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1、第六章土的抗剪强度第1页，共22页，编辑于2022年，星期三一、问题的提出强度破坏的现象 土坡产生滑坡、地基的侧向挤出与下陷、挡土墙的失稳以及洞室的塌方。抗剪强度定义 土材料抵抗剪切破坏的能力。破坏准则（破坏条件）土材料单元破坏时应力条件所服从的规律，或基本关系。测试方法第2页，共22页，编辑于2022年，星期三二、应力莫尔圆三维应力状态第3页，共22页，编辑于2022年，星期三莫尔应力圆莫尔应力圆平面应变条件第4页，共22页，编辑于2022年，星期三二、土的抗剪强度和破坏理论二、土的抗剪强度和破坏理论土的屈服与破坏 土的应力应变曲线屈服破坏峰值强度残余强度第5页，共22页，编辑于2022年，
2、星期三一般的材料强度理论物种材料强度理论最大拉应力理论：认为复杂应力条件下引起材料断裂 破坏的主要原因是最大拉应力。最大拉应变理论：认为复杂应力条件下引起材料断裂 破坏的主要原因是最大拉应变。最大剪应力理论：认为复杂应力条件下引起材料屈服 破坏的主要原因是最大剪应力。第6页，共22页，编辑于2022年，星期三最大形状改变比能理论：认为复杂应力条件下引起材料屈服 破坏的主要原因是最大形状改变比能。双剪强度理论：认为复杂应力条件下引起材料屈服 破坏取决于两个较大剪切应力。第7页，共22页，编辑于2022年，星期三三、莫尔库伦强度理论三、莫尔库伦强度理论直接剪切试验库伦定律第8页，共22页，编辑于2
3、022年，星期三极限平衡条件第9页，共22页，编辑于2022年，星期三极限平衡条件（有效应力）第10页，共22页，编辑于2022年，星期三莫尔库伦强度理论的要点：1、破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数。2、当法向应力不大时，抗剪强度可以简化为法向应力的线性函数，即服从库伦定律。3、土单元体中，任意一个面上的剪应力大于该面上土的抗剪强度时，土单元即发生破坏；用破坏准测表示的应力条件即为极限平衡条件。4、破坏面与大主应力作用面的夹角一定。第11页，共22页，编辑于2022年，星期三四、土的剪切试验四、土的剪切试验三轴剪切实验常规三轴剪切试验方法:对于一个圆柱样施加各向均等的压力（通常称之为围
4、压），控制排水条件，在轴向施加荷载，控制加荷速率，进行三轴压缩剪切，可以获得轴向应力增量与轴向应变的变化曲线。这种试验根据施加围压下排水与否可区分为固结（CONSOLIDATION）与不固结(UNCONSOLIDATION)两种情况；根据加荷速率及加荷过程中排水与否又区分为排水(DRAIN)剪切与不排水(UNDRAIN)剪切.不排水剪UU固结不排水剪CU固结排水剪CD第12页，共22页，编辑于2022年，星期三第13页，共22页，编辑于2022年，星期三破坏包线及强度指标应力应变曲线强度包线第14页，共22页，编辑于2022年，星期三三轴剪切试验的应力路径总应力路径有效应力路径第15页，共22
5、页，编辑于2022年，星期三三轴剪切试验的发展 常规三轴剪切试验模拟的应力状态属轴对称情况，还不能模拟一般的三向不等的应力状态，因此，又有平面应变仪、真三轴仪和圆筒扭剪三轴仪等。第16页，共22页，编辑于2022年，星期三直接剪切试验直接剪切试验简单剪切试验简单剪切试验快剪快剪q固结快剪固结快剪c q固结慢剪固结慢剪c s第17页，共22页，编辑于2022年，星期三五、土的抗剪强度机理和影响因素五、土的抗剪强度机理和影响因素摩擦强度粘聚强度滑动摩擦滑动摩擦咬合摩擦咬合摩擦范德华力库伦力胶结作用毛细压力密度有效应力抗剪强度的唯一性影响粘性土强度的因素 土的组成、土的密度 土的结构、土的应力状态当
6、土的组成、湿度、结构一定时当土的组成、湿度、结构一定时第18页，共22页，编辑于2022年，星期三六、土的剪切性状和各类抗剪强度指标六、土的剪切性状和各类抗剪强度指标在不排水和排水条件下土的剪切性状在不排水和排水条件下土的剪切性状不排水剪不排水剪排水剪排水剪第19页，共22页，编辑于2022年，星期三总应力强度指标和有效应力强度指标总应力强度指标和有效应力强度指标不固结不排水剪切试验与快剪试验不固结不排水剪切试验与快剪试验固结不排水剪切试验与固结快剪试验固结不排水剪切试验与固结快剪试验固结排水剪切试验与慢剪试验固结排水剪切试验与慢剪试验第20页，共22页，编辑于2022年，星期三七、土的抗剪强度应用七、土的抗剪强度应用确定挡土墙土压力进行土质边坡的强度稳定分析，评价边坡的安全性确定地基土的极限承载力，评价地基土的稳定性第21页，共22页，编辑于2022年，星期三谢 谢！第22页，共22页，编辑于2022年，星期三