第五章土抗剪强度

第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度
§5.2 土的抗剪强度理论
一、库仑定律
1、抗剪强度： 当土体在荷载作用下发生剪切破坏时，作用在剪切面上的极限剪应力
f称为土的抗剪强度。即土体抵抗剪切破坏的能力，数值上为破坏面
上剪应力的大小。测定土的抗剪强度可采用直接剪切试验。 2、库仑定律
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.2 土的抗剪强度理论
2、库仑定律
（1）总应力法
直剪试验
库仑（1776） 试验原理 施加 σ（=P/A），S
量测 （=T/A）
P
上盒
A
下盒
S T
第五章土抗剪强度
σ = 100KPa
S
σ = 300KPa
σ = 200KPa σ = 100KPa
S
第五章 土的抗剪强度 §5.2 土的抗剪强度理论
一、库仑定律 2、库仑定律
a、砂土：
b、粘性土：
该直线方程为：τf σtgφ
该直线方程为： f tg c
f
f tg
f
f tgc
c
(kN/m2)
无粘性土的抗剪强度
(kN/m2)
粘性土的抗剪强度
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.2 土的抗剪强度理论 一、库仑定律 2、库仑定律 （1）总应力法
内摩擦力 tg 的来源
滑距（m）
6000
8000
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型 2. 各种类型的滑坡
2000年西藏易贡巨型滑坡
平面示意图
5520m
2210m
2264m
滑滑坡坡堆堆积积区体
2340m
第五章土抗剪强度
2165m
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型 2. 各种类型的滑坡
2000年西藏易贡巨型滑坡
黄崖沟
龙观嘴
乌江
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型 2. 各种类型的滑坡
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5530 高程（m）
2000年西藏易贡巨型滑坡
立面示意图
坡高 3330 m 堆积体宽 约2500m 总方量 约3亿方
4000
2200 0
2000
4000
第五章土抗剪强度
滑裂面
边坡
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述
二、工程中土体的破坏类型
3. 地基的破坏
粘土地基上的某谷仓地基破坏
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型
3. 地基的破坏 日本新泻1964年地震引起大面积液化
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型
1、颗粒与颗粒粗糙的连接；
2、颗粒之间的咬合力；
粘聚力来源：
土粒间胶结作用、结合水膜、 水分子引力；
土的内摩擦力的影响因素：
• 密度（e,
•
• 粒径级配（Cu, Cc）
•
• 颗粒的矿物成分
•
对于：砂土>粘性土；
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型 1. 挡土结构物的破坏
滑裂面
挡土墙
基坑支护
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型
2. 各种类型的滑坡
崩塌
平移滑动
旋转滑动
流滑
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型 2. 各种类型的滑坡
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型 1. 挡土结构物的破坏
大阪的港口码头档土墙由于液化前倾
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 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。
Charles Augustin de Coulomb
(1736 - 1806)
Christian Otto Mohr
第五章土抗剪强度 (1835-1918)
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述
三、抗剪强度理论的发展
高等土力学内容
（2）现代强度理论(考虑了中间主应力效应的强度理论)
Lade-Duncan强度准则 Matsuoka-Nakai（SMP）强度准则 俞茂宏双剪应力强度准则 Drucker-Prager强度准则 其它准则
第五章 土的抗剪强度
§5.1 概 述
一、土的强度特点 二、工程中土体的破坏类型 三、抗剪强度理论的发展
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述
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——主要是抗剪强度与剪切破坏，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。
直剪试验 （1）总应力法
σ = 300KPa
库仑（1776） 试验原理 试验结果
σ = 200KPa σ = 100KPa
S
f ：
c
土的抗剪强度
O
tg：
库仑公式：
内摩擦力-正比于压力
c 粘聚力
f c tan 内摩擦角
c： 粘聚力-与所受压力无关
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.2 土的抗剪强度理论 一、库仑定律 2、库仑定律 （1）总应力法
乌江武隆县兴顺乡鸡冠岭山体崩塌
• 1994年4月30日
• 崩塌体积400万方
• 10万方进入乌江
• 死4人，伤5人，失踪12人
• 击沉拖轮、驳轮各一艘，渔
船2只
• 1994年7月2-3日降雨引起再
次滑坡
• 崩塌体巨大石块滚入江内，
无法通航
• 滑坡体崩入乌江近百万方；
江水位差数米。
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型 2. 各种类型的滑坡
3. 地基的破坏
p
滑裂面
地基
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述 二、工程中土体的破坏类型
土压力
挡土结构物破坏
边坡稳定
各种类型的滑坡
地基承载力 地基的破坏
核心
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度 §5.1 概述
三、抗剪强度理论的发展
本科只介绍的部分
（1）经典强度理论(Mohr- Coulomb强度理论)
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第五章土抗剪强度
土工结构物或地基
土
▪渗透问题 ▪变形问题 ▪强度问题
▪渗透特性 ▪变形特性 ▪强度特性
第五章土抗剪强度
第五章 土的抗剪强度
§5.1 概述 §5.2 土的抗剪强度理论 §5.3 土的抗剪强度指标的测定方法 §5.4 关于土的抗剪强度影响因素的讨论
第五章土抗剪强度