1、1第五章土的抗剪强度2本章特点有较严格的理论体系各种关系较复杂前面各章知识的综合运用理清应力、应变、强度间的关系砂性土与粘性土强度的区别与联系试验条件与实际工程情况的对应关系 正常固结粘性土的强度不固结不排水剪的应力应变关系及强度强度指标的运用主要难点学习要点 5 土的抗剪强度3土工结构物或地基土渗透问题变形问题强度问题渗透特性变形特性强度特性 5 土的抗剪强度4 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论5.2 抗剪强度测定试验5.3 抗剪强度指标5.4 砂土的振动液化5 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论 5 土的抗剪强度一、土的强度特点二、工程中土体的破坏类型三、土的强度机理四、
2、莫尔-库仑强度理论6 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论 5 土的抗剪强度1.碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用主要是抗剪强度（剪切破坏），颗粒间粘聚力与摩擦力；2.三相体系：三相承受与传递荷载有效应力原理；3.自然变异性：土的强度的结构性与复杂性。一、土的强度特点7美国某桥头挡土墙破坏（2003年9月10日）5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型1.挡土结构物的破坏 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论81.挡土结构物的破坏 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型广州京光广场基坑塌方使基坑旁办公室、民工宿舍和仓库倒塌，死3人，伤17人。5 土的抗剪强度5
3、.1 土体破坏与强度理论9挡土墙滑裂面基坑支护 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型 5 土的抗剪强度1.挡土结构物的破坏5.1 土体破坏与强度理论10龙观嘴黄崖沟乌江2000年西藏易贡巨型滑坡 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论2.各种类型的滑坡11立面示意图高程（m）滑距（m）553022004000扎 木 弄 沟滑坡堆积体08000400020006000坡高 3330 m堆积体宽 约2500m总方量 约3亿方 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型2000年西藏易贡巨型滑坡 5 土的抗剪强度2.各种类型的滑坡5.1 土体破坏与强度
4、理论关西空港一期17倍12平面示意图易贡滑坡堰塞湖滑 坡 堆 积 区扎木弄沟2264m2210m2165m2340m5520m滑坡堆积体 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型2000年西藏易贡巨型滑坡 5 土的抗剪强度2.各种类型的滑坡5.1 土体破坏与强度理论13天然坝 坝高290 m滑坡堰塞湖 库容15亿方 10个月后溃坝湖水每天上涨50cm?5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型2000年西藏易贡巨型滑坡 5 土的抗剪强度2.各种类型的滑坡5.1 土体破坏与强度理论7、报价（4）提供虚假材料的。一般说来，观光饭店选择的行销定位是个人商务酒店，它的客人是个体化的。因此，酒店将服务定义
5、为因人而异的差异性服务，这就需要充分考虑客人的国籍、地区、特殊习惯等因素，如：有的客人习惯住高楼层，有的喜欢面对湖面。17.3 如卖方无正当理由而拖延交货，将受到以下制裁：没收履约保证金，加收误期赔偿或违约终止合同。该菜单中的功能是本系统的核心内容，主要的功能有采购业务、销售业务、库存业务、应收应付、现金银行等，以后的章节中涉及到这些内容的说明您应重点加以掌握。5.2 卖方应在合同规定的交货期前五日以传真形式通知买方。6.4充装后应确认气瓶无超压、无泄露。该菜单主要的功能是提供各类业务报表，帮助您轻松地建立满足企业管理需要的各类统计报表。（12）不同投标人的投标文件出现了评标委员会认为不应当雷
6、同的情况。3.5组织维修人员搞好设备的保养工作。（8）“质量保证期”系指本合同项下的货物从最终验收合格后至 本标书第二章“前附表”中规定的时间。见参考答案624.如果把5S改善活动的记录利用于向上司的报告等方面它就可以成为一个广受各方好评的资料。14边坡滑裂面 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型 5 土的抗剪强度2.各种类型的滑坡5.1 土体破坏与强度理论15粘土地基上的某谷仓地基破坏3.地基的破坏 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论16地基p滑裂面 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型 5 土的抗剪强度3.地基的破坏5.1 土体破坏
7、与强度理论17p土压力p边坡稳定p地基承载力u挡土结构物破坏u各种类型的滑坡u地基的破坏核心强度理论 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论18 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论 5 土的抗剪强度一、土的强度特点二、工程中土体的破坏类型三、土的强度机理四、莫尔-库仑强度理论19三、土的强度机理 5 土的抗剪强度施加 （=P/A）施加 S量测 （=T/A）上盒下盒PSTA 5 土的抗剪强度1、直剪试验（库仑 1776）试验方法=100KPaS=200KPa=300KPa5.1 土体破坏与强度理论20Octanfcc：粘聚力 ：内摩擦角 =1
8、00KPaS=200KPa=300KPa三、土的强度机理 5 土的抗剪强度库仑公式f：土的抗剪强度tan：摩擦强度与正应力成正比c：粘聚强度 5 土的抗剪强度1.直剪试验试验结果抗剪强度指标5.1 土体破坏与强度理论21NT=NtanuT滑动摩擦三、土的强度机理 5 土的抗剪强度（1）滑动摩擦 5 土的抗剪强度2、摩擦强度 tan由颗粒之间发生滑动时颗粒接触面粗糙不平所引起，与颗粒大小、矿物组成等因素有关5.1 土体破坏与强度理论22（2）咬合摩擦三、土的强度机理 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度2.摩擦强度 tanCABCAB剪切面u是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用u当发生剪切破坏时，相
9、互咬合着的颗粒A必须抬起，跨越相邻颗粒B，或在尖角处被剪断（C），才能移动 u土体中的颗粒重新排列，也会消耗能量 5.1 土体破坏与强度理论23 密度（密度（e,粒径级配（粒径级配（Cu,Cc）颗粒的矿物成分颗粒的矿物成分 对于对于：砂土：砂土粘性土；粘性土；高岭石高岭石伊里石伊里石蒙特石蒙特石 颗粒的形状（颗粒的棱角与长宽比）颗粒的形状（颗粒的棱角与长宽比）在其它条件相同时：在其它条件相同时：一般，对于粗粒土，颗粒的棱角提高了内摩擦角一般，对于粗粒土，颗粒的棱角提高了内摩擦角 影响土的摩擦强度的主要因素：三、土的强度机理 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度2.摩擦强度 tan5.1 土体破坏
10、与强度理论24p粘聚强度机理u静电引力（库仑力）u范德华力u颗粒间胶结u假粘聚力（毛细力等）p粘聚强度影响因素u地质历史u粘土颗粒矿物成分u密度u离子价与离子浓度-+三、土的强度机理 5 土的抗剪强度3、粘聚强度 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论25 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论 5 土的抗剪强度一、土的强度特点二、工程中土体的破坏类型三、土的强度机理四、莫尔-库仑强度理论药品销售的第一步是进入医院，药品进入医院应从以下几点进行：_1、增加同级：如果您准备增加同级资料，可以先在左边树状窗口中选择上一级的类别，然后再单击【+】，系统会在右边列表状窗口中增加一个编辑行，最后
11、您在空白编辑框中录入或单击下拉按钮从列表中选择相应的数据即可；20 终止合同（3）投标文件封面、投标函及招标文件所提供的文件格式或表式中已表明需盖章或签字的各个部分均应按要求盖章或签字。由委托代理人签字或盖章的，在投标文件中须同时提交授权委托书。授权委托书格式应符合要求，否则授权委托书无效。投标文件中的投标函未加盖投标人的公章及企业法定代表人或其委托代理人签字的，或者企业法定代表人委托代理人没有合法、有效的委托书（原件）及委托代理人签章的；5.2.1 根据企业统计整体设计所确定的生产与质量统计的任务和目的来选择统计方法;4.1.4国内外先进的安全生产管理经验；2 组织机构2演练的目的（9）被授
12、权代表的身份证明文件复印件；竞争性磋商响应人递交响应文件前，应提交规定数额的磋商保证金，保证金金额为人民币40000元（肆万元）；磋商保证金递交截止时间为2016年5月16日下午3:00。5.2 评标标准及方法：26 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论1.应力状态与莫尔圆2.极限平衡应力状态3.莫尔-库仑强度理论4.破坏判断方法5.滑裂面的位置 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论27PSTAtanfc 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论固定滑裂面一般应力状态，如何判断是否破坏？借助于莫尔圆库仑公式 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论28z x y xy yz zx 三维
13、应力状态z x zx xz 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论1.应力状态与莫尔圆二维应力状态 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论29莫尔圆应力分析符号规定 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论 5 土的抗剪强度1.应力状态与莫尔圆材料力学x z xz zx+-z x xz zx+-土力学正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负压为正拉为负逆时针为正顺时针为负5.1 土体破坏与强度理论30Oz+zx-xzx213rp22()/2xzxzr()/2xzp1pr3prz x zx xz+-1 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论大主应力：小主应力:圆心：半径：z按顺时针方向旋转
14、x按顺时针方向旋转莫 尔 圆：代表一个单元的应力状态；圆上一点：代表一个面上的两个应力与 5 土的抗剪强度13()/2qr13()/2p5.1 土体破坏与强度理论1.应力状态与莫尔圆31f直剪试验：破坏时的莫尔圆与库仑抗剪强度线的关系如何？为什么？(c、)三轴(c、)直剪 巧合吗？c与的组合满足库仑公式才破坏fc 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论1.应力状态与莫尔圆三轴试验结果322.极限平衡应力状态 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论极限平衡应力状态：有剪切面上的应力状态达到 =f土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔圆的公切线。f 5
15、 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论33 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论f强度包线以内：任何一个面上的一对应力与 都没有达到破坏包线，不破坏；与破坏包线相切：该面上的应力达到破坏状态；与破坏包线相交：有一些平面上的应力超过强度；不可能发生。5 土的抗剪强度2.极限平衡应力状态5.1 土体破坏与强度理论34（1）土单元的某一个平面上的抗剪强度f是该面上作用的法向应力的单值函数,f=f()（莫尔：1900年）（2）在一定的应力范围内，可以用线性函数近似：f=c+tan（3）某土单元的任一个平面上=f，该单元就达到了极限平衡应力状态 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论 5 土的抗剪强
16、度3.莫尔库仑强度理论5.1 土体破坏与强度理论35 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论莫尔-库仑强度理论表达式极限平衡条件131313132sin2ctgctg2cc1313ctg2ctanfcOc132 5 土的抗剪强度3.莫尔库仑强度理论5.1 土体破坏与强度理论36 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论莫尔-库仑强度理论表达式极限平衡条件213231tan452ctan4522tan452ctan4522 1313ctg2ctanfcOc132 5 土的抗剪强度3.莫尔库仑强度理论5.1 土体破坏与强度理论37213tan452tan4522fc 根据应力状态计算出大小主应力1、
17、3221,322xzxzxz判断破坏可能性由3计算1f比较1与1f11f 不可能状态Oc1f3114.破坏判断方法 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论判别对象：土体微小单元（一点）已知条件：一般应力状态、抗剪强度指标3=常数：5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论38根据应力状态计算出大小主应力1、3221,322xzxzxz判断破坏可能性231tan452tan4522fc 由1计算3f比较3与3f33f 安全状态3=3f 极限平衡状态33f 不可能状态Oc 13f33 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论1=常数：5 土的抗剪强度4.破坏判断方法5.1 土体破坏与强度理论（1）卖
18、方应将一切与合同有关的并已付款的文件、资料交付给买方。5S活动是建立品质的根本，5S活动推选得彻底，可避免因作业现场的垃圾、灰尘、毛发等造成电子仪器、精密机械产生不良，或因切屑、毛边导致加工精度降低；或产品装配错误使用零件及出货错误等现象。5S活动与品质管实质上有密不可分的联系。一、功能简介首先，我们将对所有的管理人员进行全面培训，让每一个人员都能清楚知道隐敝线路的具体位置。其次，我们将对所有的装修进行严格监控，监管人员每天至少二次到现场查看，防止线路被损坏。4.5及时完成领导交待的其他各项工作。9.2 卖方提供的服务的费用应含在货物的合同总价中，买方不再另行支付。所谓三工，就是在全员合同制基
19、础上把员工的身份分为优秀员工、合格员工、试用员工（临时工）三种。根据工作态度和效果，三种身份之间可以进行动态转化。三工动态转换与物质待遇挂钩。在这种制度下，工作努力的员工可及时地被转换为合格员工或优秀员工，不努力工作的员工就会由优秀员工被转换为合格员工或试用员工，甚至丢掉工作。工作不是永久性的，要看员工的表现才能决定去留。（1）技术规格中特别要求的备品备件、易损件和专用工具的费用。培训过程中，把培训资料整理在册，并做好培训纪录，及时跟踪检查8.3.4 对外报表的数据来源23.3 履约保证金采用下列方式提交：39根据应力状态计算出大小主应力1、3221,322xzxzxz判断破坏可能性由1、3计
20、算与比较 不可能状态Oc 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论(1+3)/2=常数：圆心保持不变1313sin2ctgc 5 土的抗剪强度4.破坏判断方法5.1 土体破坏与强度理论也可比较圆的直径402290 31f45/2破裂面Oc1f3tanfc25.滑裂面的位置 与大主应力面夹角：=45+/2 5 土的抗剪强度四、莫尔-库仑强度理论 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论破坏面为什么不在最大剪应力作用面上？41室内试验室内试验野外试验野外试验5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度三轴试验、直剪试验等 制样（重塑土）或现场取样 缺点：扰动 优点：应力条件清楚，易重复十字板扭剪试验
21、、旁压试验等 原位试验 缺点：应力条件不易掌握 优点：原状土的原位强度 5 土的抗剪强度425.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度1、试样应力特点与试验方法2、强度包线3、试验类型4、优缺点 5 土的抗剪强度试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽量测体变或孔压一、三轴试验435.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度方法：首先试样施加静水压力室压（围压）1=2=3=const；然后通过活塞杆施加的是应力差1=1-3。1、试样应力特点与试验方法特点：试样是轴对称应力状态。垂直应力z一般是大主应力；径向与切向应力总是相等r=，亦即1=z；2=3=r=const 5 土的
22、抗剪强度一、三轴试验3 3 13 3 44强度包线(1-)fc(1-)f11-31=15%v分别作一系列围压（如100 kPa、200 kPa、300 kPa）的三轴试验，得到破坏时相应的（1-)fv绘制各围压下破坏状态的应力莫尔圆，画出它们的公切线强度包线，得到强度指标 c 与 5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度2、强度包线 5 土的抗剪强度一、三轴试验45v固结排水试验（CD试验）1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，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以便充分排水，避免产生超静孔压v固结不排水试验（CU试验）1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙水
23、压力完全消散；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水v不固结不排水试验（UU试验）1 关闭排水阀门，围压下不固结；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水cd、d ccu、cu cu、u 3、试验类型5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度一、三轴试验46试验条件与现场条件的对应关系（以验算软粘土地基稳定性为例）粘土地基上的分层慢速填方 在1层固结后，快速施工2层125.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度一、三轴试验软土地基上的快速填方固结排水试验固结不排水试验不固结不排水试验47v固结排水试验（CD试验）Co
24、nsolidated Drained Triaxial test (CD)抗剪强度指标：cd、d （c、）试验类型汇总v固结不排水试验（CU试验）Consolidated Undrained Triaxial test (CU)抗剪强度指标：ccu、cuv不固结不排水试验（UU试验）Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU)抗剪强度指标：cu、u（cuu、uu）5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度一、三轴试验4830 即为无侧限抗压强度试验5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度一、三轴试验类似试验：真三轴
25、试验空心圆柱扭剪试验49PSTA=100KPaS=200KPa=300KPaOc5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度二、直剪试验 5 土的抗剪强度问题：如何反映现场排水条件？1、试验条件50通过控制剪切速率来近似模拟排水条件5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度二、直剪试验PSTA 5 土的抗剪强度(1)固结慢剪施加正应力，充分固结慢慢施加剪应力-小于0.02mm/分，以保证无超静孔压(2)固结快剪施加正应力-充分固结在3-5分钟内剪切破坏(3)快剪施加正应力后立即剪切，3-5分钟内剪切破坏1、试验条件51OnK0nPSTAz x zx xz 135.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗
26、剪强度 5 土的抗剪强度二、直剪试验2、应力变形状态525.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度PSTA类似试验：环剪试验单剪试验 5 土的抗剪强度二、直剪试验试样内的变形分布PSTA2、应力变形状态535.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度二、直剪试验三轴试验与直剪试验优缺点比较 三轴试验 直剪试验优点 1、应力状态及其变化明确、应力状态及其变化明确 2、排水条件清楚，可控制、排水条件清楚，可控制 3、破坏面非人为固定、破坏面非人为固定 1、设备简单，操作方便、设备简单，操作方便 2、结果便于整理、结果便于整理 3、测试时间短、测试时间短缺点 1、设备较复杂，现场难以
27、试验、设备较复杂，现场难以试验 2、有时测试时间长、有时测试时间长 1、试样应力状态复杂、试样应力状态复杂 2、应变不均匀、应变不均匀 3、不易控制排水条件、不易控制排水条件 4、剪切面固定、剪切面固定54v一般适用于测定软粘土的不排水强度指标；v钻孔到指定的土层，插入十字形的探头；v施加扭矩至土体破坏，据此计算土的抗剪强度5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度三、十字板剪切试验 5 土的抗剪强度55m a x12MMMfvfh时：ffHDDMMM262321maxm a x2()23fMDDH fhDfhDrrrM6d2232/01fvDDHM22M1HDM25.2 抗剪强度测定试验 5
28、 土的抗剪强度三、十字板剪切试验 5 土的抗剪强度56强度指标：峰值强度指标与残余强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标粘聚力 c内摩擦角 工程应用三种分类方法总应力强度指标与有效应力强度指标三轴试验强度指标与直剪试验强度指标目的分析方法试验方法应力应变状态57 5 土的抗剪强度一.总应力指标与有效应力指标二.三轴试验强度指标三.直剪试验强度指标四.土的强度指标的工程应用5.3 抗剪强度指标581.两种强度指标的比较 5 土的抗剪强度有效应力指标c,=c+tan（=-u）符合土的破坏机理，但有时孔隙水压力u无法确定总应力指标c,=c+tan便于应用，但u不能产生抗剪强度，不符合强度机理
29、，应用时要符合工程条件强度指标抗剪强度简单评价一.总应力指标与有效应力指标5.3抗剪强度指标591()p(p)quKfKfffuu45/2 松砂及正常固结粘土：CU试验一.总应力指标与有效应力指标 5 土的抗剪强度2.强度包线与破坏主应力线问题：实际破裂面的方向？5.3 抗剪强度指标60 5 土的抗剪强度 一.总应力指标与有效应力指标 二.三轴试验强度指标l 三.直剪试验强度指标l 四.土的强度指标的工程应用5.3 抗剪强度指标61二二.三轴试验强度指标三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度剪切前固结条件剪切中排水条件固结Consolidated排水Drained1.固结排水试验（CD）2.固结不
30、排水试验（CU）固结Consolidated不排水Undrained不固结Unconsolidated不排水Undrained三种试验3.不固结不排水试验（UU）5.3 抗剪强度指标621.固结排水试验 5 土的抗剪强度强度指标：cd，d(1)特点(2)松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线(3)密砂与超固结粘土试验曲线与强度包线(4)超固结粘土+正常固结粘土的强度包线二.三轴试验强度指标5.3 抗剪强度指标63ddcc245(1)特点1.固结排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标总应力指标与有效应力指标一致:1=1d=f=fcd=c破坏面位置：5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标64v
31、轴向应力渐进增加，体应变表现为体缩，最终二者均趋于稳定(2)松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线=f=f问题：正常固结粘土包线为什么过原点？物理意义是什么？1.固结排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标65实验室的正常固结粘土：目前有效固结压力c 大于等于先期固结压力p，否则将变为超固结土。地基中的正常固结粘土：z s p土样取回室内,如 c z，不再是正常固结土。f“正常固结粘土”(2)松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线1.固结排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标抗剪强度指标有时失去其物理意义，而变成计算参数的含义z目前固结压力为0的
32、正常固结粘土:当正常固结粘土试样的目前固结压力为0时，亦即其历史上的最大固结压力是0处于泥浆状态，抗剪强度为0。问题：c=0是否意味着正常固结粘土无粘聚力?粘聚力随增加而增加 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标66vv表示体缩v0表示体胀随着围压的增加，应力应变关系软化硬化，体应变剪胀剪缩(3)密砂与超固结粘土试验曲线与强度包线f密砂强度包线密砂应力应变关系曲线1.固结排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标67v表示体缩v0表示体胀峰值强度残余强度f超固结粘土强度包线超固结粘土应力应变关系曲线(3)密砂与超固结土试验曲线与强度包线1.固结排水试验
33、 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标随着围压的增加，应力应变关系软化硬化，体应变剪胀剪缩cp0cr=0 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标v残余强度峰值强度68ep强度包线fp压缩曲线(4)超固结粘土+正常固结粘土强度包线c p，超固结粘土c p，正常固结粘土1.固结排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标超固结段 正常固结段692.固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标强度指标：ccu，cu；c，(1)特点(2)正常固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线(3)超固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线(4)固结不排水三轴试验确定的强度指
34、标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标702.固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标剪切过程中的超静孔隙水压力u对于饱和土试样：孔压系数B=1.0 u=BA(=A(对于剪切过程中无剪胀性：A=1/3剪切过程中发生剪缩：A1/3剪切过程中发生剪胀：A1/3(甚至可能A0，u 0(2)正常固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线ffcucu2.固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标72u应力应变关系软化，孔压可能小于0与超固结度有关f(3)超固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线fcucucuccu02.固结不排水试验 5 土的抗剪强度
35、二.三轴试验强度指标5.3 抗剪强度指标73(4)固结不排水三轴试验确定的强度指标2.固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标应力变量试验量测u计算=u=确定的强度指标ccu cuc 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标743.不固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标强度指标：cuu(cu)，uu(u)(1)特点(2)饱和试样的不排水强度指标cu(3)不排水试验与固结不排水试验(4)无侧限压缩试验：3=0的不排水试验(5)不饱和试样的不排水强度 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标75(1)特点从某一初始状态开始，关闭阀门施加围压，产生孔隙水压力 u1=B施加(1-)
36、时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力u2=BA()3.不固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽量测孔隙水压力 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标76u=0,cu,并且有效应力莫尔圆是唯一的问题：可否由不排水试验确定有效应力强度指标？(2)饱和试样的不排水强度指标cuu=B+A()（B=1）3.不固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标Cu依赖于初始状态对一系列初始状态相同的试样，施加不同围压，进行一系列不固结不排水试验，比较其破坏时的应力
37、状态77cu p1cu1p2cu2p3cu3(3)不排水试验与固结不排水试验3.不固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标正常固结粘土层固结不排水试验强度包线(破坏主应力线)上的每一点对应于一个具有相同先期固结压力的不排水强度指标，数值上等于相应莫尔圆的半径 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标cu78cu=qu/2cuqu=(4)无侧限压缩试验：3=0的不排水试验3.不固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标79(5)(5)不饱和试样的不排水强度不饱和试样的不排水强度非饱和区饱和区3.不固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验
38、强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标80 一.总应力指标与有效应力指标 二.三轴试验强度指标 三.直剪试验强度指标l 四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标81 5 土的抗剪强度三.直剪试验强度指标1.慢剪施加正应力-充分固结慢慢施加剪应力-小于0.02mm/分，以保证无超静孔压2.固结快剪施加正应力-充分固结在3-5分钟内剪切破坏3.快剪施加正应力后立即剪切3-5分钟内剪切破坏 5 土的抗剪强度PSTA5.3 抗剪强度指标82强度指标l 对于砂土，三种直剪试验结果都接近于有效应力指标l 对于粘性土，慢剪(Slowly:s)：csc s;由
39、于摩擦和中主应力使其强度指标稍大 0.9csc,0.9s固结快剪（Consolidated Quickly:cq）ccqccu cqcu 快剪(Quickly:q):对于 k10-7 cm/s 的粘土 cqcu qu 5 土的抗剪强度三.直剪试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标问题：三轴试验指标与直剪试验指标哪个大？83 一.总应力指标与有效应力指标 二.三轴试验强度指标 三.直剪试验强度指标 四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标84四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度u 有效应力指标还是总应力指标？u 三轴试验指标还是直剪试
40、验指标？u 峰值强度指标还是残余强度指标？5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标85 四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度有效应力指标与总应力指标凡是可以确定（测量、计算）孔隙水压力u的情况，都应当使用有效应力指标c，5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标86四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度三轴试验指标与直剪试验指标 三轴试验指标优先采用砂土：c,三轴排水试验指标与直剪试验指标 （直剪试验得到的指标偏大）粘土：有效应力指标：固结排水、固结不排水、慢剪 总应力指标：三轴固结不排水、不排水；直剪固结快剪、快剪 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标87四.土的强度指标的工程应用 5
41、土的抗剪强度 5 土的抗剪强度 峰值强度指标与残余强度指标F 峰值强度：一般问题F 残余强度古旧滑坡断层夹泥大变形问题5.3 抗剪强度指标88 不固结不排水剪（快剪）cu、u（cq、q）粘土地基上快速施工建筑物软土地基上快速填方土坝快速施工，心墙未固结四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标89 固结不排水剪（固结快剪）ccu、cu（ccq、cq）正常运行期水位骤降在1层固结后，快速施工2层12四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标粘土地基预压固结后，快速施工建筑物90 固结排水剪（慢剪）ccd、cd（cs、
42、s）粘土地基上慢速施工建筑物粘土地基上分层慢速填方四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标稳定渗流期91名称名称指标指标验算地基稳定性验算地基稳定性验算坝坡稳定性验算坝坡稳定性不排水剪不排水剪(快剪快剪)c cu u、u uc cq q、q q软土地基上软土地基上快速施工快速施工土坝快速施工，土坝快速施工，心墙未固结心墙未固结固结不排水剪固结不排水剪(固结快剪固结快剪)c ccucu、cucuc ccqcq、cqcq固结完成后固结完成后受快速荷载作用受快速荷载作用正常运行期正常运行期水位骤降水位骤降固结排水剪固结排水剪(慢剪慢剪)c cd d、d dc
43、 cs s、s s地基透水性强地基透水性强施工较慢施工较慢稳定渗流期稳定渗流期或正常运行期或正常运行期四.土的强度指标的工程应用 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标验算地基或坝坡稳定性加载前取样试验，新增荷载条件确定固结、加载条件92 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论5.2 抗剪强度测定试验5.3 抗剪强度指标5.4 砂土的振动液化93一、动三轴试验一、动三轴试验二、液化现象二、液化现象三、液化机理三、液化机理四、液化危害四、液化危害五、影响因素和防治五、影响因素和防治 5 土的抗剪强度5.4 砂土的振动液化 5 土的抗剪强度94tsindod
44、3311静力固结 动载试验 典型试验结果dN动应变Kc=1uN孔压dN动荷载3311固结比Kc=1/3 5 土的抗剪强度5.4 砂土的振动液化 5 土的抗剪强度一、动三轴试验95二、液化现象时间 T孔压uF饱和松砂在振动情况下孔压急剧升高F在瞬间砂土呈液态振动台松砂 5 土的抗剪强度5.4砂土的振动液化 5 土的抗剪强度96三、液化机理（1）初始处于疏松状态（3）振后处于密实状态（2）振动过程中处于悬浮状态 -孔压升高（液化）5 土的抗剪强度5.4 砂土的振动液化 5 土的抗剪强度液化定义：在饱和砂土中，由于振动引起颗粒的悬浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其孔隙水压力等于总应力时，有效应力为零
45、，砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。97振前松砂的结构振中颗粒悬浮，有效应力为零振后砂土变密实排出的剩余孔隙水 5 土的抗剪强度5.4 砂土的振动液化 5 土的抗剪强度三、液化机理98松砂层地下水位地震荷载建筑物喷 砂地面下沉喷砂遗井排出的剩余孔隙水地震前 液化时 液化后 四、液化危害 5 土的抗剪强度5.4 砂土的振动液化 5 土的抗剪强度99100日本阪神地震引起的路面塌陷101由于液化引起的河道破坏日本神户102地基液化引起的储油罐倾斜日本神户103日本阪神地震引起的地面下沉房屋脱离地面104桩基础（房屋基础露出地面）105桥台基础（地震液化后突出地面）106 5 土的抗
46、剪强度5.4土的动强度与砂土的振动液化五、影响因素和防治 5 土的抗剪强度1、影响因素饱和度组成 粉细砂：d50=0.07mm-1.0mm 砾类土：粒径大于5mm60%粉 土：（Ip=3-10）Il=0.75-1.0状态：相对密度Dr50%结构其他：排水条件、应力状态及历史、地震特性.107 5 土的抗剪强度5.4土的动强度与砂土的振动液化 5 土的抗剪强度五、影响因素和防治2、工程防治措施加固地基土：换土、加密围封加固建筑物深基础与桩基础108土体破坏与强度理论抗剪强度测定试验应力路径与破坏主应力线抗剪强度指标砂土的振动液化小结土的强度特点工程中土体的破坏类型土的强度机理莫尔-库仑强度理论三
47、轴试验直剪试验十字板剪切试验应力路径及表示法强度包线与破坏主应力线总应力路径与有效应力路径粘性土密度有效应力抗剪强度唯一性关系总应力指标与有效应力指标三轴试验强度指标直剪试验强度指标土的强度指标的工程应用动三轴试验液化现象液化机理液化危害影响因素和防治 5 土的抗剪强度109 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与强度理论 5 土的抗剪强度一、土的强度特点二、工程中土体的破坏类型三、土的强度机理四、莫尔-库仑强度理论1105.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度1、试样应力特点与试验方法2、强度包线3、试验类型4、优缺点 5 土的抗剪强度试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石
48、顶帽量测体变或孔压一、三轴试验1115.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度方法：首先试样施加静水压力室压（围压）1=2=3=const；然后通过活塞杆施加的是应力差1=1-3。1、试样应力特点与试验方法特点：试样是轴对称应力状态。垂直应力z一般是大主应力；径向与切向应力总是相等r=，亦即1=z；2=3=r=const 5 土的抗剪强度一、三轴试验3 3 13 3 112v固结排水试验（CD试验）1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，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以便充分排水，避免产生超静孔压v固结不排水试验（CU试验）1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静
49、孔隙水压力完全消散；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水v不固结不排水试验（UU试验）1 关闭排水阀门，围压下不固结；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水cd、d ccu、cu cu、u 3、试验类型5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度 5 土的抗剪强度一、三轴试验113PSTA=100KPaS=200KPa=300KPaOc5.2 抗剪强度测定试验 5 土的抗剪强度二、直剪试验 5 土的抗剪强度问题：如何反映现场排水条件？1、试验条件1141.两种强度指标的比较 5 土的抗剪强度有效应力指标c,=c+tan（=-u）符合土的破坏机理，但有
50、时孔隙水压力u无法确定总应力指标c,=c+tan便于应用，但u不能产生抗剪强度，不符合强度机理，应用时要符合工程条件强度指标抗剪强度简单评价一.总应力指标与有效应力指标5.3抗剪强度指标115v轴向应力渐进增加，体应变表现为体缩，最终二者均趋于稳定(2)松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线=f=f问题：正常固结粘土包线为什么过原点？物理意义是什么？1.固结排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标 5 土的抗剪强度5.3 抗剪强度指标1163.不固结不排水试验 5 土的抗剪强度二.三轴试验强度指标强度指标：cuu(cu)，uu(u)(1)特点(2)饱和试样的不排水强度指标cu(3)不排水试
