土力学_第6章(土的抗剪强度)VIP免费

1第六章土的抗剪强度2主要内容土的剪切强度剪切强度试验测试方法工程分析中土的剪切强度的选择3四大古典材料强度理论:最大拉应力理论（第一强度理论）最大伸长线应变理论（第二强度理论）最大剪应力理论（第三强度理论）形状改变比能理论（第四强度理论）6.1概述应力是材料发生破坏的根本原因在应力作用下，材料发生破坏的形式主要有两类：（1）流动破坏；（2）断裂破坏。（《材料力学》刘鸿文主编，P302）（1）流动破坏（2）断裂破坏4土力学的基本理论之一土体稳定问题分析的基础土是由于受剪而产生破坏土的强度问题实质上就是土的抗剪强度问题屈服流动：土的内部结构发生弱化，并产生塑性变形。剪切流动：土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度，土沿着剪应力作用方向产生相对滑动。土的破坏形式土的抗剪强度理论土的渗透破坏5①土工构筑物的稳定性（如土坝、边坡等）与土的强度有关的工程问题：②土压力问题（挡土墙）③地基的承载力问题631y)(31O1应变硬化段应变软化段弹性段bacb①-理想弹塑性③-正常固结土或松砂②-超固结土或密实砂土的应力-应变关系曲线（一种围压下的）b点为峰值强度b点过后为残余强度，应变软化阶段土的屈服与破坏过程6.2土的抗剪强度和破坏理论7σ3=100KPaσ3=200KPaσ3=300KPa莫尔-库仑破坏理论311土的应力-应变关系曲线土的破坏理论①广义特莱斯卡（Tresca）理论②广义米塞斯（VonMises）理论（最大剪应力理论）3211131)(2IIfSSff（最大变形能理论）fWE16)()()(231232221最大变形能8法国军事工程师在摩擦、电磁方面奠基性的贡献1773年发表土压力方面论文，成为土的经典理论。③莫尔—库仑破坏理论库仑（C.A.Coulomb）(1736-1806)9库仑定律（Coulomb,C.A.1776年提出的）根据砂土试验结果得到：f=tan对于粘性土，通过试验给出的表达式：f=c+tan有效应力的表达式：f=c+tan=c+(u)tanf－土的抗剪强度，kPa；－作用在剪切面上的法向应力，kPa；－土的内摩擦角；c－土的粘聚力，kPa；土体破坏时，破裂面上法向应力与抗剪切强度之间满足：f=f()库仑定律：抗剪强度包线假定为线性关系③莫尔—库仑破坏理论10f=tan（砂土）f=c+tan（粘性土）f=f()试验测试曲线B点：临界破坏状态A点：不会发生剪切破坏C点：已发生破坏（不存在的）f=c+tan莫尔-库仑破坏包络线f′=c′+′tan′11物体内一个点的应力状态xyzxxyxzzzyzxyyxzx应力分量：xyzyxxyyzzyzxxzM土的极限平衡条件12土中任意一点的应力状态可表示为（平面问题，主应力）应力分量：xxzzzxxzzxo摩尔圆作图法应力状态坐标转换zxo3311θ（1，3）xzzxxz（x，τxz）（z，τxz）13τ2zxf=c+tanf=c+tano圆的半径？22314)(2xzzxzx)2(tan211xzxz2θ13土中任意一点在某一平面上的法向应力和剪切应力表达式（主应力）：（，τ）13τ231o2αA2cos)(21)(2131312sin)(213114极限平衡状态：土中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度。f=c+tan（破坏判断准则）sin1cos2sin1sin131c判断式245破坏面不是发生在剪应力最大的面上。2cos)(21)(2131312sin)(213131f45°＋φ/2与大主应力面夹角：15摩尔－库仑关于土的抗剪强度理论特点，归纳为：（1）土的抗剪强度随剪切面上法向应力的大小不同而变化；（2）摩尔应力圆与与抗剪强度曲线相切时表明土产生了剪切破坏；（3）主剪切破坏面的法向与最大主应力面的夹角为45＋/2；（4）土的抗剪强度与中间主应力无关；16[例1]地面以下某点的最大主应力1=580kPa，最小主应力3=190kPa。土的内摩擦角=22，粘聚力c=20kPa。（1）绘摩尔应力圆；（2）求最大剪应力及作用方向；（3）与最小主应...