,处于破坏状态 ; ;; , , 处于稳定状态 处于破坏状态 m1 m 13 3 m ,处于稳定状态 , , 处于破坏状态 处于稳定状态 m1 m 13 3 m
第六章 土的抗剪强度与地基承载力
§6-2 土的抗剪强度指标的测定
一、土的直剪试验
二、土的三轴试验
3 1 tg 2 (45 2 ) 2c tg (45 2 )
＝45＋

2
§6-1 土的极限平衡条件与破坏理论 土中一点应力的极限平衡条件
3、极限平衡条件的应用
sin
已知土单元体实际上所受的应力和土的抗剪强度指标, 1 3 tg 2 (45 2 ) 2c tg (45 2 ) 可以利用极限平衡条件很容易判断该单元是否破坏
§6-1 土的极限平衡条件与破坏理论
土中一点应力的极限平衡条件 1、无粘性土的极限平衡条件
OT 1 3 2 1 3 sin OO ( 1 3 ) 2 1 3

T

0
f tg
1 3 (1 3 ) sin
a. 能较严格地控制试样的排水条件 , 能量测试样中的孔隙水 压力 , 以定量地获得土中有效应力的变化情况。 b. 试样中的应力分布比较均匀, 试验成果较直剪试验成果更 加可靠、准确。
缺点:
a. 试验仪器较复杂 , 操作技术要求高 , 且试样制备也比较 麻烦。
b. 试验是在轴对称情况下进行的 , 这与一般土体实际受力有 所差异。
§6-2 土的抗剪强度指标测定 一、土的直剪试验
2、优缺点
优点: 仪器简单, 操作方便，在一般工程中被广泛采用。 缺点:
（1）试验中不能控制试件排水，不能测量试验过程中试件内 孔隙水压力的变化 （2）试验中人为限定上下盒的接触面为剪切面, 而不是 土样最薄弱的面剪切破坏。 （3）剪切过程中剪切面上的剪应力分布不均匀 , 剪切面 随剪切位移的增加而减小。 沿
三、土的无侧限抗压强度试验
四、土的十字板试验
§6-2 土的抗剪强度指标测定 一、土的直剪试验 1、仪器设备及试验方法
垂直变形测微计
剪力盒上盖 加垂直荷载横梁 土样 推进蜗杆 上剪力盒 透水石 量力环 水平位移测微计
下剪力盒
滚珠
透水石
底座
§6-2 土的抗剪强度指标测定 一、土的直剪试验 1、仪器设备及试验方法
土的抗剪强度定律—库仑定律
库仑定律 (1776年)
土的抗剪强度表达式
砂土: 粘性土:

砂土
粘性土
f tg
f tg c
c

土的抗剪强度指标
土的类型 砾砂、粗砂、砂 粉细砂 粘性土
内摩擦角
粘聚力
c
c (kPa)
(°)
42~30 34~26 30~0
5~100
§6-1 土的极限平衡条件与破坏理论
土的抗剪强度定律—库仑定律
库仑定律 (1776年)
( kPa )
f
砂土抗剪强度
f tg
0

( kPa )
( kPa )
粘性土抗剪强度

f
f tg c
c
0
( kPa )
§6-1 土的极限平衡条件与破坏理论

u1
u2
u3
1 ( 1 3 ) 总应力抗剪强度指标： 2 u 0 cu
§6-2 土的抗剪强度指标测定 二、土的三轴试验
2、三种试验方法
不固结不排水剪切试验 (UU试验)
§6-2 土的抗剪强度指标测定 二、土的三轴试验
三种判断方法
3 1 tg 2 (45 2 ) 2c tg (45 2 )
1 3 1 3 2c ctg
(1) , , , 计算 m ,m,, (3) 用 1 (2) 3 1 1 3 3 m 若 处于极限平衡状态 ; ;; 若 , , 处于极限平衡状态 , 处于极限平衡状态 m1 13 3m m
§6-1 土的极限平衡条件与破坏理论
土中一点应力的极限平衡条件
摩尔—库仑破坏准则

T2 T1 T3
f
T4

破坏应力圆包线

c
归纳摩尔－库仑理论，可表达为如下三个要点： 1、破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数：τ= f (σ) 2、当法向应力不很大时，抗剪强度可简化为法向应力的函数， 即库仑公式:τf= C+σtgΦ 3、土单元体中，任一个面上的剪应力大于该面上土的抗剪强度， 土单元体即发生破坏，
1 sin 1 3 1 sin
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3
0‘
1


1 - cos (90 ) 1 3 1 cos (90 )
1 3tg (45 )
2

2 sin 2 (45 2) 1 3 2 cos2 (45 2)
§6-2 土的抗剪强度指标测定
一、土的直剪试验
3、三种不同排水条件的试验
（1）快剪
（2）固结快剪
适用于透水性小且厚度大的粘土地 基上快速施工的工程 适用于水库水位骤时土坝边坡稳定问 题分析，或使用期的地基稳定性问题
（3）慢剪
适用于地基透水性较好，施工速度较慢 的工程地基稳定性分析
§6-2 土的抗剪强度指标测定 二、土的三轴试验 优点:
3 1tg 2 (45－ )
＝45＋
2
2
2
§6-1 土的极限平衡条件与破坏理论 土中一点应力的极限平衡条件
2、粘性土的极限平衡条件
f tg c
破坏面 与破坏面平行
sin
1 3 1 3 2c ctg
2
1 3 tg (45 2 ) 2c tg (45 2 )
§6-2 土的抗剪强度指标测定 二、土的三轴试验 1、试验设备及试验方法
试 样
§6-2 土的抗剪强度指标测定 二、土的三轴试验
2、三种试验方法
不固结不排水剪切试验 (UU试验)

有效应力圆 总应力圆 试 样
cu
3
3
c1
1
1 3
c2
1 3
c3
1