土力学与基础工程第五章
➢ 直接剪切试验 ➢ 三轴压缩试验 ➢ 无侧限抗压强度试验 ➢ 十字板剪切试验
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础 工程第五章
抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。 破坏准则：土体达到破坏状态时的应力组合
称为破坏准则。
土力学与基础工程第五章
固体之间的摩擦力与土的抗剪强度是否 会有一定联系？？？？
土力学与基础 工程第五章
固体间的摩擦力直接取决于接触面上的法向力和接触材料的 摩擦角
土力学与基础工程第五章
制； 由于上下土盒的错动，剪切过程中试样的有
效面积减小，使试样中的应力分布不均匀， 主应力方向发生变化，当剪切变形较大时这 一缺陷表现更为突出。
土力学与基础工程第五章
三轴压缩试验直接量测的是试样在不同恒定 周围压力下的抗压强度，然后利用莫尔－库 仑破坏理论间接推求土的抗剪强度。
土力学与基础工程第五章
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
2 1
在1层固结后，快速施工2层
粘土地基上的分层慢 速填方
不固结不排水试验
软土地基上的快速填方
优点和缺点
❖ 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 破坏面不是人为固定的
❖ 缺点：
设备相对复杂，现场难以试验
•真三轴仪 •空心圆柱扭剪仪
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） ccu 、cu 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，在施加轴向应力差过程中不排水
❖ 不固结不排水试验（UU试验） cu 、u 1 关闭排水阀门，围压下不固结；
土力学与基
础工程第五
章
f
f
砂土
c
粘性土
f tan
f ctan
f tan
f ctan
f tan
f c tan
c', -------有效抗剪强度指标 c, --------总应力抗剪强度指标
土力学与基础工程第五章
AC B
剪切面
--
AC +
B
--
f ctan
粘聚强度
摩擦强度
土力学与基础工程第 五章
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
1.固结排水试验
v
f=f =’
2.固结不排水试验
轴向应力和孔压渐进增加并趋于稳定， 孔压 u >0
u
cu
f
cuf
3.不固结不排水试验
cu
Cu依赖于
初始状态
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？
在直剪试验过程中，不能量测孔隙水应力， 也不能控制排水，所以只能以总应力法来表 示土的抗剪强度。但是为了考虑固结程度和 排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率 的快慢可将之间试验划分为 快剪 固结快剪 慢剪
土力学与基础工程第五章
慢剪 固结快剪
快剪Leabharlann 土力学与基础工程第五章直剪试验的缺点 剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面； 试验中试验的排水程度靠试验速度的快慢控
土力学与基础工程第五章
【例题】已知某土体单元的大主应力σ1＝200kPa，小主 应 力 σ3 ＝ 50kPa 。 通 过 试 验 测 得 土 的 抗 剪 强 度 指 标 φ ＝ 30°，问该单元土体处于什么状态？
（方法1: 方法2: 方法3:）
土力学与基础 工程第五章
莫尔－库仑强度理论存在的问题
土力学与基础工程第五章
土体处于极限平衡状态时的应力组合及强度 指标之间的数学表达式称为极限平衡条件。
莫尔－库仑破坏准则
土力学与基础工程第五章
1 3
sin
1
2
3
c
2 tan
土力学与基础工程第五章
1 3
sin
1
2
3
c
2 tan
13ta2 4 no5 2 2 cta 4 no5 2 31ta2 4 no5 2 2 cta 4 no5 2
1313co2s
2
2
13 sin2
2
1322132
2
2
土力学与基础工程 第1五3章22132
2
2
•
o
(1+3)/2
(1-3)/2
土力学与基础工程第五章
τ <τ f τ =τ f τ >τ f
稳定状态 极限状态 破坏状态
土力学与基础工程第五章
=f
极限平衡状态
f ctg
D
AB O
极限应力圆 破坏应力圆
土力学与基础工程第五章
三轴压缩试验当周围压力为零时即为无侧限试验条件， 此时只有轴向压力，所以也称单轴压缩试验。
工程时间中与土的抗剪强度 有关的工程主要有以下3类
(1) 土质土坝的稳定
(2) 土压力
(3) 地基的承载力问题
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土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
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加拿大特朗斯康谷仓
粘聚强度影响因素
密 度 粒径级配 颗粒形状 矿物成分
地质历史 粘土颗粒矿物成分 密度 离子价与离子浓度
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剪切破坏面的位置？ 剪切破坏面上满足什么应力条件？
土力学与基础工程第五章
τ <τ f τ =τ f τ >τ f
弹性平衡状态 极限平衡状态 破坏状态
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
土力学与基础工程第五章
三轴试验根据试样的固结和排水条件不同， 可分为不固结不排水剪（UU）、固结不排水 剪（CU）、固结排水剪（CD）。分别对应 于直剪试验的快剪、固结快剪、和慢剪试验。
试验类型
❖ 固结排水试验（CD试验） cd 、d 1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，
土力学与基础工程 第五章
主要内容
概述 土的库仑定律 土的莫尔－库仑强度理论 土的抗剪强度指标的测定
本章要点
➢ 牢固掌握库仑公式和莫尔－库仑强度理论； ➢ 掌握土的抗剪强度指标的测定方法； ➢ 明确不同固结和排水条件下的抗剪强度指标
的意义及其应用。
土力学与基 础工程第五 章
土的破坏主要是由于剪切引 起的，剪切破坏是土体破坏 的重要特点。