土的抗剪强度6.ppt

2．土体的强度及变形性质只取决于作用其上的有效 应力，孔隙水压力对这些性质并无影响。
式中： c′， φ ′为土的有效粘聚力和有效内摩擦角。
第二节 土的抗剪强度试验
一、 直接剪切试验
根据施加直剪力的速率和土样被剪坏的速度，直剪试验可分为快剪、 固结快剪和慢剪。前两种类型要在三五分钟内将土样剪坏，土样在 剪坏过程中不能排水。慢剪试验要求土样能得到充分排水，使土样 中孔隙水压力为零，所以费时多，通常不做。
优点：仪器构造简单、传力明确、操作方便、试样薄、固结快、省 时、省力。
缺点：所受外力状态比较简单，试样内的应力状态又比较复杂，应 力、应变分布不均匀；剪切破坏面事先已确定，不能控制排水条件， 不能测试样中的孔隙水压力及其变化。
二、 三轴剪切试验
土样是一个圆柱体，高 7.5～10.0cm，直径3.8—5.0cm，用橡皮薄膜套起来， 置于压力室中，土样三向受压，可以发生横向变形，通过液压加周围压力，通 过杠杆系统加竖向压力，当压力及其组合达到一定程度时，土样就会按规律产 生一个斜向破裂面或沿弱面破裂。
第三节 土的抗剪强度及破坏理论
一、 库仑—莫尔理论
σ1
n
σ3
στ σ3
α
m σ1
A
τ
2α
σ3 σ
σ1
土的极限平衡条件：
φ
c
σ3
σ
σ1
第四节 粘性土的抗剪强度特征
一、不固结不排水剪强度
不固结不排水剪试验习惯上称为快剪或 UU试验。试验和理论研究 表明：对于饱和粘性土，其UU试验用总应力法表示的抗剪强度包 络线呈一水平线。有：
2、考虑地形地貌、加荷条件、排水条件、施工情况等选择试验条 件。
建筑场地地势高，排水条件好 (如粘土地层中有砂土夹层或砂类土地层)， 施工加荷速度不快，可采用CD试验结果；如果对上述环境中的旧有建筑物 或新建建筑物，分析在突发事件如地震或台风时的稳定性，应采用CU或wenku.baidu.comUU试验结果；如果建筑场地低洼，地层渗透性差又排水不畅，工期短，施 工加荷速度较快，则只能采用UU试验结果。
第四章 土的抗剪强度
第一节 概述
一、总应力表示法 土的抗剪强度的总应力表示法，是不考虑孔隙水压力的表 示法，是通用的方法。
砂类土
粘性土
二、 有效应力表示法
在土力学中，有效应力指粒间应力，即通过土颗粒间 接触传递的应力。太沙基 1925年提出了有效应力的 概念，主要包括两点：
1．作用于土体的有效应力σ ´等于总应力σ和孔隙水 压力u之差即 σ ´= σ- u。
三轴试验中依土样的排水条件可分为： 1. 不固结不排水试验 （UU试验） 和直剪仪中的快剪相当。UU试验的本质是自始至终关闭排水阀门，不能排水。
也因为不能排水，自始至终存在孔隙水压力，而有效应力是常量。 2．固结不排水试验（ CU试验） 和直剪仪中的固结快剪相当。前阶段没有孔隙水压力，后阶段有孔隙水压力。 3．固结排水试验 （CD试验） 和直剪仪中的慢剪相当。该试验自始至终开着排水阀门，允许排水，在施加各
四、粘性土抗剪强度指标的选择应用
1、依据实际情况确定用总应力法还是用有效应力抗剪强度指标。
土体中的孔隙水压力能够通过计算或实测确定时，应采用有效应力法，孔 隙水压力难以确定时可采用总应力法。分析地基或边坡的长期稳定时，宜 采用有效应力法；对于饱和软粘土，计算它的短期稳定性时，可用总应力 法或 CU试验结果。
二、 固结不排水抗剪强度
1、固结不排水剪习惯上称为固结快剪或 CU试验。按总应 力表示抗剪强度的方程：
2、按有效应力表示抗剪强度的方程：
三、固结排水试验
固结排水剪习惯上称为慢剪或 CD试验，也简称排水剪。 由于整个试验过程能充分排水，所以孔隙水压力始终为 零。总应力最后全部转化为有效应力，总应力圆也是有 效应力圆，二者的抗剪强度包络线相同。
向相等围压条件下实现排水固结。在试验过程中孔隙水压力始终为零。
三、 工程现场剪切试验
现场剪切试验可分为：大面积直剪试验，垂直方向和水 平方向都用千斤顶施加剪力；水平推剪试验；十字板剪 切试验。
饱和软粘土，内摩擦角 φ →0º，易受扰动，灵敏度很高， 很难取样，这时可用十字板剪力仪在现场测量其抗剪强 度。现场测试可以避免土样采取、运输、制备等过程中 的扰动，能够保持土的原位状态，如天然含水量、结构 状态、天然应力状态等。