土的穩(wěn)定分析-土的抗剪強度（土工技術(shù)課件）

抗剪強度指標(biāo)測定1直接剪切試驗2三軸剪切試驗3無側(cè)限抗壓強度試驗4十字板剪切試驗?zāi)夸浽囼瀮x器：直剪儀（應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）原理：庫侖定律1.直接剪切試驗應(yīng)變控制式直剪儀快剪（q）每分鐘4-6轉(zhuǎn)固結(jié)快剪(cq)慢剪(s)每分鐘1.直接剪切試驗剪前施加在試樣頂面上的豎向壓力為剪破面上的法向應(yīng)力

在法向應(yīng)力

作用下，繪剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線，根據(jù)曲線得到該

作用下土的抗剪強度4mm

a

b

剪切位移△l(0.01mm)

剪應(yīng)力

（kPa)

1

2

剪應(yīng)力測力計率定系數(shù)，kPa/0.01mm測力讀計數(shù),0.01mm△剪切位移手輪轉(zhuǎn)數(shù)1.直接剪切試驗在不同的垂直壓力

下進行剪切試驗，得相應(yīng)的抗剪強度τf，繪制τf-

曲線，得該土的抗剪強度線，即庫侖線。1.直接剪切試驗直剪試驗優(yōu)缺點優(yōu)點：儀器構(gòu)造簡單，試樣的制備和安裝方便，易于操作缺點：①剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面不符合實際情況，不是土樣的最薄弱面。②試驗中不能嚴(yán)格控制排水條件，對透水性強的土尤為突出，不能量測土樣的孔隙水壓力。③上下盒的錯動，剪切過程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻1.直接剪切試驗應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室加壓系統(tǒng)量測系統(tǒng)原理：莫爾—庫侖強度理論2.三軸剪切試驗

三軸剪切儀壓力室示意圖1-豎向加荷活塞；2-頂蓋；3-有機玻璃圓筒；4-乳膠膜；5-底座；6-活塞座；7-壓力表2.三軸剪切試驗試驗步驟:

3

3

3

3

3

3△△2.施加周圍壓力3.施加豎向壓力1.試樣安裝分別在不同的周圍壓力

3作用下進行剪切，得到3～4個不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強度包線抗剪強度包線

1、不固結(jié)不排水剪（UU）2、固結(jié)不排水剪（CU）3、固結(jié)排水剪（CD）2.三軸剪切試驗三軸試驗優(yōu)缺點優(yōu)點：①試驗中能嚴(yán)格控制試樣排水條件，量測孔隙水壓力，了解土中有效應(yīng)力變化情況②試樣中的應(yīng)力分布比較均勻缺點：①試驗儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜②試驗在

2=

3的軸對稱條件下進行，與土體實際受力情況可能不符

2.三軸剪切試驗0cu飽和軟粘土不固結(jié)不排水剪結(jié)果3.無側(cè)限抗壓強度試驗ququ加壓框架量表量力環(huán)升降螺桿無側(cè)限壓縮儀

無側(cè)限抗壓強度試驗是三軸剪切試驗的特例，對試樣不施加周圍壓力，即

3=0，只施加軸向壓力直至發(fā)生破壞，試樣在無側(cè)限壓力條件下，剪切破壞時試樣承受的最大軸向壓力qu，稱為無側(cè)限抗壓強度。試樣3.無側(cè)限抗壓強度試驗3.無側(cè)限抗壓強度試驗

說明：對于飽和軟粘土，根據(jù)三軸不排水剪試驗成果，其強度包線近似于一水平線，即

u=0，因此無側(cè)限抗壓強度試驗適用于測定飽和軟粘土的不排水強度，對一般粘性土則無法作出強度包線。qucu

u=0

無側(cè)限抗壓強度試驗儀器構(gòu)造簡單，操作方便，可代替三軸試驗測定飽和軟粘土的不排水強度。3.無側(cè)限抗壓強度試驗靈敏度粘性土的原狀土無側(cè)限抗壓強度與原土結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓強度的比值反映土的結(jié)構(gòu)受撓動對強度的影響程度

根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分類：低靈敏度土1<St≤2中靈敏度土2<St≤43.無側(cè)限抗壓強度試驗4.十字板剪切試驗適用于現(xiàn)場測定飽和粘性土的不排水強度，尤其是均勻的飽和軟粘土柱體上下平面的抗剪強度產(chǎn)生的抗扭力矩柱體側(cè)面抗剪強度產(chǎn)生的抗扭力矩4.十字板剪切試驗庫侖定律1問題引入2抗剪強度的基本概念3庫侖定律的表達式目錄請大家觀看如下視頻，試討論：如果你來做，更容易在哪種情況下堅持不住，而產(chǎn)生“破壞”（倒地不起）？

原因何在？強度：構(gòu)件抵抗破壞的能力1.問題引入結(jié)論：雙手做俯臥撐情況，一般人都可以做到；單手做俯臥撐情況，少數(shù)人可以做到，不用手做俯臥撐情況，幾乎沒有見過。

常量：練者的自身體重；變量：練者的作用面積；破壞：作用面積在減小。“破壞”取決于練者作用在單位面積上的力-

-應(yīng)力。1.問題引入土的抗剪強度定義為：土體對于外荷載引起的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。

當(dāng)土中某點由外力引起的剪應(yīng)力達到土的抗剪強度時，該點土體就會發(fā)生相對于相鄰?fù)馏w的移動，即該點發(fā)生剪切破壞。隨著荷載的增大，更多區(qū)域發(fā)生剪切破壞，當(dāng)形成連續(xù)的滑動面后，一部分土體相對另一部分土體產(chǎn)生滑動，整個地基發(fā)生破壞。

土體的剪切破壞現(xiàn)象2.抗剪強度的基本概念1776年，法國學(xué)者庫侖根據(jù)砂性土（a）及黏性土的試驗結(jié)果(b）分別得到了土的抗剪強度的表達式:

f=c+

tan

黏性土：c

f

f=

tan

砂性土：

f3.庫侖定律的表達式高中時學(xué)過的摩擦力的計算公式：重物與地面的摩擦系數(shù)土顆粒與土顆粒的摩擦系數(shù)