第3章 土的抗剪强度与地基承载力ppt课件.ppt

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1、第三章土的抗剪强度与地基承载力1.土的抗剪强度2.土的极限平衡条件3.土的抗剪强度指标的测定方法4.按地基土塑性区范围确定地基承载力5.地基土的极限承载力主要内容第一节土的抗剪强度土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力,该点处于弹性平衡状态,该点处于极限平衡状态,该点发生剪切破坏荷载加大地基发生整体剪切破坏剪切破坏范围逐渐扩大出现连续滑动面一、概述工程实践中与土的抗剪强度有关的工程问题主要有以下三类：各种类型的滑坡挡土和支护结构的破坏地基的破坏2002年10月30日上午，京九线南康段K1886＋

2、400处因山体滑坡致使铁轨路基塌陷，17根枕木空悬2001年9月27日，洛阳-三门峡高速公路K104+940-K105+100段坡间挡土墙，突然随坡体下滑，塌方量达12万m3以上，半幅路基平均下陷深度为5m，致使原定通车时间滞后3个多月。垮塌的重力式挡墙加拿大特朗斯康谷仓事故：1913年9月开始装谷物，至10月17日共装入3万多吨谷物，但此时发生破坏：1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜26°53ˊ西端下沉7.32m东端上抬1.52m上部钢混筒仓完好无损原因：地基承载力不够，超载引发强度破坏

3、而产生滑动。法国军事工程师，在摩擦、电磁方面做出了奠基性的贡献。1773年发表了关于土压力方面论文，成为土压力的经典理论，1776年提出抗剪强度定律库仑（C.A.Coulomb）(1736-1806)二.土的抗剪强度库仑定律抗剪强度的库仑定律1776年，库仑根据砂土剪切试验得出f=tan砂土后来，根据粘性土剪切试验得出f=c+tan粘土c库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力的线性函数ff三.土的抗剪强度的构成及影响因素1.土的抗剪强度的构成静电引力（库仑力）范德华

4、力(分子间联结力)颗粒间胶结假粘聚力（毛细力等）粘聚力摩擦力滑动摩擦咬合摩擦CABCAB⑴土的矿物成分、形状、颗粒级配粘粒含量，C尖角多，土的密实度，C、⑵含水量含水量，C、⑶土的密度⑷粘性土结构扰动⑸有效法向应力密度，C、超固结土强度大于正常与欠固结土扰动后，τ，静置后τ部分2.抗剪强度的影响因素⑹应力历史一般应力，强度一.土中一点的应力状态在微元体内，与大主应力平面成任意角的mn平面上作用的正应力与剪应力可根据材料力学公式得：33113

5、1斜面上的应力mnnm第二节土的极限平衡条件以平面问题为例，在土中任取微元体，该微元体内大小主应力分别为1、331摩尔圆可以表示土体中一点的应力状态，摩尔圆圆周上不同点的坐标就代表了与大主应力平面成不同夹角的平面上的正应力和剪应力的大小。该方程为摩尔应力圆方程O132A(,)C应力圆与强度线相离：应力圆与强度线相切：应力圆与强度线相割：强度包线极限应力圆过该点的任意平面上τ<τf弹性平衡状态切点所代表的平面上τ=τf极限平衡状态该点某些平面上τ>τf剪切破坏二.

6、土的极限平衡条件将抗剪强度包线与摩尔应力图画在同一张坐标图上，由应力圆与抗剪强度包线之间的位置关系可判断土中某点所处的状态土中某点处于极限平衡状态时，剪切破坏面的应力、与抗剪强度指标c、之间的关系土的极限平衡条件或：由土的极限平衡条件为：31cf2fAcctgO1B二.土的极限平衡条件土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作用面的夹角为说明：剪切破坏面并不产生于最大剪应力面，而与最大剪应力面成/2的夹角。因此，土的剪切破坏并不是由最大剪应力τmax所控制。f2f3

7、1cAcctg1/2(1+3)max31f据内外角关系：土的强度破坏是由于土中某点剪切面上的剪应力达到或超过土的抗剪强度所致。土的强度理论任意一平面上的抗剪强度是该平面上法向应力的函数，随剪切面上法向应力大小而改变剪切破坏不发生在剪应力最大的倾斜面上，而发生在与大主应力平面成角度的斜面上土中某点达到极限平衡状态时，该点的摩尔应力圆（极限应力圆）与抗剪强度线相切，一组极限应力圆的包线就是强度包线。强度指标：c、φ第三节抗剪强度指标的测定方法试验方法室内试验原位测试直剪试验三轴

8、试验无侧限抗压试验十字板剪切试验一.直接剪切试验1.试验装置：直剪仪（应变控制式，应力控制式）剪切容器与量力环手轮---对试件施加水平力量力环---量测土样中的剪应力剪切容器加压杠杆-----施加垂直荷载PT土样下盒上盒S面积A试验过程法向应力：剪应力：剪切变形SPT土样下盒上盒S面积A1S23f1f2f3f1f2f3fOc123试验成果密实砂土、坚硬粘土4mmab剪切位移△l(0.01mm)剪应力（kPa)12τ-△l曲线有明显峰值，以峰值作