地基與基礎(chǔ)土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力

地基與基礎(chǔ)土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力第1頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一土的抗剪強(qiáng)度

與地基承載力§4.1概述§4.2土的抗剪強(qiáng)度

§4.3土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法§4.4地基承載力第四章第2頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.1概述土的抗剪強(qiáng)度：是指土體對(duì)于外力作用下，土體內(nèi)部產(chǎn)生剪應(yīng)力時(shí)，土對(duì)剪切破壞的極限抵抗能力。主要應(yīng)用于地基承載力的計(jì)算和地基穩(wěn)定性的分析、邊坡穩(wěn)定性分析、檔土墻及地下結(jié)構(gòu)物上的土壓力計(jì)算等

。

變形破壞沉降、位移、不均勻沉降等超過(guò)規(guī)定限值(已學(xué))地基破壞

強(qiáng)度破壞地基整體或局部滑移、隆起，土工構(gòu)筑物失穩(wěn)、滑坡土體強(qiáng)度破壞的機(jī)理：

在外荷載作用下，土體中將產(chǎn)生剪應(yīng)力和剪切變形，當(dāng)土中某點(diǎn)由外力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，土就沿著剪應(yīng)力作用方向產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，該點(diǎn)便發(fā)生剪切破壞。第3頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.1概述第4頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一工程背景

1.建筑物地基承載力問(wèn)題

基礎(chǔ)下的地基土體產(chǎn)生整體滑動(dòng)或因局部剪切破壞而導(dǎo)致過(guò)大的地基變形甚至傾覆。

1.建筑物地基承載力問(wèn)題(圖1)第5頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑物地基承載力問(wèn)題(圖2)第6頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑物地基承載力問(wèn)題(圖4)第7頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.構(gòu)筑物環(huán)境的安全性問(wèn)題即土壓力問(wèn)題

擋土墻、基坑等工程中，墻后土體強(qiáng)度破壞將造成過(guò)大的側(cè)向土壓力，導(dǎo)致墻體滑動(dòng)、傾覆或支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞事故。

2.構(gòu)筑物環(huán)境的安全性問(wèn)題即土壓力問(wèn)題第8頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

3.土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定性問(wèn)題3.土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定性問(wèn)題土壩、路堤等填方邊坡以及天然土坡等，在超載、滲流乃至暴雨作用下引起土體強(qiáng)度破壞后將產(chǎn)生整體失穩(wěn)邊坡滑坡等事故。第9頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2006年3月27日下午4時(shí)45分，太原到舊關(guān)高速公路壽陽(yáng)段發(fā)生嚴(yán)重塌陷，路面整體沉陷，路基向外滑移，塌陷處長(zhǎng)130米，寬12米，深8.5米，所幸沒(méi)有發(fā)生交通事故，未造成人員傷亡。專(zhuān)家勘察后，初步確定此地段原是舊河槽，底層土壤滲水液化造成塌陷。石太高速壽陽(yáng)段塌陷現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重2006年03月30日星期四央視《焦點(diǎn)訪談》第10頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一石太高速壽陽(yáng)段塌陷現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重石太高速公路壽陽(yáng)段塌陷現(xiàn)場(chǎng)（3月28日攝）。2006年03月30日星期四央視《焦點(diǎn)訪談》第11頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一石太高速壽陽(yáng)段塌陷現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重石太高速公路壽陽(yáng)段塌陷現(xiàn)場(chǎng)（3月28日攝）。3月28日，公路勘察人員在查看石太高速公路壽陽(yáng)段塌陷后的裂縫。2006年03月30日星期四央視《焦點(diǎn)訪談》第12頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2000年西藏易貢巨型滑坡第13頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)土的抗剪強(qiáng)度一、抗剪強(qiáng)度（一）、庫(kù)侖定律（剪切定律）測(cè)定方法：直接剪切試驗(yàn)（直剪試驗(yàn)）應(yīng)力控制式直剪儀應(yīng)變控制式（常用）測(cè)定儀器：直剪儀工作原理示意

第14頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1773年，庫(kù)侖根據(jù)砂土剪切試驗(yàn)得出f=tan砂土f=c+tan粘土c庫(kù)侖定律：在法向壓力

變化范圍不大的范圍內(nèi)，抗剪強(qiáng)度τf與法向壓力σ之間的關(guān)系，可近似的用一條直線代替。c:土的粘聚力:土的內(nèi)摩擦角ff根據(jù)粘性土剪切試驗(yàn)得出:為土的內(nèi)摩擦力摩爾包線f=c+tan

·····第15頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一庫(kù)倫公式（二）、抗剪強(qiáng)度的構(gòu)成因素

來(lái)源于土的內(nèi)摩擦力

顆粒之間表面摩擦力；顆粒之間的相互嵌入和互鎖作用產(chǎn)生的咬合力。粘性土抗剪強(qiáng)度構(gòu)成主要來(lái)源于黏聚力其次內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力無(wú)粘性土抗剪強(qiáng)度：第16頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一度影響因素土的抗剪強(qiáng)①土顆粒的礦物成分、形狀、粒徑及表面粗糙程度（三）、抗剪強(qiáng)度的影響因素

②原始密度③天然含水量④土的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)情況⑤有效應(yīng)力大?、邞?yīng)力歷史⑥試驗(yàn)條件第17頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、摩爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論材料的剪切破壞主要是由于土中某一截面上的剪應(yīng)力達(dá)到極限值所致，但材料達(dá)到破壞時(shí)的抗剪強(qiáng)度也與該截面上的正應(yīng)力有關(guān)。最大剪應(yīng)力理論土體的穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)土中某點(diǎn)的剪應(yīng)力小于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，土體不會(huì)發(fā)生剪切破壞。極限平衡狀態(tài)當(dāng)土中剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，土體式處于極限平衡基本概念破壞狀態(tài)當(dāng)土中剪應(yīng)力大于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)理論上屬于破壞狀態(tài)（實(shí)際上這種應(yīng)力狀態(tài)根本不存在）第18頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）、土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)

最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力假定土體是均勻的、連續(xù)的，一無(wú)限長(zhǎng)條形荷載作用于半無(wú)限體的表面上，研究水平地面下任一深度z處M點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。由M點(diǎn)取一微元體dxdydz，并使微元體的上、下面平行于地面。因微元體很小，可忽略微元體本身的質(zhì)量?，F(xiàn)分析此微元體的受力情況，將微元體放大。因?yàn)橥馏w并無(wú)外荷作用，只有土的自重作用，故在微元體各個(gè)面上沒(méi)有剪應(yīng)變，也就沒(méi)有剪應(yīng)力，凡是沒(méi)有剪應(yīng)力的面稱(chēng)為主應(yīng)面。作用在主應(yīng)面上的力稱(chēng)為主應(yīng)力，因此前圖中的σ1為最大主應(yīng)力，σ3為最小主應(yīng)力。土中某點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)是個(gè)復(fù)雜的三向受力狀態(tài)，為簡(jiǎn)化計(jì)算只考慮最大和最小主應(yīng)力。要計(jì)算土中任意點(diǎn)任意截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力可以通過(guò)數(shù)解法和圖解法求得。第19頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一O131/2(1+3)2A(,)土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)可用摩爾應(yīng)力圓描述

31摩爾圓可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，摩爾圓圓周上各點(diǎn)的坐標(biāo)就表示該點(diǎn)在相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。3311斜面上的應(yīng)力豎直法向等于0:水平法向等于0：根據(jù)平衡條件所有的力在列出兩個(gè)平衡方程：第20頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑴應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相離（圓1）：

強(qiáng)度線⑵應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相切（圓2）：⑶應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相割（圓3）：極限應(yīng)力圓τ<τf

彈性平衡狀態(tài)

τ=τf

極限平衡狀態(tài)

τ>τf

破壞狀態(tài)

（一）、土的極限平衡條件A123f=c+tan

第21頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一摩爾－庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則莫爾應(yīng)力圓與庫(kù)侖強(qiáng)度線相切的應(yīng)力狀態(tài)作為土的破壞準(zhǔn)則(目前判別土體所處狀態(tài)的最常用準(zhǔn)則)

抗剪強(qiáng)度包線

第22頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一摩爾－庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則31c

cr2

crAcctg1/2(1+3)無(wú)粘性土：c=0粘性土：oo′BC第23頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，破壞面與大主應(yīng)力作用面的夾角為說(shuō)明：剪破面并不產(chǎn)生于最大剪應(yīng)力面，而與最大剪應(yīng)力面成/2的夾角。因此，土的剪切破壞并不是由最大剪應(yīng)力τmax所控制。

內(nèi)外角之間的關(guān)系：31c

cr2

crAcctg1/2(1+3)oo′BC第24頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一結(jié)論:（4）已知大小主應(yīng)力中任何一個(gè)，即可求得另一個(gè)；或在已知抗剪指標(biāo)與大小主應(yīng)力的情況下，判斷土體的平衡狀態(tài)；（1）土的強(qiáng)度破壞原因：由于土中某點(diǎn)剪切面上的剪應(yīng)力達(dá)到和超過(guò)了土的抗剪強(qiáng)度所致。（3）強(qiáng)度包線：當(dāng)土體處于極限狀態(tài)時(shí)，土中該點(diǎn)的極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相切，一組極限應(yīng)力圓的公切線。內(nèi)摩擦角：強(qiáng)度包線與縱坐標(biāo)的截距為土的黏聚力，與橫坐標(biāo)夾角為土的內(nèi)摩擦角。（2）土中某點(diǎn)達(dá)到剪切破壞狀態(tài)的應(yīng)力條件：必須是法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的某種組合符合庫(kù)侖定律的破壞準(zhǔn)則（大主應(yīng)力作用面成某一夾角的平面上。第25頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)抗剪強(qiáng)度的測(cè)定方法室內(nèi)試驗(yàn)：應(yīng)力狀態(tài)被改變，取土過(guò)程受到干擾原位測(cè)試：精度不高直接剪切試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)十字板剪切實(shí)驗(yàn)第26頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的最簡(jiǎn)單方法是直接剪切試驗(yàn)。這種試驗(yàn)使用的儀器稱(chēng)為直接剪切儀(簡(jiǎn)稱(chēng)直剪儀)，儀器的主要部件見(jiàn)下圖。

1.試驗(yàn)裝置應(yīng)變控制式與應(yīng)力控制式兩種，前者以等應(yīng)變速率使試樣產(chǎn)生剪切位移直至剪破，后者是分級(jí)施加水平剪應(yīng)力并測(cè)定相應(yīng)的剪切位移。目前我國(guó)使用較多的是應(yīng)變控制式直剪儀。應(yīng)變控制式直剪儀二、直接剪切試驗(yàn)第27頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

直剪儀(圖2)第28頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一通過(guò)控制剪切速率來(lái)近似模擬排水條件PSTA為了考慮固結(jié)程度和排水條件對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響根據(jù)加荷速率的快慢將直剪試驗(yàn)劃分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種試驗(yàn)類(lèi)型。1.快剪Q(施加正應(yīng)力后立即剪切3～5分鐘內(nèi)剪壞)

適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的細(xì)粒土，以cq，fq表示。2.固結(jié)快剪R（施加正應(yīng)力-充分固結(jié)在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞)

也適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的細(xì)粒土，以ccq，fcq表示。3.慢剪S(施加正應(yīng)力-充分固結(jié)慢慢施加剪應(yīng)力-小于0.02mm/分，以保證無(wú)超靜孔壓)以cs，fs表示。上述三種方法的試驗(yàn)結(jié)果如圖所示。從圖中可以看出，

cq

＞

ccq

＞cs

，而fq

＜

fcq

＜

fs

。第29頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一PSTAOc·f第30頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便結(jié)果便于整理測(cè)試時(shí)間短優(yōu)點(diǎn)試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)變不均勻不能控制排水條件剪切面固定缺點(diǎn)PSTA直接剪切驗(yàn)：第31頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）、抗剪強(qiáng)度包線

分別在不同的周?chē)鷫毫?作用下進(jìn)行剪切，得到3～4個(gè)不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線。

抗剪強(qiáng)度包線

c三、三軸接剪切試驗(yàn)第32頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）、三軸剪切試驗(yàn)試驗(yàn)儀器：應(yīng)變控制式三軸儀：

應(yīng)力控制式三軸儀受壓室周?chē)鷫毫刂葡到y(tǒng)軸向加壓系統(tǒng)孔隙水壓力系統(tǒng)試樣體積變化量測(cè)系統(tǒng)第33頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一試驗(yàn)步驟:

3

3

3

3

3

3△△2.施加周?chē)鷫毫?.施加豎向壓力1.裝樣第34頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三軸壓縮試驗(yàn)三軸是指一個(gè)豎向和兩個(gè)側(cè)向而言，由于壓力室和試樣均為圓柱形，因此，兩個(gè)側(cè)向(或稱(chēng)周?chē)?的應(yīng)力相等并為小主應(yīng)力s3，而豎向(或軸向)的應(yīng)力為大主應(yīng)力s1。在增加s1時(shí)保持s3不變，這樣條件下的試驗(yàn)稱(chēng)為常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)。三軸壓縮儀主機(jī)量測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)壓調(diào)壓系統(tǒng)第35頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一應(yīng)用范圍⑴重大工程與科學(xué)研究；⑵一級(jí)建筑物試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)方法三軸壓縮試驗(yàn)直接量測(cè)的是試樣在不同恒定周?chē)鷫毫ο碌目箟簭?qiáng)度，然后利用莫爾－庫(kù)侖準(zhǔn)則間接推求土的抗剪強(qiáng)度。

第36頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三軸壓縮儀（又稱(chēng)三軸剪切儀）第37頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室加壓系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng)軸向加壓系統(tǒng)第38頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三軸壓縮試樣第39頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一方法：首先試樣施加靜水壓力—室壓（圍壓）1=2=3

；然后通過(guò)活塞桿施加的是應(yīng)力差Δ1=

1-3

。（1）試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法：特點(diǎn)：試樣是軸向?qū)ΨQ(chēng)應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力z一般是最大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)力總是相等r=x，亦即1=z；2=3=r第40頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）1打開(kāi)排水閥門(mén)，施加圍壓后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；2打開(kāi)排水閥門(mén)，慢慢施加軸向應(yīng)力差以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU試驗(yàn)）1打開(kāi)排水閥門(mén)，施加圍壓后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；2關(guān)閉排水閥門(mén)，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差過(guò)程中不排水不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU試驗(yàn)）1關(guān)閉排水閥門(mén)，圍壓下不固結(jié)；2關(guān)閉排水閥門(mén)，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差過(guò)程中不排水cd、d

ccu、cu

cu、u

（2）試驗(yàn)類(lèi)型第41頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（3）三軸試驗(yàn)結(jié)果三軸試驗(yàn)結(jié)果—抗剪強(qiáng)度包線抗剪強(qiáng)度包線

c

分別在不同的周?chē)鷫毫?作用下進(jìn)行剪切，得到3～4個(gè)不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線

第42頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一有效應(yīng)力圓總應(yīng)力圓u=0B

C

cu

uAA

3A

1A飽和粘性土在三組3下的不排水剪試驗(yàn)得到A、B、C三個(gè)不同3作用下破壞時(shí)的總應(yīng)力圓

試驗(yàn)表明：三個(gè)試樣的周?chē)鷫毫?不同，但破壞時(shí)的主應(yīng)力差相等，三個(gè)極限應(yīng)力圓的直徑相等，因而強(qiáng)度包線是一條水平線

三個(gè)試樣只能得到一個(gè)有效應(yīng)力圓

（1）不固結(jié)不排水剪（UU）不同試驗(yàn)方法的剪切試驗(yàn)結(jié)果

（1）不固結(jié)不排水剪的剪切試驗(yàn)結(jié)果第43頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一虛線應(yīng)力圓：將總應(yīng)力圓在水平軸上左移uf得到相應(yīng)的有效應(yīng)力圓，按有效應(yīng)力圓強(qiáng)度包線可確定c、

ccuc

cu

實(shí)線應(yīng)力圓：飽和粘性土在三組3下進(jìn)行固結(jié)不排水剪試驗(yàn)得到A、B、C三個(gè)不同3作用下破壞時(shí)的總應(yīng)力圓，由總應(yīng)力圓強(qiáng)度包線確定固結(jié)不排水剪總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)ccu、

cuABC（2）固結(jié)不排水剪（CU）

（2）固結(jié)不排水剪的剪切試驗(yàn)結(jié)果第44頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在整個(gè)排水剪試驗(yàn)過(guò)程中，uf

＝0，總應(yīng)力全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓即是有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力強(qiáng)度線即是有效應(yīng)力強(qiáng)度線。強(qiáng)度指標(biāo)為cd、d

cdd

總結(jié):對(duì)于同一種土，在不同的排水條件下進(jìn)行試驗(yàn)，總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)完全不同

有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)不隨試驗(yàn)方法的改變而不同，抗剪強(qiáng)度與有效應(yīng)力有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系（3）固結(jié)排水剪（CD）

（3）固結(jié)排水剪的剪切試驗(yàn)結(jié)果第45頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一剪切過(guò)程中的超靜孔隙水壓力u對(duì)于飽和土試樣：孔壓系數(shù)B=1.0

u=BA(=A(對(duì)于剪切過(guò)程中無(wú)體積變化：

A=1/3剪切過(guò)程中發(fā)生剪縮：

A>1/3剪切過(guò)程中發(fā)生剪脹：

A<1/3(甚至可能A<0，u<0）第46頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點(diǎn)：1應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；2排水條件清楚，可控制；3破壞面不是人為固定的；4試驗(yàn)單元體試驗(yàn)缺點(diǎn)：設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法試驗(yàn)說(shuō)明：3＝0即為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)（4）優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)第47頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

三軸壓縮試驗(yàn)中當(dāng)周?chē)鷫毫3=0時(shí)即為無(wú)側(cè)限試驗(yàn)條件，這時(shí)只有q=s1。所以，也可稱(chēng)為單軸壓縮試驗(yàn)。由于試樣的側(cè)向壓力為零，在側(cè)向受壓時(shí)，其側(cè)向變形不受限制，故又稱(chēng)為無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)。把這種情況下所能承受的最大軸向壓力稱(chēng)為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度以qu表示。試驗(yàn)時(shí)仍用圓柱狀試樣，可在專(zhuān)門(mén)的無(wú)側(cè)限儀上進(jìn)行，也可在三軸儀上進(jìn)行。1.適用土質(zhì)——飽和粘性土2.試驗(yàn)原理——相當(dāng)三軸壓縮試驗(yàn)中，s3=0時(shí)的不排水剪。3.試驗(yàn)裝置ququ3=0（三）、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)加壓框架量表量力環(huán)升降螺桿無(wú)側(cè)限壓縮儀試樣第48頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一無(wú)側(cè)限壓縮儀第49頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一試驗(yàn)成果與計(jì)算⑴軸向應(yīng)變e1，應(yīng)按下式計(jì)算：

⑵軸向應(yīng)力，應(yīng)按下式計(jì)算：

⑶無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度Aa取e-s曲線上峰值為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度第50頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一0cu無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)qu無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切線就是破壞包線第51頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一般適用于測(cè)定軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)；鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；通過(guò)施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度（四）、十字板剪切試驗(yàn)第52頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

試驗(yàn)時(shí)，先鉆孔至需要試驗(yàn)的土層深度以上750mm處，然后將裝有十字板的鉆桿放入鉆孔底部，并插入土中750mm，施加扭矩使鉆桿旋轉(zhuǎn)直至土體剪切破壞。土體剪切面為十字板旋轉(zhuǎn)形成的圓柱面。1.適用土質(zhì)條件——軟弱粘性土、取原狀土困難的條件2.試驗(yàn)設(shè)備3.試驗(yàn)方法土的抗剪強(qiáng)度：第53頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一M1HDM2優(yōu)點(diǎn)

(1)不需取樣，對(duì)土的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小；

(2)儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便，具有快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)；

(3)所得的軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度常比無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果大，但較反映實(shí)際條件；

(4)可測(cè)定軟粘土的靈敏度。

(5)涉及的土體積比室內(nèi)試驗(yàn)樣品大很多

(6)可連續(xù)進(jìn)行，可得到完整的土層剖面及物理力學(xué)指標(biāo)缺點(diǎn)

(1)難于控制測(cè)試中的邊界條件，如排水條件和應(yīng)力條件

(2)測(cè)試數(shù)據(jù)和土的工程性質(zhì)的關(guān)系建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系上

(3)測(cè)試設(shè)備進(jìn)入土層對(duì)土層也有一定擾動(dòng)

(4)試驗(yàn)應(yīng)力路徑無(wú)法很好控制，試驗(yàn)時(shí)的主應(yīng)力方向與實(shí)際工程往往不一致

(5)應(yīng)變場(chǎng)不均勻，應(yīng)變速率大于實(shí)際工程的正常固結(jié)第54頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一平板載荷試驗(yàn)確定地基承載力理論公式確定地基承載力確定地基承載力的其他方法主要內(nèi)容第四節(jié)地基承載力第55頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一地基破壞的模式地基破壞主要是由于基礎(chǔ)下持力層抗剪強(qiáng)度不夠，土體產(chǎn)生剪切破壞所致，地基的破壞模式可分為：1.整體破壞（密實(shí)砂土，堅(jiān)硬粘土）2.局部剪切破壞（土質(zhì)較軟）3.沖剪破壞（軟粘土，深埋）第56頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.局部剪切松軟地基，埋深較大；曲線開(kāi)始就是非線性，沒(méi)有明顯的驟降段。3.沖剪破壞松軟地基，埋深較大；荷載板幾乎垂直下切，兩側(cè)無(wú)土體隆起。1.整體破壞土質(zhì)堅(jiān)實(shí),基礎(chǔ)埋深淺；曲線開(kāi)始近直線，隨后沉降陡增，兩側(cè)土體隆起。（1）整體破壞PS（2）局部剪切PS（3）沖剪破壞PS深土層表面土地基破壞的模式特征第57頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1940年在軟粘土地基上的某水泥倉(cāng)的傾覆第58頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一水泥倉(cāng)地基

整體破壞藍(lán)粘土石頭和粘土地基土可能的滑動(dòng)方向巖石辦公樓外墻黃粘土第59頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在軟粘土上的密砂地基的沖剪破壞第60頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一相鄰建筑物施工引起的原有建筑物的局部?jī)A斜（軟粘土地基）第61頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一膨脹土地基上建筑物的開(kāi)裂（美國(guó)—加拿大）潛在性膨脹土的分布限與熱帶和溫帶的半干旱地區(qū)內(nèi)。這種條件助長(zhǎng)了蒙特石形成。很多國(guó)家都發(fā)現(xiàn)了膨脹土。印度的黑棉土第62頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一膨脹土對(duì)建筑物的危害活動(dòng)區(qū)域第63頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一荷載試驗(yàn)沉降曲線（p-s)pcrpupcr~pu臨塑荷載連續(xù)滑動(dòng)面和極限荷載塑性區(qū)發(fā)展和臨界荷載pcr

pu地基土開(kāi)始出現(xiàn)剪切破壞s連續(xù)滑動(dòng)面p一、平板載荷試驗(yàn)確定地基承載力··第64頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一特征值fa(設(shè)計(jì)承載力)2.局部剪切階段（一）地基變形的三個(gè)階段直線變形階段-

壓密階段3.失穩(wěn)階段第65頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）、平板荷載試驗(yàn)確定地基承載力：（1）荷載板周?chē)耐劣忻黠@側(cè)向擠出；（2）荷載p增加很小，但沉降量s卻急劇增大，荷載沉降曲線出現(xiàn)陡降段；（3）在某一級(jí)荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。（4）沉降量與承壓板寬度或直徑之比(s/b)大于或等于0.06。（1）當(dāng)p～s曲線上有比例界限時(shí)，取該比較界限所對(duì)應(yīng)的荷載值；（2）當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載值的一半；（3）當(dāng)不能按上訴兩款確定時(shí)，當(dāng)壓板面積為0.25～0.50m2,可s/b=0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大家荷載量的一半。（4）同一土層參加統(tǒng)計(jì)的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不超過(guò)其平均值的30%時(shí)，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。當(dāng)滿足前三種情況之