用下能够抵抗断裂的能力。
它是衡量材料抵抗剪切力的重要指标之一、下面将介绍一些常见材料的抗剪强度。
1.钢：钢是一种常见的工程结构材料，具有较高的抗剪强度。
不同类型的钢具有不同的抗剪强度，一般来说，普通碳素钢的抗剪强度在300-600MPa之间，高强度钢的抗剪强度可达到600-900MPa。
2.铝合金：铝合金是一种轻质材料，具有优良的抗剪强度。
一般常用的铝合金抗剪强度在120-320MPa之间，而高强度铝合金的抗剪强度可达到320-550MPa。
3.铜：铜是一种良好的导电和导热材料，也具有较高的抗剪强度。
一般来说，纯铜的抗剪强度在200-250MPa之间，而黄铜的抗剪强度在150-200MPa之间。
4.塑料：塑料是一种轻便、易塑性和成本较低的材料，但其抗剪强度相对较低。
一般来说，普通高分子塑料的抗剪强度在30-80MPa之间。
5.混凝土：混凝土是一种常用的建筑材料，具有优良的抗压和抗剪强度。
一般来说，普通混凝土的抗剪强度在1-5MPa之间，而高性能混凝土的抗剪强度可达到5-10MPa以上。
6.木材：木材是一种天然的建筑材料，具有较好的抗压和抗剪强度。
一般来说，软木的抗剪强度在1-2MPa之间，而硬木的抗剪强度可达到2-3MPa以上。
需要注意的是，以上介绍的抗剪强度仅为一般数值范围，实际数值可能因具体材料成分、处理方式、加工工艺等因素而有所差异。
此外，不同材料的抗剪强度还可能受其他力学性能指标的制约，如抗拉强度、硬度等。
因此，在具体工程中选择合适的材料时，需要综合考虑各种因素，以满足实际需求。
土的抗剪强度理论
莫尔应力圆
可以证明：D点对应的正应力和剪应力刚好等于面上等于 正应力和剪应力。
莫尔应力圆圆周上的任意点，都代表着单元土体中相应面上的应力状 态。
θ
3
1
土的极限平衡条件 根据这一准则，当土处于极限平衡状态即应理解为破坏状 态，此时的莫尔应力圆即称为极限应力圆或破坏应力圆， 相应的一对平面即称为剪切破坏面（简称剪破面）。
下面将根据莫尔－库仑破坏准则来研究某一土体单元处于 极限平衡状态时的应力条件及其大、小主应力之间关系， 该关系称为土的极限平衡条件。
根据莫尔－库仑破坏准则，当单元土体达到极限平衡状态 时，莫尔应力圆恰好与库仑抗剪强度线相切。
根据图中的几何关系并经过三角公式的变换，可得
1 3
s cot
2
上式即为土的极限平衡条件。当土的强度指标c，φ 为已知，若土中某点的大小 主应力σ1和σ3满足上列关系式时，则该土体正好处于极限平衡或破坏状态。 上式也可适用于有效应力，相应c，φ应该用c’，φ’。
上式也可适用于有效应力，相应c，φ应该用c’，φ’
3f
1f
tg
2
(45
2
)
2c
•
tg(45
2
)
1f
τ <τ f 稳定 τ =τ f 极限 τ >τ f 破坏
二、莫尔-库仑强度理论及土的极限平衡条件
τ=τf 时的极限平衡状态作为土的破坏准则：土体中 某点任意面上剪应力满足该式，该点破坏。
可以把莫尔应力圆与库仑抗剪强度定律互相结合起 来。通过两者之间的对照来对土所处的状态进行判 别。把莫尔应力圆与库仑抗剪强度线相切时的应力 状态，破坏状态—称为莫尔－库仑破坏准则，它是 目前判别土体(土体单元)所处状态的最常用或最基本 的准则。
常用材料抗剪强度
常用材料抗剪强度常见材料的抗剪强度是指材料在剪切载荷作用下能够承受的最大剪切应力。
不同材料的抗剪强度取决于其内部结构、晶体结构、化学成分等因素。
1.金属材料：金属材料的抗剪强度一般较高，常见的金属材料如下：(1)铝合金：抗剪强度大约在100-350MPa之间，具体强度取决于合金成分和热处理状态。
(2)不锈钢：不锈钢具有良好的抗剪强度，一般在300-800MPa之间，具体取决于不锈钢的成分和状态。
(3)钢材：钢材的抗剪强度较高，一般在300-1000MPa之间，取决于钢材的成分、热处理和加工工艺。
2.高聚物材料：高聚物材料是由单体聚合而成的大分子化合物，抗剪强度一般较低，常见的高聚物材料有：(1)聚乙烯：聚乙烯的抗剪强度大约在10-30MPa之间。
(2)聚丙烯：聚丙烯的抗剪强度大约在10-40MPa之间。
(3)聚氯乙烯：聚氯乙烯的抗剪强度大约在10-50MPa之间。
3.木材材料：木材是一种纤维素纤维形成的天然材料，其抗剪强度较低，常见的木材材料有：(1)桉木：桉木的抗剪强度大约在10-20MPa之间。
(2)松木：松木的抗剪强度大约在10-30MPa之间。
(3)橡木：橡木的抗剪强度大约在10-40MPa之间。
4.石材材料：石材是一种良好的建筑材料，其抗剪强度较高(1)大理石：大理石的抗剪强度大约在20-50MPa之间。
(2)花岗岩：花岗岩的抗剪强度大约在15-60MPa之间。
(3)石灰石：石灰石的抗剪强度大约在10-30MPa之间。
总之，不同材料的抗剪强度有很大差异，金属材料一般具有较高的抗剪强度，而高聚物材料、木材材料和石材材料的抗剪强度相对较低。
具体的抗剪强度取决于材料的结构、成分和加工工艺，可根据具体应用需要选择适合的材料。
抗剪强度名词解释
抗剪强度名词解释
抗剪强度是材料力学性能中的一个重要指标，用来描述材料在受到剪切力作用下的抵抗能力。
抗剪强度是指材料在剪切加载下的最大抵抗能力，通常用抗剪强度的数值表示。
它是通过剪切试验得出的，测试样品被施加垂直于其纵向的剪切力，观察材料发生破坏的力值，将其除以样品的剪切面积得到抗剪强度。
抗剪强度是描述材料抵御剪切力的能力，是材料之间相对于剪切形变所产生的剪应力的最大值。
在工程设计中，抗剪强度是一个重要的考虑因素，特别是对于承受剪切力作用的结构件。
例如，在钢结构中，抗剪强度是评估连接件和悬挑构件的能力的重要参数。
抗剪强度的测量结果对于设计和材料选择具有重要意义。
较高的抗剪强度意味着材料更能够抵御剪切力的作用，因此在设计中可以选择较小的截面尺寸。
然而，要注意的是，抗剪强度通常与材料的拉伸强度不同，因为剪切加载方式与拉伸加载方式有所不同。
通常情况下，抗剪强度会小于拉伸强度。
除了抗剪强度的数值外，还有一些其他的参数与抗剪强度相关，例如抗剪模量和剪切应变。
抗剪模量是描述材料对剪切应力的抵抗能力的指标，剪切应变是材料在受到剪切力作用时产生的形变。
总之，抗剪强度是描述材料在受到剪切力作用下的抵抗能力的
重要指标。
它对设计和材料选择具有重要意义，能够提供关于材料的剪切性能的信息，帮助工程师合理设计结构，并选择合适的材料。
抗剪强度名词解释
抗剪强度名词解释抗剪强度：是指当物体受到外力作用而产生裂纹时，材料抵抗开裂的能力。
一般可通过试验来测定材料的抗剪强度。
测定材料抗剪强度时应将其制成三种不同尺寸的试样，在受到载荷时，可用一个试样的试验结果来推算另两个试样的破坏状况。
为使材料的抗剪强度符合要求，对于高强度钢和合金钢以及其它高硬度高韧性材料，应根据材料规格的不同分别采用如下方法进行。
同一强度等级下，材料的抗剪强度越大越好；反之，则越小越好；无关紧要。
抗剪强度也叫冲击强度、冲击韧性或屈服强度。
抗剪强度：是指材料在外力（冲击）作用下，沿着横截面产生断裂所需要的力。
按下式计算抗剪强度：抗剪强度(σb)=式中E--弯曲截面模量; N--试样断面积; L--试样长度; F--试样截面与轴线的夹角。
抗剪强度：是指材料在外力（冲击）作用下，沿着横截面产生断裂所需要的力。
按下式计算抗剪强度：抗剪强度=A ×B式中： E———弯曲截面模量； N———试样断面积； L———试样长度； F———试样截面与轴线的夹角。
理论上讲，随着应变增大而降低。
测定钢材时，以规定的应变（ 25%保持1分钟）或10%保持1分钟后卸去荷载，所得抗拉强度和抗压强度平均值为钢材的抗拉强度（σb）和抗压强度（σp）。
若材料脆性很大，允许有较大的弹性变形，则抗拉强度即相当于抗压强度。
在一般情况下，试件经5次循环而产生的破坏程度，可近似地认为与试件所能承受的循环次数成正比。
上述公式适用于屈服极限不太高、厚度较大、延性较好的脆性材料。
对于没有延性的脆性材料，则可近似地认为与试件屈服强度的比值与屈服强度的平方成正比。
抗拉强度：试件破坏时的最大拉力。
抗压强度：试件破坏时的最大压力。
屈服强度：试件发生塑性变形而未破坏前的最小应力值。
抗拉强度与屈服强度比值越大，则表示材料的塑性越好。
屈服强度与抗拉强度比值越小，则表示材料的塑性越差。
比值大，表示材料塑性差；比值小，表示材料塑性好。
如，建筑用的钢筋抗拉强度与屈服强度比值大于0.6，则应进行强化处理。
常用材料抗剪强度
常用材料抗剪强度
抗剪强度是指材料在受到剪切作用时的抵抗能力。
在实际工程中，常使用的材料有金属、混凝土、木材等。
下面分别介绍这些材料的抗剪强度。
1. 金属
金属是最常用的结构材料之一，其抗剪强度相对于其他材料较高。
金属的抗剪强度通常是其抗拉强度的一半左右。
例如，钢材的抗拉强度为400~800MPa，抗剪强度为
200~400MPa。
铝材、铜材、镁材等金属的抗剪强度也与其抗拉强度类似。
2. 混凝土
混凝土是一种常用的建筑材料，其抗剪强度很重要。
混凝土的抗剪强度主要受到其弹性模量和混凝土内部开裂的影响。
根据混凝土中钢筋的不同布置方式，其可分为普通混凝土、预应力混凝土等。
普通混凝土的抗剪强度为其抗压强度的0.15~0.2倍。
预应力混凝土由于添加了高强度的预应力钢筋，其抗剪强度相对较高，通常为其抗压强度的0.25~0.35倍。
3. 木材
木材是一种常见的轻质结构材料，其抗剪强度相对较低。
由于木材的组织结构较为松散，其承载能力主要由横向纤维和胶原纤维提供。
因此，木材的抗剪强度通常为其抗压强度的0.5~0.6倍。
如果在木材表面涂上胶水、胶合剂等粘合材料，提高其统一性，可较大程度上提高其抗剪强度。
综上所述，金属的抗剪强度相对较高，混凝土次之，木材最低。
在实际工程设计中，需要根据具体的应用环境和要求，合理选择材料，以确保工程的安全可靠。
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22
抗剪强度的构成因素
库伦公式
f c tg
主要来源于黏聚力
粘性土抗剪强度构成 其次内摩擦力 无粘性土抗剪强度： 来源于土的内摩擦力 颗粒之间表面摩擦力； 内摩擦力 颗粒之间的相互嵌入和互锁作用产生的咬合力。
23
①土颗粒的矿物成分、形状、粒径及表面粗糙程度
②原始密度 土度 的影 抗响 剪因 强素 ③天然含水量 ④土的结构扰动情况 ⑤有效应力大小 ⑥试验条件 ⑦应力历史
4
二、工程中土体的破坏类型 1. 挡土结构物的破坏
美国某桥头挡土墙破坏（2003年9月10日）
5
二、工程中土体的破坏类型 1. 挡土结构物的破坏
广州京光广场基坑塌方
使基坑旁办公室、民
工宿舍和仓库倒塌，
死3人，伤17人。
6
二、工程中土体的破坏类型 1. 挡土结构物的破坏
7
二、工程中土体的破坏类型 1. 挡土结构物的破坏
粘土地基上的某谷仓地基破坏
13
二、工程中土体的破坏类型 3. 地基的破坏
p
滑裂面
地基
14
二、工程中土体的破坏类型
土压力 边坡稳定 地基承载力
挡土结构物破坏 各种类型的滑坡
地基的破坏
核心 强度理论
15
§5.2 土的抗剪强度理论
16
土的强度机理
1、库伦公式及抗剪强度指标（库仑 1776）
24
5.3 土中一点的应力极限平衡条件
1. 应力状态与莫尔圆 2. 极限平衡应力状态
3. 莫尔-库仑强度理论
4. 破坏判断方法 5. 滑裂面的位置
25
P
A
库仑公式
S
T
f c tan
固定滑裂面
一般应力状态，如何判断是否破坏？ 借助于莫尔圆
26
1. 应力状态与莫尔圆
三维应力状态
2
1 3
2
f c tan
c O
3
1
c ctg
1 3
2
35
4. 破坏判断方法
3= 常数：
判别对象：土体微小单元（一点） 已知条件：一般应力状态、抗剪强度指标
1,3
x z
2
z 2 x xz 2
O 3 3f
c
3
3 f 1 tan 2 45 2c tan 45 2 2
37
5. 滑裂面的位置
45°＋/2
1f
与大主应力面夹角： α=45 + /2
3
破裂面
f c tan
2
2 90
极限平衡应力状态： 有剪切面上的应力状态达到 = f
土的强度包线：
所有达到极限平衡状态的莫尔圆的公切线。
f
30
2. 极限平衡应力状态
•强度包线以内：任何一个面
f
上的一对应力与 都没有达
到破坏包线，不破坏； •与破坏包线相切：该面上的
应力达到破坏状态；
•与破坏包线相交：有一些平 面上的应力超过强度；不可能
粘聚强度
库仑公式
f c tan
c： 粘聚力 ：内摩擦角
c O
抗剪强度指标
一、 直剪试验 试验目的
直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用4 个试样，分别在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力进行剪切， 测得剪切破坏时的剪应力τ。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。
z
二维应力状态
zx
y yz
zx
z x
xy
x
xz
x xz ij = zx z
27
x xy xz ij = yx y yz zx zy z
莫尔圆应力分析符号规定
zx
材料力学
z +
正应力
剪应力
-
xz zx
一、 直剪试验
4．进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟
6转的均匀速率旋转手轮。使试样在3-5分钟内剪破。如测力计中的量表指 针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。手轮每转一圈，同时
测记测力计量表读数，直到试样剪破为止。
5．拆卸试样：剪切结束后，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、上盖板， 取出试样。
试样的环刀平口向下，对准剪切盒，再放上透水石，将试样徐徐推入剪切盒 内，移去环刀。
3.施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力
计中的量表读数为零。顺次加上盖板、钢珠压力框架。每组四个试样，分别 在四种不同的垂直压力下进行剪切。在教学上，可取四个垂直压力分别为 100、200、300、400kPa。
试验方法 施加 σ（=P/A） 施加 S
P
σ = 300KPa σ = 200KPa σ = 100KPa
量测 （=T/A）
S
上盒
A
S
下盒
T
17
1. 直剪试验
试验结果
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
σ = 300KPa σ = 200KPa σ = 100KPa
f ：
土的抗剪强度
tan：
摩擦强度－与正应力成正比 c：
2
根据应力状态计算出 大小主应力σ1、σ3
判断破坏可能性 σ1<σ1f 安全状态 σ1=σ1f 极限平衡状态 σ1>σ1f 不可能状态
1 f 3 tan 45 2c tan 45 2 2
2
由σ3计算σ1f 比较σ1与σ1f
c
强度问题 变形问题 渗透问题
土 强度特性 变形特性 渗透特性
土力学可以解决工程实践问题，这正是 土力学存在的价值以及我们学习土力学 的目的。
2
§5 土的抗剪强度
§5.1 概述 抗剪阻力：土体具有抵抗剪切的潜在能力。 定义：土体抵抗外荷载所产生的极限抗剪阻力。
3
一、土的强度特点
1. 碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间 相互作用—主要是抗剪强度（剪切破坏），颗粒间粘 聚力与摩擦力； 2. 三相体系：三相承受与传递荷载—有效应力原理； 3. 自然变异性：土的强度的结构性与复杂性。
32
摩尔—库仑强度理论 基本概念
最大剪应力理论 材料的剪切破坏主要是由于土中某 一截面上的剪应力达到极限值所致， 但材料达到破坏时的抗剪强度也与 该截面上的正应力有关。 当土中某点的剪应力小 于土的抗剪强度时，土 体不会发生剪切破坏。 当土中剪应力等于土的抗 剪强度时，土体式处于极 限平衡
土体的稳定状态
试验方法 快剪：在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪应力。 固结快剪：在试样上施加垂直压力，待试样排水固结稳定后， 快速施加水平剪应力。 慢剪：在试样上施加垂直压力及水平剪应力的过程中，均使试 样排水固结。
一、 直剪试验 仪器设备
（1）应变控制式直剪仪：剪切盒、垂直加压框架、测力计、推动机构等； （2）位移计（百分表）：量程5~10mm,分度值0.01mm；
1f
c
O
3
2
38
作业：P134 5-2 P134 5-4
本周五之前交作业！
39
§5.4 抗剪强度测定试验
三轴试验、直剪试验、无侧限抗压等 制样（重塑土）或现场取样 缺点：扰动 优点：应力条件清楚，易重复
室内试验
野外试验
十字板扭剪试验、旁压试验等 原位试验 缺点：应力条件不易掌握 优点：原状土的原位强度
极限平衡状态
破坏状态
当土中剪应力大于土的抗剪强度 33 时理论上属于破坏状态（实际上 这种应力状态根本不存在）
3. 莫尔—库仑强度理论
莫尔-库仑强度理论表达式－极限平衡条件
1 3
sin
1 3
2
2 c ctg
1 3 1 3 2c ctg
土力学包括哪些内容？
基础与主线
预 备
渗透特性 变形特性 强度特性
第一章土的物理性质和工程分类
第二章土的渗透性和渗流问题
第三章土体中的应力计算
第四章土的变形特性和地基沉降计算 第五章土的抗剪强度
土压力 边坡稳定 地基承载力 地基基础工程 高等土力学 土动力学与土工抗震工程 岩土灾害
具体 应用
1
土工结构物或地基
对于：砂土>粘性土； 高岭石>伊里石>蒙特石
• 颗粒的形状（颗粒的棱角与长宽比）
在其它条件相同时： 一般，对于粗粒土，颗粒的棱角提高了内摩擦角
21
3、粘聚强度
粘聚强度机理
静电引力（库仑力） 范德华力 颗粒间胶结 假粘聚力（毛细力等）
粘聚强度影响因素
地质历史 粘土颗粒矿物成分 密度 离子价与离子浓度
土力学
x
拉为正 压为负
顺时针为正 逆时针为负
z
+
xz
x
压为正 拉为负
逆时针为正 顺时针为负
28
+ zx
z
1
+zx
r 2
x
O -xz
3 x
z 1
xz
p 圆心： p ( x z ) / 2 半径： r
2 ( x z ) / 2 xz 2