直剪试验和库仑公式直剪试验库仑课件.ppt

1、侧限压缩试验侧限压缩试验水槽水槽内环内环环刀环刀透水石透水石传压板传压板百分表百分表测定：测定：轴向应力轴向应力 轴向变形轴向变形*施加荷载，施加荷载，静置至变形稳定静置至变形稳定*逐级加大荷载逐级加大荷载这样可以得到不同这样可以得到不同荷载下的变形，于荷载下的变形，于是可以求得不同的是可以求得不同的ep值，作出值，作出ep曲线曲线试样试样iiwsehGeehheeehhehehAVs111 111000001011101100其中：不变，受压前后AeshAehAehVs1)(11000ehAeVVeVVVVVVVesssssv11)1(压缩稳定后的孔隙比；相应于压缩稳定后的孔隙比；相应于；加

2、应力之和应力与附相当于某深度处的自重；应力相当于某深度处的自重；单位为称为压缩系数式中压缩系数作用下的压缩性。就表示了相应于压力点切线斜率曲线上任一2211211-1221:MPa :-pepekPapkPapappeedpdeapape压缩系数是表征土压缩性大小的主要指标压缩定律压缩定律：在压力范围不大时，孔隙比的减小值与压力的增加值成正比1-2-11-2-11-1-2-121210.5 5.0 0.1 1.0 200100MPaaMPaaMPaMPaaakPapkPap高压缩性土中等压缩性土低压缩性土的标准：来作为判断土的压缩性压缩系数时的到通常用压力间隔由压缩模量（Es）指土在侧限压缩条

3、件下竖向附加压应力与应变增量之比，单位为MPa。11111111121aeHHpEpaepeaHeeHeeeHs.1111210相对应的沉降与比例界限承压板的边长或直径；与承压板有关的系数；psbsbpE土土孔隙水孔隙水固体颗粒骨架+三相体系孔隙气体孔隙气体+总应力总应力总应力由土骨架和孔隙总应力由土骨架和孔隙流体共同承受流体共同承受受外荷载作用受外荷载作用 1.Terzaghi一维（单向）固结理论土骨架孔隙水孔 隙 固结模型puppu0t up0 0t 0up0pt 0u p 固结过程1.1.饱和土中的应力形态饱和土中的应力形态PSPSVaaA PSA为为土单元的断面积；土单元的断面积；Aw

4、为孔隙水的断面积；为孔隙水的断面积；As为颗粒接触点的面积且接近于为颗粒接触点的面积且接近于01AAw u wsvAuPA a-aa-a断面竖向力平衡：断面竖向力平衡：wSAAA uAAAPwsv 其中其中所以所以并且令并且令有效应力有效应力=Psv/A得出有效应力原理为：得出有效应力原理为：2.2.饱和土的有效应力原理饱和土的有效应力原理u （1 1）饱和土体内任一平面上受到的总应力）饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为两部分可分为两部分 和和u u，（2 2）土的变形与强度都只取决于有效应力）土的变形与强度都只取决于有效应力饱和土在一定荷载作用下的渗水压密过程称为渗透饱和土在一定荷载作用

5、下的渗水压密过程称为渗透固结固结求得有效应力求得有效应力总应力已知或易知总应力已知或易知孔隙水压测定或算定孔隙水压测定或算定通常通常,u 通过通过（1）从e-logp曲线上找出曲率半径最小的一点A，过A点作水平线A1和切线A2；（2）作1A2的平分线A3，与e-logp曲线中直线段的延长线相交B点；（3）B点所对应的有效应力就是先期固结压力p。0ppRc平移滑动平移滑动崩塌崩塌旋转滑动旋转滑动流滑流滑地基地基p处于滑动破坏状态，处于极限平衡状态，土体处于稳定状态，系：），一般都存在下列关）和抗剪强度（即剪应力（个力，建筑地基），都存在两对各种地质体（斜坡或 ffff一、直剪试验和库仑公式一、直

6、剪试验和库仑公式施加施加 （=P/AP/A）量测量测 （=T/AT/A）上盒上盒下盒下盒PSTA试验原理试验原理 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-与所受压力无关与所受压力无关强度指标：强度指标：tanf细粒土：细粒土：粗粒土：粗粒土：试样试样压力室压力室压力压力水水排水管排水管阀门阀门轴向加压杆轴向加压杆有机玻璃罩有机玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石顶帽顶帽 2.2.三轴试验三轴试验（1 1）试样应力特点与试验

7、方法）试样应力特点与试验方法（2 2）强度包线）强度包线（3 3）试验类型）试验类型（4 4）优缺点）优缺点 3 3 3 3 3 3 三轴剪切试验三轴剪切试验方法：方法：首先试样施加静水压力首先试样施加静水压力室压（围压）室压（围压）1 1=2 2=3 3 ；然后通过活塞杆施加的是应力差然后通过活塞杆施加的是应力差 1 1=1 1-3 3 。（1 1）试样应力特点与试验方法：）试样应力特点与试验方法：特点：特点：试样是轴对称应力状态。垂直应力试样是轴对称应力状态。垂直应力 z z一般是大主应力；径向与切向应力总一般是大主应力；径向与切向应力总是相等是相等 r r=，亦即，亦即 1 1=z z；

8、2 2=3 3=r r1 3 3 3 1 强度包线强度包线(1-)fc (1-)f 1 1-3 1=15%v分别作围压分别作围压 为为100 100 kPakPa 、200 200 kPakPa 、300 300 kPakPa的三轴的三轴试验，得到破坏时相应的试验，得到破坏时相应的（1 1-)f fv绘制三个破坏状态的应力摩绘制三个破坏状态的应力摩尔圆，画出它们的公切线尔圆，画出它们的公切线强度包线，得到强度指标强度包线，得到强度指标 c c 与与 （2 2）强度包线）强度包线v固结排水试验（CDCD试验）1 打开排水阀门，打开排水阀门，施加围压施加围压 后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；后

9、充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2 打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差 以便充分排水，避免产生以便充分排水，避免产生超静孔压超静孔压v固结不排水试验（CUCU试验）1 打开排水阀门，打开排水阀门，施加围压施加围压 后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水过程中不排水v不固结不排水试验（UUUU试验）1 关闭排水阀门，关闭排水阀门，围压围压 下不固结；下不固结；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水过程中不排水cd、d ccu、cu cu、u（3 3）试验类型）试验类型结果比较：结果比较：d cu u 1.粒度成分2.水的多少3.松密情况影响土的摩擦强度的主要因素：影响土的摩擦强度的主要因素：