土力学 第5章 土的抗剪强度

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1、第三章作业问题3-9砂层中的承压水：33砂γ=16.5kN/m；γ=18.8kN/msat30粉质黏土γ=17.3kN/msath=3.5承压砂层顶部：a-a1.σ=1.5×16.5+1.5×18.8+3.0×17.3砂a−a1.5=104.85kPa粉质黏土3.0ua−a=(3.0+1.5+1.5+3.0)×10aa=90kPa砂3.0σ′=σ−u=104.85−90=14.85kPaa−aa−abbu=90+3×10=120kPa承压砂层底部：b-bb−bσ=σ+3.0×18.8=161.25kPab−ba−aσ′=σ−u=161.25−120=41.25kPab−

2、bb−bb−b第五章土的抗剪强度第5章土的抗剪强度四川大学水电学院省岩土工程重点实验室第五章土的抗剪强度作业5-195-205-245-265-28第五章土的抗剪强度：内容§5.1概述§5.2土的抗剪强度理论§5.3土中一点的应力极限平衡条件§5.4抗剪强度试验§5.5三轴压缩试验中的孔隙压力系数§565.6应力路径的概念及其在强度理论中的应用§5.7三轴试验中土的剪切性状§5.8土的屈服与破坏§595.9土的本构模型第五章5.1：概述土工结构物或地基土°渗透问题°渗透特性°变形问题°变形特性°强度问题°强度特性与土体强度有关的工程问题：填方或挖方边坡、挡土墙土压力和建

3、筑物地基稳定性等；土体强度表现为：一部分土体相对与另一部分土体的滑动，滑动面上剪应力超过了极限抵抗能力(抗剪强度)；土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。第五章5.1：概述挡土结构物的破坏美国某桥头挡土墙破坏（2003年9月10日）第五章5.1：概述挡土结构物的破坏广州京光广场基坑塌方使基坑旁办公室、民工宿舍和仓库倒塌，死3人，伤17人。第五章5.1：概述挡土结构物的破坏滑裂面挡土墙基坑支护第五章5.1：概述各种类型的滑坡2000年西藏易贡巨型滑坡第五章5.1：概述各种类型的滑坡2000年西藏易贡巨型滑坡立面示意图5530高程（m）坡高3330m3

4、330m堆积体宽约2500m总方量约3亿方4000220002000400060008000滑距（m）第五章5.1：概述各种类型的滑坡2000年西藏易贡巨型滑坡平面示意图5520m2210m2264m滑坡堆积体滑坡堆积区2340m2165m第五章5.1：概述各种类型的滑坡2000年西藏易贡巨型滑坡湖水每天上涨50cm?天然坝坝高290m290m滑坡堰塞湖库容15亿方10个月后溃坝第五章5.1：概述各种类型的滑坡滑裂面边坡第五章5.1：概述地基的破坏粘土地基上的某谷仓地基破坏第五章5.1：概述地基的破坏p滑裂面地基第五章5.1：概述•土压力©挡土结构物破坏•边坡稳定©各种

5、类型的滑坡•地基承载力©地基的破坏核心强度理论第五章5.1：概述在外荷载的作用下，土体中任一截面将同时产生法向应力和剪应力，其中法向应力作用将使土体发生压密，而剪应力作用可使土体发生剪切变形;当土中一点某一截面上由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时，它将沿着剪应力作用方向产生相对滑动，该点便发生剪切破坏;土的破坏主要是由于剪切所引起的，剪切破坏是土体破坏的主要特点。土的强度特点1.碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用—主要是抗剪强度（剪切破坏），颗粒间粘聚力与摩擦，力；2.三相体系：三相承受与传递荷载—有效应力原理；3.自然变异性：土的强度的结构性与

6、复杂性。第五章5.2：土的抗剪强度理论§5.1概述§525.2土的抗剪强度理论§535.3土中一点的应力极限平衡条件§5.4抗剪强度试验§5.5三轴压缩试验中的孔隙压力系数§5.6应力路径的概念及其在强度理论中的应用§5.7三轴试验中土的剪切性状§5.8土的破的屈服与破坏§5.9土的本构模型第五章5.2：土的抗剪强度理论一、库伦公式及抗剪强度指标库伦(Coulomb,1773)根据砂土的试验，将土的抗剪强度τ，表达为f滑动面上法向总应力σ的函数，即τ=σtanϕfτσ=300KPaPσ=200KPaσ=100KPaASSτTφσO摩擦强度第五章5.2：土的抗剪强度理论一

7、、库伦公式及抗剪强度指标以后又提出了适合粘性土的更普τ遍的表达式：σ=300KPactanσ=200KPaτf=+σφσ=100KPa式中：Sc－土的粘聚力(内聚力)，kPa；τϕ－土的内摩擦角，度；φ式(5-1)和(5-2)统称为库伦公式，或库伦定律；cσc、ϕ称为抗剪强度指标(抗剪强O度参数)。摩擦强度+粘聚强度第五章5.2：土的抗剪强度理论一、库伦公式及抗剪强度指标土的强度机理——摩擦强度＋粘聚强度摩擦强度σtgφ（1）滑动摩擦τ滑动摩擦T=NtgφNuTσ粗粉细砂中砂粗砂由颗粒之间发生滑动时uφ30°颗粒接触面粗糙不平所角引起，与