莫尔－库仑强度理论存在的问题
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b
2 1
3 3
60
40
20
0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
b
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5.4 土的抗剪强度指标的测定
➢ 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
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直接剪切试验
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直接剪切试验
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直接剪切试验
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直接剪切试验
慢剪 固结快剪
快剪
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直接剪切试验的优缺点
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
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。
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工程实例－地基承载力问题
加拿大特朗斯康谷仓 精品课件
概述
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。
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思考
固体之间的摩擦力与土的抗剪强度是否 会有一定联系？？？？
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土的库仑定律
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
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直接剪切试验
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直接剪切试验
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直接剪切试验
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直接剪切试验
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直接剪切试验
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直接剪切试验
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
❖ 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；
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
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1.固结排水试验
v
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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
精品课件cu
f
cuf
3.不固结不排水试验
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三轴压缩试验
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。
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三轴压缩试验
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三轴压缩试验
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三轴压缩试验
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三轴压缩试验
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 。
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：可否由不排水试验精品确课定件 有效应力强度指标？
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
精品课件软土地基上的快速填方
优点和缺点
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摩擦强度
摩擦强度影响因素 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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思考
剪切破坏面的位置？ 剪切破坏面上满足什么应力条件？
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莫尔强度理论
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
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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，
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
❖ 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
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无侧限抗压强度试验
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莫尔应力圆
1313co2s
2
2
13 sin2
2
1322132
2
2
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莫尔应力圆
1322132
2
2
•
o
(1+3)/2
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(1-3)/2
土的莫尔－库仑强度理论
τ <τ f τ =τ f τ >τ f
稳定状态 极限状态 破坏状态
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土的莫尔－库仑强度理论
=
f
极限平衡状态
f ctg
D
O
AB
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极限应力圆 破坏应力圆
土的极限平衡条件
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
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土的极限平衡条件
1 3
sin
1
2
3
c
2 精品课ta件n
土的极限平衡条件
1 3
sin
1
2
3
c
2 tan
13ta2 4 no5 2 2 cta 4 no5 2
土的抗剪强度
安徽建筑大学 土木工程学院
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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
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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。精品课件概述Fra bibliotek摩擦角
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直接剪切试验
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库仑定律
f
f
c
砂土
粘性土
f tan
f ctan
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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
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土的抗剪强度来源
AC B
剪切面
A B
-C+
--
f ctan
粘聚强度
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。
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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工程实例－土坡稳定
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工程实例－土压力
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工程实例－地基承载力问题
31ta2 4 no5 2 2 cta 4 no5 2
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土的极限平衡条件
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【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:）
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拓展思考