第五章土的抗剪强度(背景为黑色)课件.ppt

1、一、抗剪强度的基本概念2土的抗剪强度和破坏理论y)(31a31y)(31bba123应变硬化应变软化弹性阶段1图5-3图5-3图5-3土体受反复剪切作用残余强度常用峰值强度取值:1-313=300kpa3=200kpa3=100kpa图5-4土的fS231)(321 fSffwvE16)()()(231232221vfw)()(32111IIfwftgcffc0c,ctg)(uctgcf c c)(ff)(ff.A.C.BMp245,245即ctg2ctg22sin31313131cccos2)sin1()sin1(31c450+/2450+/2sin1sin1sin1sin1sin1cos2

2、sin1sin12sin1sin131csin1sin12sin1sin113c2cos2sin1222cos2sin2sin4tg1baatgtg1tgbtgb)tg(a24tgsin1sin1224224tg24224tg213231tgctgc0c24tg24tg2132310c231c213)(fftg cfmmmmccm2)245(tg2)245(tg231m1mmmmm31311sin3土的抗剪强度试验方法密实中密u)(31密实中密松0松-1000-50050100（二）破坏包线和抗剪强度指标由可作出包络线f)(31r)(31f)(31f)(31%)20%15(f)(31max/3

3、/1)/(333131)(fff)(31lr)(31f)(310031u增加偏差应力13113121)(2121)(21qp应力路径：直线p=q*破坏主应力线，破坏点的连线fKapKfq450103uqpq qtuppu)(11Au450apKfq=(1-3)/2P=(1+3)/2P/=(1/+3/)/2Kf/sintgAOAORsintg1tgtgcaOOcoscossinsintgtgccca图5-153132b)1()0(321321bb三轴伸长试验三轴压缩试验研究各向同性土体空心圆柱扭剪试验仪真三轴试验仪平面应变试验仪:二、直剪试验（ffffSVuq13,0245tgc21uq0uwh

4、en245tgc2uufCq0,1uIfThenuutqqS 0u)0(uuCtS)3(22maxDHDMCfuffvfh21maxMMM1M2MfvfhhvCC图5-23uCuCCH3.0LIhCu二、粘聚强度二、粘聚强度 三、摩擦强度和粘聚强度的内在联系三、摩擦强度和粘聚强度的内在联系 Ai=Ni/yyAiPPNiAi(a)(b)fNsNNsiyiyif0eeffe333ff13110efe23uuff33113ff113fe3fe/p450/fK),(03/0ep/fp),(/3/0fepq12),(/fffepqA图5-31唯一性试验验证fffepq/fffepqfffepq5土在剪切

5、中的性状和各类抗剪强度指标土的特点：土的特点：同一种土，用同一台仪器做试验，如果采用的试验方法，同一种土，用同一台仪器做试验，如果采用的试验方法，特别是排水条件不一样，测得的结果往往差别很大，有时甚至特别是排水条件不一样，测得的结果往往差别很大，有时甚至相当悬殊。相当悬殊。一、土在排水和不排水条件下的剪切状态一、土在排水和不排水条件下的剪切状态土与弹性材相比，有一个重要的特征：即受剪切时不仅产生土与弹性材相比，有一个重要的特征：即受剪切时不仅产生形状的变化，还要产生体积的变化形状的变化，还要产生体积的变化，它包括体，它包括体积剪胀和剪缩。积剪胀和剪缩。对于对于 土体积的变化完全由于孔隙流体（水

6、和气）体积土体积的变化完全由于孔隙流体（水和气）体积的变化的变化非饱和土：非饱和土：变化变化首先表现为气体的体积变化首先表现为气体的体积变化 与土的透气性有关与土的透气性有关饱和土：饱和土：变化变化吸入或挤出水分吸入或挤出水分与渗透系数与渗透系数K有关有关，K大，体积变化时间短大，体积变化时间短非饱和土饱和土VV或吸入体积保持恒定剪切中水完全不能流出不排水剪切入有充分的时间排出或吸引起的孔隙水流动指剪切中因体积变化而排水剪切,1cre竖向应变密砂)(31l松砂松砂竖向应变体积应变增大密砂v二、总应力抗剪强度指标和有效应力抗剪强度指标tgftg)(tguf/uf/ff,0u,0u ,cu/u三、

7、三轴不固结不排水剪切试验（三、三轴不固结不排水剪切试验（UU）和直剪快剪试验和直剪快剪试验33333333311cu/uc/)(3)(3uIIIwe,f0u)(2131uCuCpp,euCppcK00K应力圆I，相当于时的情况应力圆II，相当于对I试件：其中初始孔隙水压力（1）试样II：c33,0 即33cpcIK03)()1()()(3100300BAuuuuBuuuuuffAAABIf0uI31II3I3)()()()(ffcfAu3II3)(c3II310II)()(ffBAfAuuuu(2)()()()()(II313II313IIII3II3ffcffcfAAuII3I3fII31f

8、I31)()()()(ufC四、三轴固结排水试验和直剪慢剪试验四、三轴固结排水试验和直剪慢剪试验33333333311021uuu注：上述定义与天然土层正常固结、超固结定义有区别注：上述定义与天然土层正常固结、超固结定义有区别,ddCC超固结正常固结33pp01u02u)(0tgdfccdfddfCtgdo摩擦强度粘聚强度cdobpfdceda五三轴固结不排水试验和直剪快剪试验五三轴固结不排水试验和直剪快剪试验3333333331101u2u1210fAuu3ccu2ccu1ccucu图5-38cuftgcucucc cucufctgobcu图5-39ccuob（/）ccuc/-u1+u2六土的残余强度六土的残余强度frSr)(31erffrq)(21313Kf/qP/A/r(a)(b)1-312ruS/r*