土的抗剪強(qiáng)度ppt課件.ppt

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1、5、土的抗剪強(qiáng)度5.1土的抗剪強(qiáng)度與極限平衡原理5.2土的剪切試驗(yàn)方法5.3不同排水條件時的剪切試驗(yàn)成果土的抗剪強(qiáng)度：土體抵抗剪切破壞的極限能力大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾1.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。平移滑動2.各種類型的滑坡崩塌旋轉(zhuǎn)滑動流滑1994年4月30日崩塌體積400萬方10萬方進(jìn)入烏江死4人，傷5人，失蹤12人擊沉拖輪、駁輪各一艘，漁船2只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡崩塌體巨大石塊滾入江內(nèi)，無法通航滑坡體崩入烏江近百萬方；

2、江水位差數(shù)米。烏江雞冠嶺山體崩塌粘土地基上的某谷倉地基破壞3.地基的破壞§5土的抗剪強(qiáng)度日本新瀉1964年地震引起大面積液化§5土的抗剪強(qiáng)度5.1.1庫侖定律摩擦抗剪強(qiáng)度物體處于什么狀態(tài)？摩擦抗剪強(qiáng)度大小取決于哪兩個因素？5.1.1庫侖定律1776年，庫侖根據(jù)砂土剪切試驗(yàn)得出?f=?tan?砂土后來，根據(jù)粘性土剪切試驗(yàn)得出?f=c+?tan?粘土c??庫侖定律：土的抗剪強(qiáng)度是剪切面上的法向總應(yīng)力?的線性函數(shù)??f??f庫倫公式抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c:土的粘聚力?:土的內(nèi)摩擦角(無粘性土：c=0)砂土抗剪強(qiáng)度表達(dá)式：粘性

3、土抗剪強(qiáng)度表達(dá)式：有效法向應(yīng)力有效內(nèi)摩擦角有效粘聚力2、有效應(yīng)力法3、庫侖公式中，對于同一種土體，其c和φ值并非常數(shù)，它們均因試驗(yàn)方法和土樣的試驗(yàn)條件等的不同而異。4、實(shí)際工程中，由于孔隙水壓力很難準(zhǔn)確計(jì)算和測量，極大多數(shù)土工問題采用總應(yīng)力的分析計(jì)算方法。影響因素土的抗剪強(qiáng)度內(nèi)在因素外在因素：試驗(yàn)時的排水條件等因素顆粒間的有效法向應(yīng)力土的孔隙比土的抗剪強(qiáng)度不僅與土的性質(zhì)有關(guān)，還與試驗(yàn)時的排水條件、剪切速率、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史等許多因素有關(guān)，其中最重要的是試驗(yàn)時的排水條件莫爾包線表示材料在不同應(yīng)力作用下達(dá)到極限狀

4、態(tài)時，滑動面上法向應(yīng)力?與剪應(yīng)力?f的關(guān)系。莫爾包線?f=c+?tan?5.1.2莫爾-庫倫強(qiáng)度理論莫爾包絡(luò)線在土體中取一單元微體，取微棱柱體abc為隔離體，將各力分別在水平和垂直方向投影，根據(jù)靜力平衡條件可得：土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)??O?1?31/2(?1+?3)?2?A(?,?)土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)可用莫爾應(yīng)力圓描述?3?1???莫爾圓可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，莫爾圓圓周上各點(diǎn)的坐標(biāo)就表示該點(diǎn)在相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相離：??強(qiáng)度線應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相切：應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相割：極限應(yīng)力圓τ<τ

5、f彈性平衡狀態(tài)τ=τf極限平衡狀態(tài)τ>τf破壞狀態(tài)5.1.4土的極限平衡條件莫爾－庫侖破壞準(zhǔn)則無粘性土：c=0粘性土：τ＝τf極限平衡條件莫爾－庫侖破壞準(zhǔn)則極限應(yīng)力圓破壞應(yīng)力圓cctg?1/2(?1+?3)?f?3?1c???2?f土體發(fā)生剪切破壞的平面是不是剪應(yīng)力最大的平面？破裂面與大主應(yīng)力作用面成什么角度？最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在哪個面上,與大主應(yīng)力作用面成什么角度？土體處于極限平衡狀態(tài)時，破壞面與大主應(yīng)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(yīng)力

6、面，而與最大剪應(yīng)力面成?/2的夾角。因此，土的剪切破壞并不是由最大剪應(yīng)力τmax所控制。?max例1．地基中某一單元土體上的大主應(yīng)力為430kPa，小主應(yīng)力為200kPa。通過試驗(yàn)測得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=15kPa，?=30o。試問①該單元土體處于何種狀態(tài)？②單元土體最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在哪個面上，是否會沿剪應(yīng)力最大的面發(fā)生剪破？②與大主應(yīng)力作用面成45°+?/2面上。③與大主應(yīng)力作用面成45°面上。的方法測定土抗剪強(qiáng)度直接剪切試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)現(xiàn)場十字板剪切儀5.2土的剪切試驗(yàn)方法試驗(yàn)儀器：直剪儀（

7、應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）5.2.1直接剪切試驗(yàn)應(yīng)變控制式直剪儀的試驗(yàn)原理：對同一種土至少取4個平行試樣，分別在不同垂直壓力?下剪切破壞，將試驗(yàn)結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)度?f與相應(yīng)垂直壓力?的關(guān)系圖。剪切容器與應(yīng)力環(huán)在不同的垂直壓力?下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度τf，繪制τf-?曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線在法向應(yīng)力?作用下，剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線。4mmab剪切位移△l(0.01mm)剪應(yīng)力?（kPa)12快剪:不固結(jié)不排水固結(jié)快剪:固結(jié)不排水慢剪:固結(jié)排水.在直剪試驗(yàn)過程中，根據(jù)加荷速率的快慢可將試驗(yàn)劃分為:直剪試

8、驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：儀器構(gòu)造簡單，試樣的制備和安裝方便，易于操作。缺點(diǎn)：①剪切破壞面固定，且不一定是土樣的最薄弱面。②不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測土樣的孔隙水壓力。③剪切過程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻。一、抗剪強(qiáng)度包線分別在不同的周圍壓力?3作用下進(jìn)行剪切，得到3～4個不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線?？辜魪?qiáng)度包線??c?5.2.2三軸壓縮