高等土力学土的强度PPT课件.ppt

1、-1第3章 土的强度-23.1 概述Mohr Coulomb抗剪强度理论：工程中的强度问题 边坡稳定问题； 土压力问题； 地基承载力问题。土的主要破坏形式：剪切破坏tgfc-3土的主要应力应变关系：土的屈服和破坏：-43.2 土的抗剪强度机理tanfc3.2.1 摩擦强度摩擦强度1、滑动摩擦-5-62、咬合摩擦剪胀性：-7土颗粒的重排列和颗粒破碎：-83.2.2 粘聚力粘聚力 静电引力 范德华力 颗粒间的胶结 颗粒间接触点的化合价健 表观粘聚力非饱和土中吸力粗粒土中咬合-93.3 影响土强度的内部因素3.3.1 影响土强度的因素影响土强度的因素, , , , , ,ff eCc H TS 1、

2、内部因素 土的组成（C） 土的状态（e） 土的结构（S）2、外部因素 应力水平 应力历史 加载速率和排水条件-103.3.2 影响土强度的一般物理性质影响土强度的一般物理性质1、颗粒矿物成分的影响粘土矿物滑动摩擦角：高岭石伊利石蒙脱石总内摩擦角：高岭石伊利石蒙脱石粗粒土-112、粗粒土颗粒的几何性质3、土的组成的其他因素4、土的状态5、土的结构6、剪切带的存在对土强度的影响颗粒尺寸：u 大尺寸颗粒具有较强的咬合能力，可增加土的剪胀，从而提高强度；u 单位体积中大尺寸颗粒接触点少，接触点应力大，颗粒容易破碎，从而减少剪胀， 降低强度颗粒表面粗糙度： 颗粒表面粗糙会增加砂土的内摩擦角颗粒形状： 颗

3、粒表面粗糙会增加砂土的内摩擦角-123.3.3 孔隙比与砂土抗剪强度关系孔隙比与砂土抗剪强度关系 临界孔隙比临界孔隙比-13-143.3.4 孔隙比与粘土强度孔隙比与粘土强度 真强度理论真强度理论正常固结土强度tanf0c -15真强度理论（伏斯列夫Hvorslev）tanfececc-163.4 影响土强度的外部因素1332cossin1 sinc3.4.1 围压的影响围压的影响30lgapbfnA围压对砂土强度的影响土强度包线的非线性：-17-18围压对粘土强度的影响-193.4.2 中主应力的影响中主应力的影响毕肖普参数b和洛德角2313b213132arctan3-203.4.3 主应

4、力方向的影响主应力方向的影响 土强度的各向异性土强度的各向异性-213.4.4 土的抗剪强度与加载速率的关系土的抗剪强度与加载速率的关系 很快的加载速率或极短的时间内加载，表现为土的动力或瞬时强度问题； 常规的加载速率，主要涉及土的排水对强度的影响； 很慢的加载速率或时间停顿，主要涉及土的流变及土强度的时效性。1、瞬时加载下土的动强度-222、土的蠕变强度-233、土的时效性 拟似超固结土-243.5 土的排水与不排水强度3.5.1 有效应力原理及孔压系数有效应力原理及孔压系数1、有效应力原理cPPAA ucAAPPuAAA1cucAAu-2501313313uuuBABBA 03uB11sB

5、CnC11313uB113uAB2、三轴试验应力条件下孔压系数B和A0u 的计算：其中：1u 的计算：-263.5.2 砂土的排水强度和不排水强度砂土的排水强度和不排水强度砂土的排水试验：-27砂土的不排水试验：-283.5.3 粘土的排水和不排水强度粘土的排水和不排水强度1、饱和粘土的排水试验-292、饱和粘土的三轴固结不排水试验（CU）-30-313、饱和粘土的不固结不排水试验（UU）-324、排水和不排水强度指标的工程应用-333.6 土的强度理论3.6.1 概述概述(,)0ijifk123(,)0ifk 123( ,)0if I II k( , , ,)0if p qk-343.6.2

6、 土的经典强度理论土的经典强度理论1、Tresca准则：准则：132tk广义广义Tresca屈服准则：屈服准则：1312fIk-352、Von Mises准则和广义准则和广义Von Mises准则：准则：22212233112fqk或：2JC缺点：不能反映球应力张量对材料屈服的影响-36Drucker-Prager准则（广义准则（广义Von Mises ）：）：12fIJk式中：2sin3 3sin23 cos3sinfCk3、Mohr-Coulomb强度准则：强度准则：tgfnC1313sincos22c2121sinsincossincos03333JIJC-37-383.6.3 近代强度理论近代强度理论1、莱特邓肯（Lade - Duncan）破坏准则31313,0ff I IIk I3231221212111,sin303273 3ff I JJI JIk 32327, ,2sin3927 10ffp qqq ppk -392、松冈元中井照夫（Matsuoka - Nakai）破坏准则空间滑动面（SMP：Spatial mobilized plane）1 23fI IkI2221312231312239fk -40