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1、c和e是土的抗剪强度指标,一般解释c是粘聚力,反映土的粘聚特 性;为内摩擦角,反映土的内摩擦特性。粘性土的粘聚强度来源于 土的原始粘聚力,如土颗粒分子间的范德华力、土颗粒间的库伦力、 胶结物的胶结力等等。内摩擦通常包含咬合摩擦(即咬合作用的锁定 力)和滑动摩擦。滑动摩擦的本质还是分子间的作用力,只不过这种 作用力在阻碍相互滑动的时候,其大小与法向正压力有关罢了。在整理土的直剪或三轴或其他抗剪强度试验结果的时候,以正应 力为横坐标、剪应力为纵坐标,可得到一条抗剪强度破坏包线。该线 的截距即为c,斜率为tan。在完全饱和粘性土试样的UU试验中,通常可得到一个c值,而 为0.然而,对该土样进行观察,
2、容易发现该试样可能明显地具有摩 擦强度。实际上,等于0,并不能说明试样没有摩擦强度,只是因 为破坏包线为水平线,其斜率tan为0罢了。或者说,破坏包线水 平,那么抗剪强度不再随着法向应力(UU试验中的围压)的增加而 增大。这是因为,即使对试样施加更大的围压,由于试样完全饱和, 所增加的围压被孔隙水承担了,土体的有效应力气,并不增大,所以 抗剪强度并不能提高。包线水平,斜率tan等于0,当然就等于0 了,而且也只能等于0了。c和只是分别表示某个试验结果的破坏 包线的截距和斜率罢了,并不总是能反映土的真实粘聚特性和摩擦特 性。再如,在某粘性土地基中进行原位十字板剪切试验,得到cu值, 而e也等于0
3、.如果取样进行CD试验,e是否还等于0?那一般就不 u等于0 了。回到楼主“正常固结土,固结不排水试验的粘聚力为零”的问题。参见图1.先看工程中的地基土,根据先期固结压力与现有上覆 压力的关系,可能存在A超固结土、B正常固结土和C欠固结土共3 类。而对于CU试验,试样只有a正常固结试样和b超固结试样共2 类,没有欠固结试样(因为在CU试验的C阶段,即固结阶段,施加 周围压力,排水阀是打开的,试样固结)。如果拿来一块试样,原本 是“欠固结”的(只承受过很小的固结压力),那么,在C阶段结束, 即固结完成时,在围压的作用下,试样就变成正常固结的了(所谓正 常固结的试样,就是先期固结压力不大于试样在C
4、阶段所受的围压)。 这些过程完成后,才能进行U阶段试验,即施加竖向荷载剪切。三轴试验的试样工程中的地基土层a正常固结试样 b超固结试样 没有欠固结试样我们注意到,地基中的A超固结土,其试样在进行CU试验时, 根据围压的不同,可以是a超固结试样(当围压小于地基中的先期固 结压力),也可以是b正常固结试样(当围压大于或等于地基中的先 期固结压力);地基中的B正常固结土,其试样在进行CU试验时, 根据围压的不同,可以是a超固结试样(当围压小于地基中的先期固 结压力),也可以是b正常固结试样(当围压大于或等于地基中的先 期固结压力);同理,地基中的C欠固结土,根据CU围压的不同, 也可以是a超固结试样
5、(当围压小于地基中的有效固结压力),也可 以是b正常固结试样(当围压大于或等于地基中的有效固结压力)。 所以,首先要明确什么是a超固结试样,什么是b正常固结试样。对于b正常固结试样,进行CU试验时,首先进行固结(C阶段), 然后才进行剪切(U阶段)。为了保证试样是“正常固结”的,C阶段 的围压一定不能小于该试样曾经受到过的最大固结压力。例如,进行 %=100kPa的试验,则试样的先期固结压力不得大于100kPa (否则就 成了 a超固结试样了),在C阶段固结后,进行U阶段的不排水剪 切,最后可得到一个破坏时的摩尔圆;再进行一W3=50kPa的试验, 则试样的先期固结压力不得大于50kPa(否则
6、就成了 a超固结试样 了),在固结完成后,再进行剪切,又可得到一个破坏摩尔圆;., 再进行=10kPa、5kPa、1kPa的试验,都要保证C阶段的围压不大 于试样的先期固结压力,那么其先期固结压力就只好很小了,5kPa、 1kPa,0.2kPa.,先期固结压力接近于0,最后等于0,就是没有 固结、没有强度的泥浆了。所以,这些试样的破坏摩尔圆随着围压的 减小,越来越小了,最后变成了坐标原点上的一个点。相应地,破坏 包线也就过坐标原点了。结果,截距。就变成0 了。参见图2.图2这里的截距c变为0,并不能说明试样就没有粘聚强度了,只不过表示破坏包线过0点罢了。实际上,土的强度仍然是由粘聚强度和摩擦强
7、度构成的。参见图3.如果采用先期固结压力相对稍大的试样,进行围压很低的CU试 验,那么,同样的土,就可以得到一段不过原点的破坏包线,参见图 4.图4所以,c和只是某种剪切试验在正应力-剪应力坐标上的一条破坏 包线的截距和倾角罢了。因为c表示正应力为0时土的抗剪强度,所 以叫它粘聚力;tan表示抗剪强度随正应力增加而增大的速率,所以 把f叫做内摩擦角。不同的试验,对于同一种土,可以得到不同的c、 。所以,在工程实践中,只有正确认识粘聚力内摩擦角的本质 和表现,才能正确选择强度指标测定试验方法、正确分析和使用试验 结果。这些还是比较重要的。无论CU试验,还是CD试验,也无论是无粘性土,还是粘性土, 对于正常固结试样,破坏包线都是通过0点的,其抗剪强度指标c都 是等于0的,与有没有粘聚强度没有关系,粘聚强度并不能表现在一 根破坏包线上。