5 土的抗剪强度PPT课件

工程实例－土坡稳定
工程实例－地基承载力问题
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工程实例－地基承载力问题
工程实例－地基承载力问题
加拿大特朗斯康谷仓： 1911年动工 1913年完工 谷仓自重20000吨 1913年10月17日发现1 小时内竖向沉降达30.5 厘米，结构物向西倾斜， 并在24小时内倾倒，谷 仓西端下沉7.32米，东 端上抬1.52米 产生原因：地基承载力 不够，超载引发强度破 坏而产生滑动。
▪ 由于试样的侧向力为零，在轴向受压时， 其侧向变形不受限制，故又称无侧限压缩 试验。
▪ 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
无侧限抗压强度试验
无侧限抗压强度试验
极限应力圆
不排水强度
原位十字板剪切试验
▪ 原位十字板剪切试验是一种利用十字板剪 切仪在现场测定土的抗剪强度的方法。这 种方法适用于在现场测定饱和粘性土的原 位不排水强度，特别适用于均匀的饱和软 粘土。
三轴压缩试验
▪ 剪破有效应力
有效应力圆与总应力圆大小相同，只是当剪破时的孔隙水应力为正 值时，有效应力圆在总应力圆的左边；而当剪破时的孔隙水应力为负值 时，有效应力圆在总应力圆的右边。
无侧限抗压强度试验
▪ 三轴压缩试验当周围压力为零时即为无侧 限试验条件，此时只有轴向压力，所以也 称单轴压缩试验。
工程实例－土坡稳定
▪ This tailings dam in South Africa retained tailings from a platinum mine. Note the very flat slope formed by the tailings as they came to rest, indicating their very low shear strength.
工程实例－土坡稳定
▪ The slide extended for about 1100 feet along the embankment. At the north end, near the inletoutlet structure visible in this photo, the scarp at the top of the slide was about 30 feet high. At the bottom of the slope the toe of the slide moved horizontally about 30 feet out into the reservoir.
原位十字板剪切试验
工程实例－地基承载力问题
美国纽约某水泥仓库： 是近代世界上最严重的 建筑物破坏之一 位于纽约汉森河旁 1940年水泥仓库装载水 泥，使粘性土超载，引 起地基土剪切破坏而滑 动。 倾斜45度，地基土被挤 出达5.18米，23米外的 办公楼也发生倾斜。
工程实例－地基承载力问题
强度的概念与莫尔－库仑理论
固体间的摩擦力直接取决于接触面上的 法向力和接触材料的摩擦角
强度的概念与莫尔－库仑理论
材料力学理论
强度的概念与莫尔－库仑理论
强度的概念与莫尔－库仑理论
τ （σ1＋σ3）/2 （σ1－σ3）/2
o
oo
σ
强度的概念与莫尔－库仑理论
f tg
强度的概念与莫尔－库仑理论
f ctg
土的极限平衡条件
τ＝τf
土力学地基基础系列讲座十
第四章 土的抗剪强度
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
▪ This photo shows a failure of a tailings dam retaining gypsum tailings in Florida. It can be seen that the wet gypsum tailings flowed like a viscous liquid when the dam failed.
工程实例－土坡稳定
▪ The slide in the upstream shell is shown here with the reservoir emptied. The paved road surface identifies the former crest of the dam.
工程实例－土坡稳定
直接剪切试验
直接剪切试验
直接剪切试验
直接剪切试验
直接剪切试验
直接剪切试验
直接剪切试验
直接剪切试验
直接剪切试验
▪ 在直剪试验过程中，不能量测孔隙水应力， 也不能控制排水，所以只能以总应力法来 表示土的抗剪强度。但是为了考虑固结程 度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加 荷速率的快慢可将之间试验划分为
τ
极限平衡条件
f ctg
莫尔－库仑破坏准则
D
A
B
O
σ
剪切破坏面
极限应力圆 破坏应力圆
土的极限平衡条件
土的极限平衡条件
土的极限平衡条件
确定强度指标的试验
▪ 测定土抗剪强度指标的试验称为剪切试验 ▪ 按照常用的试验仪器将剪切试验分为
直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧向抗压强度试验 十字板剪切试验 ▪ 近似模拟
▪ 快剪 ▪ 固结快剪 ▪ 慢剪
直接剪切试验
直接剪切试验
▪ 直剪试验的缺点 ▪ 剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面 ▪ 试验中试验的排水程度靠试验速的快慢控
制 ▪ 由于上下土盒的错动，剪切过程中试样的
有效面积减小，使试样中的应力分布不均 匀，主应力方向发生变化，当剪切变形较 大时这一缺陷表现更为突出
三轴压缩试验
▪ 三轴压缩试验直接量测的是试样在不同恒 定周围压力下的抗压强度，然后利用莫尔 －库仑破坏理论间接推求土的抗剪强度。
三轴压缩试验
三轴压缩试验
三轴压缩试验
▪ 演示
三轴压缩试验
三轴压缩试验
三轴压缩试验
▪ 三轴试验根据试样的固结和排水条件不同， 可分为不固结不排水剪（UU）、固结不排 水剪（CU）、固结排水剪（CD）。分别 对应于直剪试验的快剪、固结快剪、和慢 剪试验。