第五章土的抗剪強(qiáng)度2015.10

1、第五章：第五章： 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 本章提要本章提要 學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn) 土是如何破壞的？土是如何破壞的？ 如何衡量土的強(qiáng)度？如何衡量土的強(qiáng)度？ 如何測(cè)定土的強(qiáng)度？如何測(cè)定土的強(qiáng)度？ 如何應(yīng)用土的強(qiáng)度指標(biāo)？如何應(yīng)用土的強(qiáng)度指標(biāo)？ 土的抗剪強(qiáng)度理論及本質(zhì)土的抗剪強(qiáng)度理論及本質(zhì) 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及測(cè)試方法土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及測(cè)試方法 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的種類及選取土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的種類及選取5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論 5.3 5.3 土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)5.4 5.4 三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙應(yīng)力系數(shù)三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙應(yīng)力系數(shù)5

2、.5 5.5 土的動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化土的動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化5.6 5.6 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)F 土體強(qiáng)度及其特點(diǎn)土體強(qiáng)度及其特點(diǎn)F 工程中土的強(qiáng)度問(wèn)題工程中土的強(qiáng)度問(wèn)題 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 土的強(qiáng)度的特點(diǎn)土的強(qiáng)度的特點(diǎn) 各種類型的滑坡各種類型的滑坡(sliding) 擋土和支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞擋土和支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞 地基的破壞地基的破壞 砂土的液化砂土的液化(liquefaction)5.1 5.1 概概 述述土的強(qiáng)度及其特點(diǎn)土的強(qiáng)度及其特點(diǎn)NTtgNtgTNtgT，則若00n 天然狀態(tài)下的砂天然狀態(tài)下的砂沿坡方向的平衡：沿坡方向的平衡：F此時(shí)，此時(shí)， 為為天然休止角，天然

3、休止角，也是最松狀態(tài)下的砂內(nèi)也是最松狀態(tài)下的砂內(nèi)摩擦角摩擦角 砂堆砂堆 TWN土的強(qiáng)度及其特點(diǎn)土的強(qiáng)度及其特點(diǎn)靜止砂丘靜止砂丘 移動(dòng)砂丘移動(dòng)砂丘3035 n 天然狀態(tài)下的沙丘天然狀態(tài)下的沙丘F固定沙丘背風(fēng)坡角度接近天然休止角，一般固定沙丘背風(fēng)坡角度接近天然休止角，一般為為 =30 -35 ，大于礦物滑動(dòng)摩擦角，大于礦物滑動(dòng)摩擦角顆粒間存在一定的咬合作用顆粒間存在一定的咬合作用各種類型的滑坡各種類型的滑坡崩塌崩塌平移滑動(dòng)平移滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)流滑流滑滑裂面滑裂面錨固破壞錨固破壞整體滑動(dòng)整體滑動(dòng)底部破壞底部破壞土體下沉土體下沉墻體折斷墻體折斷擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞地基的破壞地基的破

4、壞地基地基P滑裂面滑裂面砂土的液化砂土的液化(liquefaction)(liquefaction)日本新瀉日本新瀉1964年地震引起大面積液化年地震引起大面積液化F 土壓力土壓力F 邊坡穩(wěn)定性邊坡穩(wěn)定性F 地基承載力地基承載力F 振動(dòng)液化特性振動(dòng)液化特性n 擋土結(jié)構(gòu)物破壞擋土結(jié)構(gòu)物破壞n 各種類型的滑坡各種類型的滑坡n 地基的破壞地基的破壞n 砂土的液化砂土的液化核心問(wèn)題核心問(wèn)題:土體的強(qiáng)度理論土體的強(qiáng)度理論5.2 土的抗剪強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度理論F直剪試驗(yàn)與庫(kù)侖公式直剪試驗(yàn)與庫(kù)侖公式F土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理F 莫爾莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論法國(guó)軍事工程師，在摩法國(guó)軍事工程師，

5、在摩擦、電磁方面做出了奠擦、電磁方面做出了奠基性的貢獻(xiàn)?；缘呢暙I(xiàn)。17731773年發(fā)年發(fā)表了關(guān)于土壓力方面論表了關(guān)于土壓力方面論文，成為土壓力的經(jīng)典文，成為土壓力的經(jīng)典理論理論庫(kù)侖（C. A. Coulomb）(1736-1806)直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式直直 剪剪 試試 驗(yàn)驗(yàn)PT土樣土樣下盒下盒上盒上盒S面積面積An 直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn) 法向應(yīng)力法向應(yīng)力 ：AP 剪應(yīng)力剪應(yīng)力 ：AT 剪切變形剪切變形S1 S23 直剪儀：應(yīng)力式直剪儀：應(yīng)力式 應(yīng)變式應(yīng)變式直剪試驗(yàn)的強(qiáng)度包線直剪試驗(yàn)的強(qiáng)度包線 S123 Ocn 庫(kù)侖公式庫(kù)侖公式：（：（17761776） f1 f2 f3 f ：

6、 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 tg ： 摩擦強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度-正比于壓力正比于壓力 ： 土的內(nèi)摩擦角土的內(nèi)摩擦角 c： 粘聚強(qiáng)度粘聚強(qiáng)度-與所受壓力無(wú)關(guān)與所受壓力無(wú)關(guān) tgcf土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)Fc和和 是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)，稱是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)，稱為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)當(dāng)當(dāng) 采用總應(yīng)力時(shí)，稱為采用總應(yīng)力時(shí)，稱為總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)當(dāng)當(dāng) 采用有效應(yīng)力時(shí)，稱為采用有效應(yīng)力時(shí)，稱為有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)無(wú)粘性土通常認(rèn)為，粘聚力對(duì)無(wú)粘性土通常認(rèn)為，粘聚力C=0n 庫(kù)侖公式庫(kù)侖公式: : tgcf摩摩 擦擦 強(qiáng)強(qiáng) 度度n 摩擦強(qiáng)度：摩

7、擦強(qiáng)度：決定于剪切面上的正應(yīng)力決定于剪切面上的正應(yīng)力和土的內(nèi)摩擦角和土的內(nèi)摩擦角 由顆粒之間發(fā)生滑動(dòng)時(shí)顆粒接觸由顆粒之間發(fā)生滑動(dòng)時(shí)顆粒接觸面粗糙不平所引起，與顆粒的形面粗糙不平所引起，與顆粒的形狀，礦物組成，級(jí)配等因素有關(guān)狀，礦物組成，級(jí)配等因素有關(guān)0.02 0.06 0.2 0.6 230 20 顆粒直徑顆粒直徑 (mm)滑動(dòng)摩擦角滑動(dòng)摩擦角 u粗粉粗粉 細(xì)砂細(xì)砂 中砂中砂 粗砂粗砂 滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦 咬合摩擦咬合摩擦 包括如下兩個(gè)包括如下兩個(gè)組成部分組成部分 ： 滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦n 摩擦強(qiáng)度：摩擦強(qiáng)度：決定于剪切面上的正應(yīng)力決定于剪切面上的正應(yīng)力和土的內(nèi)摩擦角和土的內(nèi)摩擦角 滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩

8、擦 咬合摩擦咬合摩擦 包括如下兩個(gè)包括如下兩個(gè)組成部分組成部分 ：是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用當(dāng)發(fā)生剪切破壞時(shí)，相互咬合著的顆粒當(dāng)發(fā)生剪切破壞時(shí)，相互咬合著的顆粒A必須抬起，跨越相鄰顆粒必須抬起，跨越相鄰顆粒B，或在尖角處，或在尖角處被剪斷（被剪斷（C），才能移動(dòng)），才能移動(dòng) 土體中的顆粒重新排列，也會(huì)消耗能量土體中的顆粒重新排列，也會(huì)消耗能量 咬合摩擦咬合摩擦CABCAB剪切面剪切面摩摩 擦擦 強(qiáng)強(qiáng) 度度摩摩 擦擦 強(qiáng)強(qiáng) 度度F密度密度F粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配F顆粒的礦物成分顆粒的礦物成分F粒徑的形狀粒徑的形狀F粘土顆粒表面的吸附水膜粘土顆粒表面的吸附水膜n

9、 影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素: :凝凝 聚聚 強(qiáng)強(qiáng) 度度n 細(xì)粒土：細(xì)粒土：粘聚力粘聚力c取決于土粒間的各種物理化學(xué)作用力取決于土粒間的各種物理化學(xué)作用力F作用機(jī)理：庫(kù)倫力（靜電力）、范德華力、作用機(jī)理：庫(kù)倫力（靜電力）、范德華力、 膠結(jié)作用力和毛細(xì)力等膠結(jié)作用力和毛細(xì)力等F影響因素：地質(zhì)歷史、粘土顆粒礦物成分、影響因素：地質(zhì)歷史、粘土顆粒礦物成分、 密度與離子濃度密度與離子濃度n 粗粒土：粗粒土：一般認(rèn)為是無(wú)粘性土，不具有粘聚強(qiáng)度：一般認(rèn)為是無(wú)粘性土，不具有粘聚強(qiáng)度：F 當(dāng)粒間有膠結(jié)物質(zhì)存在時(shí)可具有一定的粘聚強(qiáng)度當(dāng)粒間有膠結(jié)物質(zhì)存在時(shí)可具有一定的粘聚強(qiáng)度F 非飽和砂

10、土，粒間受毛細(xì)壓力，具有假粘聚力非飽和砂土，粒間受毛細(xì)壓力，具有假粘聚力F 應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓F 極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)F 莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論F 破壞判斷方法破壞判斷方法F 滑裂面的位置滑裂面的位置莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài) y yz xy zx x z zzyzxyzyyxxzxyxij zzxxzxij三維應(yīng)力狀態(tài)三維應(yīng)力狀態(tài)二維應(yīng)力狀態(tài)二維應(yīng)力狀態(tài) zx z xz x莫爾圓應(yīng)力分析符號(hào)規(guī)定莫爾圓應(yīng)力分析符號(hào)規(guī)定z x xz zx n 材料力學(xué)材料力學(xué)+-正應(yīng)力正應(yīng)力剪應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正拉為正壓為負(fù)壓為負(fù)順時(shí)針為正順時(shí)針

11、為正逆時(shí)針為負(fù)逆時(shí)針為負(fù)z x xz zx +-n 土力學(xué)土力學(xué)壓為正壓為正拉為負(fù)拉為負(fù)逆時(shí)針為正逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù)順時(shí)針為負(fù)應(yīng)力莫爾圓應(yīng)力莫爾圓3由材料力學(xué)知，由材料力學(xué)知，231223131313122sin22cos222 113132O極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)F極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：當(dāng)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：當(dāng)一面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到一面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到 = fF土的強(qiáng)度包線：所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾圓的公切線土的強(qiáng)度包線：所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾圓的公切線 tgcf切點(diǎn)切點(diǎn)= =破壞面破壞面應(yīng)力莫爾圓與強(qiáng)度包線應(yīng)力莫爾圓與強(qiáng)度包線 f 強(qiáng)度包線以下：強(qiáng)度包線以下：任何一個(gè)面任何一個(gè)面

12、上的一對(duì)應(yīng)力上的一對(duì)應(yīng)力 與與 都沒(méi)有達(dá)都沒(méi)有達(dá)到破壞包線，不破壞到破壞包線，不破壞 與破壞包線相切：與破壞包線相切：有一個(gè)面有一個(gè)面上的應(yīng)力達(dá)到破壞上的應(yīng)力達(dá)到破壞 與破壞包線相交：與破壞包線相交：有一些平有一些平面上的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度面上的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度 不可能發(fā)生不可能發(fā)生1.1. 土單元的某一個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度土單元的某一個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度 f f是該面是該面上作用的法向應(yīng)力上作用的法向應(yīng)力 的單值函數(shù)的單值函數(shù), , f f=f(=f( ) ) （莫爾：（莫爾：19001900年）年）2.2. 在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似 f f=c+=c+

13、 tgtg 3.3. 某土單元的任一個(gè)平面上某土單元的任一個(gè)平面上 = = f f ，該單元就達(dá)，該單元就達(dá)到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài)到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài)莫爾莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論 O c f=c+ tg 1 3莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論的破壞準(zhǔn)則庫(kù)侖強(qiáng)度理論的破壞準(zhǔn)則 ctgc22)(ctgc2)(sin31313131)245(tgc2)245(tg213 )245(tgc2)245(tg231 2ctgc31 231 n 土的極限平衡條件：土的極限平衡條件：處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，處于極限平衡狀態(tài)時(shí)， 1和和 3之間應(yīng)滿足的關(guān)系之間應(yīng)滿足的關(guān)系)245(tg213 )245(tg231 無(wú)粘

14、性土無(wú)粘性土土單元是否破壞的判別土單元是否破壞的判別n根據(jù)極限平衡條件可以用來(lái)判別一點(diǎn)土體是否根據(jù)極限平衡條件可以用來(lái)判別一點(diǎn)土體是否已發(fā)生剪切破壞已發(fā)生剪切破壞F 計(jì)算主應(yīng)力計(jì)算主應(yīng)力 1, 3：F 確定土單元體的應(yīng)力狀態(tài)（確定土單元體的應(yīng)力狀態(tài)（ x， z， xz）2xz2zxzx3, 14)2(2 F判別是否剪判別是否剪切破壞：切破壞： 由由 3 1f，比較，比較 1和和 1f 由由 1 3f，比較，比較 3和和 3f 由由 1 , 3 m，比較，比較 和和 m c f=c+ tg O土單元是否破壞的判別土單元是否破壞的判別)245(tgc2)245(tg23f1 F 1= 1f 極限平

15、衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài) （破壞）（破壞）F 1 1f 不可能狀態(tài)不可能狀態(tài) （破壞）（破壞） 1f 3n 方法一：方法一： 由由 3 1f，比較，比較 1和和 1f O c f=c+ tg 土單元是否破壞的判別土單元是否破壞的判別n 方法二：方法二： 由由 1 3f，比較，比較 3和和 3fF 3= 3f 極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài) （破壞）（破壞）F 3 3f 安全狀態(tài)安全狀態(tài)F 3 3f 不可能狀態(tài)不可能狀態(tài) （破壞）（破壞） 1 3f)245(tgc2)245(tg21f3 O f=c+ tg O c 土單元是否破壞的判別土單元是否破壞的判別n 方法三：方法三： 由由 1 , 3 m，比較，比

16、較 和和 mF m 不可能狀態(tài)不可能狀態(tài) （破壞）（破壞） ctgc2sin3131mF處于極限平衡狀態(tài)處于極限平衡狀態(tài)所需的內(nèi)摩擦角所需的內(nèi)摩擦角剪切破壞面的位置剪切破壞面的位置 3 1f2 2 =90 + =45 + /2 O 1f 3245/F可見(jiàn)土體破壞的剪切破可見(jiàn)土體破壞的剪切破壞不在壞不在45最大剪應(yīng)力面最大剪應(yīng)力面上，為什么？上，為什么？n 與大主應(yīng)力面夾角與大主應(yīng)力面夾角:2 小小 結(jié)結(jié)F直剪試驗(yàn)與庫(kù)侖公式直剪試驗(yàn)與庫(kù)侖公式F土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理F 莫爾莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)庫(kù)侖公式庫(kù)侖公式土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和和 應(yīng)力狀態(tài)與莫

17、爾圓應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓極限平衡應(yīng)力狀態(tài)極限平衡應(yīng)力狀態(tài)莫爾莫爾- -庫(kù)侖強(qiáng)度理論庫(kù)侖強(qiáng)度理論土體破壞判斷方法土體破壞判斷方法滑裂面的位置滑裂面的位置摩擦強(qiáng)度：滑動(dòng)、咬合摩擦摩擦強(qiáng)度：滑動(dòng)、咬合摩擦凝聚強(qiáng)度凝聚強(qiáng)度n 室內(nèi)試驗(yàn)：室內(nèi)試驗(yàn)：直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)三軸試驗(yàn)等三軸試驗(yàn)等n 野外試驗(yàn)：野外試驗(yàn)：十字板扭剪試驗(yàn)十字板扭剪試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)等旁壓試驗(yàn)等F重塑土制樣或現(xiàn)場(chǎng)取樣重塑土制樣或現(xiàn)場(chǎng)取樣F缺點(diǎn)：擾動(dòng)缺點(diǎn)：擾動(dòng)F優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件 清楚，易重復(fù)清楚，易重復(fù)F缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條 件不易掌握件不易掌握F優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位 強(qiáng)度強(qiáng)度5.3 5.3 土

18、的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)直直 剪剪 試試 驗(yàn)驗(yàn)PT土樣土樣下盒下盒上盒上盒S面積面積A Oc 1 S23 f1 f2 f3直剪儀直剪儀(direct shear test apparatus)直剪試驗(yàn)的類型直剪試驗(yàn)的類型(1) (1) 固結(jié)慢剪固結(jié)慢剪 施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力- -充分固結(jié)充分固結(jié) 剪切速率很慢，剪切速率很慢，0.02mm/0.02mm/分，分， 以保證無(wú)超靜孔壓以保證無(wú)超靜孔壓(2) (2) 固結(jié)快剪固結(jié)快剪 施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力- -充分固結(jié)充分固結(jié) 在在3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞(3) (3) 快剪快剪 施加正應(yīng)力后立即剪切施加正應(yīng)力后立即剪

19、切 3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞通過(guò)控制通過(guò)控制剪切速率剪切速率近似模擬近似模擬排水條件排水條件直剪試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)直剪試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)C 設(shè)備和操作簡(jiǎn)單設(shè)備和操作簡(jiǎn)單D人為固定剪切面人為固定剪切面D剪切面應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜剪切面應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜 應(yīng)力、應(yīng)變不均勻應(yīng)力、應(yīng)變不均勻 主應(yīng)力方向旋轉(zhuǎn)主應(yīng)力方向旋轉(zhuǎn)D剪切面積逐漸減小剪切面積逐漸減小D排水條件不明確排水條件不明確PT土樣土樣TP試樣內(nèi)的試樣內(nèi)的變形分布變形分布直剪試驗(yàn)中的應(yīng)力狀態(tài)直剪試驗(yàn)中的應(yīng)力狀態(tài)PPT z=P/A x=k0 z xz=0剪切前剪切前剪切破壞時(shí)剪切破壞時(shí) xz z=P/A x O z=P/Ak0 z剪切前剪切前剪切剪切破壞

20、時(shí)破壞時(shí)試樣試樣圍壓圍壓力力 3閥門閥門閥門閥門馬達(dá)馬達(dá)橫梁橫梁量力環(huán)量力環(huán)百分表百分表量水管量水管孔壓孔壓量測(cè)量測(cè)三軸試驗(yàn)三軸試驗(yàn)F試樣應(yīng)力特點(diǎn)試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法與試驗(yàn)方法F強(qiáng)度包線強(qiáng)度包線F試驗(yàn)類型試驗(yàn)類型F優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法n 方法：方法：固結(jié)：試樣施加固結(jié)壓力固結(jié)：試樣施加固結(jié)壓力 c c 排排水固結(jié)至穩(wěn)定水固結(jié)至穩(wěn)定施加圍壓：試樣繼續(xù)施加圍壓力施加圍壓：試樣繼續(xù)施加圍壓力至至 3 3 剪切：施加應(yīng)力差剪切：施加應(yīng)力差q=q= 1 1- - 3 3 n 應(yīng)力特點(diǎn)：應(yīng)力特點(diǎn)：試樣是軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)試樣是軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)垂直應(yīng)力垂直應(yīng)力 z z一般是大主應(yīng)力一

21、般是大主應(yīng)力 1 1側(cè)向應(yīng)力總是相等側(cè)向應(yīng)力總是相等 x x= = y y，且，且為中、小主應(yīng)力為中、小主應(yīng)力 2 2= = 3 3試樣試樣水壓水壓力力 c軸向力軸向力Fy3x3z3q應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法類型類型施加施加 3 3施加施加 1 1- - 3 3量測(cè)量測(cè)固結(jié)固結(jié)排水排水固結(jié)固結(jié)排水排水體變體變固結(jié)固結(jié)不排水不排水固結(jié)固結(jié)不排水不排水孔隙水孔隙水壓力壓力不固結(jié)不固結(jié)不排水不排水不固結(jié)不固結(jié)不排水不排水孔隙水孔隙水壓力壓力常用試驗(yàn)類型常用試驗(yàn)類型 1- 3 1( 1- 3)f( 1- 3)f破壞偏差應(yīng)力取值方法破壞偏差應(yīng)力取值方法松砂或正常固結(jié)土松砂或正常固結(jié)土密砂或超

22、固結(jié)粘土密砂或超固結(jié)粘土F應(yīng)變軟化型曲線，取曲線應(yīng)變軟化型曲線，取曲線的最大偏差應(yīng)力值作為的最大偏差應(yīng)力值作為( 1- 3)fF應(yīng)變硬化型曲線，取規(guī)定應(yīng)變硬化型曲線，取規(guī)定的軸向應(yīng)變值（通常的軸向應(yīng)變值（通常15%）所相應(yīng)的偏差應(yīng)力作為所相應(yīng)的偏差應(yīng)力作為( 1- 3)f15% 1- 3 1 3=100kPa 3=300kPa 3=500kPa三軸試驗(yàn)確定土的強(qiáng)度包線三軸試驗(yàn)確定土的強(qiáng)度包線 O 3 1f強(qiáng)度包線強(qiáng)度包線c F由不同圍壓由不同圍壓 的三軸試驗(yàn)，得到破壞時(shí)相應(yīng)的（的三軸試驗(yàn)，得到破壞時(shí)相應(yīng)的（ 1 1- - ) )f fF分別繪制破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，其公切線即為強(qiáng)度包分別繪制破

23、壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，其公切線即為強(qiáng)度包線，可得強(qiáng)度指標(biāo)線，可得強(qiáng)度指標(biāo)c c與與 15%( 1- 3)fF固結(jié)排水試驗(yàn)（固結(jié)排水試驗(yàn)（CDCD試驗(yàn)）試驗(yàn)）Consolidated Drained Triaxial test (CD)總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)： c cd d d d （c c ）試驗(yàn)類型與強(qiáng)度指標(biāo)試驗(yàn)類型與強(qiáng)度指標(biāo)F固結(jié)不排水試驗(yàn)（固結(jié)不排水試驗(yàn)（CUCU試驗(yàn)）試驗(yàn)）Consolidated Undrained Triaxial test (CU)總應(yīng)力抗總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：剪強(qiáng)度指標(biāo)：c ccu cu cucuF不固結(jié)不排水試驗(yàn)（不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UUUU試驗(yàn)）試

24、驗(yàn)）Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU)總應(yīng)力抗總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：剪強(qiáng)度指標(biāo)： c cu u u u （ c cuu uu uu uu ）常規(guī)三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)常規(guī)三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)C單元體試驗(yàn)，試樣內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變相對(duì)均勻單元體試驗(yàn)，試樣內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變相對(duì)均勻C應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確C排水條件清楚，可控制排水條件清楚，可控制C破壞面不是人為固定的破壞面不是人為固定的D設(shè)備操作復(fù)雜設(shè)備操作復(fù)雜D現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法試驗(yàn)D常規(guī)三軸試驗(yàn)不能反映常規(guī)三軸試驗(yàn)不能反映 2的影響的影響說(shuō)明：說(shuō)明： 3 30 0 即為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)即為無(wú)側(cè)限

25、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 三軸壓縮試驗(yàn)當(dāng)周圍壓力為零時(shí)即為無(wú)側(cè)限試驗(yàn)條件，此時(shí)三軸壓縮試驗(yàn)當(dāng)周圍壓力為零時(shí)即為無(wú)側(cè)限試驗(yàn)條件，此時(shí)只有軸向壓力，所以也稱單軸壓縮試驗(yàn)。只有軸向壓力，所以也稱單軸壓縮試驗(yàn)。 由于試樣的側(cè)向力為零，在軸向受壓時(shí)，其側(cè)向變形不受限由于試樣的側(cè)向力為零，在軸向受壓時(shí)，其側(cè)向變形不受限制，故又稱無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)。制，故又稱無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)。 由于試樣是在軸向壓縮的條件下破壞的，因此把這種情況下由于試樣是在軸向壓縮的條件下破壞的，因此把這種情況下土能承受的最大軸向壓力稱為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以土能承受的最大軸向壓力稱為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以qu表示表示極限應(yīng)力圓

26、不排水強(qiáng)度不排水強(qiáng)度無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)只能得到一個(gè)莫爾圓，而根據(jù)飽和粘土的不固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)只能得到一個(gè)莫爾圓，而根據(jù)飽和粘土的不固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，飽和粘土的不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度包線是水平線，即結(jié)果得知，飽和粘土的不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度包線是水平線，即0u飽和粘土不排水強(qiáng)度：飽和粘土不排水強(qiáng)度：十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)F一般適用于測(cè)定軟粘土的一般適用于測(cè)定軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)不排水強(qiáng)度指標(biāo)F鉆孔到指定的土層，插入鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭十字形的探頭F通過(guò)施加的扭矩計(jì)算土的通過(guò)施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度MM2 fv fhM1DH HMf2f321m

27、ax2HD6DMMM fh32/D0fh16Drdrr22M fv22DDHM 假定土體為各向同性，假定土體為各向同性， fh= fv= f：)H3D(2DM2maxf 十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)u0=0ccu133u231 35.4 5.4 三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙應(yīng)力系數(shù)三軸壓縮試驗(yàn)中的孔隙應(yīng)力系數(shù)21uuuuuuu0uc+ 3c+ 1孔隙應(yīng)力系數(shù)孔隙應(yīng)力系數(shù)B B 定義：當(dāng)試樣在定義：當(dāng)試樣在不排水條件下不排水條件下受到受到各向相等壓力各向相等壓力增量增量時(shí)，產(chǎn)生的孔隙應(yīng)力增量與壓力增量之比定時(shí)，產(chǎn)生的孔隙應(yīng)力增量與壓力增量之比定義為孔隙應(yīng)力系數(shù)義為孔隙應(yīng)力系數(shù)31uB B B反映土體在各

28、向相等壓力作用下，孔隙應(yīng)力變反映土體在各向相等壓力作用下，孔隙應(yīng)力變化情況的指標(biāo)，也是反映土體飽和程度的指標(biāo)化情況的指標(biāo)，也是反映土體飽和程度的指標(biāo)孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)B B主要與土的飽和度有關(guān)：主要與土的飽和度有關(guān)：B=1B=1 飽和土，不排水條件下，周圍壓力增量完全由飽和土，不排水條件下，周圍壓力增量完全由孔隙水承擔(dān)；孔隙水承擔(dān)；B=0B=0 土完全干燥，周圍壓力增量完全由土骨架承擔(dān)；土完全干燥，周圍壓力增量完全由土骨架承擔(dān)；0B10B1 非飽和土，飽和度越大，非飽和土，飽和度越大，B B越接近于越接近于1 1?？紫稇?yīng)力系數(shù)孔隙應(yīng)力系數(shù)A A 定義：當(dāng)試樣在軸向應(yīng)力增量定義：當(dāng)試樣在軸向應(yīng)力增

29、量q,q,即即 作用時(shí)，產(chǎn)生的孔隙水應(yīng)力為為作用時(shí)，產(chǎn)生的孔隙水應(yīng)力為為u u2 2, ,我們定義我們定義另一孔壓系數(shù)另一孔壓系數(shù)A A為為 A A是偏應(yīng)力條件下的孔隙應(yīng)力系數(shù)是偏應(yīng)力條件下的孔隙應(yīng)力系數(shù) A A主要反應(yīng)土的剪脹（縮）性主要反應(yīng)土的剪脹（縮）性: : 彈性情況下：彈性情況下：A=1/3A=1/3 密砂和堅(jiān)硬粘性土：密砂和堅(jiān)硬粘性土：A1/3A1/3A1/3孔隙水壓力計(jì)算公式孔隙水壓力計(jì)算公式：孔隙水壓力系數(shù)A和B是通過(guò)軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)的試驗(yàn)確定，是應(yīng)力水平的函數(shù)，不是常數(shù)。對(duì)于飽和土對(duì)于飽和土不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)：固結(jié)不排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn)：固結(jié)排水試驗(yàn)固結(jié)排水試驗(yàn)

30、：B=1n 庫(kù)侖公式庫(kù)侖公式: f=c+ tg c和和 稱為土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)稱為土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)5.5 5.5 土的剪切性狀和土的剪切性狀和 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的類型抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的類型F總應(yīng)力強(qiáng)度與有效總應(yīng)力強(qiáng)度與有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)F直剪強(qiáng)度與三軸試直剪強(qiáng)度與三軸試驗(yàn)指標(biāo)驗(yàn)指標(biāo)F峰值強(qiáng)度與殘余強(qiáng)峰值強(qiáng)度與殘余強(qiáng)度指標(biāo)度指標(biāo)n 三種強(qiáng)度指標(biāo)：三種強(qiáng)度指標(biāo)：根據(jù)應(yīng)力分根據(jù)應(yīng)力分析方法分析方法分根據(jù)試驗(yàn)方根據(jù)試驗(yàn)方法分法分根據(jù)應(yīng)力變根據(jù)應(yīng)力變形特性分形特性分總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)u抗剪強(qiáng)度的有效應(yīng)力指抗剪強(qiáng)度的有效應(yīng)力指標(biāo)標(biāo)c ， u c + t

31、g = -u符合土的破壞的機(jī)理，符合土的破壞的機(jī)理，但有時(shí)孔隙水壓力但有時(shí)孔隙水壓力u無(wú)法確定無(wú)法確定u抗剪強(qiáng)度的總應(yīng)力指抗剪強(qiáng)度的總應(yīng)力指標(biāo)標(biāo)c， u c+ tg u是一種是一種“全額生產(chǎn)率全額生產(chǎn)率”的概念，因的概念，因u不能產(chǎn)生不能產(chǎn)生抗剪強(qiáng)度，不符合強(qiáng)抗剪強(qiáng)度，不符合強(qiáng)度機(jī)理。在無(wú)法確定度機(jī)理。在無(wú)法確定u時(shí)便于應(yīng)用，但要符時(shí)便于應(yīng)用，但要符合工程條件合工程條件砂性土的剪切性狀砂性土的剪切性狀 砂土的抗剪強(qiáng)度受密度、顆粒形狀、表面粗糙度和級(jí)配砂土的抗剪強(qiáng)度受密度、顆粒形狀、表面粗糙度和級(jí)配的影響。對(duì)于一般砂土來(lái)講，影響抗剪強(qiáng)度的主要因素的影響。對(duì)于一般砂土來(lái)講，影響抗剪強(qiáng)度的主要因素是

32、其初始孔隙比（或初始干密度）。是其初始孔隙比（或初始干密度）。 初始孔隙比越小，抗剪強(qiáng)度越高初始孔隙比越小，抗剪強(qiáng)度越高 同一種砂土在相同的孔隙比下飽和時(shí)的內(nèi)摩擦角比干燥同一種砂土在相同的孔隙比下飽和時(shí)的內(nèi)摩擦角比干燥時(shí)小時(shí)小砂土的應(yīng)力軸向應(yīng)變體變砂土的應(yīng)力軸向應(yīng)變體變 松砂受剪時(shí)，顆粒滾落到松砂受剪時(shí)，顆粒滾落到平衡位置，排列更緊密些，平衡位置，排列更緊密些，所以體積縮小，把這種因所以體積縮小，把這種因剪切而體積縮小的現(xiàn)象稱剪切而體積縮小的現(xiàn)象稱為剪縮性為剪縮性松 砂 緊砂受剪時(shí)，顆粒必須升緊砂受剪時(shí)，顆粒必須升高以離開(kāi)它們?cè)瓉?lái)的位置高以離開(kāi)它們?cè)瓉?lái)的位置而彼此才能滑過(guò)，從而導(dǎo)而彼此才能滑過(guò)

33、，從而導(dǎo)致體積膨脹，把這種因剪致體積膨脹，把這種因剪切而體積膨脹的現(xiàn)象稱為切而體積膨脹的現(xiàn)象稱為剪脹性。剪脹性。緊 砂 隨著軸向應(yīng)變的增加，松砂的強(qiáng)度逐漸增加，曲線應(yīng)變硬化。體積逐漸減小緊砂的強(qiáng)度達(dá)到一定值后，隨著軸向應(yīng)變的繼續(xù)增加，強(qiáng)度反而減小，最后呈應(yīng)變軟化型 體積開(kāi)始時(shí)稍有減小，繼而增加，超過(guò)它的初始體積 砂土在低周圍壓力下由于砂土在低周圍壓力下由于初始孔隙比的不同，剪破初始孔隙比的不同，剪破時(shí)的體積可能小于初始體時(shí)的體積可能小于初始體積，也可能大于初始體積，積，也可能大于初始體積，則可以想象，砂土在某一則可以想象，砂土在某一初始孔隙比下受剪，它剪初始孔隙比下受剪，它剪破時(shí)的體積將等于其

34、初始破時(shí)的體積將等于其初始體積，這一初始孔隙比稱體積，這一初始孔隙比稱為臨界孔隙比。為臨界孔隙比。 砂土的臨界孔隙比將隨周圍壓力的增加而減小 飽和砂土在低周圍壓力下受剪時(shí)，如果不允許它的體積發(fā)飽和砂土在低周圍壓力下受剪時(shí)，如果不允許它的體積發(fā)生變化，則生變化，則 緊砂為抵抗剪脹的趨勢(shì)，將通過(guò)調(diào)整土體內(nèi)部應(yīng)力，產(chǎn)生緊砂為抵抗剪脹的趨勢(shì)，將通過(guò)調(diào)整土體內(nèi)部應(yīng)力，產(chǎn)生負(fù)孔隙水壓力，使周圍壓力增加，以保持體積不變負(fù)孔隙水壓力，使周圍壓力增加，以保持體積不變 松砂為抵抗體積縮小的趨勢(shì)，將產(chǎn)生正孔隙水壓力，是周松砂為抵抗體積縮小的趨勢(shì)，將產(chǎn)生正孔隙水壓力，是周圍壓力減小，以保持體積不變。圍壓力減小，以保持

35、體積不變。砂土的殘余強(qiáng)度砂土的殘余強(qiáng)度砂土的液化砂土的液化液化：任何物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體的行為或過(guò)程液化：任何物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體的行為或過(guò)程 砂土液化：砂土在突發(fā)的動(dòng)荷載作用下，不能在短時(shí)間排砂土液化：砂土在突發(fā)的動(dòng)荷載作用下，不能在短時(shí)間排水固結(jié)，為抵抗剪力引起的體積縮小的趨勢(shì)，將產(chǎn)生很大水固結(jié)，為抵抗剪力引起的體積縮小的趨勢(shì)，將產(chǎn)生很大的孔隙水壓力，從而導(dǎo)致土體的抗剪能力完全喪失的現(xiàn)象。的孔隙水壓力，從而導(dǎo)致土體的抗剪能力完全喪失的現(xiàn)象。飽和松砂的振動(dòng)液化飽和松砂的振動(dòng)液化n 液化現(xiàn)象液化現(xiàn)象時(shí)間時(shí)間 T T孔壓孔壓u uF飽和松砂在振動(dòng)情況飽和松砂在振動(dòng)情況下孔壓急劇升高下孔壓急劇升高F在瞬間砂土

36、呈液態(tài)在瞬間砂土呈液態(tài)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)臺(tái)松砂松砂飽和松砂的振動(dòng)液化飽和松砂的振動(dòng)液化n 液化機(jī)理液化機(jī)理（1 1）初始處于疏松狀態(tài)）初始處于疏松狀態(tài)（3 3）振后處于密實(shí)狀態(tài)）振后處于密實(shí)狀態(tài)（2 2）振動(dòng)過(guò)程中處于懸浮狀態(tài)）振動(dòng)過(guò)程中處于懸浮狀態(tài) - - 孔壓升高（液化）孔壓升高（液化）振前松砂振前松砂的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)振中顆粒懸浮，振中顆粒懸浮，有效應(yīng)力為零有效應(yīng)力為零振后砂土振后砂土變密實(shí)變密實(shí)飽和松砂的振動(dòng)液化飽和松砂的振動(dòng)液化n 液化機(jī)理液化機(jī)理排出的剩排出的剩余孔隙水余孔隙水松砂層松砂層地下水位地下水位地震荷載地震荷載建筑物建筑物噴噴 砂砂地面下沉地面下沉噴砂噴砂遺井遺井排出的剩排出的剩余孔隙

37、水余孔隙水地震前地震前 液化時(shí)液化時(shí) 液化后液化后n 建筑物地基的液化建筑物地基的液化n 液化定義液化定義F在飽和砂土中，由于振動(dòng)引起顆粒的在飽和砂土中，由于振動(dòng)引起顆粒的懸浮，超靜孔隙水壓力急劇升高，直懸浮，超靜孔隙水壓力急劇升高，直到其孔隙水壓力等于總應(yīng)力時(shí)，有效到其孔隙水壓力等于總應(yīng)力時(shí)，有效應(yīng)力為零，砂土的強(qiáng)度喪失，砂土呈應(yīng)力為零，砂土的強(qiáng)度喪失，砂土呈液體流動(dòng)狀態(tài)，稱為液化現(xiàn)象液體流動(dòng)狀態(tài)，稱為液化現(xiàn)象F飽和度飽和度F組成組成F狀態(tài)狀態(tài)F結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)F其他其他砂土液化的影響因素砂土液化的影響因素 粉細(xì)砂：粉細(xì)砂： d50 =0.07mm- 1.0mm 礫類土：礫類土： 粒徑大于粒徑大于5

38、mm60% 粉土：粉土： Ip=（3-10）Il=0.75-1.0 排水條件排水條件 應(yīng)力狀態(tài)及歷史應(yīng)力狀態(tài)及歷史 地震特性地震特性.相對(duì)密度相對(duì)密度Dr0， cuc , cu 與超固結(jié)度有關(guān)與超固結(jié)度有關(guān)O = 13 23n 超固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線cu f fccuu1fu2fu1fu2f f fc 固結(jié)不排水試驗(yàn)小結(jié)F 剪切過(guò)程中的超靜孔壓：剪切過(guò)程中的超靜孔壓： u = A ( )F 試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)：試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)： cu，ccu 和和 ，c F 正常固結(jié)粘土：正常固結(jié)粘土： cu c 0 不固結(jié)不排水試驗(yàn)n強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度指標(biāo)：cuu(cu), uu( u) F試驗(yàn)條件試驗(yàn)

39、條件F飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)cuF不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)F無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)：無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)： 3=0的不排水試驗(yàn)的不排水試驗(yàn)F不飽和試樣的不排水強(qiáng)度不飽和試樣的不排水強(qiáng)度不固結(jié)不排水試驗(yàn)F排水閥門關(guān)閉，排水閥門關(guān)閉，施加圍壓施加圍壓 ，產(chǎn)生孔隙水壓力，產(chǎn)生孔隙水壓力 u1=B F施加施加( ( 1 1 - - ) )時(shí)，時(shí)，排水閥門關(guān)閉，排水閥門關(guān)閉，量測(cè)剪切過(guò)程中產(chǎn)量測(cè)剪切過(guò)程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力生的超靜孔隙水壓力 u2 = BA ( )n 試驗(yàn)條件n 飽和試樣的不排飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)水強(qiáng)度指標(biāo)c cu u不固結(jié)不排水試驗(yàn)O =

40、13 u=0 fcu 23 fc 試驗(yàn)過(guò)程中不排水，試樣密度不變，不論周圍壓力試驗(yàn)過(guò)程中不排水，試樣密度不變，不論周圍壓力 3多大，抗剪強(qiáng)度和破壞時(shí)的有效應(yīng)力狀態(tài)相同多大，抗剪強(qiáng)度和破壞時(shí)的有效應(yīng)力狀態(tài)相同 總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度包線水平總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度包線水平 u=0， cu=( 1- 3)f/2 破壞時(shí)不同破壞時(shí)不同 3試驗(yàn)的有效應(yīng)力莫爾圓相同試驗(yàn)的有效應(yīng)力莫爾圓相同u1fu2f有效應(yīng)力有效應(yīng)力莫爾圓莫爾圓總應(yīng)力總應(yīng)力莫爾圓莫爾圓思考題思考題1 1： u u=0=0是否意味著土體不具有摩擦強(qiáng)度？是否意味著土體不具有摩擦強(qiáng)度？思考題思考題2 2：可否由：可否由UUUU試驗(yàn)確定有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)？試驗(yàn)確定

41、有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)？O = 13 u=0 fcu 23 fc 有效應(yīng)力有效應(yīng)力莫爾圓莫爾圓總應(yīng)力總應(yīng)力莫爾圓莫爾圓不固結(jié)不排水試驗(yàn)n 無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)O = u=0 fcu 3=0qu= F 3 3= =0 0的不排水試驗(yàn)的不排水試驗(yàn)F f f=c=cu u =q=qu u/2/2F由于土樣擾動(dòng)等的由于土樣擾動(dòng)等的影響，一般稍低于影響，一般稍低于原位不排水強(qiáng)度原位不排水強(qiáng)度不排水強(qiáng)度不排水強(qiáng)度Cu的大小，取決于土樣所受先期固結(jié)壓的大小，取決于土樣所受先期固結(jié)壓力（或試樣密度）。力（或試樣密度）。先期固結(jié)壓力越高，土樣的密度越大，不排水強(qiáng)度也先期固結(jié)壓力越高，土樣的密度越大，不排水強(qiáng)

42、度也越大越大試驗(yàn)類型試驗(yàn)類型試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)慢剪慢剪Slow Shear 施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力-充分固結(jié)充分固結(jié) 慢剪，保證無(wú)超靜孔壓慢剪，保證無(wú)超靜孔壓 cs， s固結(jié)快剪固結(jié)快剪Consolidated Quick Shear 施加正應(yīng)力施加正應(yīng)力-充分固結(jié)充分固結(jié) 快剪，在快剪，在3-5分鐘內(nèi)剪切壞分鐘內(nèi)剪切壞ccq， cq快剪快剪Quick Shear 施加正應(yīng)力后不固結(jié)，施加正應(yīng)力后不固結(jié)， 立即快剪，立即快剪，3-5分鐘內(nèi)剪壞分鐘內(nèi)剪壞cq， q直剪試驗(yàn)類型和強(qiáng)度指標(biāo)直剪試驗(yàn)類型和強(qiáng)度指標(biāo)n 排水條件不明確，但可以模擬實(shí)際工程問(wèn)題排水條件不明確，但可以模擬實(shí)際工程問(wèn)題直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)F 對(duì)于砂土，三種試驗(yàn)結(jié)果都接近于對(duì)于砂土，三種試驗(yàn)結(jié)果都接近于c F 對(duì)于粘性土，對(duì)于粘性土，慢剪：慢剪：cs c ， s ， 一般強(qiáng)度指標(biāo)稍大，常乘系數(shù)一般強(qiáng)度指標(biāo)稍大，常乘系數(shù)0.9固結(jié)快剪：固結(jié)快剪：ccq ccu cqcu 快剪：快剪： 對(duì)于對(duì)于 k10-7cm/s的粘土的粘土 cq cu qu