土体破坏与土的抗剪强度理论课件.ppt

1、土的抗剪强度土的抗剪强度及破坏理论及破坏理论岩土材料的屈服、强度、破坏岩土材料的屈服、强度、破坏 2、强度、强度 材料或杆件对荷载的抵抗能力。材料或杆件对荷载的抵抗能力。 3、破坏、破坏 指材料或杆件在荷载作用下发生断裂或因较大的塑性变指材料或杆件在荷载作用下发生断裂或因较大的塑性变形而不能正常使用。形而不能正常使用。 屈服、破坏是一种现象，强度是一个控制界限。长期以屈服、破坏是一种现象，强度是一个控制界限。长期以来，人们根据对材料破坏现象及机理的认识和分析，提来，人们根据对材料破坏现象及机理的认识和分析，提出了一些科学假设，作为工程安全的控制标准。这就是出了一些科学假设，作为工程安全的控制标

2、准。这就是破坏准则或强度理论。破坏准则或强度理论。 1、屈服：、屈服： 材料受力后，内部应力达到一定程度，材料内部的晶格与材料受力后，内部应力达到一定程度，材料内部的晶格与晶格之间开始在最大应力作用面上产生错动或滑移（塑性晶格之间开始在最大应力作用面上产生错动或滑移（塑性变形的开始）。变形的开始）。强度理论简介强度理论简介常量231maxtgcf)(2、库伦-摩尔(Mohr)理论 18821900年间，库伦、摩尔，危险状态为剪断和塑性破坏。1、最大剪应力理论： 1773年，库伦，危险状态为剪断。1864年特雷斯卡（Tresca）将它应用到了塑性流动情况。强度理论简介强度理论简介22132322

3、216)()()(K与土有关的常与土有关的常系数系数4、德鲁克(Drucker)-普拉格(Prager)理论1952年，应变能)()()(6102132322212321121JIKJI量：量：应力偏张量的第二不变应力偏张量的第二不变：应力张量的第一不变量应力张量的第一不变量3、米泽斯(Mises)理论1913年，应变能库伦库伦- -莫尔理论莫尔理论 Oc tanfcc c 粘聚力粘聚力 内摩擦角内摩擦角 = 100KPa S = 200KPa = 300KPa库仑公式：库仑公式： f ： 土的抗剪强度土的抗剪强度 tg ： 摩擦强度摩擦强度-正比于压力正比于压力 c： 粘聚强度粘聚强度-与所

4、受压力无关与所受压力无关库伦库伦-摩尔理论摩尔理论库伦库伦- -莫尔理论莫尔理论1.1.任一截面上的法向应力和剪应力任一截面上的法向应力和剪应力2sin)(212cos)(21)(21313131库伦库伦- -莫尔理论莫尔理论2.2.应力圆应力圆231223122整理得整理得：极限平衡条件：极限平衡条件131313132sin2ctgctg2cc 1f 313ctg2ctanfc O c132莫尔莫尔-库仑强度理论表达式库仑强度理论表达式213231452tg 4522452tg 4522fftgctgc 1f 313ctg2ctanfc O c132莫尔莫尔-库仑强度理论表达式库仑强度理论表

5、达式：应力表达式：应力表达式 ( 1+ )/2( 1- )/2c 极限平衡应力状态极限平衡应力状态应力圆与强度包络线是否相切来判断土体的应力状态应力圆与强度包络线是否相切来判断土体的应力状态应力状态与摩尔圆应力状态与摩尔圆213452tg 4522ftgc根据应力状态计算出大根据应力状态计算出大小主应力小主应力1、3221,3422xzxzxz判断破坏可能性判断破坏可能性由由3计算计算1f比较比较1与与1f1 1f 破坏状态破坏状态 O c 1f 3 1 1判别对象：土体微小单元（一点）判别对象：土体微小单元（一点） 3 3= = 常数：常数：土体破坏判断方法土体破坏判断方法土体破坏判断方法土

6、体破坏判断方法根据应力状态计根据应力状态计算出大小主应力算出大小主应力1、3221,3422xzxzxz判断破坏可能性判断破坏可能性231452tg 4522ftgc由由1计算计算3f比较比较3与与3f3 3f 弹性平衡状态弹性平衡状态3= =3f 极限平衡状态极限平衡状态3 安全安全状态状态 = = 极限平衡状态极限平衡状态 圆砾圆砾2.2.级配级配( (Grading) )良好的良好的 均匀的均匀的3.3.矿物成份矿物成份含云母含云母较小较小 砂土的孔隙比及剪胀性砂土的孔隙比及剪胀性1.1.e0对对的影响的影响随随e0的减小而增大的减小而增大2.2.砂土在剪切过程中体积和强度的变化砂土在剪切过程中体积和强度的变化（1）体积）体积剪缩和剪胀；（剪缩和剪胀；（2） 应力应力硬化和软化硬化和软化3.3.临界孔隙比临界孔隙比ek随围压的增大而减小随围压的增大而减小（1）e ek ，松散，松散 ，剪缩；（，剪缩；（2）e ek ，紧密，剪胀，紧密，剪胀高压下无粘性土的剪切特性高压下无粘性土的剪切特性1.1.降低降低 2.2.砂土液化砂土液化