土的抗剪强度参数
土的经验参数(物理指标、压缩、变形模量、剪切强度)
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围，见表3-3-28。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
注：①平均比重采取：砂——2.66；粘砂土——2.70；砂粘土——2.71；粘土——2.74；②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者，当C u ＞5时应按表中所列值减少 。
C u为中间值时E 0 值按内插法确定；③对于地基稳定计算，采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
1060d d 32三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值，见表3-3-3-。
注：砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17四、粘性土剪强度参考值粘性土抗剪强度参考值，见表3-3-31。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17五、土的侧压力系数（ξ）和泊松比（u）参考值注：粘土I p＞17；粉质粘土10＜I p≤17；I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比，其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此，变形模量较弹性模量E小，通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定，一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值，是通过室内试验获取的参数。
两者的关系：对于软土E0近似等于Es；较硬土层，E0=βEs，β=2～8，土愈坚硬，倍数愈大。
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是土体在受到剪切力作用下的抵抗能力，是土体力学性质的重要指标之一。
它描述了土体在承受剪切力时的强度和变形特性，对于土工工程的设计和施工具有重要意义。
本文将介绍土的抗剪强度试验及其计算公式，为读者提供相关知识。
1. 引言土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用下所能承受的最大剪切应力。
土的抗剪强度试验可以通过直剪试验来进行，该试验是一种常用的土力学试验方法。
2. 直剪试验原理直剪试验是将土样从中间切割，然后施加垂直于切割面的剪切力，通过测量土样的应力和应变关系来确定土的抗剪强度。
直剪试验可以分为无侧限直剪试验和有侧限直剪试验两种方式。
3. 无侧限直剪试验无侧限直剪试验是将土样放置在剪切箱中，施加垂直于土样截面的剪切力，使土样发生剪切变形。
通过测量应变和应力，可以计算出土的抗剪强度。
无侧限直剪试验的计算公式如下：土的抗剪强度 = 剪切力 / 土样截面积4. 有侧限直剪试验有侧限直剪试验是将土样放置在剪切箱中，通过在土样周围施加侧限力，使土样在剪切过程中保持侧限状态。
通过测量应变和应力，可以计算出土的抗剪强度。
有侧限直剪试验的计算公式如下：土的抗剪强度 = 剪切力/ 2πrh其中，r为土样的半径，h为土样的高度。
5. 直剪试验的步骤进行直剪试验时，需要按照以下步骤进行：（1）准备土样：选择代表性的土样进行试验，根据需要的剪切面积和形状，制备土样。
（2）安装土样：将土样放置在剪切箱中，确保土样的稳定和垂直。
（3）施加剪切力：通过加载装置施加垂直于土样截面的剪切力。
（4）测量应变和应力：使用应变计和应力计等仪器，测量土样的应变和应力。
（5）计算抗剪强度：根据测量数据，使用上述的计算公式，计算出土的抗剪强度。
6. 结论土的抗剪强度是土体在受到剪切力作用下的抵抗能力，直剪试验是一种常用的土力学试验方法。
通过测量土样的应变和应力，可以计算出土的抗剪强度。
无侧限直剪试验和有侧限直剪试验是两种常见的直剪试验方式。
土的抗剪强度指标
土的抗剪强度指标土的抗剪强度是土体在受到剪切力作用下能够抵抗破坏的能力。
它是土体的重要力学性质之一，用以描述土体抵抗剪切破坏的能力大小。
土体的抗剪强度受到多种因素的影响，包括土体类型、土结构、颗粒大小、含水量、固结状态等。
土体的抗剪强度可以通过剪切试验来测定。
在剪切试验中，应用剪切力作用于土样上，并测量剪切应力与剪切变形之间的关系，以确定土体的抗剪强度参数。
常用的土体抗剪强度指标有以下几种：1.摩擦角（φ）：摩擦角是描述土体内部颗粒之间的摩擦力大小的指标。
它表示土体在受到剪切力作用下，颗粒之间能够抵抗剪切破坏的能力大小。
摩擦角是土体抗剪强度的主要指标，常用于描述非饱和土、粘性土和黏性土的抗剪强度。
2.内聚力（c）：内聚力是描述含有粘性物质的土体抵抗剪切破坏的能力大小的指标。
内聚力是由于土体中吸附水分、胶结物质的存在而产生的内聚作用，与土体的粘聚力和表面张力有关。
内聚力通常用于描述粘性土和黏性土的抗剪强度。
3.剪切强度参数（c'和φ'）：当土体处于饱和状态时，土体的抗剪强度可用剪切强度参数c'和φ'来表示。
剪切强度参数c'表示土体的内聚力，即无论剪切面上的剪切应力多小，土体都能够保持稳定。
剪切强度参数φ'表示土体的摩擦角，即土体在剪切面上具有一定的摩擦阻力。
4.渗透剪切强度（c'p和φ'p）：当土体处于非饱和状态时，土体的抗剪强度表现出与饱和土不同的特性。
非饱和土的渗透剪切强度参数c'p和φ'p与剪切强度参数c'和φ'不同，它们分别表示非饱和土的渗透剪切内聚力和渗透剪切摩擦角。
在实际工程中，土体的抗剪强度是一个重要的参数，用于评估土体的稳定性和承载力。
在土方工程、地基工程、岩土工程等领域中，土体的抗剪强度参数通常被用于计算土体的承载能力、确定土体的稳定坡度和坝体形状等。
总结起来，土体的抗剪强度指标主要包括摩擦角、内聚力、剪切强度参数以及渗透剪切强度参数。
土的抗剪强度
f c' ' tg c'( u)tg '
式中 ' ——剪切破坏面上的有效法向应力(KPa ) u ——土中的超静孔隙水压力(KPa )
c'
——土的有效粘聚力(KPa )
) ' ——土的有效内摩擦角(º
c'
' 称为土的有效抗剪强度指标，同一种土，其值理论上
与试验方法无关，应接近于常数。 问题:总应力法与有效应力法的优缺点是什么?
由于在不排水条件下，试样在试验过程中含水量
不变，体积不变，改变周围压力增量只能引起孔隙
水压力的变化，并不会改变试样中的有效应力，各
试件在剪切前的有效应力相等，因此抗剪强度不变。
由于只能得到一个有效应力圆，所以不能得到有
效应力破坏包线，不固结不排水试验只用于测定饱
和土的不排水强度，所以可以用无侧限抗压强度试
由于试样是在轴向压缩的条件下破坏的，因此把
这种情况下土能承受的最大轴向压力称为无侧限 抗压强度，以qu表示
极限应力圆
应用： 代替三轴试验（当3 =0） 可用来求土的灵敏度
St qu qu '
缺点：
无粘性土以及太软土（流塑）不可 试验快 , 水来不及排除
十字板剪切试验
概 述
土的破坏主要是由于剪切 引起的，剪切破坏是土体破 坏的重要特点.
工程时间中与土的抗剪强 度有关的工程主要有以下3 类:
（1）土质土坝的稳定
（2）土压力
（3）地基的承载力问题
工程实例－土坡稳定
工程实例－土坡稳定
工程实例－土压力
工程实例－土压力
工程实例－地基承载力问题
工程实例－地基承载力问题
土的状态参数fs
土的状态参数fs
土的状态参数 fs 通常指的是土的抗剪强度参数，也称为土的内摩擦角或内摩擦系数。
抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力，它是土的一个重要力学性质指标。
fs 表示土在剪切破坏时所产生的摩擦力，它反映了土颗粒之间的相互作用和滑动阻力。
fs 的大小取决于土的类型、颗粒大小、形状、排列方式以及土体的含水率等因素。
一般来说，土的 fs 值越大，说明土的抗剪强度越高，土越不容易发生剪切破坏。
在工程实践中，fs 是土力学和基础工程设计中常用的参数之一。
它用于计算土体的稳定性、承载力、滑坡稳定性等问题。
通过测定土的 fs 值，可以评估土体的工程性质，为工程设计和施工提供重要的参考依据。
需要注意的是，fs 只是土的状态参数之一，土的力学性质还受到其他因素的影响，如土体的压缩性、渗透性等。
因此，在实际工程中，需要综合考虑多个参数和因素来评估土的工程性质。
如果你需要更详细的信息或涉及特定的工程问题，建议咨询专业的土木工程师或岩土工程师，以获取更准确和具体的建议。
土体抗剪强度指标的选用及各种规范的对比
土体抗剪强度指标的选用一、土强度指标在深基坑设计中，土压力的计算是支护设计的基础依据和关键所在，而在土压力计算中，土体的粘聚力c、内摩擦角Φ又是最基本的参数。
例如，同一种饱和粘性土，在固结排水和固结不排水试验中就表现出不同的摩擦角，而在不固结不排水试验中，内摩擦角为零。
在进行土强度指标试验时，分为三种情况考虑，即三轴的不固结不排水剪（UU），固结不排水剪（CU）及固结排水剪（CD），与其相对应的直接剪切试验分别为快剪，固结快剪和慢剪。
有人将直剪试验的固结快剪说成是固结不排水试验，将快剪称为不排水试验，也是错误的。
对于粘性土，很快的剪切速度对于粘土确实限制了排水，其固结快剪指标往往与三轴固结不排水试验相近；但是对于粉土、砂土来说，固结快剪和固结不排水可能就完全不同。
由于直剪试验上下盒之间存在缝隙，对于渗透系数比较大的砂土，即便在快剪过程中，这种缝隙也足以排水。
因此，对于砂土而言，固结快剪、快剪试验得到的指标基本上就是有效应力指标。
把三轴固结不排水试验指标和固结快剪指标不加区别是错误的。
二、各种规范对土压力计算参数的规定各种规范中关于土压力的计算参数的规定五花八门：1、建设部行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）对于砂性土，采用水土分算，取土的固结不排水抗剪强度指标或者固结快剪强度指标计算；对于粘性土及粉性土，采用水土合算，地下水以下取饱和重度和总应力固结不排水（固结快剪）抗剪强度指标计算。
水土合算，采用固结快剪峰值强度指标有争议。
2、冶金工业部标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258－97）一般情况宜按照水土分算原则计算，有效土压力取有效应力抗剪强度指标指标，粘性土无条件取得有效应力强度指标时，可采用固结不排水（固结快剪）指标代替。
当具有地区工程实践经验时，对粘性土也可采用水土合算原则，取总应力固结不排水抗剪强度指标计算。
3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）对于砂性土，宜按照水土分算原则计算，对粘性土宜按照水土合算的原则计算。
《土质学与土力学》第7章 土的抗剪强度
直剪仪内土样的应力和应变
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三轴压缩试验
三轴压缩试验也称三轴剪切试验，是测定土抗剪强度较为完善的方 法。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加围压系统、孔隙水压力
量测系统等组成。
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土的抗剪强度指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的主要力学性质之一。 土体的破坏通常部是剪切破坏。 建筑物地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变形，土具有抵抗剪应力的
潜在能力——剪阻力，它随着剪应力的增加而逐渐发挥，剪阻力被完全发挥时，
土就处于剪切破坏的极限状态，此时剪应力也就到达极限，这个极限值就是土的 抗剪强度。 如果土体内某—部分的剪应力达到土的抗剪强度，在该部分就开始出现剪切 破坏。随着荷载的增加．剪切破坏的范围逐渐扩大，最终在土体中形成连续的滑 动面，地基发生整体剪切破坏而丧失稳定性。 剪阻力的发挥
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土体中任意点的应力（莫尔应力圆）
土体内部的滑动可沿任何一个面发生，只要该面上的剪应力等于它的 抗剪强度。所以，必须研究土体内任一微小单元的应力状态。
在平面问题或轴对称问题中。取某一土体单元，若其大主应力1 和
小主应力3的大小和方向已知，则与大主应力而成角的任一平面上的法 向应力和剪应力τ可由力的平衡条件求得。
正比)，另—部分是土粒之间的粘结力，它是由于粘性土颗粒之间的胶
结作用和静电引力效应等因素引起的。
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大量试验表明，土的抗剪强度不仅与土的性质有关，还与试验时的
排水条件、剪切速率、应力状态和应力历史等许多因素有关。其中最重 要的是试验时的排水条件．根据K ．太沙基(Terzaghi) 的有效应力概念， 土体内的剪应力仅能由土的骨架承担，由此，土的抗剪强度应表示为剪 切破坏面上法向有效应力的函数．库伦公式应修改为： τf =′tan′ τf = c′＋′tan′ 式中 ′—— 剪切滑动面上的法向有效应力，kPa c′—— 土的有效粘聚力(内聚力)，kPa
土的抗剪强度试验 计算公式
土的抗剪强度试验计算公式一、引言土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力。
在土力学中，抗剪强度是土体强度的重要指标之一。
为了确定土体的抗剪强度，进行抗剪强度试验是必不可少的。
二、试验方法常用的土体抗剪强度试验方法包括直剪试验和剪切试验。
直剪试验是将土体样品切割成一个或多个直剪面，然后施加垂直于直剪面的剪切力，测量土体的抗剪强度。
剪切试验是将土体样品切割成一个或多个平面，然后施加平行于平面的剪切力，测量土体的抗剪强度。
三、抗剪强度计算公式土的抗剪强度可以通过以下公式计算：τ = c +σtanφ其中，τ为土的抗剪强度，c为土体的内聚力，σ为土体的正应力，φ为土体的内摩擦角。
四、实验结果分析根据抗剪强度试验的结果，可以得到不同应力下土的抗剪强度。
通过分析实验结果，可以了解土体的强度特性及其变化规律。
五、影响因素土的抗剪强度受到多种因素的影响，主要包括土体类型、孔隙水压力、土体含水量、固结应力等因素。
不同的因素对土的抗剪强度有不同的影响程度。
六、工程应用土的抗剪强度是土建工程中设计和施工的重要参数之一。
在土体的承载力计算、土体的稳定性分析等方面，抗剪强度的准确评估和合理应用对工程的安全性和可靠性具有重要意义。
七、结论通过土的抗剪强度试验可以得到土体的抗剪强度参数，进而评估土体的强度特性和工程性质。
抗剪强度计算公式可以帮助工程师准确计算土体的抗剪强度，为工程设计和施工提供依据。
八、展望随着科技的进步和土力学理论的发展，土的抗剪强度试验方法和计算公式将不断完善和改进。
未来的研究将更加关注土体的微观结构和宏观性质之间的关系，以提高土体抗剪强度的评估和应用效果。
土的抗剪强度试验是土力学领域的重要研究内容之一。
通过试验和分析，可以得到土体的抗剪强度参数，并应用于工程设计和施工中。
在未来的研究中，我们将继续深入探索土体抗剪强度的机理和影响因素，为工程实践提供更准确、可靠的参考依据。
土力学 土的抗剪强度
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各种破坏准则
土质学与土力学
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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
土质学与土力学
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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
土质学与土力学
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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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
土质学与土力学
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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。
土抗剪强度包括的技术参数
土抗剪强度包括的技术参数
土壤的抗剪强度是指土壤在受到外部剪切力作用时所能抵抗剪切变形的能力。
它主要包括以下几个技术参数：
1. 孔隙比（Void ratio）：表示土壤颗粒与孔隙之间的比例关系，是描述土壤孔隙特性的一个重要参数。
2. 土壤容重（Bulk density）：表示土壤的密实程度，是单位
体积土壤重量和其体积之比。
3. 泥土流动性指数（Soil consistency index）：用来评估土壤的流动性和可塑性特性。
4. 剪切模量（Shear modulus）：表示土壤抵抗剪切变形的能力，是衡量土壤刚性的一个重要参数。
5. 黏聚力（Cohesion）：表示土壤颗粒间的吸附力或聚合力，
是土壤抵抗剪切力的主要来源之一。
6. 内摩擦角（Internal friction angle）：描述土壤颗粒之间的摩
擦特性，是土壤抗剪强度的另一个重要参数。
以上参数通常通过室内试验（如剪切试验、压缩试验等）或现场测试（如钻孔土样采集、动力触探等）获得，并用于土壤力学分析和工程设计中。
需要注意的是，不同类型的土壤具有不同的抗剪强度特性，因此需要针对具体土壤类型进行相应的测试和分析。
土的剪切试验和强度指标
土的剪切试验和强度指标土的剪切试验是研究土体剪切特性和强度的重要方法之一、它通过对土体进行剪切加载，测量土体在不同剪切应力和剪切变形条件下的剪切变形、荷载变化等参数来评判土的剪切性能和强度参数，为土力学研究提供了重要的实验数据。
土的剪切试验及其强度指标对土的工程性质评价、土工设计和土力学研究等领域都具有重要意义。
土体剪切试验包括直剪试验、剪切扭转试验、三轴剪切试验等多种试验方法，根据试验装置、加载方式和试验目的等不同，选择不同的试验方法。
以下是直剪试验的介绍。
直剪试验是一种简单直观的试验方法，用于测定孤立土体剪切强度和土壤的内摩擦角等参数。
试验时，将土样制备成典型的长方形梯形形状，上下两部分以给定的剪切速率进行相对位移，通过测量上下两部分的位移和所加荷载，计算剪切变形、剪切应力、剪切荷载等参数。
同时，利用不同剪切刚度的试样进行实验，可绘制出剪切刚度剪切应力的曲线，以分析土体的变形刚度及其与荷载的关系。
直剪试验是土力学实验中最为基础的剪切试验，具有操作简便、试验容易、结果清晰等优点，被广泛应用于土力学实验。
直剪试验的强度指标主要包括抗剪强度（剪切极限、抗剪强度极限等）和内摩擦角两个参数。
抗剪强度是土体剪切破坏所能承受的最大抗剪力，通常用剪切极限强度表示。
剪切极限强度是当剪切应力逐渐增大时，土体达到承载能力极限的水平，并发生剪切破坏的场景。
它是土体抗剪切变形的极限。
内摩擦角则是反映土体颗粒间摩擦力的大小和土体内摩擦特性的参数。
内摩擦角是土体剪切破坏过程中剪切面上剪切应力与法向应力之比的角度。
这两个参数是评价土体抗剪特性和变形刚度的重要指标，它们的值直接影响到土工工程设计和土力学分析的结果。
土体的抗剪强度决定了土体的稳定性和承载能力，内摩擦角则决定了土体的变形性质和剪切刚度。
因此，对土体的剪切试验及其强度指标的研究能够为土力学领域的工程实践提供重要的理论依据和实验数据。
值得注意的是，土壤的剪切性状和强度指标受到多种因素的影响，包括土体类型、土粒特性、水分含量、固结状况、载荷方式、判别依据等。
《土力学与地基基础》学习指导书-第6章
第6章土的抗剪强度6.1 学习要求学习要点：掌握库伦定律及强度理论；掌握抗剪强度的测定方法。
了解饱和粘性土的抗剪强度及应力路径。
重点和难点：土的抗剪强度指标的测定，土的强度理论。
6.2 学习要点1. 土的抗剪强度理论★库伦公式土的抗剪强度表达式(库伦公式)为：无黏性土 ϕστtan f = (6-1) 黏性土 ϕστtan f +=c (6-2) 式中 f τ——土的抗剪强度(kPa) ;σ——剪切滑动面上的法向总应力(kPa)；c ——土的黏聚力(kPa) ;ϕ——土的内摩擦角(°)。
c 、ϕ统称为土的抗剪强度指标(参数)。
在στ-f 坐标中(图6-1)，库伦公式为一条直线，称为抗剪强度包线。
ϕ为直线与水平土力学与地基基础学习与考试指导·2· 轴的夹角，c 为直线在纵轴上的截距。
土的抗剪强度不仅与土的性质有关，还与试验时的排水条件、剪切速率、应力状态和应力历史等许多因素有关，其中最重要的是试验时的排水条件。
★抗剪强度的总应力法和有效应力法根据太沙基的有效应力概念，土体内的剪应力只能由土的骨架承担，因此，土的抗剪强度f τ应表示为剪切破坏面上的法向有效应力σ'的函数，即ϕσϕστ'-+'=''+'=tan )(tan f u c c(6-3) 式中 c '、ϕ'——分别为有效黏聚力和有效内摩擦角，统称为有效应力强度指标，对无性土，c '=0;σ'——剪切滑动面上的法向有效应力;u ——孔隙水压力。
因此，土的抗剪强度有两种表达方法，一种是以总应力σ表示剪切破坏面上的法向应力，其抗剪强度表达式为式(6-1)和式(6-2)，称为抗剪强度总应力法，相应的c 、ϕ称为总应力强度指标(参数)；另一种则以有效应力σ'表示剪切破坏面上的法向应力，其表达式为式(6-3)，称为抗剪强度有效应力法， c '、ϕ'称为有效应第6章 土的抗剪强度 ·3·力强度指标(参数)。
土的抗剪强度
莫尔包线
土中应力与土的平衡状态 随着土中应力状态的改变，应力圆与强度包线之间的位置关系 将发生三种变化情况，土中也将出现相应的三种平衡状态 。
III II
f f f
稳定平衡状态
极限平衡状态 破坏状态
c
I
摩尔－库仑破坏准则：摩尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则
总应力强度参数与有效应力强度参数 正常固结试样分别在三种不同排水条件下进行试验，当以总 应力表示强度时，不同试验方法引起的强度差异是通过不同 的强度参数来反映的，亦即在总应力强度参数中包含了孔隙
水压力的影响；当以有效应力表示强度时，这种强度差异可
直接通过有效应力项来反映，而不同试验方法测得的有效强 度参数一般彼此接近，即若以有效应力表示，则不论采用那 种试验方法，都得到近乎同一条有效应力破坏包线，说明抗 剪强度与有效应力有唯一的对应关系。
qu f cu 2
十字板剪切试验
十字板剪切试验是一种土的抗剪强度的原位测试方法，它在反 映土体原始抗剪强度方面比室内试验有明显的优势，在实际工 程中得到了较广泛的应用。
qu f 2
适用范围：现场测定 饱和粘性土的不排水 强度，尤其适用于均 匀的饱和软粘土。
有效应力强度指标
用有效应力法及相应指标进行计算，概念明确。当土中的孔 隙水压力能通过实验、计算或其他方法加以确定时，宜采用 有效应力法。有效应力强度指标可用三轴排水剪或三轴固结 不排水剪(测孔隙水压力)测定。
3 1
粘性土的极限平衡条件为：
1 3 tan (45 ) 2c tan( 45 )
2 0 0
3 1 tan (45 ) 2c tan( 45 )
土的抗剪强度计算公式
土的抗剪强度计算公式土的抗剪强度可是土力学中一个相当重要的概念呀！咱今儿就好好聊聊土的抗剪强度计算公式。
先来说说啥是土的抗剪强度。
简单来讲，土的抗剪强度就是土抵抗剪切破坏的极限能力。
想象一下，你在一块土地上使劲儿推它、剪它，土能承受住不让自己破裂、变形的那个最大力量，就是土的抗剪强度啦。
那土的抗剪强度计算公式是咋来的呢？这就得提到一系列的实验和研究啦。
比如说直剪试验和三轴压缩试验。
通过这些试验，科学家们总结出了一些计算公式。
其中，最常见的一个公式就是库仑定律表示的τf = c + σtanφ。
这里的τf 就表示土的抗剪强度，c 是土的粘聚力，σ 是剪切面上的法向应力，φ 是土的内摩擦角。
就拿我之前参与的一个工程项目来说吧。
那是要建一座大型的工厂，在进行地基设计的时候，土的抗剪强度计算就变得至关重要。
我们对工地现场的土进行了采样，然后在实验室里做了一系列的试验。
记得当时，大家都特别紧张，因为这关系到整个工程的稳定性和安全性。
实验人员小心翼翼地操作着仪器，记录着每一个数据。
经过一番努力，终于得出了土的抗剪强度相关参数。
在计算过程中，可不能马虎。
比如说，对于粘聚力 c 和内摩擦角φ的取值，那得综合考虑土的类型、含水量、密实度等好多因素。
稍微有点偏差，可能就会导致设计出现大问题。
再来说说这个公式在实际工程中的应用。
比如在边坡稳定性分析中，要判断边坡会不会滑坡，就得用这个公式来算算土的抗剪强度够不够。
要是不够，就得采取加固措施，像打土钉、做挡土墙啥的。
在道路工程中，土的抗剪强度也很关键。
要是路基土的抗剪强度不足，那路面就容易出现裂缝、下沉等问题。
总之，土的抗剪强度计算公式虽然看起来有点复杂，但在工程实践中可是起着举足轻重的作用。
咱们搞工程、搞建筑的，一定得把这个公式弄明白，用准确，这样才能保证咱们的工程安全可靠，不出岔子。
所以啊，朋友们，可别小看这土的抗剪强度计算公式，它可是咱们建设美好家园的重要工具之一呢！。
土的抗剪强度试验与指标
(1)试验条件
• 施加围压充分固结
试 样
• 施加(1 -)时，阀
剪对于切门传饱过关感和程闭器土中，，试的可量连测样超接剪：静孔切孔孔压 过压隙系水数压B力=1.u0 对于程水剪中压切u产力=过B生Au程的(超中静无孔体隙积变=化A：(
• u0，=A-=u1/3
剪切过程中发生剪缩：
A>1/3
剪切过程中发生剪胀：
分，以保证无超静孔压水 2. 固结快剪 施加正应力～充分固结 在3-5分钟内剪切破坏 3. 快剪（不排水剪） 施加正应力后立即剪切 3-5分钟内剪切破坏
试验过程中的应力变化 P
zx z
A
x
S
xz
T
在试验资料的分析中，假定试件中的剪应力均匀分布，
在但缘加事的剪应应实力变上以最并前大非，，如试而此件处试。于件当侧的试限中件状间被态部剪，分破2的时＝应，3 变靠＝k相近 对剪1 要力小盒得边1
• 由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著，故试验结果不够 理想。但由于它具有的优点，故仍为一般工程广泛采用。
3. 试验优缺点
P
A
类似试验： 环剪试验 单剪试验
S T
优点 设备简单，操作方便 结果便于整理 测试时间短
缺点 试样应力状态复杂 应变不均匀 不能精确控制排水条件 剪切面固定
土样
1、试验原理与资料处理
P
A
S
T
f
τf=c＋tg
c O
f
σ = 300KPa σ = 200KPa σ = 100KPa
ε
2、试验分类
通过控制剪切速率来近 似模拟排水条件
P A
S T
6转/分钟－－慢剪 12转/分钟－－快剪
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目前，室内测定土的抗剪强度指标的常用手段一般是三轴压缩试验与直接剪切试验，在试验方法上按照排水条件又各自分为不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪与快剪、固结快剪、慢剪三种方法。
但直剪试验方法中的“快”和“慢”，并不是考虑剪切速率对土的抗剪强度的影响，而是因为直剪仪不能严格控制排水条件，只好通过控制剪切速率的快、慢来近似模拟土样的排水条件。
由于试验时的排水条件是影响粘性土抗剪强度的最主要因素，而三轴仪能严格控制排水条件，并能通过量测试样的孔隙水压力来求得土的有效应力强度指标。
如有可能，宜尽量采用三轴试验方法来测定粘性土的抗剪强度指标。
各种试验方法的实用性：抗剪强度指标的取值恰当与否，对建筑物的工程造价乃至安全使用都有很大的影响，因此，在实际工程中，正确测定并合理取用土的抗剪强度指标是非常重要的。
对于具体的工程问题，如何合理确定土的抗剪强度指标取决于工程问题的性质。
一般认为，地基的长期稳定性或长期承载力问题，宜采用三轴固结不排水试验确定的有效应力强度指标，以有效应力法进行分析；而饱和软粘土地基的短期稳定性或短期承载力问题，宜采用三轴不固结不排水试验的强度指标，以总应力法进行分析。
对于一般工程问题，如果对实际工程土体中的孔隙水压力的估计把握不大或缺乏这方面的数据，则可采用总应力强度指标以总应力法进行分析，分析时所需的总应力强度指标，应根据实际工程的具体情况，选择与现场土体受剪时的固结和排水条件最接近的试验方法进行测定。
例如，若建筑物施工速度较快，而地基土土层较厚、透水性低且
排水条件不良时，可采用三轴不固结不排水试验或直剪仪快剪试验的结果；如果施工速度较慢，地基土土层较薄、透水性较大且排水条件良好时，可采用三轴固结排水试验或直剪仪慢剪试验的结果；如果介于以上两种情况之间，可采用三轴固结不排水试验或直剪仪固结快剪的结果。
由于三轴试验和直剪试验各自的三种试验方法，都只能考虑三种特定的固结情况，但实际工程的地基所处的环境比较复杂，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，要想在室内完全真实地模拟实际工程条件是困难的。
所以，在根据实验资料确定抗剪强度指标的取值时，还应结合工程经验。