土抗剪強(qiáng)度

學(xué)科:土力學(xué)

詞目:土抗剪強(qiáng)度

英文:soil shear strength

釋文:

土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo):

歸納總結(jié)摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論，三個(gè)要點(diǎn);

1、剪切破裂面上，材料的抗剪強(qiáng)度是法向應(yīng)力的單值函數(shù)τ=f(σ);

2、在一定應(yīng)力范圍內(nèi)，抗剪強(qiáng)度可用線性函數(shù)近似τf=c+σtanφ

3、土單元中，任何一個(gè)面上的剪應(yīng)力大于該面上土體的抗剪強(qiáng)度，土單元體即發(fā)生剪切破壞，用摩爾-庫(kù)倫理論的破壞準(zhǔn)則表示。

1.直剪試驗(yàn)

直剪試驗(yàn)的試驗(yàn)可分為：

（1）不固結(jié)不排水（快剪），這種強(qiáng)度指標(biāo)相應(yīng)的穩(wěn)定分析方法是總應(yīng)力法，通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)的剪切試驗(yàn)，直接測(cè)定土在破壞時(shí)發(fā)揮的強(qiáng)度，它避免了確定孔隙壓力的困難，因而適用于粘性土。

（2）固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪）試驗(yàn)，這種強(qiáng)度適用于時(shí)動(dòng)、時(shí)停的滑坡在天然狀態(tài)下或雨中突然破壞的情況，也適用于新建路堤邊坡的穩(wěn)定性分析。它適用總應(yīng)力法分析的粘性土。

（3）排水剪（固結(jié)慢剪）試驗(yàn)，這種方法首先通過(guò)各種手段確定土體中空隙水壓力的分布，然后采用有效應(yīng)力指標(biāo)。這種方法的缺點(diǎn)在于空隙水壓力的分布的確定。這一指標(biāo)適用于無(wú)粘性土的水、土分算及穩(wěn)定滲流期與庫(kù)水位降落期等邊坡的穩(wěn)定分析。

直剪試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備與操作都比較簡(jiǎn)單，試驗(yàn)費(fèi)用低，獲得工程上的廣泛應(yīng)用，但直剪試驗(yàn)也存在明顯的缺點(diǎn)：

（1）剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱面剪切破壞。

（2）剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，土樣剪切破壞先從邊緣開(kāi)始，在邊緣發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。

（3）剪切過(guò)程中，土樣剪切面逐漸縮小，而計(jì)算抗剪強(qiáng)度時(shí)卻按土樣的原截面積計(jì)算的。

（4）試驗(yàn)時(shí)不能嚴(yán)格控制排水條件，不能測(cè)量孔隙水壓力。

2.三軸試驗(yàn)

三軸試驗(yàn)的設(shè)備與操作過(guò)程都比直剪試驗(yàn)復(fù)雜的多，但其優(yōu)點(diǎn)也十分顯著，試樣在三軸試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)力分布比較均勻，試樣的固結(jié)與加荷速率容易控制，試驗(yàn)結(jié)果比較穩(wěn)定，離散性小，因而對(duì)于重大工程，宜進(jìn)行三軸試驗(yàn)。與直剪試驗(yàn)一樣，三軸試驗(yàn)也分為不固結(jié)不排水（UU試驗(yàn)）、固結(jié)不排水剪（CU試驗(yàn)）與固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）試驗(yàn)。不固結(jié)不排水試驗(yàn)主要適用于加荷速率較快的情況。而分析新建路堤邊坡、路塹邊坡穩(wěn)定分析可采用固結(jié)排水試驗(yàn)。需要提供有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)可以采用固結(jié)排水強(qiáng)度。三軸試驗(yàn)也有其缺點(diǎn)，試驗(yàn)對(duì)土樣的質(zhì)量有較高的要求，尤其是不固結(jié)不排水試驗(yàn)，土樣擾動(dòng)會(huì)使在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的土體的抗剪強(qiáng)度低于原位土體的抗剪強(qiáng)度。

3.十字板剪切

十字板剪切試驗(yàn)是一種測(cè)定軟粘性土抗剪強(qiáng)度的原位試驗(yàn)。將十字板頭由鉆孔壓入孔底軟土中，以均勻的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)一定的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)得其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需之力矩，直至土體破壞，從而計(jì)算出土的抗剪強(qiáng)度。由十字板剪力試驗(yàn)測(cè)得之抗剪強(qiáng)度代表土的天然強(qiáng)度。十字板剪切試驗(yàn)對(duì)土體的擾動(dòng)較小，是一種比較能反映土體原位強(qiáng)度的測(cè)試方法，尤其適用于欠固結(jié)土、高靈敏土（胡海軍等，2007）。