地基土抗剪强度指标C φ值的确定

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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２０００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１～２ｃｍ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。!
１１３１８１８８４４３２８８７８８９２５１．５５１１２．９１８１８８０３０６７８７２９２２６１．１２１２３１８５４８４４６７８０７４８２２５１．６１１３１８５４８０４４７８２７４９０２６１．６５１６５．２１８１８８４５６０９２８２８９２５２．１１６５１８１８８０３９６８３７８９３２６１．５８１５５．２１８５４８４４８１８５７６８９２５１．７１５５１８５４８０４３２８４７４９２２６１．５２

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。

）：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①土的抗剪强度（τf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，粘性土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。

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。

浅谈土及抗剪强度试验

浅谈土的抗剪强度试验岩土工程中土体的破坏主要是剪切破坏，研究土的强度主要就是研究土的抗剪强度，土的抗剪强度是指土抵抗剪切破坏的极限强度，它在很大程度上决定了土的承载力，在建筑物地基设计之前必须测定土的抗剪强度指标（粘聚力c和内摩擦角φ），并据此计算地基的承载力和评价地基的稳定性。

土的抗剪强度指标是通过土工试验测得的，目前室内试验常用的方法是直接剪切试验和三轴压缩试验，野外试验常用的方法是十字板剪切试验和大型直剪试验。

下面就这几种试验方法进行较全面的分析和梳理。

一、室内试验：1、直接剪切试验：直剪试验是最早最简单目前使用最多的测定土的抗剪强度的试验方法。

直剪试验仪有应变控制式和应力控制式两种，一般用应变控制式，因为它能较准确地测定剪应力峰值且操作简便。

直剪试验一般用于测定细粒土的c 和φ及粒径小于2mm砂土的φ，通常每组取4个试样，在4种不同垂直压力（一般在100~400kPa）下进行剪切试验，测得剪应力与位移关系曲线，取曲线上的峰值剪应力（若无峰值取剪切位移达4mm时的强度值）作为该垂直压力下的抗剪强度，通过几个试样的抗剪强度确定强度包线求出c和φ。

直剪试验具有仪器简单、试样的制备和安装方便等优点；但仪器构造决定了试样不是沿土样中最薄弱的面破坏，剪切面上的剪应力分布不均匀，排水条件不能有效控制等，这些缺点使测得的指标不够理想，所以直剪试验多用于二三类普通工程。

直剪试验根据固结、排水和剪切速率等情况的不同又可分为以下5种不同的试验方法：①、快剪试验：适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土，是在试样施加垂直压力后立即快速剪切，一般用0.8mm/min的速度在3~5分钟内剪损，目的是在剪切过程中尽量避免排水，使试验前后的含水率接近。

当地基土透水性较差排水不良时可用这种方法，但是测出的结果往往离散性较大。

②、固结快剪试验：是在试样上施加垂直压力待排水固结稳定后，再快速施加水平剪切力进行剪切，剪切过程跟快剪一样避免排水。

土力学土的抗剪强度

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各种破坏准则
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库仑定律（剪切定律）
1776年，库仑根据砂土剪切试验得到如下曲线，后推到粘性土中
f
砂土
f

c
粘土

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库仑定律说明：砂土
（1）土的抗剪强度由土的内摩擦力和内聚力两部分组成；（2）内摩擦力与剪切面上的法向应力成正比，其比值为土的内摩擦系数 tan ；（3）表征抗剪强度指标：土的内摩擦角φ 和内聚力c。
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3 1
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莫尔理论的缺点：
忽略了中间主应力σ2的影响。为了消除或弥补这种缺陷，可考虑采用下面的形式：

1 2 1 2 sin 2c cos 2 2 2 3 2 2 2 2 3
按试验仪器分Fra bibliotek土质学与土力学
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土的抗剪强度试验—直接剪切试验
试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）
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土质学与土力学
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直接剪切试验
在法向应力作用下，剪应力与剪切位移关系曲线如图所示，可以显示出峰值强度和残余强度。 a
高速：最大运动速度可达30cm/s 高压：最大压力可达500kPa
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土力学剪切力与量力环计算公式

土力学剪切力与量力环计算公式土的抗剪强度计算公式是什么？土的抗剪强度计算公式是：其中φ为内摩擦角，c为土的粘聚力。

在以土的抗剪强度为纵坐标、剪切破坏面上的法向应力为横坐标的坐标系中，土的抗剪强度包线对横坐标轴的倾角。

通常以φ表示，即内摩擦角，是土的抗剪强度参数之一，其值与土的初始孔隙比、土粒形状、土的颗粒级配和土粒表面的粗糙度等因素有关。

可由土的直接剪切试验或三轴压缩试验测定，根据不同的试验方法和分析方法可得出总应力内摩擦角和有效应力内摩擦角。

土的抗剪强度的影响因素主要有土的组成、土的密实度和含水量、以及所受的应力状态等。

扩展资料一般认为，有效应力强度指标宜用于分析地基的长期稳定性，而对于饱和软粘土的短期稳定间题，则宜采用不固结不排水试验或快剪试验的强度指标。

一般工程问题多采用总应力分析法，其指标和测试方法的选择大致如下：若建筑物施工速度较快，而地基土的透水性和排水条件不良时，可采用不固结不排水试验或快剪试验的结果。

如果地基荷载增长速率较慢，地基土的透水性不太小（如低塑性的粘土）以及排水条件又较佳时（如粘土层中夹砂层），则可以采用固结排水试验和慢剪试验指标；如果介于以上两种情况之间，可用固结不排水或固结快剪试验结果。

由于实际加荷情况和土的性质是复杂的，而且在建筑物的施工和使用过程中都要经历不同的固结状态，因此，在确定强度指标时还应结合工程经验。

常规试验方法所得到的非饱和压实土抗剪强度指标是综合的指标，其中包含了试验时不饱和状态对抗剪强度指标的贡献。

含水状态变化对压实土抗剪强度指标具有显著的影响，设计时必须充分考虑压实土含水状态变化来选取合理的抗剪强度指标。

其机理可用非饱和土理论解释；基质吸力对吸附强度的影响是非线性的。

土木考研土力学第五章公式推导：抗剪强度理论由于土的材料性质，我们知道，土的强度只指抗剪强度，土的强度理论就是抗剪强度理论，抗剪强度与许多土力学问题有关，是非常重要的一章，而这一章也是考试的重难点。

土力学之土的抗剪强度及其参数确定

土力学之土的抗剪强度及其参数确定土的抗剪强度是土力学中的重要参数之一，用于描述土体抵抗剪切应力的能力。

土的抗剪强度参数的确定需要考虑土体的物理性质、结构特征以及应力应变关系等因素。

一、土的抗剪强度的定义及简述土的抗剪强度是指在外部施加作用力（剪切应力）下，土体抵抗变形产生的剪切应变的能力。

一般来说，土体内的剪切应力可被分为两个分量：正应力（垂直于剪切面的作用力）和剪应力（平行于剪切面的作用力）。

土体的抗剪强度可以用剪应力与正应力的比值来表示。

土的抗剪强度可通过下列几种方式进行确定：1.直剪试验：直剪试验是最常用的测试土体抗剪强度的方法之一、在直剪试验中，通过施加垂直和平行剪切面的正应力，在一定的剪切速率下测量剪切应力与正应力的关系。

通过实验数据可以得到土体的抗剪强度参数。

2.土压力计试验：通过在土体中插入测量设备，如土压力计、陀螺式测斜仪等，测量垂直于剪切面的正应力和剪应力，从而计算土体的抗剪强度。

3.环剪试验：环剪试验是一种应用于饱和土的试验方法，通过测量环剪试件在应变恢复下的剪应力和正应力，计算土体的抗剪强度。

4.塑性指数试验：土体的塑性指数试验也可以用来间接推算土的抗剪强度。

通过测量土体在不同水分含量下的变形特性，计算土壤塑性指数，从而得知土的剪切强度。

二、土的抗剪强度参数的确定土的抗剪强度参数包括内摩擦角（φ）和剪切强度指数（C）。

内摩擦角是衡量土体粒子内摩擦阻力的参数，剪切强度指数是衡量土体的整体抗剪强度的参数。

内摩擦角的确定可以通过直剪试验等实验方法得到。

在直剪试验中，通过分析剪切应力与正应力之间的关系，可以得到剪切线斜率的正切值，即为内摩擦角的正切值。

内摩擦角的具体数值可以根据土壤类型和试验条件进行确定。

剪切强度指数是一个比较复杂的参数，通常需要通过直剪试验等实验方法来测定。

在直剪试验中，通过测量不同正应力下的剪应力和正应力的关系，可以计算出剪切强度指数。

剪切强度指数的具体数值也需要根据具体的试验条件来确定。

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。

剪切试验c、值求取方法及S-P曲线拟绘点的直观视图

剪切试验c、值求取方法及S-P曲线拟绘点的直观视图摘要:在剪切试验中,粘聚力c、内摩擦角φ值精度十分重要,甚至反映出地质勘测成果的精度。

传统求取c、φ值通常采用择点绘制抗剪强度S与垂直压力P关系视测直线求解的方法,这种方法工作量大、繁琐,线的任意性较大,容易引起人为误差和量具的系统误差。

本文阐述了利用高等数学中最小二乘法结合Excel,求c、φ值,绘制S-P关系直线,达到方便、准确、提高精度的目的,其效果比一般土工软件还要好。

关键词:最小二乘法Excel 剪切试验土的抗剪性是指土在外力作用下,具有抵抗剪切破坏的能力,亦称抗剪强度。

土的抗剪强度是一个重要的力学指标,它是评价地基、堤坝、渠道、路基等是否发生剪切变形的依据。

研究土的抗剪强度特性的方法是剪切试验。

1 改进剪切试验数据处理方法的意义在剪切试验中,由于土样土层变化、土样物理指标与性质差异而使得抗剪强度S与垂直压力P关系曲线中描出的各压力下的抗剪强度点为散点图,画出的线为非理想直线,人为影响很大,从而使得c、φ值差值很大。

笔者曾由手工绘线求c、φ值改为用Basic处理剪切试验数据,但还是不太灵活、不直观。

本人在土工试验资料整理中,深深体会到Excel 的方便、快捷,于是对剪切试验数据处理方法进行了改进,先用最小二乘法结合Excel中函数功能求解剪切试验中的c、φ,可快速获得所需参数;另外利用Excel数据表格、图表功能处理剪切试验中抗剪强度S 与垂直压力P关系曲线,可根据数据源快捷生成直观图表,即可快速绘线,又可通过曲线反映试验结果是否理想满意。

利用最小二乘法和Excel可取得灵活、实用、准确的效果,可大大降低在坐标纸上绘图的劳动强度,可以提高工作效率,减少人为误差,且便于校对、检查。

2 利用最小二乘法和Excel求取c、φ值的步骤在生产实践和科学实验中,常常需要根据两个变量的若干观测数据来寻求近似关系式即经验公式。

剪切试验中抗剪强度S为纵坐标、垂直压力P为横坐标,各级垂直压力下抗剪强度描成点组成大体散布近一条直线的散点图,其最佳拟绘关系曲线为S=c+P×tgφ线性经验公式确定的直线。

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。

土的抗剪强度试验计算公式

土的抗剪强度试验计算公式土的抗剪强度试验是工程领域常用的一种试验方法，用来评估土体抗剪强度的特性。

根据土壤力学理论，土体的抗剪强度与土体内部的剪切应力和剪切应变之间的关系密切相关。

因此，在进行土的抗剪强度试验时，需要计算出剪切应力和剪切应变之间的关系，以得出土的抗剪强度。

在土的抗剪强度试验中，通常采用剪切试验来评估土的抗剪强度。

剪切试验包括直剪试验和三轴剪切试验两种常见的试验方法。

下面将分别介绍这两种剪切试验的计算公式。

直剪试验是将试样切割成一个矩形或正方形的形状，通过在试样上施加剪切力来破坏试样。

直剪试验中，首先需要测量试样的尺寸和应力，然后计算出剪切应力和剪切应变之间的关系。

a)计算剪切强度剪切强度是衡量土体抗剪切性能的一个重要参数。

剪切试验中，剪切强度可以通过以下公式计算：τ=P/A其中，τ表示剪切应力，P表示施加在试样上的剪切力，A表示试样的剪切面积。

b)计算剪切应变剪切应变是衡量土体剪切变形程度的指标。

剪切试验中，剪切应变可以通过以下公式计算：γ=δ/h其中，γ表示剪切应变，δ表示试样侧面位移，h表示试样的高度。

三轴剪切试验是将试样置于双轴或三轴应力状态下进行的试验。

在三轴剪切试验中，试样的应力状态会发生变化，需要计算出不同应力状态下的剪切应力和剪切应变之间的关系。

a)计算应变三轴剪切试验中，应变可以通过以下公式计算：ε=δ/H其中，ε表示应变，δ表示试样顶面位移，H表示试样的高度。

b)计算应力根据奥地利认为，土壤在弹性阶段的剪切应力可以通过以下公式计算：τ = 2σ tan(φ/2)其中，τ表示剪切应力，σ表示正应力，φ表示内摩擦角。

综上所述，土的抗剪强度试验中，根据不同的试验方法，可以通过不同的计算公式计算出剪切应力和剪切应变之间的关系，从而评估土的抗剪强度。

需要注意的是，土壤的性质受多种因素的影响，计算公式只是一种理论模型，在实际应用中需要结合具体情况进行分析。

【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。

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。

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。

岩土工程勘察中几个问题

浅析岩土工程勘察中的几个问题摘要：岩土工程勘察成果质量直接影响到建筑物的地基基础设计，重视和提高岩土工程勘察成果质量，具有很重要的意义。

为此，针对性选取勘察过程中抗剪强度指标c、φ值的测试、确定地基承载力的理论及方法和建筑物的地基沉降三个问题进行了粗略的解析。

关键词：岩土工程勘察；c、φ值；地基承载力；地基沉降岩土工程勘察是工程建设的一个重要过程，其成果质量将直接影响到建筑物的地基基础设计，也关系着整个建筑物的工程安全和工程造价。

因此，重视和提高岩土工程勘察成果质量，具有很重要的意义。

下面就岩土工程勘察过程中的几个问题，作一些粗浅的探讨。

1 抗剪强度指标c、φ值的测试土体抗剪强度指标c 、φ值的测试，是岩土工程勘察土工试验中重要的内容之一。

在抗剪强度剪切试验中，由于试验方法和采用的固结排水条件不同，即使是同一土体，其抗剪强度c 、φ值也可能相差很大，因此，在工程设计中，对地基土体c 、φ值的选用尤为重要。

在岩土工程勘察中，为了尽可能摸拟工程各种复杂的排水条件，在进行c 、φ值剪切试验时，通常分为3种情况，即三轴剪切试验的不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪，相应于直接剪切仪试验，则分为快剪、固结快剪和慢剪。

由于三轴剪切试验相对于直接剪切试验，更能模拟土体的实际受力状况以及更能严格控制排水条件，因此，其c 、φ试验值也更为可靠，但三轴剪切试验成本较高，受条件限制，要求所有的勘察单位提供三轴剪切试验结果，可能会有一定的困难。

尽管如此，但很多规范都要求对一级建筑物必须采用三轴剪切试验结果，对二级建筑物也尽量采用三轴试验结果，当条件不允许时，可用直剪试验结果代替。

目前，勘察单位也都大多提供直接剪切试验c 、φ值结果。

为了说明土体不同试验方法和不同排水条件对c 、φ值差异影响，在拟建工程场地，采取同一粉质粘土试样进行不同固结排水条件下的直接剪切试验和三轴剪切试验，其对比结果如表1(其中c’、φ’为有效应力强度指标值)。