第六章土的抗剪強(qiáng)度第一節(jié)概述一、概念土的抗剪強(qiáng)度指土體抵抗剪切破壞的極限能力，其數(shù)值等于剪切破壞時(shí)滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力。土體破壞時(shí)的應(yīng)力組合關(guān)系稱為破壞準(zhǔn)則。二、土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理1、摩擦強(qiáng)度（摩擦力）包括滑動(dòng)摩擦和咬合摩擦滑動(dòng)摩擦由顆粒間接觸面粗糙不平所引起。咬合摩擦是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用。摩擦強(qiáng)度的影響因素有：顆粒形狀、礦物成分、

粒徑級(jí)配、密度等。2、粘聚強(qiáng)度（粘聚力）取決于土粒間的各種膠結(jié)作用和靜電引力。第二節(jié)土的抗剪強(qiáng)度理論一、屈服與破壞產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為屈服。開始引起屈服的應(yīng)力狀態(tài)稱為

屈服條件。屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為屈服應(yīng)力。與理想塑性材料不同，土的塑性應(yīng)變?cè)黾恿送翆?duì)繼續(xù)變形的阻力，屈服點(diǎn)位置隨應(yīng)力增加而提高。這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化（加工硬化）。到達(dá)峰值點(diǎn)后，隨應(yīng)變繼續(xù)增大應(yīng)力反而下降，強(qiáng)度隨應(yīng)變?cè)黾佣档停Q為應(yīng)變軟化（加工軟化。）相當(dāng)于峰值點(diǎn)的強(qiáng)度稱為峰值強(qiáng)度。相當(dāng)于應(yīng)變很大、應(yīng)力衰減至恒定值時(shí)的強(qiáng)度稱為殘余強(qiáng)度。不論是峰值強(qiáng)度還是殘余強(qiáng)度，都不是一個(gè)固定不變的數(shù)值，而是與土的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。這是土區(qū)別于其它材料的重要特點(diǎn)之一。二、庫倫（Coulomb）公式（1773）砂土:τf=σtg

粘性土:τf=c+σtg

式中：c和φ為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)(抗剪強(qiáng)度參數(shù))c-土的粘聚力-土的內(nèi)摩擦角用有效應(yīng)力表達(dá)τf=c′+σ′tgφ′=c′+（σ-u）tgφ′三、莫爾-庫倫強(qiáng)度理論（1910）莫爾認(rèn)為材料的破壞是剪切破壞，當(dāng)任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪強(qiáng)度時(shí)該點(diǎn)破壞，并提出破壞面上的剪應(yīng)力是該面上法向應(yīng)力的函數(shù)，即這個(gè)函數(shù)在f—坐標(biāo)中是一條曲線，稱為莫爾包線（或稱為抗剪強(qiáng)度包線）極限平衡狀態(tài)：土單元體中某一個(gè)面上的τ=τf的臨界狀態(tài)。極限平衡條件：土體中某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力條件。（τ=τf，土的剪切破壞條件）=fM（一）土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)抗剪強(qiáng)度包線與莫爾應(yīng)力圓之間的關(guān)系有三種：（1）整個(gè)莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方（2）莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相切（切點(diǎn)為A）（3）莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相割

Ac莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系（二）莫爾—庫倫破壞準(zhǔn)則根據(jù)Mohr-Coulomb破壞理論，破壞時(shí)的Mohr應(yīng)力圓必定與破壞包線相切。切點(diǎn)所代表的平面滿足τ=τf的條件，該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)。（三）Mohr-Coulomb破壞理論的要點(diǎn)①剪切破裂面上，土體的抗剪強(qiáng)度是法向應(yīng)力的函數(shù)τf=f（σ）②當(dāng)法向應(yīng)力不大時(shí)，該函數(shù)可以簡化為線性函數(shù)關(guān)系，用Coulomb公式來表示τf=c+σtgφ③土單元體的任何一個(gè)面上τ=τf時(shí)，就會(huì)發(fā)生剪切破壞。此時(shí)土單元體的應(yīng)力狀態(tài)滿足極限平衡條件。四裕極狀限平壘衡條乖件的暮應(yīng)用已知血土內(nèi)霉一點(diǎn)M的主孫應(yīng)力σ1m和σ3m,以及戴土的槳內(nèi)摩敞擦角C、錘φ，可以糞判斷源該點(diǎn)壓土體是否注破壞。31m1m3m311m3m311m3mc0第三害節(jié)濃土兄的抗真剪強(qiáng)溫度試機(jī)驗(yàn)方雕法一、橫直剪仔試驗(yàn)應(yīng)變慢控制連式和籃應(yīng)力版控制該式峰值蠶強(qiáng)度防與殘百余強(qiáng)選度直剪急試驗(yàn)新根據(jù)排水殘條件可分辰為：快剪、固結(jié)壤快剪和慢剪．優(yōu)點(diǎn)：直殊接剪由切儀盈構(gòu)造摘簡單錘，操瞧作方敗便等缺點(diǎn)：①限們定的遠(yuǎn)剪切資面；②剪刷切面護(hù)上剪蓮應(yīng)力宮分布商不均必勻；③在捕計(jì)算嘆抗剪腐強(qiáng)度汗時(shí)按艱土樣悠的原窗截面撥積計(jì)裳算的襯；④試劃驗(yàn)時(shí)迎不能口嚴(yán)格浩控制兩排水搏條件達(dá)，不閱能量易測(cè)孔納隙水周壓力堡。二、岔三軸椅試驗(yàn)333331=3+11=3+1三軸遼試驗(yàn)喬原理按剪對(duì)切前假的固啟結(jié)程命度和夕剪切剝過程沙中的船排水糾條件促三軸座試驗(yàn)沈可分替為三農(nóng)種類慘型：1、不饞固結(jié)貪不排俊水試結(jié)驗(yàn)（UU）2、固結(jié)苦不排座水試饅驗(yàn)（CU）3、固結(jié)浴排水蘇試驗(yàn)放（CD）三軸遠(yuǎn)試驗(yàn)太類型三軸吼壓縮忽實(shí)驗(yàn)兄優(yōu)缺迎點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)流：（1）可敞嚴(yán)格投控制賺排水皇條件（2）可椒量測(cè)腔孔隙身水壓鎖力（3）破懂裂面乒在最完軟弱劉處缺點(diǎn)餃：（1）2=3，軸撈對(duì)稱（2）實(shí)耐驗(yàn)比壁較復(fù)半雜三、送真三吳軸試師驗(yàn)四、齊無側(cè)朽限抗竄壓強(qiáng)席度試漢驗(yàn)試驗(yàn)蒙時(shí)圍當(dāng)壓σ3=0（無駱側(cè)限燃），試樣辯在軸佳向壓聚力下塌產(chǎn)生觀剪切定破壞劃。破壞剃時(shí)的極軸向敗壓力掙稱為無側(cè)膨限抗提壓強(qiáng)扒度，以歉qu表示揮。五、疫十字成板剪否切試桐驗(yàn)第四殊節(jié)吃飽和蘆粘性搶土的聲抗剪苗強(qiáng)度一、腿不固煩結(jié)不界排水厚抗剪鴨強(qiáng)度二、耳固結(jié)瘋不排戒水抗菌剪強(qiáng)壇度0點(diǎn)說恐明未完受任跌何固公結(jié)壓謙力的縮慧土，御它不具眠有抗剪裕強(qiáng)度腳。有效執(zhí)應(yīng)力衰圓直碗徑與已總應(yīng)宣力圓峽直徑頂相等猜。三、堤固結(jié)壯排水蠻抗剪曬強(qiáng)度在整劇個(gè)試英驗(yàn)過羊程中淚，孔隙鄉(xiāng)豐水壓室力始焦終為脾0，總努應(yīng)力藍(lán)等于他有效禍應(yīng)力釣，所狀以總?cè)獞?yīng)力勞圓就組是有綿效應(yīng)碎力圓棵，總岸應(yīng)力更破壞兇包線倦就是撐有效址應(yīng)力頭破壞持包線螞。四、唉抗剪澤強(qiáng)度賺指標(biāo)棵的選品擇粘性康土的蓄抗剪扯強(qiáng)度醉與剪酒切條誼件、勵(lì)試驗(yàn)拳條件柄、試恢驗(yàn)方獄法等衰有關(guān)旬，總應(yīng)孫力分虹析法幸用總摟應(yīng)力捐抗剪備強(qiáng)度柱；有卵效應(yīng)孕力分里析法裂用有蘇效應(yīng)效力抗豪剪強(qiáng)膊度。例6瘋-2一飽腸和粘息性土海試樣異在三悶軸儀行中進(jìn)講行固銳結(jié)不難排水礦實(shí)驗(yàn)貝，施黃加周盯圍壓倍力3=2窄00植kP患a，拐試件沸破壞柳時(shí)主藝應(yīng)力按差1-3=2奏80柿kP陣a，石測(cè)得摔孔隙對(duì)水壓等力uf=1艙80療kP篩a，屯整理帖實(shí)驗(yàn)杏得c’=8守0k炒Pa爭,’=2讀4°，試黨求破炎壞面蛙上的原法向女應(yīng)力崗和剪儀應(yīng)力性以及搖試件暴中的羽最大拆剪應(yīng)貓力。解：破壞誤面與舅大主穩(wěn)應(yīng)力累作用炊面之系間的肉夾角孟為：破壞明面上核的法處向應(yīng)訪力和奧剪應(yīng)溉力為鋪：最大緩剪應(yīng)頸力發(fā)自生在=乏45°的平面上已，為冒：第六兩章俗復(fù)店習(xí)要愉點(diǎn)抗剪印強(qiáng)度染、極紹限