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《土力學-第七章土的抗剪強度ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、土力學土木工程系巖土教研室第7章 土的抗剪強度7.1概述7.2土的抗剪強度理論7.3土的抗剪強度試驗7.4三軸壓縮試驗中的孔隙壓力系數(shù)7.5飽和粘性土的抗剪強度7.6應力路徑在強度問題中的應用7.7無粘性土的抗剪強度7.1 概述工程中的強度問題概述土的抗剪強度：土體抵抗剪切應力的極限值，或土的抗剪切破壞的受剪能力。7.1概述7.2土的抗剪強度理論7.3土的抗剪強度試驗7.4三軸壓縮試驗中的孔隙壓力系數(shù)7.5飽和粘性土的抗剪強度7.6應力路徑在強度問題中的應用7.7無粘性土的抗剪強度第7章 土的抗剪強度7.2土的抗剪強度理論7.2.1庫倫公式及抗剪強度指標(摩擦實驗)1773年
2、，庫侖根據(jù)砂土剪切試驗剪切試驗播放?f=?tan?砂土后來，根據(jù)粘性土剪切試驗?f=c+?tan?粘土c??庫侖定律：土的抗剪強度是剪切面上的法向總應力?的線性函數(shù)τf::抗剪強度，kPaσ：總應力，kPac:土的粘聚力,kPa?:土的內(nèi)摩擦角,度??f??f抗剪強度指標7.2土的抗剪強度理論土體抗剪強度影響因素摩擦力的兩個來源1.滑動摩擦：剪切面土粒間表面的粗糙所產(chǎn)生的摩擦2.咬合摩擦：土粒間互相嵌入所產(chǎn)生的咬合力粘聚力(C)：由土粒之間的膠結(jié)作用和電分子引力等因素形成7.2土的抗剪強度理論根據(jù)太沙基的有效應力原理，土體內(nèi)的剪應力只能由土的骨架承擔，因此，土的抗剪強度應表示
3、為剪切破壞面上法向有效應力的函數(shù)。庫倫公式應表達為：σ’:有效應力，kPac’:有效粘聚力,kPa?’:有效內(nèi)摩擦角,度抗剪強度總應力法有效應力法總應力強度指標有效應力指標因此7.2.2莫爾—庫倫強度理論及極限平衡條件莫爾（1910）提出材料的破壞是剪切破壞，當任一面上的剪應力對于材料抗剪強度時該點破壞，是該面上法向應力的函數(shù)。即?f=c+?tan?c???f這是一條曲線，稱為莫爾包絡線，簡稱莫爾包線（破壞包線、抗剪強度包線）。理論和實踐證明，土的莫爾包線通?？捎弥本€代替，該直線方程就是庫倫公式表達的方程。莫爾—庫倫強度理論：由庫倫公式表示莫爾包線的強度理論。7.2土的抗剪強
4、度理論7.2.2莫爾—庫倫強度理論及極限平衡條件土體內(nèi)一點處不同方位的截面上應力的集合（剪應力?和法向應力?）?3?3?1?1????3?1?dsdscos?dssin?靜力平衡條件聯(lián)立求解7.2土的抗剪強度理論7.2.2莫爾—庫倫強度理論及極限平衡條件莫爾應力圓方程圓心坐標[1/2(?1+?3)，0]應力圓半徑r＝1/2(?1－?3)??O?1?31/2(?1+?3)?2?A(?,?)土中某點的應力狀態(tài)可用莫爾應力圓描述7.2土的抗剪強度理論7.2.2莫爾—庫倫強度理論及極限平衡條件土的極限平衡條件應力圓與強度線相離：??強度線應力圓與強度線相切：應力圓與強度線相割：極限應
5、力圓τ<τf彈性平衡狀態(tài)τ=τf極限平衡狀態(tài)τ>τf破壞狀態(tài)7.2土的抗剪強度理論7.2.2莫爾—庫倫強度理論及極限平衡條件?3?3?1?1??3?1c??f2?fA??cctg?1/2(?1+?3)無粘性土：c=0粉土和粘性土：說明：破壞面與σ1作用面的夾角(45°+ψ/2),與σ3夾角(45°+ψ/2)。7.2土的抗剪強度理論7.2.2莫爾—庫倫強度理論及極限平衡條件土體處于極限平衡狀態(tài)時，破壞面與大主應力作用面的夾角為?f?f2?f?3?1c?A??cctg?1/2(?1+?3)說明：剪破面并不產(chǎn)生于最大剪應力面，而與最大剪應力面成?/2的夾角，可知，土的剪切破壞并不是
6、由最大剪應力τmax所控制?max7.2土的抗剪強度理論【例】地基中某一單元土體上的大主應力為430kPa，小主應力為200kPa。通過試驗測得土的抗剪強度指標c=15kPa，?=20o。試問①該單元土體處于何種狀態(tài)？②單元土體最大剪應力出現(xiàn)在哪個面上，是否會沿剪應力最大的面發(fā)生剪破？【解答】已知?1=430kPa，?3=200kPa，c=15kPa，?=20o1.計算法計算結(jié)果表明：?1f大于該單元土體實際大主應力?1，實際應力圓半徑小于極限應力圓半徑，所以，該單元土體處于彈性平衡狀態(tài)7.2土的抗剪強度理論在剪切面上庫侖定律由于τ<τf，所以，該單元土體處于彈性平衡狀態(tài)7.
7、2土的抗剪強度理論2.圖解法???c?1?1f?3f實際應力圓極限應力圓最大剪應力與主應力作用面成45o最大剪應力面上的法向應力庫侖定律最大剪應力面上τ<τf，所以，不會沿剪應力最大的面發(fā)生破壞τmax7.3土的抗剪強度試驗7.3.1直接剪切試驗試驗儀器：直剪儀（應力控制式，應變控制式）7.3土的抗剪強度試驗7.3.1直接剪切試驗7.3土的抗剪強度試驗7.3.1直接剪切試驗剪切試驗剪破面為水平面,剪前施加在試樣頂面上的豎向壓力為剪破面上的法向應力?，剪應力由剪切力除以試樣面積在法向應力?作用下，剪應力與
