1、第五章土的抗剪强度土工结构物或地基 土渗透问题变形问题强度问题 渗透特性变形特性强度特性5.1 土体破坏与强度理论5.2 抗剪强度测定试验5.3 应力路径与破坏主应力线5.4 抗剪强度指标5.5 动强度与砂土的振动液化 5 土的抗剪强度一、土的强度特点二、工程中土体的破坏类型三、土的强度的机理四、摩尔-库仑强度理论 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论一、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与剪切破坏，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复杂性。 5 土的抗剪强度
2、5.1 土体破坏与土的强度理论大阪的港口码头档土墙由于液化前倾 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型1. 挡土结构物的破坏 5.1 土体破坏与土的强度理论1. 挡土结构物的破坏 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型广州京光广场基坑塌方5.1 土体破坏与土的强度理论使基坑旁办公室、民工宿舍和仓库倒塌，死3人，伤17人。挡土墙 滑裂面 基坑支护1. 挡土结构物的破坏 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论平移滑动2. 各种类型的滑坡 5 土的抗剪强度崩塌旋转滑动 流滑二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论 1994年4月30日 崩塌体积400
3、万方 10万方进入乌江 死4人，伤5人，失踪12人 击沉拖轮、驳轮各一艘，渔船2只 1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡 崩塌体巨大石块滚入江内，无法通航 滑坡体崩入乌江近百万方；江水位差数米。乌江武隆县兴顺乡鸡冠岭山体崩塌 5 土的抗剪强度 2. 各种类型的滑坡二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论龙观嘴黄崖沟 乌江2000年西藏易贡巨型滑坡 5 土的抗剪强度 2. 各种类型的滑坡二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论高程（m）滑距（m）553022004000 扎 木 弄 沟 滑坡堆积体0 800040002000 6000立面示意图坡高 3330 m堆积
4、体宽 约2500m总方量 约3亿方 5 土的抗剪强度 2. 各种类型的滑坡二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论2000年西藏易贡巨型滑坡易贡滑坡堰塞湖 滑 坡 堆 积 区 扎木弄沟2264m2210m 2165m2340m平面示意图 5520m滑坡堆积体 5 土的抗剪强度 2. 各种类型的滑坡二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论2000年西藏易贡巨型滑坡天然坝 坝高290 m滑坡堰塞湖 库容15亿方湖水每天上涨50cm? 5 土的抗剪强度 2. 各种类型的滑坡二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论2000年西藏易贡巨型滑坡边坡 滑裂面 5 土
5、的抗剪强度 2. 各种类型的滑坡二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论粘土地基上的某谷仓地基破坏3. 地基的破坏 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论日本新泻1964年地震引起大面积液化3. 地基的破坏 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论地基p滑裂面3. 地基的破坏 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论 土压力 边坡稳定 地基承载力 挡土结构物破坏 各种类型的滑坡 地基的破坏核心 5 土的抗剪强度二、工程中土体的破坏类型5.1 土体破坏与土的强度理论一、土的强度特点二、工程中
6、土体的破坏类型三、土的强度的机理四、摩尔-库仑强度理论 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论 直剪试验 库仑（1776） 试验原理 施加 （=P/A），S量测 （=T/A）上盒下盒 PST = 100KPa SA 直剪试验 库仑（1776） 试验原理 试验结果 = 100KPa S = 200KPa = 300KPa三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论P STAOc tanf c c 粘聚力 内摩擦角 = 100KPa S = 200KPa = 300KPa 直剪试验 库仑（1776） 试
7、验原理 试验结果 三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论库仑公式： f ： 土的抗剪强度tg： 摩擦强度-正比于压力c： 粘聚强度-与所受压力无关N T= NT滑动摩擦三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论1. 摩擦强度 tg（1）滑动摩擦（2）咬合摩擦引起的剪胀 滑动摩擦 咬合摩擦引起的剪胀三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论1. 摩擦强度 tg（3）颗粒的破碎与重排列 滑动摩擦NT颗粒破碎与重排列三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论1. 摩擦强度 tg 咬合摩擦引起的剪胀 密
8、度（e, 粒径级配（Cu, Cc） 颗粒的矿物成分 对于：砂土粘性土； 高岭石伊里石蒙特石 粒径的形状（颗粒的棱角与长宽比） 在其他条件相同时： 对于砂土，颗粒的棱角提高了内摩擦角 对于碎石土，颗粒的棱角可能降低其内摩擦角影响土的摩擦强度的主要因素：三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论1. 摩擦强度 tg 粘聚强度机理 静电引力（库仑力） 范德华力 颗粒间胶结 假粘聚力（毛细力等） 粘聚强度影响因素 地质历史 粘土颗粒矿物成分 密度 离子价与离子浓度- - -+三、土的强度的机理 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论2. 凝聚强度5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论四、摩尔-库仑强度理论1. 库仑公式2. 应力状态与摩尔圆3. 极限平衡应力状态4. 摩尔-库仑强度理论5. 破坏判断方法6. 滑裂面的位置P STA tanf c c 粘聚力 内摩擦角 f ： 土的抗剪强度tg： 摩擦强度-正比于压力c： 粘聚强度-与所受压力无关 5 土的抗剪强度5.1 土体破坏与土的强度理论四、摩尔-库仑强度理论固定滑裂面一般应力状态如何判断是否破坏？ 借助于莫尔圆1. 库仑公式
