土力學(xué)第五章 土的抗剪強(qiáng)度

《土力學(xué)第五章 土的抗剪強(qiáng)度》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第五章土的抗剪強(qiáng)度第五章土的抗剪強(qiáng)度引言從圖5.1的工程實例出發(fā)，闡述土體的破壞是剪切破壞，土體的強(qiáng)度問題實質(zhì)是土的抗剪強(qiáng)度問題，因為土顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)小于顆粒之間的強(qiáng)度，所以對土的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行研究。土的抗剪強(qiáng)度成果的應(yīng)用：（1）地基承載力與地基穩(wěn)定性；（2）土坡穩(wěn)定性；（3）支擋結(jié)構(gòu)的土壓力。(a)土體滑坡(b)擋土墻(c)地基失穩(wěn)圖5.1土體破壞示意圖§5.1摩爾—庫侖強(qiáng)度理論一、物理模型NFQWRqNFmaxQWRd圖5.2物體滑動示意圖1．Q>0，物體有滑動的趨勢；2．Q=Fmax，極限

2、平衡狀態(tài)。由物理學(xué)知識可得Fmax=mNFmax=Ntgd即m=tgd，d稱為摩擦角。除以面積得：tf=stgdtf為接觸面的摩擦抗剪強(qiáng)度，s為正應(yīng)力。備注采用設(shè)問法，引出本章要研究的內(nèi)容。由物理模型引出庫倫定律8第五章土的抗剪強(qiáng)度二、庫侖定律(CoulombLaw)圖5.3土的強(qiáng)度線1776年法國科學(xué)家?guī)靵?C.ACoulomb)總結(jié)土的破壞現(xiàn)象和影響因素，提出土的破壞公式為：式中S—代表抗剪強(qiáng)度(shearstrength)；c—土的粘聚力(cohesion)；—土的內(nèi)摩擦角(internalf

3、rictionangle)；—作用在剪切面上的有效法向應(yīng)力。圖5.4土中一點的極限應(yīng)力圓三、土中一點應(yīng)力極限平衡注意：(1)破裂面不發(fā)生在最大剪應(yīng)力作用面上。為什么？請思考。(2)破裂面與大主應(yīng)力作用面夾角為。四、判斷土中一點是否破壞1.t

4、a，，試判斷該點所處的應(yīng)力狀態(tài)。備注只有t￡S？土的抗剪強(qiáng)度是否為定值？參數(shù)c、值如何確定？黑板板書推導(dǎo)極限平衡方程，告訴學(xué)生記憶該方程的方法。采用設(shè)問發(fā)，啟發(fā)學(xué)生，引出判斷土中一點是否破壞的方法。講解時注意采用多種方法進(jìn)行判斷。8第五章土的抗剪強(qiáng)度§5.3抗剪強(qiáng)度試驗室內(nèi)測定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的常用方法：直接剪切試驗(directsheartest)、單軸壓力試驗(unconfinedcompressivestrengthtest)、三軸壓力試驗(triaxialcompressiontest)。一

5、、直接剪切試驗儀器1.儀器簡介圖5.5直剪儀簡圖2.試驗原理測得3~4組試驗可得(s1，S1),(s2，S2),(s3，S3),(s4，S4)，在s—t中描點并近似可連成一直線，即得強(qiáng)度線，此線得截距即為c，傾角為j。3.評價優(yōu)點：儀器簡單，操作方便；能用于土樣的大剪切應(yīng)變；如果把剪切盒尺存放大，就可用于大土樣。缺點：（1）剪切面上的應(yīng)力非常復(fù)雜，并非想象的那樣均勻；（2）剪切過程中，剪切面不斷減小，與假定的定值不符；（3）不能控制孔隙水壓力。二、軸壓試驗1.單軸壓力試驗（1）干硬粘性土，壓壞時有明

6、顯的剪裂面；（2）飽和粘土，加壓時孔隙水來不及排出，剪切面上的有效壓力為0，強(qiáng)度線為水平線。單軸壓力試驗不能用于不滿足上述條件的粘性土和難于制備土樣的砂土。備注實驗室實驗時，剪切盒的上、下盒哪個移動？簡介在Excel電子表格中如何進(jìn)行直剪試驗的數(shù)據(jù)處理和繪圖。8第五章土的抗剪強(qiáng)度圖5.6干硬粘性土單軸壓力試驗圖5.7飽和粘土單軸壓力試驗1.三軸壓力試驗（1）儀器簡介圖5.8三軸壓力室示意圖（2）加壓程序①先加圍壓，維持圍壓不變，施加垂直壓力至土樣破壞；②圍壓和垂直壓力都加到一定值后，垂直壓力保持不變

7、，減小圍壓至土樣被剪壞。（3）試驗方法①不排水剪或快剪；②固結(jié)不排水剪或固結(jié)快剪；③排水剪或慢剪。（4）評價三軸試驗的主要優(yōu)點：在于能控制孔隙水，從工程實際出發(fā)，采用不同的排水條件，以求得與實際情況相近似的土的抗剪強(qiáng)度。備注只有一個極限應(yīng)力圓如何確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)？結(jié)合儀器構(gòu)造介紹試驗方法。8第五章土的抗剪強(qiáng)度§5.4應(yīng)力路徑(stresspath)及其影響一、概念應(yīng)力路徑：土體中的應(yīng)力隨外力的變化而演變的途徑。對加荷過程中土體內(nèi)某點，其應(yīng)力狀態(tài)的變化可在應(yīng)力坐標(biāo)圖中以應(yīng)力點的移動軌跡來表示，這種軌跡

8、稱為應(yīng)力路徑。以某一特定截面上的應(yīng)力來表示。特定截面：剪裂面或最大剪應(yīng)力面。表示法：總應(yīng)力(totalstress)路徑和有效應(yīng)力(effectivesstress)路徑二、S線、Kf線K0線K0固結(jié)為無側(cè)向變形固結(jié)若有效應(yīng)力路徑與K0線平行，則土樣在該應(yīng)力路徑下的側(cè)向應(yīng)變?yōu)榱悖蝗粲行?yīng)力路徑的傾角大于K0線的b角，則土樣發(fā)生側(cè)向膨脹；若有效應(yīng)力路徑的傾角小于K0線的b角，則土樣發(fā)生側(cè)向收縮。三、結(jié)論由于土體的變形和強(qiáng)度不僅與受力的大小有關(guān)，更重要的還與土的應(yīng)力歷史有