土力學(xué) 第5章 土的抗剪強(qiáng)度

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1、第三章作業(yè)問題3-9砂層中的承壓水：33砂γ=16.5kN/m；γ=18.8kN/msat30粉質(zhì)黏土γ=17.3kN/msath=3.5承壓砂層頂部：a-a1.σ=1.5×16.5+1.5×18.8+3.0×17.3砂a?a1.5=104.85kPa粉質(zhì)黏土3.0ua?a=(3.0+1.5+1.5+3.0)×10aa=90kPa砂3.0σ′=σ?u=104.85?90=14.85kPaa?aa?abbu=90+3×10=120kPa承壓砂層底部：b-bb?bσ=σ+3.0×18.8=161.25kPab?ba?aσ′=σ?u=161.25?120=41.25kPab?

2、bb?bb?b第五章土的抗剪強(qiáng)度第5章土的抗剪強(qiáng)度四川大學(xué)水電學(xué)院省巖土工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第五章土的抗剪強(qiáng)度作業(yè)5-195-205-245-265-28第五章土的抗剪強(qiáng)度：內(nèi)容§5.1概述§5.2土的抗剪強(qiáng)度理論§5.3土中一點(diǎn)的應(yīng)力極限平衡條件§5.4抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)§5.5三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙壓力系數(shù)§565.6應(yīng)力路徑的概念及其在強(qiáng)度理論中的應(yīng)用§5.7三軸試驗(yàn)中土的剪切性狀§5.8土的屈服與破壞§595.9土的本構(gòu)模型第五章5.1：概述土工結(jié)構(gòu)物或地基土°滲透問題°滲透特性°變形問題°變形特性°強(qiáng)度問題°強(qiáng)度特性與土體強(qiáng)度有關(guān)的工程問題：填方或挖方邊坡、擋土墻土壓力和建

3、筑物地基穩(wěn)定性等；土體強(qiáng)度表現(xiàn)為：一部分土體相對與另一部分土體的滑動(dòng)，滑動(dòng)面上剪應(yīng)力超過了極限抵抗能力(抗剪強(qiáng)度)；土的抗剪強(qiáng)度是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。第五章5.1：概述擋土結(jié)構(gòu)物的破壞美國某橋頭擋土墻破壞（2003年9月10日）第五章5.1：概述擋土結(jié)構(gòu)物的破壞廣州京光廣場基坑塌方使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉庫倒塌，死3人，傷17人。第五章5.1：概述擋土結(jié)構(gòu)物的破壞滑裂面擋土墻基坑支護(hù)第五章5.1：概述各種類型的滑坡2000年西藏易貢巨型滑坡第五章5.1：概述各種類型的滑坡2000年西藏易貢巨型滑坡立面示意圖5530高程（m）坡高3330m3

4、330m堆積體寬約2500m總方量約3億方4000220002000400060008000滑距（m）第五章5.1：概述各種類型的滑坡2000年西藏易貢巨型滑坡平面示意圖5520m2210m2264m滑坡堆積體滑坡堆積區(qū)2340m2165m第五章5.1：概述各種類型的滑坡2000年西藏易貢巨型滑坡湖水每天上漲50cm?天然壩壩高290m290m滑坡堰塞湖庫容15億方10個(gè)月后潰壩第五章5.1：概述各種類型的滑坡滑裂面邊坡第五章5.1：概述地基的破壞粘土地基上的某谷倉地基破壞第五章5.1：概述地基的破壞p滑裂面地基第五章5.1：概述?土壓力?擋土結(jié)構(gòu)物破壞?邊坡穩(wěn)定?各種

5、類型的滑坡?地基承載力?地基的破壞核心強(qiáng)度理論第五章5.1：概述在外荷載的作用下，土體中任一截面將同時(shí)產(chǎn)生法向應(yīng)力和剪應(yīng)力，其中法向應(yīng)力作用將使土體發(fā)生壓密，而剪應(yīng)力作用可使土體發(fā)生剪切變形;當(dāng)土中一點(diǎn)某一截面上由外力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，它將沿著剪應(yīng)力作用方向產(chǎn)生相對滑動(dòng)，該點(diǎn)便發(fā)生剪切破壞;土的破壞主要是由于剪切所引起的，剪切破壞是土體破壞的主要特點(diǎn)。土的強(qiáng)度特點(diǎn)1.碎散性：強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相互作用—主要是抗剪強(qiáng)度（剪切破壞），顆粒間粘聚力與摩擦，力；2.三相體系：三相承受與傳遞荷載—有效應(yīng)力原理；3.自然變異性：土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與

6、復(fù)雜性。第五章5.2：土的抗剪強(qiáng)度理論§5.1概述§525.2土的抗剪強(qiáng)度理論§535.3土中一點(diǎn)的應(yīng)力極限平衡條件§5.4抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)§5.5三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙壓力系數(shù)§5.6應(yīng)力路徑的概念及其在強(qiáng)度理論中的應(yīng)用§5.7三軸試驗(yàn)中土的剪切性狀§5.8土的破的屈服與破壞§5.9土的本構(gòu)模型第五章5.2：土的抗剪強(qiáng)度理論一、庫倫公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)庫倫(Coulomb,1773)根據(jù)砂土的試驗(yàn)，將土的抗剪強(qiáng)度τ，表達(dá)為f滑動(dòng)面上法向總應(yīng)力σ的函數(shù)，即τ=σtan?fτσ=300KPaPσ=200KPaσ=100KPaASSτTφσO摩擦強(qiáng)度第五章5.2：土的抗剪強(qiáng)度理論一

7、、庫倫公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以后又提出了適合粘性土的更普τ遍的表達(dá)式：σ=300KPactanσ=200KPaτf=+σφσ=100KPa式中：Sc－土的粘聚力(內(nèi)聚力)，kPa；τ?－土的內(nèi)摩擦角，度；φ式(5-1)和(5-2)統(tǒng)稱為庫倫公式，或庫倫定律；cσc、?稱為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)(抗剪強(qiáng)O度參數(shù))。摩擦強(qiáng)度+粘聚強(qiáng)度第五章5.2：土的抗剪強(qiáng)度理論一、庫倫公式及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的強(qiáng)度機(jī)理——摩擦強(qiáng)度＋粘聚強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度σtgφ（1）滑動(dòng)摩擦τ滑動(dòng)摩擦T=NtgφNuTσ粗粉細(xì)砂中砂粗砂由顆粒之間發(fā)生滑動(dòng)時(shí)uφ30°顆粒接觸面粗糙不平所角引起，與