巖土工程土體抗剪強(qiáng)度及震動(dòng)液化

第五章土的抗剪強(qiáng)度1本章特點(diǎn)有較嚴(yán)格的理論體系各種關(guān)系較復(fù)雜前面各章知識(shí)的綜合運(yùn)用理清關(guān)系砂性土與粘性土強(qiáng)度的區(qū)別與聯(lián)系試驗(yàn)條件與實(shí)際工程情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系正常固結(jié)粘性土的強(qiáng)度不固結(jié)不排水剪的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及強(qiáng)度強(qiáng)度指標(biāo)的運(yùn)用主要難點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)§5土的抗剪強(qiáng)度2土工結(jié)構(gòu)物或地基土滲透問(wèn)題變形問(wèn)題強(qiáng)度問(wèn)題滲透特性變形特性強(qiáng)度特性§5土的抗剪強(qiáng)度3§5土的抗剪強(qiáng)度5.1土體破壞與強(qiáng)度理論?5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)?5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線?5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)?5.5動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化4§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)二、工程中土體的破壞類型三、土的強(qiáng)度機(jī)理四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論5§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度1.碎散性：強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相互作用——主要是抗剪強(qiáng)度（剪切破壞），顆粒間粘聚力與摩擦力；2.三相體系：三相承受與傳遞荷載——有效應(yīng)力原理；3.自然變異性：土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)6大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型1.擋土結(jié)構(gòu)物的破壞§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論71.擋土結(jié)構(gòu)物的破壞§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型廣州京光廣場(chǎng)基坑塌方使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉(cāng)庫(kù)倒塌，死3人，傷17人?！?土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論8擋土墻滑裂面基坑支護(hù)§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度1.擋土結(jié)構(gòu)物的破壞§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論9平移滑動(dòng)2.各種類型的滑坡§5土的抗剪強(qiáng)度崩塌旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)流滑二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論101994年4月30日崩塌體積400萬(wàn)方10萬(wàn)方進(jìn)入烏江死4人，傷5人，失蹤12人擊沉拖輪、駁輪各一艘，漁船2只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡崩塌體巨大石塊滾入江內(nèi)，無(wú)法通航滑坡體崩入烏江近百萬(wàn)方；江水位差數(shù)米。烏江雞冠嶺山體崩塌§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論11龍觀嘴黃崖溝烏江2000年西藏易貢巨型滑坡§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論12立面示意圖高程（m）滑距（m）553022004000扎木弄溝滑坡堆積體08000400020006000坡高3330m堆積體寬約2500m總方量約3億方§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型2000年西藏易貢巨型滑坡§5土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論13平面示意圖易貢滑坡堰塞湖滑坡堆積區(qū)扎木弄溝2264m2210m2165m2340m5520m滑坡堆積體§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型2000年西藏易貢巨型滑坡§5土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論14天然壩

壩高290m滑坡堰塞湖

庫(kù)容15億方湖水每天上漲50cm?§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型2000年西藏易貢巨型滑坡§5土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論15邊坡滑裂面§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度2.各種類型的滑坡§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論16粘土地基上的某谷倉(cāng)地基破壞3.地基的破壞§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論17日本新瀉1964年地震引起大面積液化§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度3.地基的破壞§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論18地基p滑裂面§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度3.地基的破壞§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論19土壓力邊坡穩(wěn)定地基承載力擋土結(jié)構(gòu)物破壞各種類型的滑坡地基的破壞核心強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度二、工程中土體的破壞類型§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論20§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)二、工程中土體的破壞類型三、土的強(qiáng)度機(jī)理四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論21三、土的強(qiáng)度機(jī)理§5土的抗剪強(qiáng)度施加σ（=P/A）量測(cè)S施加

（=T/A）上盒下盒PSTA§5土的抗剪強(qiáng)度1、直剪試驗(yàn)（庫(kù)侖1776）試驗(yàn)方法σ=100KPa

Sσ=200KPaσ=300KPa§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論22

Oc

c：粘聚力

：內(nèi)摩擦角σ=100KPa

Sσ=200KPaσ=300KPa三、土的強(qiáng)度機(jī)理§5土的抗剪強(qiáng)度庫(kù)侖公式

f：

土的抗剪強(qiáng)度tg：

摩擦強(qiáng)度-正比于壓力c：

粘聚強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度1.直剪試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果抗剪強(qiáng)度指標(biāo)§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論23NT=NtgφuT滑動(dòng)摩擦

三、土的強(qiáng)度機(jī)理§5土的抗剪強(qiáng)度（1）滑動(dòng)摩擦§5土的抗剪強(qiáng)度2、摩擦強(qiáng)度tg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，與顆粒大小，礦物組成等因素有關(guān)§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論24（2）咬合摩擦三、土的強(qiáng)度機(jī)理§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度2.摩擦強(qiáng)度tgCABCAB剪切面是指相鄰顆粒對(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A必須抬起，跨越相鄰顆粒B，或在尖角處被剪斷（C），才能移動(dòng)土體中的顆粒重新排列，也會(huì)消耗能量§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論25密度（e,

粒徑級(jí)配（Cu,Cc）顆粒的礦物成分

對(duì)于

：砂土>粘性土；高嶺石>伊里石>蒙特石粒徑的形狀（顆粒的棱角與長(zhǎng)寬比）

在其他條件相同時(shí)：一般，對(duì)于粗粒土，顆粒的棱角提高了內(nèi)摩擦角

影響土的摩擦強(qiáng)度的主要因素：三、土的強(qiáng)度機(jī)理§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度2.摩擦強(qiáng)度tg§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論26粘聚強(qiáng)度機(jī)理靜電引力（庫(kù)侖力）范德華力顆粒間膠結(jié)假粘聚力（毛細(xì)力等）粘聚強(qiáng)度影響因素地質(zhì)歷史粘土顆粒礦物成分密度離子價(jià)與離子濃度----+三、土的強(qiáng)度機(jī)理§5土的抗剪強(qiáng)度3、粘聚強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論27§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度一、土的強(qiáng)度特點(diǎn)二、工程中土體的破壞類型三、土的強(qiáng)度機(jī)理四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論28§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論1.應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓2.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)3.莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論4.破壞判斷方法5.滑裂面的位置§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論29PSTA§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論固定滑裂面一般應(yīng)力狀態(tài)如何判斷是否破壞？借助于莫爾圓庫(kù)侖公式§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論30==三維應(yīng)力狀態(tài)§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論1.應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓二維應(yīng)力狀態(tài)§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論31莫爾圓應(yīng)力分析符號(hào)規(guī)定§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度1.應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓材料力學(xué)+-+-土力學(xué)正應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正壓為負(fù)順時(shí)針為正逆時(shí)針為負(fù)壓為正拉為負(fù)逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù)§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論32

O

z+zx-xz

x2

1

3rp+-

1

§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論大主應(yīng)力：小主應(yīng)力:圓心：半徑：σz按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)ασx按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)α莫爾圓：代表一個(gè)土單元的應(yīng)力狀態(tài)；圓上一點(diǎn)：代表一個(gè)面上的兩個(gè)應(yīng)力

與

§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論1.應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓33

f直剪試驗(yàn)的莫爾圓與庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度線的關(guān)系如何？為什么？(c、)三軸＝(c、)直剪巧合嗎？

c

與的組合滿足庫(kù)侖公式才破壞

f

c§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論1.應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓三軸試驗(yàn)結(jié)果342.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論極限平衡應(yīng)力狀態(tài)：

有一對(duì)面上的應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到

=

f土的強(qiáng)度包線：

所有達(dá)到極限平衡狀態(tài)的莫爾園的公切線。

f§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論35§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論

f強(qiáng)度包線以內(nèi)：任何一個(gè)面上的一對(duì)應(yīng)力

與都沒(méi)有達(dá)到破壞包線，不破壞；與破壞包線相切：該面上的應(yīng)力達(dá)到破壞狀態(tài)；與破壞包線相交：有一些平面上的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度；不可能發(fā)生?！?土的抗剪強(qiáng)度2.極限平衡應(yīng)力狀態(tài)§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論36（1）土單元的某一個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度

f是該面上作用的法向應(yīng)力

的單值函數(shù),

f=f()（莫爾：1900年）（2）在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似：

f

=c+

tg

（3）某土單元的任一個(gè)平面上

=

f，該單元就達(dá)到了極限平衡應(yīng)力狀態(tài)§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度3.莫爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論37§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式－極限平衡條件

1

3

O

c§5土的抗剪強(qiáng)度3.莫爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論38§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論表達(dá)式－極限平衡條件

1

3

O

c§5土的抗剪強(qiáng)度3.莫爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論39根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ3計(jì)算σ1f比較σ1與σ1fσ1<σ1f安全狀態(tài)σ1=σ1f

極限平衡狀態(tài)σ1>σ1f不可能狀態(tài)

O

c

1f

3

1

14.破壞判斷方法§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論判別對(duì)象：土體微小單元（一點(diǎn)）

3=常數(shù)：§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論40根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ1計(jì)算σ3f比較σ3與σ3fσ3>σ3f安全狀態(tài)σ3=σ3f極限平衡狀態(tài)σ3<σ3f不可能狀態(tài)

O

c

1

3f

3

3§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論

1=常數(shù)：§5土的抗剪強(qiáng)度4.破壞判斷方法§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論41根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算出大小主應(yīng)力σ1、σ3判斷破壞可能性由σ1、σ3計(jì)算

與

比較

<

安全狀態(tài)

=

極限平衡狀態(tài)

>

不可能狀態(tài)

O

c§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論(1+3)/2

=常數(shù)：圓心保持不變

§5土的抗剪強(qiáng)度4.破壞判斷方法§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論也可比較圓的直徑422

3

1f45°＋

/2破裂面

O

c

1f

325.滑裂面的位置與大主應(yīng)力面夾角：α=45+

/2§5土的抗剪強(qiáng)度四、莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論§5土的抗剪強(qiáng)度§5.1土體破壞與強(qiáng)度理論破壞面為什么不在最大剪應(yīng)力作用面上？43√5.1土體破壞與強(qiáng)度理論5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)？5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線？5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？5.5動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度44室內(nèi)試驗(yàn)野外試驗(yàn)§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度三軸試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)等

制樣（重塑土）或現(xiàn)場(chǎng)取樣缺點(diǎn)：擾動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù)十字板扭剪試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等

原位試驗(yàn)缺點(diǎn)：應(yīng)力條件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度45§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度1、試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法2、強(qiáng)度包線3、試驗(yàn)類型4、優(yōu)缺點(diǎn)§5土的抗剪強(qiáng)度試樣壓力室壓力水排水管閥門軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩橡皮膜透水石頂帽量測(cè)體變或孔壓一、三軸試驗(yàn)46§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度方法：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)：試樣是軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力

z一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)力總是相等r=

，亦即1=z；2=3=r§5土的抗剪強(qiáng)度一、三軸試驗(yàn)47強(qiáng)度包線(

1-

)fc

(

1-

)f

分別作圍壓

為100kPa

、200kPa

、300kPa的三軸試驗(yàn)，得到破壞時(shí)相應(yīng)的（

1-

)f繪制三個(gè)破壞狀態(tài)的應(yīng)力莫爾圓，畫(huà)出它們的公切線——強(qiáng)度包線，得到強(qiáng)度指標(biāo)c與

§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度2、強(qiáng)度包線§5土的抗剪強(qiáng)度一、三軸試驗(yàn)48固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）1打開(kāi)排水閥門，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，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，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，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，圍壓

下不固結(jié)；2關(guān)閉排水閥門，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

3、試驗(yàn)類型§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度一、三軸試驗(yàn)49試驗(yàn)條件與現(xiàn)場(chǎng)條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系粘土地基上的分層慢速填方在1層固結(jié)后，快速施工2層12§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度一、三軸試驗(yàn)軟土地基上的快速填方固結(jié)排水試驗(yàn)固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)50固結(jié)排水試驗(yàn)（CD試驗(yàn)）

ConsolidatedDrainedTriaxialtest(CD)

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：cd

d（c

）試驗(yàn)類型匯總固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU試驗(yàn)）

ConsolidatedUndrainedTriaxialtest(CU)

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：ccu

cu不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU試驗(yàn)）

UnconsolidatedUndrainedTriaxialtest(UU)

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：cu

u（

cuu

uu

）§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度一、三軸試驗(yàn)51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缺點(diǎn)：設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)難以試驗(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)§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度一、三軸試驗(yàn)52PSTAσ=100KPa

Sσ=200KPaσ=300KPa

Oc

§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度二、直剪試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度53通過(guò)控制剪切速率來(lái)近似模擬排水條件§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度二、直剪試驗(yàn)PSTA§5土的抗剪強(qiáng)度(1)固結(jié)慢剪

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(2)固結(jié)快剪

施加正應(yīng)力-充分固結(jié)在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞(3)快剪

施加正應(yīng)力后立即剪切3-5分鐘內(nèi)剪切破壞54

O

nK0

nPSTA§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度二、直剪試驗(yàn)55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)變不均勻不易控制排水條件剪切面固定缺點(diǎn)§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度PSTA§5土的抗剪強(qiáng)度二、直剪試驗(yàn)TP試樣內(nèi)的變形分布56一般適用于測(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§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度三、十字板剪切試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度57時(shí)：M1HDM2§5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度三、十字板剪切試驗(yàn)§5土的抗剪強(qiáng)度58√5.1土體破壞與強(qiáng)度理論√5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)§5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線？5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？5.5砂土的振動(dòng)液化§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度59§5土的抗剪強(qiáng)度5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線一、應(yīng)力路徑及表示法二、強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線三、總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑四、粘性土密度－有效應(yīng)力－抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系60§5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線§5土的抗剪強(qiáng)度一、應(yīng)力路徑及表示法§5土的抗剪強(qiáng)度土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系特性

…、彈塑性、…需要記錄加載歷史應(yīng)力路徑概念土體中一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)連續(xù)變化，在應(yīng)力空間（平面）中的軌跡應(yīng)力狀態(tài)：土體中一點(diǎn)（微小單元）上作用的應(yīng)力的大小與方向61§5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度一、應(yīng)力路徑及表示法+-

1

O

z+zx-xz

x2

1

3rp

1

3qp莫爾圓應(yīng)力狀態(tài)圓上特定點(diǎn)pOqp,q平面：一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)應(yīng)力狀態(tài)62

3

1

1

3，pO，q固結(jié)排水三軸試驗(yàn)§5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線§5土的抗剪強(qiáng)度

保持為常數(shù)§5土的抗剪強(qiáng)度一、應(yīng)力路徑及表示法用莫爾圓用應(yīng)力平面一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)一個(gè)莫爾圓一點(diǎn)應(yīng)力的變化過(guò)程一系列莫爾圓一條線（應(yīng)力路徑）極限應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度包線相切的莫爾圓破壞主應(yīng)力線上的一點(diǎn)莫爾圓與p,q平面上的應(yīng)力路徑63√5.1土體破壞與強(qiáng)度理論√5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)√5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？5.5砂土的振動(dòng)液化§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度64強(qiáng)度指標(biāo)：峰值強(qiáng)度指標(biāo)與殘余強(qiáng)度指標(biāo)§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)粘聚力c

內(nèi)摩擦角工程應(yīng)用三種分類方法總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)與有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)直剪強(qiáng)度指標(biāo)與三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)目的分析方法試驗(yàn)方法應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)§5土的抗剪強(qiáng)度65§5土的抗剪強(qiáng)度一.總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三.直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)661.兩種強(qiáng)度指標(biāo)的比較§5土的抗剪強(qiáng)度有效應(yīng)力指標(biāo)c,=c+tg=-u符合土的破壞機(jī)理，但有時(shí)孔隙水壓力u無(wú)法確定總應(yīng)力指標(biāo)c,=c+tg便于應(yīng)用，但u不能產(chǎn)生抗剪強(qiáng)度，不符合強(qiáng)度機(jī)理，應(yīng)用時(shí)要符合工程條件強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)§5土的抗剪強(qiáng)度一.總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)67§5土的抗剪強(qiáng)度

一.總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三.直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)68二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)§5土的抗剪強(qiáng)度剪切前固結(jié)條件剪切中排水條件固結(jié)Consolidated排水Drained1.固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）2.固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）固結(jié)Consolidated不排水Undrained不固結(jié)Unconsolidated不排水Undrained三種試驗(yàn)3.不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)69

一.總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三.直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)70§5土的抗剪強(qiáng)度三.直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)1.慢剪

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2.固結(jié)快剪

施加正應(yīng)力-充分固結(jié) 在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞3.快剪

施加正應(yīng)力后 立即剪切3-5分鐘內(nèi)剪切破壞§5土的抗剪強(qiáng)度PSTA§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)71

一.總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)二.三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三.直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)72四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度

有效應(yīng)力指標(biāo)還是總應(yīng)力指標(biāo)？三軸試驗(yàn)指標(biāo)還是直剪試驗(yàn)指標(biāo)？峰值強(qiáng)度指標(biāo)還是殘余強(qiáng)度指標(biāo)？§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)73

四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度有效應(yīng)力指標(biāo)與總應(yīng)力指標(biāo)凡是可以確定（測(cè)量、計(jì)算）孔隙水壓力u的情況，都應(yīng)當(dāng)使用有效應(yīng)力指標(biāo)c，§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)74四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度三軸試驗(yàn)指標(biāo)與直剪試驗(yàn)指標(biāo)砂土：

c,

三軸排水試驗(yàn)指標(biāo)與直剪試驗(yàn)指標(biāo)（直剪試驗(yàn)得到的指標(biāo)偏大）粘土：

有效應(yīng)力指標(biāo)：固結(jié)排水、固結(jié)不排水

總應(yīng)力指標(biāo)：三軸固結(jié)不排水、不排水;直剪固結(jié)快剪、快剪§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)75四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度峰值強(qiáng)度指標(biāo)與殘余強(qiáng)度指標(biāo)峰值強(qiáng)度：一般問(wèn)題殘余強(qiáng)度古舊滑坡斷層夾泥大變形問(wèn)題§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)76名稱指標(biāo)應(yīng)用不排水剪(快剪)cu、

ucq、

q軟土地基快速施工固結(jié)不排水剪(固結(jié)快剪)ccu、

cuccq、

cq固結(jié)完成后受突然荷載固結(jié)排水剪(慢剪)cd、

dcs、

s地基透水性強(qiáng)施工較慢或正常運(yùn)行期四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)77不固結(jié)不排水剪（快剪）cu、

u（cq、

q）粘土地基上快速施工的建筑物軟土地基上的快速填方土壩快速施工，心墻未固結(jié)四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)78固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪）ccu、

cu（ccq、

cq）

在天然土坡上快速填方水位驟降在1層固結(jié)后，施工2層12四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)79固結(jié)排水剪（慢剪）ccd、

cd（cs、

s）粘土地基上慢速施工的建筑物粘土地基上的分層慢速填方穩(wěn)定滲流期的土壩四.土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度§5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)80§5土的抗剪強(qiáng)度§5土的抗剪強(qiáng)度√5.1土體破壞與強(qiáng)度理論√5.2抗剪強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)√5.3應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線√5.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)§5.5砂土的振動(dòng)液化81一、動(dòng)三軸試驗(yàn)二、液化現(xiàn)象三、液化機(jī)理四、液化危害五、影響因素和防治§5土的抗剪強(qiáng)度§5.5砂土的振動(dòng)液化§5土的抗剪強(qiáng)度82

3

3

1

1靜力固結(jié)動(dòng)載試驗(yàn)典型試驗(yàn)結(jié)果

dN動(dòng)應(yīng)變Kc>1

dN動(dòng)應(yīng)變Kc=1uN孔壓

dN動(dòng)荷載

3

3

1

1固結(jié)比Kc