powerpoint下载-青岛理工大学土力学原理精品课程
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土力学课程设计ppt课件
基础工程课程设计
根据本课程教学大纲的要求，通过本设计掌握天然地基上的 浅基础设计的原理与方法，培养分析问题、实际运算和绘制施 工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。
;
设计地点：F403 F404 F405
设计参考进度:
第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及 设计例题，复习有关课程内容。 第二天～第三天：进行基础计算； 第四天～第五天：绘制基础施工图。
45°
Fl
;
;
F
• 独立扩展基础抗冲切
M
验算的基本原则是：
地面
基础可能冲切破坏面
以外的地基净反力产
生的冲切力应小于或
h0
45°
等于基础相应破坏面
〔破坏角锥体表面— —冲切面〕上的混凝 土抗冲切能力。
•
• 计算的关键是确定冲 切力和冲切破坏面的
pj
h0
l ab
h0
bc
45° at
几何特征。
;
b
• 计算的关键是确定冲 切力和冲切破坏面的 几何特征。
Pkmax(34)PKmin
4、验证
P K m2 aP x K mi nfa;P K ma x 1.2fa ;
2、软弱下卧层的强度验算
pz pczfaz
P zl2ztla b P k n b P c2 ztan
Pz
b(P0d) b2ztan
;
3、扩展基础设计
基础底板的高度和变阶处高度按抗冲切计算确定； 基础底板的配筋按抗弯计算确定； 当采用钢筋混凝土柱时，尚应检算基础与柱连接处的强度。
45°
ab l
pj
h0
Al l(b2bc h0) h0
45° at
根据本课程教学大纲的要求，通过本设计掌握天然地基上的 浅基础设计的原理与方法，培养分析问题、实际运算和绘制施 工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。
;
设计地点：F403 F404 F405
设计参考进度:
第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及 设计例题，复习有关课程内容。 第二天～第三天：进行基础计算； 第四天～第五天：绘制基础施工图。
45°
Fl
;
;
F
• 独立扩展基础抗冲切
M
验算的基本原则是：
地面
基础可能冲切破坏面
以外的地基净反力产
生的冲切力应小于或
h0
45°
等于基础相应破坏面
〔破坏角锥体表面— —冲切面〕上的混凝 土抗冲切能力。
•
• 计算的关键是确定冲 切力和冲切破坏面的
pj
h0
l ab
h0
bc
45° at
几何特征。
;
b
• 计算的关键是确定冲 切力和冲切破坏面的 几何特征。
Pkmax(34)PKmin
4、验证
P K m2 aP x K mi nfa;P K ma x 1.2fa ;
2、软弱下卧层的强度验算
pz pczfaz
P zl2ztla b P k n b P c2 ztan
Pz
b(P0d) b2ztan
;
3、扩展基础设计
基础底板的高度和变阶处高度按抗冲切计算确定； 基础底板的配筋按抗弯计算确定； 当采用钢筋混凝土柱时，尚应检算基础与柱连接处的强度。
45°
ab l
pj
h0
Al l(b2bc h0) h0
45° at
青岛理工大学课件.ppt
【例3-12】将字符数组str1中所有小写字母('a'～'z')转换成大写字母
#include <iostream.h> #include <string.h> inline int up_letter(char ch); void main( ) { char str[80]; int i;
cout<<"please input a string :"; cin>>str; for(i=0;i<strlen(str);i++)
3.1 函数的定义与申明
2、函数的申明
函数声明的语法形式
类型标识符 函数名（形式参数表） {
语句序列 }
是被初始化的内部 变量，寿命和可见 性仅限于函数内部
若无返回值，写void
形式参数表 <type1> name1, <type2> name2, ..., <typen> namen
函数的返回值 由 return 语句给出；无返回值的函数（void类型）， 不必写return语句
类型说明 语句
}
类型说明符 函数名(形式参数表) 形式参数类型说明
{ 类型说明 语句
}
【例3-1】 max函数的位置示例
#include <iostream.h> int max(int a,int b) {
if(a>b)return a; else return b; } void main() { int max(int a,int b); int x,y,z; cout<<"input two numbers:"<<endl); cin>>x>>y; z=max(x,y); cout<<"maxmum= "<<z<<endl; }
《土力学教学课件》课件
实例五：某水利工程土石坝渗漏问题
实例三：某桥梁桩基承载力问题
实例六：某港口码头地基承载力问题
实际工程中土力学应用
地基处理：利用土力学原理进 行地基加固和稳定
边坡稳定：利用土力学原理进 行边坡稳定分析和设计
隧道工程：利用土力学原理进 行隧道设计和施工
地下工程：利用土力学原理进 行地下工程设计和施工
THEME TEMPLATE
土的稳定性分析
土的强度：包括抗压强度、抗剪 强度、抗拉强度等
影响因素：土的性质、结构、应 力状态、地下水等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
土的稳定性：包括抗滑移稳定性、 抗倾覆稳定性等
稳定性分析方法：包括极限平衡 法、有限元法、数值模拟法等
滑坡治理措施
监测预警：建立滑坡监测系统， 实时监测滑坡动态
土力学工程应用 ：包括地基处理 、边坡稳定、隧 道工程等
土力学实验：包 括土的物理性质 实验、土的力学 性质实验、土的 工程性质实验等
课件结构
引言：介绍土力学的基本概念和重要性
案例分析：通过案例分析加深对土力 学的理解
理论部分：介绍土力学的基本原理和 理论
总结：总结土力学的核心内容和学习 要点
实践部分：介绍土力学在实际工程中的 应用
粉土：颗粒极小，易于流动，常用 于地基处理和填筑
淤泥：颗粒极小，易于流动，常用 于地基处理和填筑
冻土：在低温下冻结，常用于地基 处理和道路建设
土压力理论
章节副标题
静止土压力
概念：土压力是指土体对挡土墙或其他建筑物产生的压力 产生原因：土体自重、土体变形、土体渗透等因素 计算方法：静止土压力的计算方法包括朗肯土压力理论、库仑土压力理论等 应用：静止土压力理论在土力学、岩土工程等领域有广泛应用
土力学基础工程ppt课件(完整版)精选全文
b d 0[x ()2z2]2
z p [ n (am n r a cr tn m c a 1 ) t n ( n a m ( 1 n ) n 2 1 ) m 2 ] s p 0
2.4 土的压缩性
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量 表示。压缩性指标，通常由工程地质勘 察取天然结构的原状土样，进行室内压 缩试验测定。
<0.005
0 4 0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1 E -3
粒 径 /mm
1.1.2 土中水
（1）结合水
强结合水、弱结合水
（2）自由水
重力水、毛细水
（3）气态水
（4）固态水
双电层
• 结合水概念
强结合水、弱结合水
• 双电层概念
k l e 2
2.2.4 基底附加压力
p 0p ch p 0 h
2.3 地基附加应力
2.2.1 基本概念
1、定义
附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增 量。
2、基本假定
地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深 度和水平方向上都是无限延伸的。
2.2.2 竖向集中力作用时的地基附加 应力布辛奈斯克解答
• 均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：
(1) 地基附加应力的扩散分布性； (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴
线处最大，随着距离中轴线愈远愈小； (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈
向下附加应力愈小。
4、三角形分布条形荷载
dp pd
土力学课件PPT课件
第15页/共139页
(三)其它沉积物 除了上述四种成囚类型的沉积物外，还有海洋沉积物
(Q”)、 湖泊沉积物(Q‘)、 冰川沉积物(Q”)及风积物(Q”‘)等，它们是分别由海洋， 湖泊、冰川及风等的地质作用形成的．
第16页/共139页
1-3 土 的 组 成
一 土的固体颗粒 · 土中的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、 矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性 质的重要因素。
第13页/共139页
(二)冲积物(Q) 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖 的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地 带形成的沉积物。
第14页/共139页
1平原河谷冲积物 平原河谷除河床外，大多数都有河漫滩及阶地等地貌单元 (图1—7)。
2．山区河谷冲积层 在山区，河谷两岸陡削，大多仅有河谷阶地(图1-8)。
形成电场，在土粒电场范围内的水分子和水溶液中的阳离
子(如Na’、Ca”、A1”等)一起吸附在土粒表面。因为水分
子是极性分子(氢原子端显正电荷，氧原子端显负电荷)，
它被土粒表面电荷或水溶液中离子电荷的吸引而定向排列
(图1—13)。
双电子层
第22页/共139页
第23页/共139页
(1)强结合水 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水 (2)弱结合水 弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。 2自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它 的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0℃，有 溶解能力。 自由水按其移动所受作用力的不同，可以分为重力水 和毛细水。 (1)重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水层中的地下水， 它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮 力作用。
三 地质年代的概念 地质年代--地壳发展历史与地壳运动，沉积环境 及生物演化相对应的时代段落。 相对地质年代--根据古生物的演化和岩层形成的 顺序，所划分的地质年代。 在地质学中，根据地层对比和古生物学方法把地 质相对年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、 中生代和新生代)，每代又分为若干纪，每纪又细分为 若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应的地 层（参见表1-6） 在新生代中最新近的一个纪称为第四纪，由原岩 风化产物（碎屑物质），经各种外力地质作用(剥蚀、 搬运、沉积)形成尚未胶结硬化的沉积物(层)，通称
(三)其它沉积物 除了上述四种成囚类型的沉积物外，还有海洋沉积物
(Q”)、 湖泊沉积物(Q‘)、 冰川沉积物(Q”)及风积物(Q”‘)等，它们是分别由海洋， 湖泊、冰川及风等的地质作用形成的．
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1-3 土 的 组 成
一 土的固体颗粒 · 土中的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、 矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性 质的重要因素。
第13页/共139页
(二)冲积物(Q) 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖 的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地 带形成的沉积物。
第14页/共139页
1平原河谷冲积物 平原河谷除河床外，大多数都有河漫滩及阶地等地貌单元 (图1—7)。
2．山区河谷冲积层 在山区，河谷两岸陡削，大多仅有河谷阶地(图1-8)。
形成电场，在土粒电场范围内的水分子和水溶液中的阳离
子(如Na’、Ca”、A1”等)一起吸附在土粒表面。因为水分
子是极性分子(氢原子端显正电荷，氧原子端显负电荷)，
它被土粒表面电荷或水溶液中离子电荷的吸引而定向排列
(图1—13)。
双电子层
第22页/共139页
第23页/共139页
(1)强结合水 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水 (2)弱结合水 弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。 2自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它 的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0℃，有 溶解能力。 自由水按其移动所受作用力的不同，可以分为重力水 和毛细水。 (1)重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水层中的地下水， 它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮 力作用。
三 地质年代的概念 地质年代--地壳发展历史与地壳运动，沉积环境 及生物演化相对应的时代段落。 相对地质年代--根据古生物的演化和岩层形成的 顺序，所划分的地质年代。 在地质学中，根据地层对比和古生物学方法把地 质相对年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、 中生代和新生代)，每代又分为若干纪，每纪又细分为 若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应的地 层（参见表1-6） 在新生代中最新近的一个纪称为第四纪，由原岩 风化产物（碎屑物质），经各种外力地质作用(剥蚀、 搬运、沉积)形成尚未胶结硬化的沉积物(层)，通称
土力学基本知识PPT课件
-
6
1.4 土中固体颗粒
① 颗粒大小
•粒度 土粒的大小，通常以粒径表示 •粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类 •界限粒径 划分粒组的分界尺寸
d
(mm)
砾石
粗粒
砂粒
0.075
细粒
粉粒 粘粒
胶粒
粗 中 细 粗 中 细 极细
20
60
5 2 0.5 0.25
0.075
0.005 0.002
-
7
1.4 土中固体颗粒
粒径级配累积曲线 100
90
粒径级配累积曲线
80 70
60
表示土的颗粒级配
50
40
横坐标为粒径，用对数坐标表示
30 20
纵坐标为小于(或大于)某粒径的
10 0
土重(累计百分)含量
特点：
定量指标，级配好与差的比较
粒径(mm)
曲线较陡 粒径相差不多，土粒较均匀，级配不良 曲线平缓 粒径相差悬殊，土粒不均匀，级配良好
ma=0 Air
mw m
Water
ms Solid
质量
Va Vw Vv V
Vs
体积
土的重度
W mg g
VV
单位: kN/m3
土的重度亦称为容重，定义为单位体积土的重量.
-
16
土粒相对密度
定义: 土粒质量与同体积4˚C时纯蒸馏水的质量的比值
表达式:
ds
ms
Vs w1
s w1
单位: 无量 纲
重要影响
次要作用
土是固体颗粒、水和空气的混合物，常称土为三相系。
-
5
当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为饱和土； 当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为干土； 一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中 兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为湿土。
土力学实验教学(6个常规试验)PPT课件
（3）擦净环刀外壁，称环刀与土质量m1，准确至 0.1g。
（4）本实验须进行二次平行测定，其平行差值不 得大于0.03g/cm3，求其算术平均值。
14
四、成果整理：
按下列公式计算湿密度和干密度
式中
d
1＋0.010
——湿密度，g/cm3；
m 1
V
m 2
m 1 ——环刀与土质量，g；
m 2 ——环刀质量，g；
16
二、液限实验
1、仪器设备： 重为76g（交通部土工实验规程用100g重的
圆锥仪）的手提式或者电子自动液限仪、 秒表、铝盒、调土刀、瓷碗、吸管、吹风 机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵、凡士林 等。
17
鼓 风 干
铝 盒
燥
箱
调 土 碗 液 限 仪 修 土 刀
18
2、操作步骤：
（1）土样制备，应尽可能采用天然含水量的土样 进行测定，如为风干土时，应预先进行研碎并过 0.5mm筛，而后喷洒适量的水拌和后放在有盖玻 璃瓶中润湿静置24小时。
为了近似地模拟现场土体的剪切条件，将直剪实 验分为快剪，固结快剪和慢剪三种实验方法。本 实验只进行快剪实验。
实验性质：验证型基本实验。
38
二、仪器设备：
（1）应变控制式直剪仪。 （2）环刀：内径61.8mm，高20mm。 （3）位移量测设备：百分表：量程为10mm，分
度值为0.01mm。
0
m
' 0
V
； ，g/cm3；34
ei
——某一压力下稳定孔隙比；ei
hi hs
1
，hs
h0 1 e0
P i ——某一压力值（kPa）；
m 0 ——湿土质量，g；
（4）本实验须进行二次平行测定，其平行差值不 得大于0.03g/cm3，求其算术平均值。
14
四、成果整理：
按下列公式计算湿密度和干密度
式中
d
1＋0.010
——湿密度，g/cm3；
m 1
V
m 2
m 1 ——环刀与土质量，g；
m 2 ——环刀质量，g；
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二、液限实验
1、仪器设备： 重为76g（交通部土工实验规程用100g重的
圆锥仪）的手提式或者电子自动液限仪、 秒表、铝盒、调土刀、瓷碗、吸管、吹风 机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵、凡士林 等。
17
鼓 风 干
铝 盒
燥
箱
调 土 碗 液 限 仪 修 土 刀
18
2、操作步骤：
（1）土样制备，应尽可能采用天然含水量的土样 进行测定，如为风干土时，应预先进行研碎并过 0.5mm筛，而后喷洒适量的水拌和后放在有盖玻 璃瓶中润湿静置24小时。
为了近似地模拟现场土体的剪切条件，将直剪实 验分为快剪，固结快剪和慢剪三种实验方法。本 实验只进行快剪实验。
实验性质：验证型基本实验。
38
二、仪器设备：
（1）应变控制式直剪仪。 （2）环刀：内径61.8mm，高20mm。 （3）位移量测设备：百分表：量程为10mm，分
度值为0.01mm。
0
m
' 0
V
； ，g/cm3；34
ei
——某一压力下稳定孔隙比；ei
hi hs
1
，hs
h0 1 e0
P i ——某一压力值（kPa）；
m 0 ——湿土质量，g；
土力学PPT第三章
*杭州地铁地下水水头计算
3
在岩土工程中土中水的渗流主要会引起两类工程问题： （1）流量与渗流速度问题
在水利工程中的井、渠、坝及其基础工程中，在土木工程中的 基坑等施工中（见图3-1），人们常关心的是渗透流量的多少和渗 流速度的快慢，相应的措施是改善或降低土的渗透性。
（2）渗透破坏问题（长江溃堤解释） 渗透破坏是指在渗透水流对土骨架的渗透力的作用下，土颗粒
水为脱气水。记录一定时间间隔 t 的渗流量 Q，并用下
式计算渗透系数：
vqQkhk i AL
kT
QL Aht
（cm/s）
式中：Q ——时间 t 秒内渗透水量，cm3；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L —— 相邻测压孔间试样高度，cm；
A —— 试样断面积，cm2；
h —— h1 h 2 , 平均水头差，cm；h1 和 h2
见图35。
间可能发生相对运动甚至整体运动，从而造成地基土体及建造在其 上的建筑物失稳。
4
图3-1 工程中的渗流问题
(a) 基坑人工降水 (b) 基坑排水 (c) 渠道渗流 (d) 堤防渗流
5
3.2 达西定律
法国水利工程师达西(Darcy)于1856年在均匀的砂中进行一维渗 透试验，原理如图3-2。
图3-2 一维渗透试验原理
由此得渗透系数 k 的计算式：k Qln(r2 / r1) h22 h12 在已知土的渗透系数 k 的情况下，也可通过上式计算人工降水的
降水深度。
22
3.3.4 分层土的等效渗透系数
实际地基多是由渗透性不同的多层土组成的，并且每层土的水平 向与垂直向的渗透系数是相差很大的，一般水平向的大得多。
议了以下经验公式：k Cd120，其中C = 0.41.2, 为与土性有关的经验
土力学_绪论PPT课件
绪 论：土力学的学科特点
➢土的特点
天然性（自然变异性）：自然界的产物，具有非均匀性、各向异性、结构 性、时空变异性；
碎散性：岩石风化的产物，是非连续介质，受力以后易变形、 体积变化主 要是孔隙变化、剪切变形主要由颗粒相对位移引起；
三相性：由固相（土颗粒）、液相（水）和气相（空气）组成，受力后由 土骨架和孔隙介质共同承担、存在复杂的相互作用、孔隙流体流动。
绪 论：土力学的发展概况
➢快速发展阶段
1957年，D.C.Drucker提出了土力学与加工硬化塑性理论，对土的本构模型研究起了很大的推动作 用； 1963年，英国Cambridge大学的Roscoe等人提出了剑桥模型（Cam clay model），该模型的提出是现 代土力学的开端； 自60年代后，随着电子计算机的出现和计算技术的高速发展，使土力学的研究进入了一个全新的 阶段； 1993年D.C.Fredrund出版《非饱和土力学》(Unsaturated Soil Mechanics)专著，标志着非饱和土的研 究进入了一个新的历时时期。
绪 论：土力学的发展概况
Karl von Terzaghi (1883 - 1963)
1925年，他被派往麻省理工学院担任访问教授，四年后回到维也纳技术大学 任教授。 1938 年德国占领奥地利后， Terzaghi 前往美国，并在哈佛大学任教， 直 到 1956 年 退 休 。 在 此 期 间 的 1943 年 ， 他 还 出 版 了 《 Theoretical Soil Mechanics 》，在这部不朽的著作中， Terzaghi 就固结理论、沉降计算、承载力、 土压理论、抗剪强度及边坡稳定等问题进行了阐述。 1963 年 10 月 25 日 , Terzaghi 在马萨诸塞州的温彻斯特逝世。
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§6.5 砂土的振动液化
饱和松砂的振动液化
1.液化现象
孔 压
U
▪ 饱和松砂在振动情 况下孔压急剧升高
▪ 在瞬间砂土呈液态
时间T
P
2.液化机理
（1）初始的疏松状态
（2）振动以后处于悬浮状态 —孔压升高（液化）
（3）振后处于密实状态
振前砂土结构
振中颗粒悬浮，有 振后砂土变
效应力为零
密实
3. 液化定义
（1）在一定的应力范围内，可以用线性
函数近似f = c +tg
（2）某土单元的任一个平面上 = f ， 该单元就达到了极限平衡应力状态
2、土中一点的应力状态
dlsin
1
3
3
1
3ห้องสมุดไป่ตู้
1 dlcos
3. 应力莫尔圆
+zx
O
-xz
r
3 x
2
z 1
圆心： R x z
2
半径：
r
x
z
2
2
2 xz
第六章 土的抗剪强度
本章主要内容：
§6.1 概述 §6.2 土的抗剪强度理论 §6.3 土的抗剪强度测定试验 §6.4 饱和粘性土的抗剪强度 §6.5 无粘性土的抗剪强度
§6.1 概述
土工结构物或地基
▪渗透问题 ▪变形问题 ▪强度问题
▪渗透特性
土
▪变形特性
▪强度特性
一、土的抗剪强度
二、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。
三、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
2.各种类型的滑坡
崩塌 旋转滑动
1.库仑公式
f c tan
c 粘聚力 内摩擦角
f ：
土的抗剪强度
tg：
摩擦强度-正比于压力 c：
粘聚强度-与所受压力无关
抗剪强度曲线
τ
τ
φ σ
无粘性土
φ
c
粘性土
σ
库仑（Coulomb）公式
砂土： σ
f tan
粘性土：
τ
f tan c
c:土的粘聚力
:土的内摩擦角
莫尔—库仑强度理论
N T
T= N
颗粒破碎与重排列 滑动摩擦 咬合摩擦引起的剪胀
影响土的摩擦强度的主要因素：
▪ 密度（e, ▪ 粒径级配（Cu, Cc）
▪ 颗粒的矿物成分：对于：砂土>粘性土；
高岭石>伊里石>蒙特石 ▪ 粒径的形状（颗粒的棱角与长宽比）
在其他条件相同时：
对于砂土，颗粒的棱角提高了内摩擦角 对于碎石土，颗粒的棱角可能降低其内摩擦角
与破坏包线相交：有一些平 面上的应力超过强度；不可 能发生。
莫尔-库仑强度理论表达式－极限平衡条件
1 3
sin
1
3
2
c ctg
1
1 3 3 2c ctg
2
1 f
3tg
2
45
2
2c
tg
45
2
3f
1tg
2
45
2
2c
tg
45
2
f c tan
c O
3
1f
5. 破坏判断方法 3= 常数：
4
2 xz
sin
1 3
1 3 2c ctg
根据应力状态计算出大小主应力σ1σ3，由
σ1、σ3计算，与比较
> 安全状态
= 极限平衡状态
c O
< 不可能状态
6. 滑裂面的位置
45°＋/2
与大主应力面夹角： α=45 + /2
1f 3
c
O
3
f c tan
2 90
2
2 1f
2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水
试验类型汇总
固结排水试验（CD试验）
Consolidated Drained Triaxial test (CD) 抗剪强度指标： cd d （c ）
固结不排水试验（CU试验）
Consolidated Undrained Triaxial test (CU) 抗剪强度指标：ccu cu
抗剪强度
= c + tg = -u
土的抗剪强度的 总应力指标c,
= c + tg
符合土的破坏机理， 便于应用,但u不能产
简单评价 但有时孔隙水压力u 生抗剪强度，不符合
无法确定
强度机理
二、饱和粘性土的抗剪强度
1、不固结不排水抗剪强度 2、固结不排水抗剪强度 3、固结排水抗剪强度
三、土的强度指标的工程应用
2.凝聚强度
粘聚强度机理
粘聚强度影响因素
静电引力（库仑力） 范德华力 颗粒间胶结 假粘聚力（毛细力等）
地质历史 粘土颗粒矿物成分 密度 离子价与离子浓度
三、摩尔-库仑强度理论
1. 库仑公式 2. 应力状态与摩尔圆 3. 极限平衡应力状态 4. 摩尔-库仑强度理论 5. 破坏判断方法 6. 滑裂面的位置
不固结不排水试验（UU试验）
Unconsolidated Undrained Triaxial test 抗剪强度指标： cu u （ cuu uu ）
(UU)
（4）优点和缺点
❖ 优点：
1 应力状态和应力路径明确； 2 排水条件清楚，可控制； 3 破坏面不是人为固定的； 4 试验单元体试验
❖ 缺点：
▪ 应力控制式三轴仪
△
▪ 试验步骤: 1.装样 2.施加周围压力 3.施加竖向压力
3 3
3 3 3
3
△
（1）试样应力特点与试验方法：
特点： 试样是轴对称应力状态。垂直应力z 一般是大主应力；径向与切向应力总 是相等r=，亦即1=z；2=3=r
方法： 首先试样施加静水压力—室压（围压） 1=2=3 ； 然后通过活塞杆施加的是应力差 Δ1= 1-3 。
S
通过控制剪切速率来 近似模拟排水条件
1. 固结慢剪： 施加正应力-充分固结慢慢施加剪应力-小 于0.02mm/分，以保证无超静孔压
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 施加正应力后立即剪切3-5 分钟内剪切破坏
优点
设备简单，操作方便 结果便于整理 测试时间短
有效应力指标与总应力指标
凡是可以确定（测量、计算）孔隙水压力 u的情况，都应当使用有效应力指标c，
三轴试验指标与直剪试验指标
砂土： c, 三轴排水试验指标与直剪试验指标
（直剪试验得到的指标偏大）
粘土： 有效应力指标：固结排水、固结不排水 总应力指标：三轴固结不排水、不排水; 直剪固结快剪、快剪
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月17日星期 六3时27分45秒 15:27:4517 October 2020
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午3时27分45秒 下午3时27分15:27:4520.10.17
R
莫尔圆：代表一个土单元的应 力状态；圆周上一点代表一个 面上的两个应力与
不同状态时的摩尔圆
4. 极限平衡应力状态
极限平衡应力状态：
有一面上的应力状态达到 = f
土的强度包线：
所有达到极限平衡状态的莫尔园的公切线。
f
强度包线以内：任何一个面
上的一对应力与 都没有达
f 到破坏包线，不破坏；
与破坏包线相切：有一个面 上的应力达到破坏；
在饱和砂土中，由于振动引起颗粒的 悬浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其 孔隙水压力等于总应力时，有效应力为零， 砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态， 称为液化现象。
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.1720.10.17Saturday, October 17, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。15:27:4515:27:4515:2710/17/2020 3:27:45 PM
2 打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差以便充分排水，避免产生 超静孔压
❖ 固结不排水试验（CU试验） ccu 、cu 1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；
2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水
❖ 不固结不排水试验（UU试验） cu 、u 1 关闭排水阀门，围压下不固结；
设备相对复杂，现场无法试验
说明： 3＝0 即为无侧限抗压强度试验
二、野外试验
十字板剪切试验
❖ 一般适用于测定软粘土 的不排水强度指标；
❖ 钻孔到指定的土层， 插入十字形的探头；
❖ 通过施加的扭矩计算 土的抗剪强度
M max M1 M 2
M1
D/2
2
0
fh
2r
rdr
D3
6
fh
M2
DH
平移滑动 流滑
3.地基的破坏
p
地基
☆土压力 ☆边坡稳定 ☆地基承载力
★挡土结构物破坏 ★各种类型的滑坡 ★地基的破坏
§6.2 土的抗剪强度理论
本节主要内容：
一、直剪试验和库仑公式 二、土的强度机理 三、摩尔-库仑强度理论
一、直剪试验和库仑公式
直剪试验 库仑（1776）
P
上盒
A
试验原理
施加 σ（=P/A） 量测 （=T/A）