1、土的抗剪強度試驗土的抗剪強度試驗與試驗指標與試驗指標土工結(jié)構(gòu)物或地基土滲透滲透問題問題變形問題變形問題強度強度問題問題滲透滲透特性特性變形特性變形特性強度強度特性特性一、室內(nèi)一、室內(nèi) 試驗試驗二、野外二、野外 試驗試驗抗剪強度試驗抗剪強度試驗 直剪試驗、三軸試驗等直剪試驗、三軸試驗等 制樣（重塑土）或現(xiàn)場取樣制樣（重塑土）或現(xiàn)場取樣 缺點：擾動缺點：擾動 優(yōu)點：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù)優(yōu)點：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù) 十字板扭剪試驗十字板扭剪試驗 旁壓試驗旁壓試驗 原位試驗原位試驗 缺點：應(yīng)力條件不易掌握缺點：應(yīng)力條件不易掌握 優(yōu)點：原狀土的原位強度優(yōu)點：原狀土的原位強度 強度指標：強度指標：峰值強度指

2、標峰值強度指標與與殘余強度指標殘余強度指標抗剪強度指標抗剪強度指標粘聚力粘聚力 c c內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角 工程應(yīng)用工程應(yīng)用三種分三種分類方法類方法總應(yīng)力強度指標總應(yīng)力強度指標與與有效應(yīng)力強度指標有效應(yīng)力強度指標直剪強度指標直剪強度指標與與三軸試驗強度指標三軸試驗強度指標目的目的分析方法分析方法試驗方法試驗方法應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，前者直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，前者是等速推動試樣產(chǎn)生位移測定相應(yīng)的剪應(yīng)力，后者是等速推動試樣產(chǎn)生位移測定相應(yīng)的剪應(yīng)力，后者則是對試件分級施加水平剪應(yīng)力測定相應(yīng)的位移，目則是對試件分級施加水平剪應(yīng)力測定相應(yīng)的位

3、移，目前我國普遍采用的是應(yīng)變控制式直剪儀。前我國普遍采用的是應(yīng)變控制式直剪儀。 一、直剪試驗土樣土樣PAST = 100KPa = 200KPa = 300KPa fOc 1、試驗原理與資料處理 ff=ctg 通過控制剪切速率來近通過控制剪切速率來近似模擬排水條件似模擬排水條件1. 1. 固結(jié)慢剪：固結(jié)慢剪：施加正應(yīng)力充分固結(jié)施加正應(yīng)力充分固結(jié)慢慢施加剪應(yīng)力：小于慢慢施加剪應(yīng)力：小于0.02mm/0.02mm/分，以保證無超靜孔壓水分，以保證無超靜孔壓水2. 2. 固結(jié)快剪固結(jié)快剪施加正應(yīng)力充分固結(jié)施加正應(yīng)力充分固結(jié)在在3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞3. 3. 快剪（不排水剪）快剪（

4、不排水剪）施加正應(yīng)力后立即剪切施加正應(yīng)力后立即剪切3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞PSTA2、試驗分類6轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分鐘慢剪分鐘慢剪12轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分鐘快剪分鐘快剪PSTAz x zx xz13 試驗過程中的應(yīng)力變化試驗過程中的應(yīng)力變化在加剪應(yīng)力以前，試件處于側(cè)限狀態(tài)，在加剪應(yīng)力以前，試件處于側(cè)限狀態(tài)， 2 3 k 1加剪應(yīng)力加剪應(yīng)力后，主應(yīng)力的方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，剪應(yīng)力愈大，偏轉(zhuǎn)角后，主應(yīng)力的方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，剪應(yīng)力愈大，偏轉(zhuǎn)角也愈大，所以試驗過程中主應(yīng)力的方向是不斷交化的。也愈大，所以試驗過程中主應(yīng)力的方向是不斷交化的。在試驗資料的分析中，假定試件中的剪應(yīng)力均勻分布，在試驗資料的分析中，假定試件中的剪應(yīng)

5、力均勻分布，但事實上并非如此。當(dāng)試件被剪破時，靠近剪力盒邊但事實上并非如此。當(dāng)試件被剪破時，靠近剪力盒邊緣的應(yīng)變最大，而試件的中間部分的應(yīng)變相對要小得緣的應(yīng)變最大，而試件的中間部分的應(yīng)變相對要小得多，剪切面附近的應(yīng)變又大于試件頂部和底部的應(yīng)變。多，剪切面附近的應(yīng)變又大于試件頂部和底部的應(yīng)變。所以，在剪切過程中，特別是在剪切破壞時，試件內(nèi)所以，在剪切過程中，特別是在剪切破壞時，試件內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變，既非均勻又難確定。的應(yīng)力和應(yīng)變，既非均勻又難確定。 直接剪切儀具構(gòu)造簡單，操作方便等優(yōu)點，但它存在若干缺直接剪切儀具構(gòu)造簡單，操作方便等優(yōu)點，但它存在若干缺點，主要有：點，主要有： 剪切面限定在上下盒之

6、間的平面，而不是沿土樣最薄弱的剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞；面剪切破壞； 剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，土樣剪切破壞時先從邊緣開剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，土樣剪切破壞時先從邊緣開始，在邊緣發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象；始，在邊緣發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象； 在剪切過程中，在剪切過程中， 土樣剪切面逐漸縮小，而在計算抗剪強土樣剪切面逐漸縮小，而在計算抗剪強度時卻是按土樣的原截面積計算；度時卻是按土樣的原截面積計算； 試驗時不能嚴格控制排水條件，不能量測孔隙水壓力、在試驗時不能嚴格控制排水條件，不能量測孔隙水壓力、在進行不排水剪切時，試件仍有可能排水，特別對于飽和粘性進行不排水剪切時，試件仍

7、有可能排水，特別對于飽和粘性土。土。 由于土的抗剪強度受排水條件的影響顯著，故試驗結(jié)果不夠由于土的抗剪強度受排水條件的影響顯著，故試驗結(jié)果不夠理想。但由于它具有的優(yōu)點，故仍為一般工程廣泛采用。理想。但由于它具有的優(yōu)點，故仍為一般工程廣泛采用。l 設(shè)備簡單，操作方便設(shè)備簡單，操作方便l 結(jié)果便于整理結(jié)果便于整理l 測試時間短測試時間短優(yōu)點優(yōu)點l 試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜l 應(yīng)變不均勻應(yīng)變不均勻l 不能精確控制排水條件不能精確控制排水條件l 剪切面固定剪切面固定缺點缺點3. 3. 試驗優(yōu)缺點試驗優(yōu)缺點PSTA類似試驗：類似試驗：環(huán)剪試驗環(huán)剪試驗單剪試驗單剪試驗 = 100KPa S = 2

8、00KPa = 300KPa fOc ff=ctg 4、討論抗剪強度指標：一般情況下，抗剪強度指標：一般情況下，粉細砂：粉細砂：粘性土：粘性土：0034260,kpaC 01001005,kpaC 4、討論： = 100KPa S = 200KPa = 300KPa fOc 試驗停止的標準：試樣試樣壓力室壓力室壓力壓力水水排水管排水管閥門閥門軸向加壓桿軸向加壓桿有機玻璃罩有機玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石頂帽頂帽二、二、 三軸試驗三軸試驗方法：方法：首先試樣施加靜水壓力首先試樣施加靜水壓力室壓（圍壓）室壓（圍壓） 1 1= = 2 2= = 3 3 ； 然后通過活塞桿施加的是應(yīng)力差然后通過活塞

9、桿施加的是應(yīng)力差 1 1= = 1 1- - 3 3 。 1 1、試樣應(yīng)力特點與試驗方法：、試樣應(yīng)力特點與試驗方法：特點：特點：試樣是軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力試樣是軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力 z z一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)力總是相等力總是相等 r r= = ，亦即，亦即 1 1= = z z； 2 2= = 3 3= = r r1 3 3 3 3 1 強度包線強度包線( 1- )fc ( 1- )f 1 1- 3 1 =15%施加圍壓施加圍壓 ：100100kPakPa 、200200kPakPa、300300kPakPa、400400kPakPa的三軸試驗，得到

10、破壞時的三軸試驗，得到破壞時相應(yīng)的（相應(yīng)的（ 1 1- - ) )f f2 2、強度包線、強度包線v繪制破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩繪制破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，畫出它們的公切爾圓，畫出它們的公切線線強度包線，得到強度包線，得到強度指標強度指標 c c 與與 3 3、試驗類型、試驗類型v固結(jié)排水試驗（固結(jié)排水試驗（CDCD試驗）試驗）1 打開排水閥門，打開排水閥門，施加圍壓施加圍壓 后充分固結(jié)，超靜孔后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；隙水壓力完全消散；2 打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差 以便以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓v固結(jié)不排水試驗（CUCU試

11、驗）1 打開排水閥門，打開排水閥門，施加圍壓施加圍壓 后充分固結(jié)，超靜孔隙后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；水壓力完全消散；2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差 過程中不排水過程中不排水cd 、 d v不固結(jié)不排水試驗（UUUU試驗）1 關(guān)閉排水閥門，關(guān)閉排水閥門，圍壓圍壓 下不固結(jié)；下不固結(jié)；2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差 過程中不排水過程中不排水cu 、 u ccu 、 cu 試樣試樣ddcc 1 = 1 d= = f= f245(1)試驗條件總應(yīng)力指標與有效應(yīng)力指標一致

12、總應(yīng)力指標與有效應(yīng)力指標一致: : c cd d = c= c破壞面位置：破壞面位置：1)固結(jié)排水試驗施加圍壓施加圍壓 充分固結(jié)充分固結(jié)施加施加( ( 1 1 - - ) )時，時，排水閥門排水閥門始終打開，始終打開，速度慢足以使孔速度慢足以使孔壓消散壓消散始終始終u=0u=0，= = -u=-u= v軸向應(yīng)力漸進增加，體應(yīng)變是體縮，最終二者均趨于穩(wěn)定軸向應(yīng)力漸進增加，體應(yīng)變是體縮，最終二者均趨于穩(wěn)定(2) (2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗曲線與強度包線松砂與正常固結(jié)粘土試驗曲線與強度包線 = f= f思考題：正常固結(jié)粘土包線為什么過原點？思考題：正常固結(jié)粘土包線為什么過原點？1)固結(jié)排水試驗實

13、驗室的正常固結(jié)粘土：實驗室的正常固結(jié)粘土：有效固結(jié)壓力有效固結(jié)壓力 0 0 等于先期固結(jié)壓力等于先期固結(jié)壓力 p p。地基中的正常固結(jié)粘土：地基中的正常固結(jié)粘土： z z p取回室內(nèi)取回室內(nèi), , 如如 c c z z，不再是正常固結(jié)土。不再是正常固結(jié)土。 f“正常固結(jié)粘土正常固結(jié)粘土”(2) (2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗曲線與強度包線松砂與正常固結(jié)粘土試驗曲線與強度包線1)固結(jié)排水試驗抗剪強度指標有時失去其物理意義，而變成計算參數(shù)的含義抗剪強度指標有時失去其物理意義，而變成計算參數(shù)的含義 z z固結(jié)壓力為固結(jié)壓力為0 0的正常固結(jié)粘土的正常固結(jié)粘土: :當(dāng)正常固結(jié)粘土試樣的固結(jié)壓力為當(dāng)正常

14、固結(jié)粘土試樣的固結(jié)壓力為0 0時，時，亦即其歷史上的最大固結(jié)壓力是亦即其歷史上的最大固結(jié)壓力是0 0處于泥漿狀態(tài)，抗剪強度為處于泥漿狀態(tài)，抗剪強度為0 0。c=0c=0是否意味著正常固結(jié)粘土無粘聚力是否意味著正常固結(jié)粘土無粘聚力? ?粘聚力隨粘聚力隨 增加而增加增加而增加 v v v表示體縮表示體縮 v v 0 0表示體脹表示體脹( (剪脹剪脹) )應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹峰值強度峰值強度殘余強度殘余強度(3)(3)密砂試驗曲線與強度包線密砂試驗曲線與強度包線 峰值強度峰值強度殘余強度殘余強度 f密砂強度包線密砂強度包線密砂應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線密砂應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線1

15、)固結(jié)排水試驗 v v表示體縮表示體縮 v v 0 0表示體脹表示體脹( (剪脹剪脹) ) v峰值強度峰值強度殘余強度殘余強度 峰值強度峰值強度殘余強度殘余強度 f超固結(jié)粘土強度包線超固結(jié)粘土強度包線超固結(jié)粘土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線超固結(jié)粘土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(4) (4) 超固結(jié)土試驗曲線與強度包線超固結(jié)土試驗曲線與強度包線1)固結(jié)排水試驗應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹c0c0e p強度包線強度包線 f p土的壓縮曲線土的壓縮曲線(5)超固結(jié)粘土+正常固結(jié)粘土強度包線 p ，正常固結(jié)粘土；，正常固結(jié)粘土； p ，超固結(jié)粘土，超固結(jié)粘土1）固結(jié)排水試驗小結(jié) 松砂與正常固結(jié)粘土

16、試驗曲線與強度包線：松砂與正常固結(jié)粘土試驗曲線與強度包線： 應(yīng)變硬化與體積收縮，應(yīng)變硬化與體積收縮，c cd d = 0 = 0； 密砂試驗曲線與強度包線：密砂試驗曲線與強度包線： 應(yīng)變軟化與剪脹性，應(yīng)變軟化與剪脹性，c cd d = 0 = 0； 超固結(jié)粘土試驗曲線與強度包線：超固結(jié)粘土試驗曲線與強度包線： 應(yīng)變軟化與剪脹性，應(yīng)變軟化與剪脹性，c cd d與與 d d; ; 超固結(jié)粘土超固結(jié)粘土+ +正常固結(jié)粘土的強度包線正常固結(jié)粘土的強度包線: : 折線折線 c0 c0 的直線近似的直線近似1)固結(jié)排水試驗2)固結(jié)不排水試驗強度指標：強度指標：c ccucu ， cucu；cc， (1)

17、(1) 試驗條件試驗條件(2) (2) 正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗曲線與強度包線正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗曲線與強度包線(3) (3) 超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗曲線與強度包線超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗曲線與強度包線(4) (4) 固結(jié)不排水三軸試驗確定的強度指標固結(jié)不排水三軸試驗確定的強度指標(1)試驗條件 施加圍壓充分固結(jié) 施加(1 -)時，閥門關(guān)閉，可連接孔壓傳感器，量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力 u u0，=-u量測孔隙水壓力量測孔隙水壓力2)固結(jié)不排水試驗試樣試樣剪切過程中的超靜孔隙水壓力剪切過程中的超靜孔隙水壓力 u u對于飽和土試樣：孔壓系數(shù)對于飽和土試樣：孔壓系數(shù)B=1.0B=

18、1.0 u=BA (u=BA ( = = A (A ( 對于剪切過程中無體積變化：對于剪切過程中無體積變化： A=1/3 A=1/3剪切過程中發(fā)生剪縮：剪切過程中發(fā)生剪縮： A1/3 A1/3剪切過程中發(fā)生剪脹：剪切過程中發(fā)生剪脹： A1/3 ( A1/3 (甚至可能甚至可能A0A0，u 0 u 0(2) 正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗曲線與強度包線 f f cucu2)固結(jié)不排水試驗 u應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于0與超固結(jié)度有關(guān)與超固結(jié)度有關(guān) f(3) 超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗曲線與強度包線 f cucucuccu02)固結(jié)不排水試驗(4) 固結(jié)不排水三軸試驗確

19、定的強度指標2)固結(jié)不排水試驗應(yīng)力變量應(yīng)力變量試驗量測試驗量測 u u計算計算 = = u u = = 確定的強度指標確定的強度指標c ccucu cucuc c 固結(jié)不排水試驗小結(jié) 剪切過程中的超靜孔隙水壓力剪切過程中的超靜孔隙水壓力 u u 正常固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線正常固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線: : 硬化硬化 正常固結(jié)粘土的有效應(yīng)力與總應(yīng)力的強度包線正常固結(jié)粘土的有效應(yīng)力與總應(yīng)力的強度包線: : cucu 超固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線超固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線: : 軟化軟化 超固結(jié)粘土的固結(jié)不排水強度指標超固結(jié)粘土的固結(jié)不排水強度指標: : c c c ccucu, , cuc

20、u 固結(jié)不排水三軸試驗確定的強度指標固結(jié)不排水三軸試驗確定的強度指標: : c ccucu, , cucu; c; c , , 2)固結(jié)不排水試驗3)不固結(jié)不排水試驗強度指標：強度指標：c cuuuu (c (cu u) )， uuuu ( ( u u) ) (1) (1) 試驗條件試驗條件(2) (2) 粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強度唯一性關(guān)系粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強度唯一性關(guān)系(3) (3) 飽和試樣的不排水強度指標飽和試樣的不排水強度指標c cu u(4) (4) 不排水試驗與固結(jié)不排水試驗不排水試驗與固結(jié)不排水試驗(5) (5) 無側(cè)限壓縮試驗：無側(cè)限壓縮試驗： 3 3 = 0= 0的

21、不排水試驗的不排水試驗(6) (6) 不飽和試樣的不排水強度不飽和試樣的不排水強度(1)(1)試驗條件試驗條件: :從某一初始狀態(tài)開始，關(guān)閉從某一初始狀態(tài)開始，關(guān)閉閥門閥門施加圍壓施加圍壓 ，產(chǎn)生孔隙，產(chǎn)生孔隙水壓力水壓力 u u1 1=B=B 施加（施加（ 1 1 - - ）時，閥門關(guān)）時，閥門關(guān)閉，可連接孔壓傳感器，量閉，可連接孔壓傳感器，量測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔測剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力隙水壓力 u u2 2 = BA = BA ( ( ) )3)不固結(jié)不排水試驗試樣試樣(2)(2)粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強度唯一性關(guān)系粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強度唯一性關(guān)系強度的影響因素強度的影

22、響因素: :土的組成土的組成土的狀態(tài)土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)e ef f p p f f - q - qf f 唯一性關(guān)系唯一性關(guān)系e ef f f f - - f f 唯一性關(guān)系唯一性關(guān)系 (p) (q)Kf線線 f 線線 唯一的唯一的e ef f應(yīng)力歷史應(yīng)力歷史同一種正常同一種正常固結(jié)粘土固結(jié)粘土土的狀態(tài)土的狀態(tài)( (,e),e)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力歷史相同時應(yīng)力歷史相同時也滿足唯一性關(guān)系也滿足唯一性關(guān)系研究表明研究表明超固結(jié)粘土超固結(jié)粘土: :3)不固結(jié)不排水試驗 u =0 , cu, 并且有效應(yīng)力摩爾圓是唯一的并且有效應(yīng)力摩爾圓是唯一的思考題：可否由不排水試驗確定有效應(yīng)

23、力強度指標？(3)飽和試樣的不排水強度指標 cu u = B + A ( ) B=13)不固結(jié)不排水試驗 cu p1cu1p2cu2p3cu3(4)不排水試驗與固結(jié)不排水試驗正常固結(jié)粘土層正常固結(jié)粘土層固結(jié)不排水試驗強度包線上固結(jié)不排水試驗強度包線上的每一點對應(yīng)于一個具有相的每一點對應(yīng)于一個具有相同先期固結(jié)壓力的不排水強同先期固結(jié)壓力的不排水強度指標度指標3)不固結(jié)不排水試驗cu = qu/2cuqu = (5)無側(cè)限壓縮試驗：3 =0的不排水試驗3)不固結(jié)不排水試驗(6)不飽和試樣的不排水強度不飽和區(qū)不飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū) 3)不固結(jié)不排水試驗 ( ) cc f f超固結(jié)粘土的總應(yīng)力與有效應(yīng)力

24、強度包線超固結(jié)粘土的總應(yīng)力與有效應(yīng)力強度包線(CU)(CU)u(-)u(+)總應(yīng)力總應(yīng)力有效應(yīng)力有效應(yīng)力3)不固結(jié)不排水試驗 1 ( ) p(p)quKfKf f fuu245 松砂及正常固結(jié)粘土松砂及正常固結(jié)粘土(CU)思考題思考題1 1：實際破裂面的方向？：實際破裂面的方向？思考題思考題2 2：如果破壞時孔隙水壓力：如果破壞時孔隙水壓力u u( (負孔壓負孔壓) )，有效應(yīng)力摩，有效應(yīng)力摩爾圓在總應(yīng)力摩爾圓哪邊？爾圓在總應(yīng)力摩爾圓哪邊？3)不固結(jié)不排水試驗不固結(jié)不排水試驗小結(jié) 飽和試樣的不排水強度指標飽和試樣的不排水強度指標: : u u =0 , =0 , c cu u 飽和試樣的固結(jié)不

25、排水試驗與不排水強度指標飽和試樣的固結(jié)不排水試驗與不排水強度指標: : 有關(guān)聯(lián)有關(guān)聯(lián) 無側(cè)限壓縮試驗：無側(cè)限壓縮試驗： 3 3=0, =0, 是一種特殊的不排水試驗是一種特殊的不排水試驗 不飽和試樣的不排水強度指標不飽和試樣的不排水強度指標: : 隨隨 3 3增加而增加并趨于穩(wěn)定增加而增加并趨于穩(wěn)定不排水剪：)(Cuu31210 cu = ( 1 - 3)/2 = ( 1+ 3)/2總應(yīng)力圓為一總應(yīng)力圓為一系列大小相等系列大小相等的圓的圓,而有效應(yīng)而有效應(yīng)力圓只有一個力圓只有一個.033 /,u, 固結(jié)不排水剪：1、土體未受任何固結(jié)、土體未受任何固結(jié),自然不抗剪自然不抗剪2、對正常固結(jié)土、對正

26、常固結(jié)土,當(dāng)當(dāng) 3=0時時,抗剪力抗剪力=0,所以強度線過所以強度線過原點原點ccu = ( 1 - 3)/2 = ( 1+ 3)/23、對超固結(jié)土，、對超固結(jié)土，當(dāng)當(dāng) 3 P時，時， 小而小而C較較大，強度線較為平緩；大，強度線較為平緩；當(dāng)當(dāng) 3 P 時，時，強度線強度線又回到原來的狀態(tài)，又回到原來的狀態(tài)，所以其延長線過原點。所以其延長線過原點。v優(yōu)點：優(yōu)點：1 應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；2 排水條件清楚，可控制；排水條件清楚，可控制；3 破壞面不是人為固定的；破壞面不是人為固定的；4 單元體試驗單元體試驗v缺點：缺點：設(shè)備相對復(fù)雜，現(xiàn)場無法試驗設(shè)備相對復(fù)雜，現(xiàn)場無法試

27、驗說明：說明： 3 30 0 即為即為無側(cè)限抗壓強度試驗無側(cè)限抗壓強度試驗, ,主主要用于評價土的靈敏度問題要用于評價土的靈敏度問題. .4 4、優(yōu)點和缺點、優(yōu)點和缺點 真三軸儀 空心圓柱扭剪儀 飽和粘土的動三軸儀5. 5. 三軸試驗的發(fā)展三軸試驗的發(fā)展十字板剪切試驗十字板剪切試驗(VST)(VST)v鉆孔到指定的土層，插入十鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；字形的探頭；v通過施加的扭矩計算土的抗通過施加的扭矩計算土的抗剪強度剪強度野外試驗野外試驗: :v包括鉆孔十字板和貫入電測包括鉆孔十字板和貫入電測十字板剪切試驗；十字板剪切試驗；v靈敏度靈敏度St10St10、固結(jié)系數(shù)、固結(jié)系數(shù)Cv C

28、v 10m10m2 2/y/y的均質(zhì)飽和的均質(zhì)飽和軟粘土軟粘土的不排水強度指標；的不排水強度指標；十字板剪切試驗十字板剪切試驗(VST)(VST)v鉆孔到指定的土層，插入十字鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；板頭插入鉆孔的深形的探頭；板頭插入鉆孔的深度不應(yīng)小于鉆孔或套管直徑的度不應(yīng)小于鉆孔或套管直徑的35倍，靜置倍，靜置23min后在開始后在開始試驗；試驗；v扭轉(zhuǎn)剪切速率采用扭轉(zhuǎn)剪切速率采用1/10s，并，并在在2min內(nèi)達到峰值（破壞），內(nèi)達到峰值（破壞），然后繼續(xù)測記然后繼續(xù)測記1min；野外試驗野外試驗: :v技術(shù)指標；技術(shù)指標；v十字板形狀常為矩形，板的十字板形狀常為矩形，板的高徑比

29、為高徑比為2 2，板厚，板厚23mm23mm；十字板剪切試驗十字板剪切試驗(VST)(VST)野外試驗野外試驗: :v技術(shù)指標；技術(shù)指標；v對明顯具有各向異性的土體，對明顯具有各向異性的土體，因采用幾種不同高徑比的十字因采用幾種不同高徑比的十字板頭進行試驗；板頭進行試驗；v十字板剪切試驗抗剪強度的測十字板剪切試驗抗剪強度的測定精度應(yīng)達到定精度應(yīng)達到12kpa；v在峰值或穩(wěn)定強度出現(xiàn)后，順在峰值或穩(wěn)定強度出現(xiàn)后，順剪切方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動剪切方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動6周，測定重周，測定重塑土的不排水抗剪強度；塑土的不排水抗剪強度；v在深度方向上，十字板剪切試驗點的間距，對均在深度方向上，十字板剪切試驗點的間距，對均

30、質(zhì)土可采用質(zhì)土可采用1m，對非均質(zhì)土或夾薄層粉砂的層，對非均質(zhì)土或夾薄層粉砂的層狀軟粘土，應(yīng)結(jié)合靜力觸探資料布置試驗點；狀軟粘土，應(yīng)結(jié)合靜力觸探資料布置試驗點；21maxMMMfvfh時：ffHDDMMM262321max)3(22maxHDDMffhDfhDrrrM6d2232/01fvDDHM22M1H HDM2uuufctgc)3(22maxHDDMfM1H HDM2v計算被測場地的地基承載力；計算被測場地的地基承載力；v估算單樁極限端承力與摩阻力；估算單樁極限端承力與摩阻力；v確定軟土路基、堤壩、碼頭的確定軟土路基、堤壩、碼頭的臨界高度；臨界高度；v分析地基穩(wěn)定性；分析地基穩(wěn)定性；v判

31、定軟體的固結(jié)歷史；判定軟體的固結(jié)歷史；十字板剪切試驗十字板剪切試驗(VST)(VST)野外試驗野外試驗: :00.010.030.05Cu(MPA)深度深度(m)13579未擾動土未擾動土擾動土擾動土C Cu u h h變化變化曲線曲線S St t h h變化變化曲線曲線十字板剪切試驗十字板剪切試驗(VST)(VST)野外試驗野外試驗: :00.010.030.05Cu(MPA)轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度1030507090擾動土擾動土未擾動土未擾動土必要時可以做試驗點的抗剪強度與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線必要時可以做試驗點的抗剪強度與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線十字板剪切試驗十字板剪切試驗(VST)(VST)野外試驗野外試

32、驗: :0深度深度判斷軟土的固結(jié)歷史：判斷軟土的固結(jié)歷史：P0和和Cu0P0和和Cu正常固結(jié)土正常固結(jié)土超固結(jié)土超固結(jié)土自重應(yīng)力自重應(yīng)力十字板前剪切十字板前剪切強度強度四四. . 土的強度指標的工程應(yīng)用土的強度指標的工程應(yīng)用u 有效應(yīng)力指標還是總應(yīng)力指標？有效應(yīng)力指標還是總應(yīng)力指標？u 三軸試驗指標還是直剪試驗指標？三軸試驗指標還是直剪試驗指標？u 峰值強度指標還是殘余強度指標？峰值強度指標還是殘余強度指標？ 有效應(yīng)力指標與總應(yīng)力指標有效應(yīng)力指標與總應(yīng)力指標凡是可以確定（測量、計算）孔隙水壓力凡是可以確定（測量、計算）孔隙水壓力u u的的情況，都應(yīng)當(dāng)使用有效應(yīng)力指標情況，都應(yīng)當(dāng)使用有效應(yīng)力指標c c ， 三軸試驗指標與直剪試驗指標三軸試驗指標與直剪試驗指標砂土：砂土： c c , , 三軸排水試驗指標與直剪試驗指標三軸排水試驗指標與直剪試驗指標 （直剪試驗得到的指標偏大）（直剪試驗得到的指標偏