漫谈土的抗剪强度和抗剪强度指标
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２ ０００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１～２ ｃｍ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。!
１１ ３ １８ １８ ８４ ４３２ ８８ ７８ ８９ ２５ １．５５ １１ ２．９ １８ １８ ８０ ３０６ ７８ ７２ ９２ ２６ １．１２ １２ ３ １８ ５４ ８４ ４６７ ８０ ７４ ８２ ２５ １．６ １１ ３ １８ ５４ ８０ ４４７ ８２ ７４ ９０ ２６ １．６５ １６ ５．２ １８ １８ ８４ ５６０ ９２ ８２ ８９ ２５ ２．１ １６ ５ １８ １８ ８０ ３９６ ８３ ７８ ９３ ２６ １．５８ １５ ５．２ １８ ５４ ８４ ４８１ ８５ ７６ ８９ ２５ １．７ １５ ５ １８ ５４ ８０ ４３２ ８４ ７４ ９２ ２６ １．５２
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。
土的抗剪强度的概念_概述说明以及解释
土的抗剪强度的概念概述说明以及解释1. 引言1.1 概述土的抗剪强度是土体工程中非常重要的一个概念。
它指的是在土体内部存在切变作用时，土体能够抵抗该切变作用并保持形状稳定的能力。
抗剪强度是评估土的力学性质、承载能力和稳定性的重要指标之一。
1.2 定义土的抗剪强度可以分为两个方面来理解：首先，从宏观角度来看，抗剪强度是指应变固结下产生切线应力所需达到最大值。
在一定条件下，当施加沿某一平面方向的剪切应变时，通过实验可以测得该平面上允许达到的最大应力值。
其次，从微观角度来看，抗剪强度是由于岩石或土壤颗粒之间产生摩擦造成接触邻近颗粒受到相互作用而形成的。
1.3 目的本文旨在全面介绍关于土的抗剪强度概念，并说明其重要性和应用。
通过详细解释土壤抗剪强度的定义和影响因素，以及传统试验方法和先进试验方法的介绍，读者可以深入了解土壤抗剪强度与土体工程应用之间的关系。
在展示几个土体加固和处理技术的工程实践案例后，我们还将讨论抗剪强度在土体设计中的重要作用。
通过这篇文章，读者将能够更好地理解土的抗剪强度的概念及其在土体工程中的意义，并对未来研究方向提出展望。
2. 土的抗剪强度概念2.1 概述土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用时能够抵抗变形破坏的能力。
它是土体力学中一个重要的参数，对于工程设计、施工和地质灾害预测等具有重要意义。
2.2 抗剪强度的定义土的抗剪强度可以分为有效应力状态下的抗剪强度和总应力状态下的抗剪强度。
在有效应力状态下，土体颗粒之间由于摩擦及内聚力的作用而形成一种阻止相对滑动或破坏的抵抗力。
该抵抗力即为土体的有效应力抗剪强度。
有效应力状态下，如果施加额外水平力，就会导致不可逆性变形，并可能引发失稳。
在总应力状态下，考虑了地下水对土体孔隙水压造成的影响。
总应力状态下的土壤承受着来自地表荷载及孔隙水压带来的综合作用，在这种情况下衡量土壤较为复杂。
当存在地下水流动时，因渗流带来部分应力的释放，土壤受到的总应力也会相应减小。
漫谈土的抗剪强度和抗剪强度指标
漫谈土的抗剪强度和抗剪强度指标土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用时所能承受的最大剪应力。
土体的抗剪强度是土的力学性质之一，对土的工程应用具有重要意义。
抗剪强度指标是对土体抗剪强度进行定量描述的参数。
以下将对土的抗剪强度和相关的抗剪强度指标进行漫谈。
首先，了解土的抗剪强度的概念是理解抗剪强度指标的基础。
土是由颗粒间填充或胶结而成的，具有一定的内聚力和摩擦阻力。
当土受到剪切力作用时，颗粒之间会发生相对位移，从而产生抗剪强度。
土的抗剪强度受到多种因素的影响，包括土的粒径组成、密实程度、含水量、胶结性质等。
通常情况下，土的抗剪强度随着土的密实程度的增加而提高，但当密实程度过高时，土的抗剪强度反而会下降。
抗剪强度指标是一种定量描述土体抗剪强度的参数，通常可以通过试验来确定。
常见的抗剪强度指标包括内摩擦角（φ）和剪切强度指数（C）等。
内摩擦角是指土体在受到剪切力作用时颗粒间的摩擦阻力大小，是衡量土的抗剪强度的重要参数。
内摩擦角的大小与土的结构、颗粒形状、含水量等有关。
剪切强度指数是表示土抗剪强度的另一个指标，它是土的剪切强度与有效应力之间的比值。
剪切强度指数可以用来比较不同土体之间的抗剪强度差异。
除了内摩擦角和剪切强度指数，还有一些其他的抗剪强度指标。
如粘聚力是指土表面或颗粒间存在的一种吸附力，是衡量土抗剪强度的另一个重要指标。
粘聚力的大小与土的胶结性质、颗粒形状等有关。
另外，抗剪强度指标还可以根据土壤类型的不同而有所差异。
例如，对于粘性土来说，塑性指数（PI）是表示土抗剪强度的一个重要指标，它是液限和塑限之差。
在实际土木工程中，抗剪强度指标的选择和使用是非常重要的。
不同的工程项目需要不同的土体抗剪强度，因此需要合理地选择相应的抗剪强度指标。
常见的工程应用中，一般会选择内摩擦角和剪切强度指数进行描述土的抗剪强度。
通过试验可以得到这些指标的值，从而为工程师提供合适的参考。
综上所述，土的抗剪强度是土体在受到剪切力作用时所能承受的最大剪应力。
土的抗剪强度指标测定
土的抗剪强度指标测定一、土的抗剪强度土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强度。
工程中的地基承载力、挡土墙土压力、土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关，因此，研究土的强度特性，主要是研究土的抗剪性。
建筑物地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变形，土具有抵抗这种剪应力的能力，并随剪应力的增加而增大，当这种剪阻力达到某一极限值时，土就要发生剪切破坏，这个极限值就是土的抗剪强度。
如果土体内某一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。
二、库仑公式(一)土的抗剪强度1776年，法国科学家库仑通过一系列砂土剪切实验，将砂土的抗剪强度表达为滑动面上法向总应力的函数，即后来，经过进一步研究发现黏性土的抗剪强度黏性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是摩擦力，另一部分是土粒之间的黏结力，它是由于黏性土颗粒之间的胶结作用和静电引力效应等因素引起的。
进一步提出黏性土抗剪强度公式:式中: ——土的抗剪强度(kPa);σ——剪切面上法向应力(kPa);φ——土的内摩擦角，即直线与横轴的夹角;c——土的黏聚力(kPa)。
由库仑提出的公式(1-46)和公式(1-47)是土体的强度规律的数学表达式，也称库仑定律，表明在一般的荷载范围内土的抗剪强度与法向应力之间呈线性关系，如图1-15所示，其中c，φ称为土的强度指标。
图1-15 土的抗剪强度与法向应力关系(二)土的抗剪强度指标抗剪强度指标c，φ反映土的抗剪强度变化的规律性，它们的大小反映了土的抗剪强度的高低。
土粒间的内摩擦力通常由两部分组成，一部分是由于剪切面上土颗粒与颗粒接触面所产生的摩擦力; 另一部分是由颗粒之间的相互嵌入和连锁作用产生的咬合力。
咬合力是指当土体相对滑动时，将嵌在其他颗粒之间的土粒拔出所需的力。
黏聚力c是由于黏土颗粒之间的胶结作用，结合水膜以及分子引力作用等引起的。
《土质学与土力学》7土的抗剪强度
土质学与土力学 7土的抗剪强度《土质学与土力学》第七章 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。
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。
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。
第二节 抗剪强度的基本理论一、库仑定律（剪切定律） 1773年 法国学者在法向应力变化范围不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。
无粘性土：φστtg f ⋅= 粘性土：φστtg f ⋅=+c式中：f τ：土的抗剪强度，Kpa ；σ：剪切面的法向压力，Kpa ；φtg ：土的内摩擦系数；φ：土的内摩擦角，度；c ：土的内聚力，Kpa 。
σφtg ：内摩擦力。
库仑定律说明：（1）土的抗剪强度由土的内摩擦力σφtg 和内聚力c 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φtg 。
土的抗剪强度及其参数确定
τ f = σ tan φ
(5.2)
式中，τf 叫做抗剪强度，σ是破坏面（滑动面）上的垂直压应力，φ叫做内摩擦角或者叫剪切抵抗 角。如果不只考虑摩擦力还考虑σ=0 时的粘着力对抗剪强度的影响，可得比式(5.2)更一般的表达式 如下
τ f = c + σ tan φ
(5.3)
式中，c 叫做内聚力，c 和φ叫做抗剪强度参数。因为公式(5.2)，(5.3)是库仑提出的摩擦定律公式， 所以以库仑的名字命名为库仑公式。从库仑公式的形式可以看出，土颗粒之间的垂直压应力σ越大， 土的强度就越高。 就如大家熟知的一样， 放在手上的一把沙子， 只要轻轻地一吹就可以吹地飞扬起来 （干燥的沙子一粒粒是零散的， 可以说一开始就呈完全破坏状态） ， 而位于地下 10m 深处的沙层则可 以作为桩的持力层就是这个道理。在地表面地基土的垂直压应力σ=0（大气压），在地层中土的自重
剪试验的破环线。这条直线在τ 轴上的截距为内聚力 C，直线的斜率为内摩擦角φ 。如图 5.1 所示，C =
= 25°
（2）在图 5.11 上描出该点(180,120)，位于破环线以下，故该粘土不会破坏。
图 5.11 抗剪强度包线
(b) 三轴压缩试验
7
图 5.12 是三轴压缩试验机简图， 图 5.13 是三轴压缩试验机的照片， 图 5.1 表示的是用水饱和的 丰浦砂在三轴试验中的破坏情况。
破坏时的剪应力分别是 91 kN/m2，144 kN/m2，184 kN/m2，245 kN/m2。 (1) 试根据直剪试验结果绘图求土的抗剪强度指标 C 和φ。 (2) 假如该粘土在垂直压应力 180kN/m2，剪应力 120kN/m2 的作用下，问是否破坏。
解
（1）在σ 50kN，φ
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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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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土的抗剪强度
强度问题示意图
滑坡
挡土墙土压力
土作为材料构成的土工构筑物的稳定性问题 土作为工程构筑物的环境的问题
地基强度不足
2020年7月22日
土作为建筑物地基的承载力问题
1.土坡稳定性问题
2.土压力问题
2020年7月22日
3.地基承载力问题
O
p（kPa）
a
基础 地面
p
p
b
S（mm）
2020年7月22日
这种方法为图解法，要
理解应力圆上每一点都
对应了一个平面。
2020年7月22日
土的极限平衡条件
为了建立土体中一点的极限平衡条件，可将抗剪强度 包线与摩尔应力圆画在同一张坐标图中，它们之间的关系 有下述三种情况： （1）整个摩尔应力圆位于抗剪强度包线的下方（圆Ⅰ）， 说明通过该点的任意平 面上的剪应力都小于土 的抗剪强度f ，土体处 于弹性状态；
和剪应力τ。同样可以用材料力学上的公式推导出来：
1 3 1 3 cos2
2
2
1 3 sin 2
2
分析公式可以看出：任一平面上的正应
σ3
στ
作用面
α σ1
作用 方向
力与剪应力所遵循的是一个圆的轨迹。
将上两式变为：
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1 2
( 1
3)
1 2
( 1
3 ) cos2
2020年7月22日
土的强度理论——极限平衡理论
莫尔～库仑破坏准则（标准）：研究莫尔～库仑破坏理 论如何直接用主应力表示，这就是莫尔～库仑破坏准则 ，也称土的极限平衡条件。
2020年7月22日
土中一点的应力状态
数解法
土的抗剪强度指标
c
A
B
ccu
cu
C
饱和粘性土在三组3下进行固结不排水剪试验得到A、B、 C三个不同3作用下破坏时的总应力圆，由总应力圆强度 包线确定固结不排水剪总应力强度指标ccu、 cu
将总应力圆在水平轴上左移uf得到相应的有效应力 圆，按有效应力圆强度包线可确定c 、
（2）固结不排水剪（CU）
二、土的强度的机理
1. 摩擦强度 tg
（3）颗粒的破碎与重排列
N T
颗粒破碎与重排列 滑动摩擦 咬合摩擦引起的剪胀
二、土的强度的机理
1. 摩擦强度 tg
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）
> =
安全状态 极限平衡状态
c
< 不可能状态
O
sin
1 3
1 3 2c ctg
三、摩尔-库仑强度理论
6. 滑裂面的位置
与大主应力面夹角： α=45 + /2
45°＋/2
1f 3
c
O
3
破裂面
f c tan
2 90
有效应力圆 总应力圆
u=0
cu
A
B
C
uA
3A
1A
饱和粘性土在三组3下的不排水剪试验得到A、B、C三个 不同3作用下破坏时的总应力圆 试验表明：三个试样的周围压力3不同，但破坏时的主
土力学土的强度理论
库仑定律：土的抗剪强
度是剪切面上的法向总应 力 的线性函数
f
后来，根据粘性土剪切试验
f tan
f tan c
c:土的粘聚力
c
粘土
:土的内摩擦角
二、土体抗剪强度影响因素 摩擦力的两个来源 1.滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的 摩擦 2.咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力 粘聚力：由土粒之间的胶结作用和电分子引力等因 素形成 抗剪强度影响因素 摩擦力：剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土 粒级配、土粒形状以及表面粗糙程度 粘聚力：土中矿物成分、粘粒含量、含水量以及土的 结构
2
无粘性土：c=0
3 1 tan2 45o
2
土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作 用面的夹角为 f
c
A
max
3
f 2 f
1
1 f 90 45 2 2
cctg 1/2(1 +3 )
max
根据有效应力原理：土的抗剪强度并不是由剪切面上的
法向总应力决定，而是取决于剪切面上的法向有效应力
f tan c＝ u tan c
有效应力强度指标确切地表 达出了土的抗剪强度的实质， 是比较合理的表达方法
c 、 为土的有效 粘聚力和有效内摩 擦角，即土的有效 应力强度指标
五
土的强度理论
土的抗剪强度 1.库仑定律 2.土的极限平衡条件 剪切试验方法(直剪，三轴，无侧限，十字板） 不同排水条件下剪切试验成果*
工程中的强度问题概述
土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力
土的抗剪强度试验方法及指标的应用
土的抗剪强度试验方法及指标的应用作者：齐万义来源：《环球市场信息导报》2013年第03期土是自然界漫长的地质年代内所形成的一种非连续、各向异性明显的多孔松散堆积物，是由固体颗粒、水和气体三相体系组成的。
即使是同一土层，其性质仍有一定的差异。
它既不是理想的弹性材料，也不是理想的塑性材料，土的三相组成使其工程性质表现相当复杂性质复杂、不均匀、各向异性的材料，三相之间的相互作用对土的抗剪强度有很大的影响，同时，土中的孔隙水压力等对土的强度影响也是不可忽视的。
根据有效应力原理，土的强度指标中分为有效应力强度指标和总应力强度指标，总应力强度指标又分为固结不排水和不固结不排水强度指标。
在室内或室外试验与测试中，不同的试验方法或条件所测得测得结果是有较大差别的。
这就需要我们尽可能选择选择与工程实际条件相似的试验方法。
土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。
主要对与土的抗剪强度有关的试验方法及其在工程中应用的问题做了介绍和探讨。
土强度的试验方法及应用。
土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力。
在土力学中，采用摩尔—库仑强度准则，用内摩擦角和内聚力两个指标描述土的抗剪强度规律，即在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长的规律。
土的抗剪强度指标和土的原始状态、应力路径、应力历史、排水条件等因素有关，考虑不同因素影响时，应采用不同的试验方法。
土的抗剪强度的试验方法，目前室内最常用的是直接剪切试验和三轴压缩试验，后者是较为完善的方法。
土的剪切试验有三种方法：①不固结不排水水剪（UU）；②固结不排水剪（CU）；③排水剪（CD）。
根据有效应力原理，土的抗剪强度是由土的有效应力决定的，孔隙水压力对于土的抗剪强度没有任何作用，在没有超静孔隙水压力或者孔隙水压力可以确定时，都应当用有效应力强度指标。
上述3种试验方法中不固结不排水剪试验结果只能用总应力指标表示，排水剪试验结果就是有效应力指标（d= ′），只有固结不排水剪试验结果可用总应力或有效应力指标来表示。
土的强度指标
3.4 土的强度指标3.4.1 土的抗剪强度1、土的抗剪强度定义在工程实践中，建筑物地基和土工构筑物常产生如图3-18所示的破坏情况。
这是因为土体在自重或外荷载作用下，土中一点的剪应力τ达到了土的最大抗剪能力，该点土就要处于极限状态。
当荷载继续增加，这样的点逐渐扩展，最后连成一个滑动面（也称破裂面）。
当一部分土体（滑动体）相对另一部分土体滑动时，即为土体剪切破坏。
所谓土的抗剪强度就是指土抵抗剪切的最大能力，即土体剪切破坏时，作用在剪切面上的极限剪应力，用f τ表示。
2、库伦定律1776年库伦（C.A.Coulomb ）通过一系列的土的强度试验得出了在一般情况下，砂性土的抗剪强度f τ与作用在剪切面上的法向应力σ成直线关系，如图3-19所示，即：φστtg f = （3-25）后来通过试验研究进一步提出了粘性土抗剪强度的表达式：φστtan +=c f （3-26）式中 c ——土的粘聚力（kPa ）； φ ——土的内摩擦角（度）。
式（3-26）就是著名的土的抗剪强度库伦定律，f τσ-关系曲线称为土的抗剪强度线。
c 、φ称为土的抗剪强度指标。
由实验知，一般砂土的φ值大于粘性土的φ值，且砂土的c 值为零。
由公式（3-25）可知f τ是随着由法向应力σ的大小而变化的。
3、土的抗剪强度的构成及影响因素1）土的抗剪强度的构成土的抗剪能力是由于砂土有摩阻力和粘性土有粘聚力、摩阻力所致。
（1）粘聚力：原始粘聚力：系土粒间的分子吸力和公共结合水膜的作用，当土被扰动后，该粘聚力即被破坏，但能缓慢恢复。
加固粘聚力：系土中胶结物质的胶结作用，当土扰动后，该粘聚力被破坏，且不能恢复，只能由另外胶结物再形成。
（2）摩阻力：摩擦力：是指土粒表面间的摩擦阻力。
咬合力：由于颗粒间的嵌入和联锁作用在产生相对滑动时需克服的力称为咬合力。
2）抗剪强度的影响因素（1）土粒的矿物成分、形状、大小及颗粒级配：矿物成分不同，土粒表面薄膜水和电分子吸力不同，则原始粘聚力也不同。
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