第4章 土的抗剪强度与地基承载力VIP免费

土力学与地基基础GroundandFoundation教师:张丹电话.:13752986209Email:rockmechanicszd@126.com一般材料的破坏：抗拉FF第4章土的抗剪强度与地基承载力一般材料的破坏：抗压2BAABFABF一般材料的破坏：抗剪一般材料的破坏：抗扭MM一般材料的破坏：抗拉、抗剪、抗扭、抗弯、抗压…。但土体一般只考虑抗剪破坏？土的单轴、三轴压缩破坏图4.1概述土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的能力。土的抗剪强度是土的重要力学性质：1）决定地基的承载力2）挡土墙的土压力计算3）边坡的稳定性分析土的剪切破坏过程：土体受到荷载作用后，土中各点将产生应力。若某点的剪应力达到其抗剪强度，在剪切面两侧的土体将产生相对位移而产生滑动破坏。剪切面也称为滑动面或破坏面。随着荷载继续增加，土体中的剪应力达到抗剪强度的区域（塑性区）越来越大，最后各滑动面连成整体，土体将发生整体剪切破坏而丧失稳定性。1、库仑公式1776年Coulomb根据砂土剪切试验：图4-9剪切试验结果tanftancf——土的粘聚力——剪切面上的法向应力——土的内摩擦角c2、土的极限平衡条件Mohr-Coulomn强度理论Mohr-Coulomn强度理论该平面与最大主平面夹角为a的平面上的正应力与剪应力为：2sin212cos2121313131）（）（）（显然，不同方向的面的应力状态不同。强度也不同，那么怎样来确定土体的破坏面呢？Mohr-Coulomn强度理论就是将土的抗剪强度线画在Mohr应力圆图上，如P80图4-5。这样土的应力状态可以分为三类：怎样判断土体整体应力状态是否安全？土的能力极限平衡状态1）应力圆位于强度线里面，该点是安全的，没有破坏。2）应力圆与强度线相切，该点处于极限平衡状态。根据P81图4-6，可以求得破坏时主应力关系：cot2sin3131c)245tan(2)245(tan)245tan(2)245(tan0021300231cc2450f破坏面与第一主平面的夹角：在极限平衡状态下：对无粘性土（砂土），C=0：2450f)245(tan)245(tan02130231破坏面与第一主平面的夹角：3）应力圆与强度线相割，表明土体在进入该应力状态之前早已破坏，也就是说，该应力状态是不存在的。已知：土样的求：判断该土样是否达到极限平衡状态。kPakPakPac30,140,24,25310方法？解1：未破坏,3024.26)22545tan(242)22545(tan140)245tan(2)245(tan2213kPakPacf由13f，比较3和3f解2：未破坏,14026.14934.7592.73)22545tan(242)22545(tan30)245tan(2)245(tan2231kPakPacf由31f，比较1和1f解：未破坏,..arcsin..cotcotsin25772340409410217011025242301403014023131ffc由1,3m，比较和m4.2土的抗剪强度指标的测定4.2.1直接剪切试验1、直剪原理图，P82图4-9。测量结果如P83图4-10。图4-9直剪试验2、抗剪强度的测定方法抗剪强度的确定：曲线出现峰值；不出现峰值时，采用剪切位移4mm时的剪应力。抗剪强度线确定如P83图4-10(b)。剪切位移3、分类(1)快剪(0.8mm/min)(2)固结快剪(0.8mm/min)(3)慢剪(0.8mm/min)优点：仪器便宜，操作简单。缺点：1）剪切破坏面人为确定，非抗剪强度弱面。2）无法严格控制排水条件。4、特点4.2.2三轴剪切试验4.2.2.1三轴试验原理主要有主机、稳压调压系统以及量测系统三部分组成。围压不变，轴压变化，P85图4-13。试样围压力3阀门阀门马达横梁量力环百分表量水管孔压量测试样水压力c轴向力Fcycx1cz方法：•固结：试样施加围压力1=2=3•剪切：施加应力差Δ1=1-3应力特点：•试样是轴对称应力状态•垂直应力z一般是大主应力1•侧向应力总是相等x=y，且为中、小主应力2=3333333△△抗剪强度包线c三轴试验(a)主应力差与轴向应变关系曲线(b)莫尔圆与包络线三轴剪切试验试验结果：4...