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1、Southeast University第七章第七章 抗剪强度试验抗剪强度试验1 1、土的抗剪强度理论、土的抗剪强度理论 （1 1）莫尔圆（三轴剪切原理）莫尔圆（三轴剪切原理）在三轴压力作用下，在土体内任何一个平面上都作用着一个合应力，可以分解法向应力和切向应力，如果某一个平面上只有法向应力而没有切向应力，则该平面称为主应力面。由材料力学可知：一个微小单元体（立方体）的三个主应力面是正交的，则三个主应力1、2、3也是正交的。其中最大最小的主应力分别就是1、3（利用P18公式可进行换算）。利用大小主应力可以画出莫尔圆。Southeast University莫尔圆示意图莫尔圆示意图Southea
2、st University（2）库仑定律（直剪试验原理）库仑定律（直剪试验原理）土体中任何一个滑动面上存在着库仑定律，近似直线表示：C+tg土的抗剪强度C土的粘聚力滑动面的法向应力内摩擦角 通过剪切试验可以得到不同法向应力下的抗剪强度，把它们绘制在坐标上,得到直线的截距和倾角就是该土的C和。Southeast University（3）极限平衡和强度理论）极限平衡和强度理论 利用库仑直线和莫尔圆判断土体是否破坏！看看图图：如果利用土体试验数据可以得到库仑定律直线，那么根据土体存在的状态数据画出的莫尔圆C与直线相相交交，那么土体已经破坏，如果莫尔圆B相相切切则是极限状态，如果是莫尔圆A则没有破坏
3、，或者说数据点在直线外侧则破坏了，内侧没有破坏。Southeast University同时可得到：土中某点破坏时，与中主应力2无关。破坏面与大主应力作用面（1）夹角为45/2。Southeast University例题1：设地基土的内摩擦角为30，粘聚力C为10，地基中某点的大小主应力1、3分别是138.4、100，问该点是否已经破坏？解：解：根据C和确定库仑直线和莫尔圆。据 图 计 算 得 到 OA=Cctg+(1+3)/2sin =68.2 莫尔圆的半径=19.2。因此可确定该地基土处于稳定状态。Southeast University2、直接剪切试验（试验步骤）、直接剪切试验（试验步
4、骤）绘制剪应力随位移变化的曲线，确定抗剪强度，然后画出法向应力与抗剪强度的直线关系，即可确定粘聚力和内摩擦角两个强度指标。仪器有应力控制和应变控制式两种。一般用应变控制式。剪切方法有：快剪、固结快剪和慢剪。Southeast University1）快剪）快剪 施压后立即快速剪切（35分钟破坏），不发生固结（需放置不透水设施，周围涂凡士林）。多用于渗透系数小于10-6cm/s的粘性土，用来模拟土体厚施工速度快的情况。2）固结快剪）固结快剪 固结后立即剪切，剪切过程中不固结。适用渗透系数小于10-6cm/s的粘性土和砂性土（砂土即使施工速度很快，土体也会很快就排水固结完成）。用来模拟已经完全固结后又突然施加荷载的情况。3）慢剪）慢剪 施加压力经过316 个小时固结，然后再剪切约14小时。实际工程中很少。Southeast University注意事项：注意事项：1）渗透系数大于10-6cm/s的不能做快剪试验。2）如剪切曲线上无峰值出现，则应使位移达到6mm，取剪切位移为4mm时的剪应力为抗剪强度。3）固结快剪和慢剪时主固结完成的标准是变形小于0.005mm/h。4）抗剪强度与剪切速率有关：快剪固结快剪CUCD。Southeast University4）当主应力差无峰值时，采用15的轴向应变时的应力差值作为破坏值。5）在CD试验中，孔隙水压力消散95时算作固结完成。