土力学 土的抗剪强度(3)

不排水条件下，试样在试验过程中含水量不变，体积 不变。改变围压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，各试样在剪切前的有效应力相等， 因此抗剪强度不变。
不固结不排水试验的“不固结”是在三轴压力室压力 下不再固结．而保持试样原来的有效应力不变，如果饱 和粘性土从未固结过，将是一种泥浆状土，抗剪强度也 必然等于零。从天然土层中取出的试样，相当于在某一 压力下已经固结，具有一定的天然强度。不排水抗剪强 度取决于天然土层有效固结压力。
6.4 饱和粘性土的抗剪强度
一、不固结不排水抗剪强度
1 3 (1 3)A (1 3)B (1 3)C
一般只用于测 定饱和土的不 排水强度
u 0
f
cu
1 2
(
1
பைடு நூலகம்
3
)
不固结不排水试验 是在施加周围压力和轴 向压力直至剪切破坏的 整个试验过程中都不允 许排水，如果有一组饱 和粘性土试件，首先在 某一围压下固结至稳 定．试件中的初始孔隙 水压力为零，然后分别 在不排水条件下施加围 压和轴向压力至剪切破 坏．
三、固结排水抗剪强度
固结排水试验在整个试验过程中，孔隙水压力始终为零，总应力 最后全部转化为有效应力，所以总应力圆就是有效应力圆．总应力破 坏包线就是有效应力破坏包线。
固结排水剪的强度包线可表达为： τf = cd＋ tan d 试验证明， cd 、 d与固结不排水试验得到的c´、´接近，由于固 结排水试验所需的时间太长．故实用上用c´、´代替cd 、 d ，但是两
者的试验条件是有差别的，固结不排水试验在剪切过程中试样的体积 保持不变，而固结排水试验在剪切过程中试样的体积一般发生变化，
cd 、 d 略大于c´、´。
固结排水试验的应力—应变关系和体积变化
例题
已知： 土中某点应力处于极限状态，最小主应力3=200Kpa，
作用面主法线方向为水平方向，土的抗剪强度指标=24O， C=50Kpa。 求解：
总应力破坏包线的倾角以cu表示，一般在10º～20º之间，有效应 力破坏包线的倾角´称为有效内摩擦角，´比 cu大一倍左右。
超固结土的固结不排水试验结果
超固结土的固结不排水总应力破坏包线是一条平缓的曲线，可 近似用直线ab代替，与正常固结破坏包线bc相交。bc的延长线仍通过 原点，实用上将abc折线取为一条直线。
固结不排水剪的总应力强度包线可表达为： τf = ccu＋ tan cu 固结不排水剪的有效应力强度包线可表达为：τf = c´＋´tan´
由于超固结土在剪切破坏时，产生负孔隙水压力，有效应力圆在 总应力圆的右方，正常固结试祥产生正的孔隙水压力，故有效应力圆
在总应力圆的左方。 通常 c´< ccu ，, ´> cu 。
二、固结不排水抗剪强度
如果试样所受到的
3> pc，属于正常固结试 样；如果3< pc，则属于
超固结试样。试验结果 证明，这两种不同固结 状态的试样，其抗剪强 度性状是不同的。
正常固结试样剪切时体积有减少的趋势 （剪缩）。但由于不允许排水，产生正的孔 隙水压力，超固结试样在剪切时体积有增加 的趋势（剪胀）。
强超固结试样在剪切过程中．开始产生 正的孔隙水压力．以后转为负值。
正常固结饱和粘性土固结不排水试验结果
有效应力圆与总应力圆直径相等、仅位置不同。两者之间的距离 为uf，因为正常固结试样在剪切破坏时产生正的孔隙水压力，故有效 应力圆在总应力圆的左方。总应力破坏包线和有效应力破坏包线都通 原点，说明未受任何固结压力的土(如泥浆状土)不具有抗剪强度。
1）、该点最大主应力1的大小和方向？ 2）、该点最大剪应力值τmax 与作用面方向？ 3）、该点剪切破坏面上的正应力与剪应力，作用面 方向？ 4）、说明最大剪应力面不是剪切破坏面。