土的抗剪强度VIP免费

第5章 土的抗剪强度 5.1概述 土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时,土体就会发生一部分相对于另一部分的移动，该点便发生了剪切破坏。工程实践和室内试验都验证了建筑物地基和土工建筑物的破坏绝大多数属于剪切破。例如堤坝、路堤边坡的坍滑(图 5.1a)，挡土墙墙后填土失稳(图 5.1b)建筑物地基的失稳(图 5.1c)，都是由于沿某一些面上的剪应力超过土的抗剪强度所造成。因此土的抗剪强度是决定地基或土工建筑物稳定性的关键因素。所以研究土的抗剪强度的规律对于工程设计、施工和管理都具有非常重要的理论和实际意义。 由于土的抗剪强度是岩土的重要力学性质之一，本章主要讲述叙述土抗剪强度的基本概念、土地抗剪强度的基本理论、土的抗剪强度的试验方法及土的抗剪强度指标的应用。 5.2土的抗剪强度的基本理论 5.2.1直剪试验 土的抗剪强度可以通过室内试验与现场试验测定。直剪试验是其中最基本的室内试验方法。 直剪试验使用的仪器称直剪仪。按加荷方式分为应变式和应力式两类。前者是以等速推动剪切盒使土样受剪，后者则是分级施加水平剪力于剪力盒使土样受剪。目前我国普遍应用的是应变式直剪仪如图 5.2所示。试验开始前将金属上盒和下盒的内圆腔对正，把试样置于上下盒之间。通过传压板和滚珠对土样先施加垂直法向应力σ =p/F(F-土样的截面积)，然后再施加水平剪力T，使土样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。在剪切过程中，隔固定时间间隔，测读相应的剪变形，求出施加于试样截面的剪应力值。于是即可绘制在一定法应力条件下，土样剪变形λ 与剪应力τ 的对应关系(图 5.3a)。 5.2.2土的抗剪强度规律 整理剪切试验的资料，当剪应力-剪切位移曲线出现峰值时(图 5.3a)，取峰值剪应力为破坏时的剪应力τf(即抗剪强度)；当无峰值时可取对应于剪切位移λ =4mm时的剪应力作为τf。同一种土的几个不同土样分别施加不同的垂直法向应力σ 做直剪试验都可得到相应的剪应力-剪切位 移曲 线(图 5.3a)，根据这些曲线求出相应于不同的法向应力σ 试样剪坏时剪切面上的剪应力τf。在直角坐标σ -τ 关系图中可以作出破坏剪应力的连线(图 5.3b)。在一般情况下，这个连线是线性的，称为库伦强ττ'ff'τ''τ'f''''fττ ''f'τfτfτf = c+σtgφφσ 'σ''σ'''σcOA(a)(b) 图4.3直剪试验曲线 a)剪应力-剪切伴移关系；b)抗剪强度-法向应力关...