1、5、 土的抗剪强度E5.1 土的抗剪强度与极限平衡原理E5.2 土的剪切试验方法 E5.3 不同排水条件时的剪切试验成果E5.4 地基破坏型式和地基承载力土的抗剪 强 度： 土体抵抗剪切破坏的极限能力 工程实例地基承载力问题工程实例地基承载力问题1911年动工1913年完工谷仓自重 20000吨1913年 10月 17日发现 1小时内竖向沉降达 30.5厘米，结构物向西倾斜，并在 24小时内倾倒，谷仓西端下沉 7.32米，东端上抬 1.52米。原因：地基承载力不够，超载引发强度破坏而产生滑动。加拿大特朗斯康谷仓工程实例地基承载力问题工程实例地基承载力问题近代世界上最严重的建筑物破坏之一1940
2、年水泥仓库装载水泥，使粘性土超载，引起地基土剪切破坏而滑动。倾斜 45度，地基土被挤出达 5.18米，23米外的办公楼也发生倾斜。美国纽约某水泥仓库5.1 土的抗剪强度与极限平衡原理5.1.1 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 ff库伦 公式抗剪 强 度指 标c:土的粘聚力:土的内摩擦角(无粘性土： c=0)土的抗剪 强 度一般可分 为 两部分：一部分与 颗 粒 间 的法向 应 力有关，通常呈正比例关系，其本 质 是 摩擦力
3、；另一部分是与法向 应力无关的土粒之 间 的粘 结 力，通常称 为 粘聚力 。影响因素土的抗剪强度内在因素外在因素： 试验时 的排水条件等因素颗 粒 间 的有效法向 应 力土的孔隙比表达方法土的抗剪强度总应 力法： 总应 力 强 度指 标有效 应 力法： 有效 应 力 强 度指 标莫 尔 包 线 表示材料在不同 应 力作用下达到 极限状 态 时 ，滑 动 面上法向 应 力 与剪 应力 f 的关系。莫 尔 包 线f =c+ tan 5.1.2 莫尔 -库伦强度理论土体内一点 处 不同方位 的截面上 应 力的集合 （剪 应 力 和法向 应 力 ） 331131斜面上的 应 力5.1.3 土中一点的
4、应力状态O 13 1/2(1 +3 ) 2A(, ) 土中某点的 应力状 态 可用莫尔 应 力 圆 描述 31莫 尔 圆 可以表示土体中一点的 应 力状 态，莫 尔 圆圆 周上各点的坐 标 就表示 该 点在相 应 平面上的 正 应 力 和 剪 应 力 。应 力 圆 与 强 度 线 相离： 强 度 线应 力 圆 与 强 度 线 相切：应 力 圆 与 强 度 线 相割：极限 应力 圆 f 破坏状 态 5.1.4 土的极限平衡条件莫 尔 库仑 破坏准 则3 1c f 2 fAcctg1/2(1 +3 )无粘性土： c=0粘性土：A BDO f极限平衡条件莫尔库仑破坏准则极限应力圆破坏应力圆剪切破坏面
5、粘性土的极限平衡条件1= 3tg2(45+/2) 2ctg (45+/2)3= 1tg2(45 /2) 2ctg (45 /2)无粘性土的极限平衡条件 1= 3tg2(45+/2) 3= 1tg2(45 /2)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 f f 2 f3 1cAcctg1/2(1 +3 )说 明： 剪破面并不 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 max所控制。 max的方法测定土抗剪强度直接剪切 试验三 轴压缩试验无 侧 限抗 压 强 度 试验现场十字板剪切仪5.2 土的剪切
6、试验方法试验仪 器： 直剪 仪 （ 应变 控制式 ， 应 力控制式）5.2.1 直接剪切试验应变 控制式直剪 仪 的 试验 原理：对 同一种土至少取 4个平行 试样 ，分 别在不同垂直 压 力 下剪切破坏，将 试验结 果绘 制抗剪 强 度 f与相 应 垂直 压 力 的关系 图。剪切容器与应力环 在不同的垂直 压 力 下 进 行剪切 试验 ，得相 应 的抗剪 强 度 f， 绘 制 f - 曲 线 ，得 该 土的抗剪 强 度包 线在法向 应 力 作用下，剪 应 力与剪切位移关系曲 线 。4mm a b 剪切位移 l (0.01mm) 剪应力（kPa)1 2 快剪 固结快剪 慢剪在直剪 试验过 程中，根据加荷速率的快慢可将 试验划分 为 :
