第四章 土的抗剪强度VIP免费

2024年12月25日TeacherYangPing第一节概述第二节土的抗剪强度理论第三节土的抗剪强度试验第四节无粘性土的抗剪强度第五节饱和粘性土的抗剪强度2024年12月25日TeacherYangPing第一节概述一、概念：土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。二、与土的抗剪强度有关的工程问题1、建筑地基的承载力；2、土工建筑物的土坡稳定；3、深基坑土壁的稳定性；4、挡土墙的稳定性。2024年12月25日TeacherYangPing第二节土的抗剪强度理论tanf一、抗剪强度的库仑定律1、无粘性土f—土的抗剪强度；—滑动面上法向总应力；—土的内摩擦角，度。2024年12月25日TeacherYangPingc—土的粘聚力（内聚力）kPa；其它字母意义同上。2、粘性土cftan2024年12月25日TeacherYangPing二、抗剪强度的来源1、无粘性土：内摩擦力注：其中内摩擦力包括：滑动摩擦力、咬合摩擦力、阻力。2、粘性土：内摩擦力+粘聚力注：粘聚力包括原始粘聚力和固化粘聚力。三、影响抗剪强度的因素1、土粒的大小、形状及矿物成份；2、土的结构性；3、孔隙水压力；4、应力历史的影响；5、土的各向异性。2024年12月25日TeacherYangPing四、莫尔—库仑强度理论及极限平衡条件㈠、土中一点的应力状态（以条形荷载为例）2024年12月25日TeacherYangPing223122zxxzxz当土中某一点主应力1、3方向及大小已知时，则与大主应力作用面成角的任一平面上的法向应力和剪应力可由力的平衡条件求得。土体中任意点应力如下图：M点的应力x、y、zx可按力学中的公式计算，再按下面公式可得该点的大主应力1和小主应力3。2024年12月25日TeacherYangPing根据静力平衡条件可得：0cossinsin03adsadsadsFx0sincoscos01adsadsadsFy2024年12月25日TeacherYangPing联立求解以上方程可以得到斜截面mn上法向应力和剪应力：cos223131sin231将上两式两边平方并相加得：231223121212024年12月25日TeacherYangPing上式为圆的方程，该圆圆心坐标为((1+3)/2，0)，半径为(1-3)/2，由此可作出莫尔圆如下图：注：莫尔圆上任一点代表与1作用面成角的斜面，其纵坐标代表该面上的剪应力，横坐标代表该面上的法向应力，即莫尔圆表示一点的应力状态。2024年12月25日TeacherYangPing㈡、土的极限平衡条件1、根据抗剪强度曲线与莫尔圆的关系判断①、莫尔圆位于抗剪强度曲线以下，处于稳定状态。②、莫尔圆与抗剪强度曲线相切，处于极限平衡状态。③、莫尔圆与抗剪强度曲线相割，土体已被剪破。2024年12月25日TeacherYangPing2、根据极限平衡条件判断根据极限应力圆与抗剪强度相切于一点的几何关系，可建立粘性土和无粘性土的极限平衡条件。2024年12月25日TeacherYangPing从图可知：12121sin3131ctgcRDAD化简后得：2sin1sin12sin1sin131c或：3sin1sin12sin1sin113c2024年12月25日TeacherYangPing由三角函数可以证明：245tansin1sin12245tansin1sin12或：代入式(2)、(3)得粘性土的极限平衡条件为：245tan2245tan00231c或：245tan2245tan00213c2024年12月25日TeacherYangPing对于无粘性土，由于c=0，代入粘性土的极限平衡可知，无粘性土的极限平衡条件为：245tan0231245tan0213或：当土中一点应力达极限平衡状态时，破裂角一般为f=45º+/2，而不发生在最大剪应力作用面（=45º）上(因该面上的抗剪强度更大)。2024年12月25日TeacherYangPing第三节土的抗剪强度试验一、直接剪切试验分为应变控制式和应力控制式两种，我国普遍采用的是应变控制式直剪仪，其装置如下图:2024年12月25日TeacherYangPing对同一种土至少取...