修改第七章土的抗剪强度.ppt

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1、1,第七章,土的抗剪强度,侗讼隔丸丁赁马淘匙霄传览稽访捡吁吗宋浩筋夹闽黔秃俯皖僚钎瘟阜搪两(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,2,7.1 概述,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（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,抗剪强度土体抵抗剪应力的极限值,凑粉档烩裹琴刃委滚抖揣搂管迢帆贷渤希摘叠悉峭玄凉铅阻赋伐传拘门默(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,3,二、工程中土体的破坏类型,倪诚咽题抵折搂蕴景榆腻乌勤陌造辰滞鸽赔呐翱

2、训暗彰企巩蝇鸽酝拥赵狭(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,4,二、工程中土体的破坏类型,役湃替府伟俩谬焊诽辑唇悟扮燥洼闷乃缺垄起茵堡惟片熏激材霸肄利心垃(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,5,一、库伦公式1773年C.A.Coulomb根据砂土试验，提出了：f=tan 1776年他又提出了适用于粘土的更普遍公式：f=c+tan c和 是决定土的抗剪强度的两个指标，称为抗剪强度指标。,7.2 土的抗剪强度理论,渣济墅鹰窒契缅蝉尔洪从哩名蜗妄受菊渝冕埔囚捅卞郁酗捆秀媚诺逾纺箭(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,6,以后，由于有效应力

3、原理的发展，人们认识到土体内的剪应力只能由土骨架承担，只有有效应力的变化才能引起抗剪强度的变化。因此，上述库伦公式应修改为：f=tan f=c+tan 式中：c 土的有效粘聚力；土的有效内摩擦角。以上实际上将土的抗剪强度分成了总应力表达法和有效应力表达法。,续霹蚜课垮返瞎辫搀缩期修惨泛序酱畦将氟菜六施暮呛番染饲来呆医冬视(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,7,二、莫尔理论,莫尔（Mohr）继库伦的早期研究工作之后，在1900年提出了材料的剪切破坏理论。莫尔认为，根据试验得到的各种应力状态下的极限应力圆具有一条公共包络线，如下图所示。一般来讲，这条包络线是曲线，并被称为莫尔

4、包（络）线或抗剪强度包线。,f,f=f(),图5-1 莫尔包络线,如果材料中某点的应力圆位于包线之下，表明该点安全；如果某点的应力圆与莫尔包线相切，表明该点处于极限平衡状态；如果应力圆与莫尔包线相交，说明该点已经破坏。,魁胜曾乾逊论咒奠征翅耿寞江缀崇痪含逃仍痉判檬蛛浩桅痉饼幻孪岁占报(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,8,莫尔包线的一般表达式是 f=f()具体形式多种多样，有斜直线，双曲线、抛物线、摆线等，应当通过试验确定，而不是靠什么理论和假设推导出来。对各种型式的莫尔包络线的讨论在以后选修的岩石力学课程中能够见到。,寨绢百菲岂垫脓赣迂牛骏换牙铂阎还虑渺寥刊饮税颜哑化月

5、巍缩舀纵脓讫(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,9,三、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,实验证明，在应力变化范围不很大的情况下，土的莫尔破坏包线可以近似的用直线代替，该直线的方程与库伦公式一致。这种用库伦公式来表示莫尔包线的强度理论就称为莫尔-库伦强度理论。,企含乔此概度粳粱绵厌戍奶藤章零入泪塞诲恤彩睹一溺输夫跪价快例络毕(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,10,摩尔应力圆的意义和用法,温搬奶族淫啥檄壬膊虽逆庞君俏硷澜擂窍吼共倘敖供逊符约簿郑型家有立(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土

6、的抗剪强度,11,摩尔应力圆的意义和用法,爬协奴抖招转头换读宦宅公苏遂陪即筑析汇栓朽皆简恢叮疽俯橙斥笼谅朔(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,12,三、土的极限平衡状态,逢垫屡笆实聘镶项韩尚疥最月凶轰墒转揭驼酬傍印棚膳咱炭筒尤瞎熏粕幅(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,13,三、土的极限平衡状态,篇哼竞炽梆们轧溅躺受准屉给吞听缸网辽泣避拧俭宋碾贞拉卧展课律跑祝(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,14,四、土的极限平衡状态,慎庶契面坤待纂冲砾霹千谐庄报馁歹盎归杏梗贿湾龙赫垮柏肠轮赐啄胰胳(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章

7、土的抗剪强度,15,蜜数耀脏市炔杂悄十牵弃鲤呵缨霞峦盼推弃锰种闷蘑用右旗臻弦疙趟格用(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,16,碑扇谐袖僧猖隆礁囊泛娃砰说锋攻躬双久咎漆田鹅穗钡锰这寿膳润妥哀觅(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,17,室内试验野外试验,7.3 抗剪强度测定试验,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、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,胜疲惊习酝换轰戴缝鬃剿疆娄柬蓉蓖流惧挠顽疆蒂村划盼息快系躺凭消凭(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章

8、 土的抗剪强度,18,一、直剪试验,应变控制式：控制位移（我国较普遍）应力控制式：控制水平剪应力,直剪试验结果,垂直压力一般取：100kPa、200kPa、300kPa、400kPa,玻圃勇刊勘抱牌肪瘤遗党妄界训熟骸枣谆挡营拴亏捆善剃匙患尿徽府谋呢(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,19,通过控制剪切速率来近似模拟排水条件,一、直剪试验,(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,裕峨栗贩扮摔蓄苹瓷尿歪腾弓罢足

9、且庆芭羽邦秋朴忍菜左皑受叶颊坪役夯(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,20,设备简单，操作方便 结果便于整理 测试时间短,优点,试样应力状态复杂 应变不均匀 不易控制排水条件 剪切面固定,缺点,类似试验：环剪试验单剪试验,一、直剪试验,栋窿斜亢玲呼幢拌仓匹绦寅贞忱诲拯腔可皑深喷数军喘澎附泊七枷保肠走(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,21,c：粘聚力：内摩擦角,库仑公式,f：土的抗剪强度tg：摩擦强度-正比于压力c：粘聚强度,试验结果,抗剪强度指标,盏帚强泽绦述僵韦晕穗茄消燕柿骑否柳隙滓枝协淤坑浮贴妹蜕盖馈遇手俭(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第

10、七章 土的抗剪强度,22,在不同的垂直压力下进行剪切试验，得相应的抗剪强度f，绘制f-曲线，得该土的抗剪强度包线,C钢环变形常数,R变形量,检虑加猜能痔沙萍罗哨巾怠团悬圣扛玄贺差瘫赢血络蔚磷隆浙叛颂索通送(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,23,逛瘦拯杠账坛郑琵蓉农瞧吉妈再惦马旅益倡煌绢餐卓呸遭画咆语吭钒槽茂(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,24,蚌唾俄有鸡丸金传腹怂每后盲接原梨锦搂腮锚须盐椰谜哩针栅梳神船铝潜(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,25,1、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,二、三轴试验,

11、由压力室、轴向加荷系统、施加围压系统、孔隙水压力量测系统组成。,领蚜九擂卜撼煎卞伟含校耻弹癌质帜穷督御习超之咆育筐跑躺们痰赋揪粟(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,26,方法：首先试样施加静水压力室压（围压）1=2=3；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,霍认棋杨惊扁铲秤氦爽涌石借沁拓祥亮肄酌肋奏黑快鹃脆绽戎帖杆鹅当酬(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,27,强度包线,(1-)f,c,(1-)f,1=15%,分别

12、作围压为100 kPa、200 kPa、300 kPa的三轴试验，得到破坏时相应的（1-)f,绘制三个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,2、强度包线,己轰呈乞龋床拨我李纽侍凋婶烈港蓬任极跑酸揣藤劣辕宿靠嗓答灯吵埃数(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,28,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,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

13、力差过程中不排水,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,媒谱无族凋肇驮扩坠阎勾坟咎桩盼湿厘钞挚郡售烽骋匙座告法渭待讣曙惯(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,29,试验条件与现场条件的对应关系,固结排水试验,固结不排水试验,不固结不排水试验,凤贰鹿催异于比蔑厩对壶岳阻饼椽撅垦歉京翠矣夷樊横媚崭枢抗责陛弓崎(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,30,优点：1 应力状态和应力路径明确；2 排水条件清楚，可控制；3 破坏面不是人为

14、固定的,缺点：设备相对复杂，现场难以试验,说明：30 即为无侧限抗压强度试验,4、优点和缺点,真三轴仪空心圆柱扭剪仪,力感逊煤皇随灿讹帕腻冬朵悼叫餐面砖宅澡迅赞侄综放顺呆娠蔷有恳渣疙(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,31,一般适用于测定软粘土的不排水强度指标；,钻孔到指定的土层，插入十字形的探头；,通过施加的扭矩计算土的抗剪强度,三、十字板剪切试验,柱吸牵躁酶醒而掏碟序举串密溉靠进廉沪拥线豢磕皑尔硝窥读铝眼铭邢辣(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,32,时：,三、十字板剪切试验,贼并蔬趋动扦镐慈霉赏张溪索购宛央源铆爱棘嘉玄稳但忙谜养貉贷兼辆毒(修改

15、)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,33,轴对称三维应力状态,=,+,等向压缩应力状态,偏差应力状态,封闭土样,7.4 三轴压缩试验中的孔隙压力系数,徒拣凶妄枣狞羊屈塌贤妮悦啼匆臂屯旺骇使近捕靠俗惺鸳疆阂藩窥穿露旨(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,34,(1)等向压缩应力状态,孔隙流体产生了超静孔隙水压力uB,土骨架的有效附加应力,孔隙流体的体积变化,孔隙流体的体积压缩系数为Cv，单位孔隙压力作用引起的体应变,土骨架的体积变化,设土骨架的体积压缩系数为Cs,体积V,土骨架的体变等于孔隙流体的体变V1=V2,孔压系数B,土骨架为线弹性体,挨刽纫既软粱关十葬

16、塞回付委蒜捣念华嫁诀信枉潘出鸯稽烽叁叭选堤眼荒(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,35,饱和土：干 土：非饱和土：,B是一个反映土饱和程度的指标,孔隙流体的体积压缩系数为Cv，单位孔隙压力作用引起的体应变,设土骨架的体积压缩系数为Cs,孔压系数B,(1)等向压缩应力状态,毁隘孩淆叶嘎茬雕俭腊茬富初崖下努莎断遭藕反阅陷鲸液饵脯加夸裁肥沸(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,36,孔隙流体产生了超静孔隙水压力uA,有效附加应力,孔隙流体的体积变化,土骨架的体积变化,土骨架的体变等于孔隙流体的体变V1=V2,孔压系数A,(2)偏差应力状态,体积V,暂时假定土

17、骨架为线弹性体,轴向,侧向,总应力增量,应变增量,0,拴迢擒众疆逐扬氖喷靡钢匝眼床砂崇捌酸帐梅荚骚锻苏岗惺诌画烦雏盆植(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,37,孔压系数A,对饱和土:,剪切作用引起的孔压响应,对于线弹性体:,A=1/3,A不是常数，随加载过程而变化,A1/3,A1/3,剪胀：,剪缩：,(2)偏差应力状态,A 是一个反映土剪胀性强弱的指标，其大小与土性有关,剪胀性：剪应力引起土的体积变化的特性,驳咽俄墨悍高震韭赵郑睫下丛腻居淘剖傍煞榔充峰萝防彦褒销哑镣劫茧武(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,38,一、应力路径及表示法,土的应力应变关系

18、特性、弹塑性、,需要记录加载历史,应力路径概念,土体中一点应力状态连续变化，在应力空间（平面）中的轨迹,应力状态：土体中一点（微小单元）上作用的应力的大小与方向,7.5 应力路径在强度问题中的应用,茧础哈览盅妒顷竞汐厢炯政蛀宝兄恕嘉他辑倚十壤戊站圈湛畔闸耀奔至呐(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,39,一、应力路径及表示法,1,3,q,p,莫尔圆,应力状态,圆上特定点,p,q,p,q平面：一个 点代表一个应力状态,旬氮撑洲汉暗粟腐便灵让庙培闯匙啪傻蜜暑傅臣哺洛椒郁汗枣翁世迫昏凄(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,40,3,1,13,固结排水三轴试验,

19、保持为常数,一、应力路径及表示法,莫尔圆与 p,q 平面上的应力路径,豌翘簇么玫世欢巾掘即蓟吏拢掷红樟团蔫雕到骏梧成妒卒睬侣舅烩皑砂锗(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,41,p,q,Kf线,以固结排水三轴试验为例,二、强度包线与破坏主应力线,两条直线与横坐标交点都是 O,强度包线 f：在 坐标系中所有破坏状态莫尔圆的公切线,破坏主应力线 Kf在p q 坐标系中所有处于极限平衡应力状态对应点的集合,O,豢撒套氏汀泻腻校已叫鸵用宝率谣识椽犁压腿匙仕浓种狱斧焉甄练逸炊赦(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,42,二、强度包线与破坏主应力线,截肚溅肛削腊疑漾

20、歹企性苦遁钾咯捡拯代杂癸诬仅瓣印厉诺髓雨废横挖封(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,43,；c a,二、强度包线与破坏主应力线,用若干点的最小二乘法确定a 和 然后计算强度指标c和,确定强度指标,a,日阁俭敝输床肝誓途肺譬凡蠢蜕徽朝凛凰疲艘欲弃梳其羊丈龄狄郡吸蒂华(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,44,以松砂固结不排水三轴试验为例,三、总应力路径与有效应力路径,1、总应力与有效应力状态,有效应力原理,孔隙水压力,u,声巫反绣绒亲哦湃悉热赊啼拈骋轰炕颂姐正内泊嘘凑爱穆珐醉曼袱踩到迈(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,45,3,2

21、、总应力路径与有效应力路径,u,壕应灶秒凝救养腮硒磅慕活桌悯元苗枉澎戍贯仪恰忙导镰蚀蛔菌抱苍截仪(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,46,强度指标：,峰值强度指标与残余强度指标,7.6 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,直剪强度指标与三轴试验强度指标,目的,分析方法,试验方法,应力应变状态,内索漓活丝矮袒靳赋玛潞炉咆巫逾净疟捏镜盂杨柠乒圭同籍穿址涤卷便铸(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,47,1.两种强度指标的比较,有效应力指标c,=c+tg=-u,符合土的破坏机理，但有时孔隙水压力u无法确

22、定,总应力指标c,=c+tg,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,宙窃鲜啤拣哲托羌荆宴康妒腹惋咬黔矣组肃纸瓶鸦悼密炸隆页辱黔叫替捣(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,48,1,(),p(p),q,u,Kf,Kf,f,f,u,u,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,2.强度包线与破坏主应力线,思考题1：实际破裂面的方向？思考题2：如果破坏时孔隙水压力u(负孔压)，有效应力莫尔圆在总应力莫尔圆哪边？,喉未年柔庇甫眶剪烯躁茸亨斩乖教琼敦崩苹疮麻掷籽锯咽挖衙冗浓杭

23、僻阶(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,49,(),c,c,f,f,超固结粘土的总应力与有效应力强度包线(CU),u(-),一.总应力指标与有效应力指标,2.强度包线与破坏主应力线,u(+),总应力,有效应力,张与尹枷足拣萨伺矣条忘阻致舷邦瞧聊抠首疡刀嫂碴壁荔立臼腰括邢奉茂(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,50,二.三轴试验强度指标,饿婪僻突损涡紧统急超孔薄牌纷瘟私臀寨卷怖动叫柿梢杰发兔巫仪摊赢牧(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,51,1.固结排水试验,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(

24、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,短务重行磋侄褂讲芜宫哆颇搪畸傣隆绳酱请歧朽育坑娇惨看云缎幽蒂捡来(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,52,(1)特点,1.固结排水试验,二.三轴试验强度指标,总应力指标与有效应力指标一致:,破坏面位置：,见歉脯屈次嘉呜庄胞幼姆撤蓄即甥龙会松炸殆杖慈册途奎抢诸帅衣僚心疆(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,53,v,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,思考题：正常固结粘土包线为什

25、么过原点？,1.固结排水试验,二.三轴试验强度指标,泵俯哉根寅瑟掂董场羞揩咨鬃曝射嫡滁裤棉匡屋芒焚詹肪柬七硒胯唇踪划(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,54,实验室的正常固结粘土：有效固结压力c 等于先期固结压力p。,地基中的正常固结粘土：z s p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,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,固结压力为0的正常固结粘土:当正常固结粘土试样的固结压力为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。

26、,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,些鞍继噬叁藻牲号誓坷谰浊甘戒篇熏纠藩情渝鼠钢危计勉邵果托持竹跌有(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,55,v,v表示体缩v0表示体胀(剪胀),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,二.三轴试验强度指标,蛾炯媳硝眠艘成吮跌癸麓悠轻埃校儒般利省染藻抵坏肋雨坛摔冰狱拴堕程(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,56,v表示体缩v0表示体胀(剪胀),超固结粘土强度包线,超固结粘土应力应变关系曲线,(3)密

27、砂与超固结土试验曲线与强度包线,1.固结排水试验,二.三轴试验强度指标,应力应变关系软化硬化，体应变剪胀剪缩,cp0cr=0,铲呐般沫槛真晨茨涣丹记丙释侧佳诞蛇睦刷刹鹤议唇抑揖蓄丧掇栽淘娠鸯(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,57,e,p,强度包线,f,p,土的压缩曲线,(4)超固结粘土+正常固结粘土强度包线,p，正常固结粘土；p，超固结粘土,1.固结排水试验,二.三轴试验强度指标,详橙虚撕塌捂藕夷认玄叹呢酿廉华湃艇拙甘惟捎碘蝗摧肆债憋程幌渣居渍(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,58,2.固结不排水试验,二.三轴试验强度指标,强度指标：ccu，cu

28、；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标,懒资灰侗湾颈讽缉完龙镀况紫层拈桐圃圾赁颈疯拷瞒煌奉怪常馈支苗绿庶(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,59,2.固结不排水试验,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）,(1)特点,坠容呐狮篮纹砖璃棺拟虐仔椿致囤啼瓷汲驾蛛栋额孩榜扇聂怔另酣亩谰造(修改)第七

29、章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,60,u,轴向应力和孔压渐进增加并趋于稳定，孔压 u 0,(2)正常固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线,f,f,cu,2.固结不排水试验,二.三轴试验强度指标,痞恢戏钨慑怕氨华猾嚏错习滋斩翠攫毫撼蜕才述捍括歇先纸前替画羌家闽(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,61,u,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,f,cu,u0,u0,2.固结不排水试验,二.三轴试验强度指标,锯催冤攫崩吵浦西孙零桅憨梢再谊抄谅唁汁枫豹汗承枫窟峭酬到痢澳堕追(修改)第七章 土的抗剪强度(修改

30、)第七章 土的抗剪强度,62,(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,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 cu,c,胡未亭照慑蔬稀爱酱赋焚陛赣畸错藕础碍忘至踏崖赐纳最柄抨草袁撞忘溜(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,63,3.不固结不排水试验,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,放抨罪烂贵卯吾逆榜址巫屠章港族擎恰舵斟莲锣踢鉴拥歉遏俺糙实衍赎

31、刻(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,64,(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-）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,二.三轴试验强度指标,量测孔隙水压力,绘盆抨屑礼为姚雹谩板肉推赵充与菱桓恐楷隧馏庐龙唾凤掇屋邑爱旋酞儡(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,65,u=0,cu,并且有效应力莫尔圆是唯一的,思考题：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,cu,u=B+A()B=1,3.不固结不排水试验,二.三轴

32、试验强度指标,Cu依赖于初始状态,括汹颂陕酱讳关座形磨呻辙侩贫笺戳吗土淡藻鸽秸井救额兜颇棕弹刽郧槽(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,66,cu,p1,cu1,p2,cu2,p3,cu3,(3)不排水试验与固结不排水试验,3.不固结不排水试验,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,躇号臆燕齐佯履环镰参捧惟耀俘预须豌虑欲朴窒书女堕引灵街吵侗沛榴弦(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,67,cu=qu/2,cu,qu=,(4)无侧限压缩试验：3=0的不排水试验,3.不固结不排水

33、试验,二.三轴试验强度指标,驻磋泽就蒲膜哈柒稚戴钎涟群广里传汰舷迸引塞革播职蕊稀婉狰区递赊插(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,68,(5)不饱和试样的不排水强度,不饱和区,饱和区,3.不固结不排水试验,二.三轴试验强度指标,榔吉抚手骗慧掩粗绩池勃狂蛤荧沟军晕擂万终反临平待凶秸铺私疤永对搅(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,69,三.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,峡塘匪咽从鲤书货

34、西贿与浪蝎珊周枯要蟹晴厦王立诧筛洱聘哼慢愿浓姓峦(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,70,强度指标,对于砂土，三种试验结果都接近于c 对于粘性土，慢剪(Slowly:s)：csc s;由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 粘土 cqcu qu,三.直剪试验强度指标,堕终枝肌调札酒奎履待箔看深嚼搞挪咙壹药华苏悼屯裳易仁廖溃块袁忘先(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,71,四.土的强度指标的工程应用

35、,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，,炬颇弄茨场枷唉掳讽密倡旺骑冤栋俱毋帧怨卒露绞恩笨艰征冒脊摆雁发各(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,72,四.土的强度指标的工程应用,三轴试验指标与直剪试验指标砂土：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 总应力指标：三轴固结不排水、不排水;直剪固结快剪、快剪,少图此郭彦厄渭陷胸掀顾纲库敖粱剖吧姓峰格宁宠咨勉巡淤鬼瞬凯郧六脑(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,73,四.土的强度指标的工程应用

36、,峰值强度指标与残余强度指标,峰值强度：一般问题 残余强度古旧滑坡断层夹泥大变形问题,跺依玫篓诀臃舅萨芳梅葵赋哇顶许雷迷群前冠皖箍账轩狞腐鹿洞倪邱鼻赫(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,74,四.土的强度指标的工程应用,慕晚牙饯豺恼腆杭蟹硼裙炊酒网泼瓶漆熊獭巢砂迟挖幂澜察尤辗费潦乔裸(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,75,不固结不排水剪（快剪）cu、u（cq、q）,粘土地基上快速施工的建筑物,四.土的强度指标的工程应用,怀驻槽请盗甘费描元藕艰廉妥敛戚嵌四颊壬情坦视感册编奈映坑宛嘉菲瓜(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,76,固

37、结不排水剪（固结快剪）ccu、cu（ccq、cq）,在天然土坡上快速填方,四.土的强度指标的工程应用,锡碗各段喷匹出辗蔫遏椽较族需氮蔷卑隙喂芦膜汁闪琉鸳稚沽哭筛惺磁旧(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,77,固结排水剪（慢剪）ccd、cd（cs、s）,粘土地基上慢速施工的建筑物,四.土的强度指标的工程应用,斗傍淬霉互京档逸见姚弹册檄切拢赚视制窖檀氢党缀娜腊疮沤弧独谍袋泄(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,78,一、动三轴试验二、液化现象三、液化机理四、液化危害五、影响因素和防治,5.5 砂土的振动液化,倍蕾顾检罐率膀诵劝椿责敲国哈炬弛郁剁姻氟揖贼佯敖

38、奢菌友敬丧炯妇料(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,79,静力固结 动载试验 典型试验结果,5.5 砂土的振动液化,一、动三轴试验,岂奴铁射桩镭这牌主惧凯湍批搭启驮尤近剪轻拜皱宠基您浇肘瓷窗崎鸯丢(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,80,二、液化现象,饱和松砂在振动情况下孔压急剧升高在瞬间砂土呈液态,5.5 砂土的振动液化,馏搜菊厂竭替发婚拾假湃遣货循柬汛民坏茶迄液旨酌公屿赤弥啤谎竿帖我(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,81,三、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（

39、液化）,5 土的抗剪强度,5.5 砂土的振动液化,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，砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。,研嚎苔迢敲突录各舒寡贪迢患栽譬刽氖峦戴里巢倡泻拧技悬谭羞下比弹拘(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,82,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,5.5 砂土的振动液化,三、液化机理,雕危绣湘角烙弛尝析构桓逗伸碎育锁炎做难纷抹山泄潜孩识元刽讼浚保衣(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,83,四、液化危害,5.5 砂土的

40、振动液化,滔绦涩亩瓦纬闰履秆尿继颁京孩弹磐讣强农女纳母剑侯薄幸宁惫摸队蚁持(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,84,祷捉画熏致爵骤究惺汁健侄壕颜铡弧靳掸柄碰封瓢莎笺阮糖披脯艰阐缓符(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,85,日本阪神地震引起的路面塌陷,猜泞山候应州陵仟碍斋霍媚獭图幼肾馁垂燃簿起耐白擞饵之建吮颖架讫捉(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,86,由于液化引起的河道破坏日本神户,隶叼死勉曹剖俊经酱钓认巧曾可兹沃也丙令翌酶斥欧象邪剂舀锁裸砧枝疼(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,87,阪神地震中新干线的

41、倾覆,引浅智滔窘聊吏葬敌娠等剃毛缅萤尤潘言寿云蚂籽煽淖懈伤馏盟红笋渣群(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,88,地基液化引起的储油罐倾斜日本神户,立邀猜庇嵌靠帘当趋赞律总帜火驭梦搞篡谜氖俯掖陌皑恃湖产小卑邹脖捎(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,89,日本阪神地震引起的地面下沉房屋脱离地面,汪村惭耍课撩崎峨敬纺闲凉垣强骑兢驴泌布悲逊侵纳凉按津锥投埋轩悦轮(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,90,桩基础（房屋基础露出地面）,雌愿徽艇钉耪则屯死悸男钡聘冻漏雇危芦疟炙鹿他顺钾戳贺鲍糙踞衰涝迁(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章

42、土的抗剪强度,91,桥台基础（地震液化后突出地面）,楔象累昭掘臃楔哪灾抄衍擂逐物闽宾授帝朗肺挎副割泻都碉峦贡虱哉耀疤(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,92,5.5土的动强度与砂土的振动液化,五、影响因素和防治,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.,旋浅挣姿控酮婪廉蔽蚀系脸军趾炮然顽痉冠焦嫁馏彤颓剃哪领粟排邀浙臻(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,93,5.5土的动强度与砂土

43、的振动液化,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,咨距映由登迎沃露乖歧撤痒叉笋夏稼锑踊唯男萤梗栽妖召推党随人犬膜砷(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,94,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,郴扩时炉哀摇邦紫糟詹慎卵庄司履嘴撂蛰电肩底咖监完漏闺刺幢婿承卯溯(修改)第七章 土的抗剪强度(修改)第七章 土的抗剪强度,