1、土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)與試驗(yàn)指標(biāo)與試驗(yàn)指標(biāo)土工結(jié)構(gòu)物或地基土滲透問題滲透問題變形問題變形問題強(qiáng)度問題強(qiáng)度問題滲透特性滲透特性變形特性變形特性強(qiáng)度特性強(qiáng)度特性一、室內(nèi)一、室內(nèi) 試驗(yàn)試驗(yàn)二、野外二、野外 試驗(yàn)試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn) 直剪試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)等直剪試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)等 制樣（重塑土）或現(xiàn)場(chǎng)取樣制樣（重塑土）或現(xiàn)場(chǎng)取樣 缺點(diǎn)：擾動(dòng)缺點(diǎn)：擾動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力條件清楚，易重復(fù) 十字板扭剪試驗(yàn)十字板扭剪試驗(yàn) 旁壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn) 原位試驗(yàn)原位試驗(yàn) 缺點(diǎn)：應(yīng)力條件不易掌握缺點(diǎn)：應(yīng)力條件不易掌握 優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位強(qiáng)度優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位強(qiáng)度 強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度指標(biāo)：峰值強(qiáng)度指

2、標(biāo)峰值強(qiáng)度指標(biāo)與與殘余強(qiáng)度指標(biāo)殘余強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)粘聚力粘聚力 c c內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角 工程應(yīng)用工程應(yīng)用三種分三種分類方法類方法總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)與與有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)直剪強(qiáng)度指標(biāo)直剪強(qiáng)度指標(biāo)與與三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)目的目的分析方法分析方法試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，前者直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，前者是等速推動(dòng)試樣產(chǎn)生位移測(cè)定相應(yīng)的剪應(yīng)力，后者是等速推動(dòng)試樣產(chǎn)生位移測(cè)定相應(yīng)的剪應(yīng)力，后者則是對(duì)試件分級(jí)施加水平剪應(yīng)力測(cè)定相應(yīng)的位移，目則是對(duì)試件分級(jí)施加水平剪應(yīng)力測(cè)定相應(yīng)的位

3、移，目前我國(guó)普遍采用的是應(yīng)變控制式直剪儀。前我國(guó)普遍采用的是應(yīng)變控制式直剪儀。 一、直剪試驗(yàn)土樣土樣PAST = 100KPa = 200KPa = 300KPa fOc 1、試驗(yàn)原理與資料處理 ff=ctg 通過控制剪切速率來近通過控制剪切速率來近似模擬排水條件似模擬排水條件1. 1. 固結(jié)慢剪：固結(jié)慢剪：施加正應(yīng)力充分固結(jié)施加正應(yīng)力充分固結(jié)慢慢施加剪應(yīng)力：小于慢慢施加剪應(yīng)力：小于0.02mm/0.02mm/分，以保證無超靜孔壓水分，以保證無超靜孔壓水2. 2. 固結(jié)快剪固結(jié)快剪施加正應(yīng)力充分固結(jié)施加正應(yīng)力充分固結(jié)在在3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞3. 3. 快剪（不排水剪）快剪（

4、不排水剪）施加正應(yīng)力后立即剪切施加正應(yīng)力后立即剪切3-53-5分鐘內(nèi)剪切破壞分鐘內(nèi)剪切破壞PSTA2、試驗(yàn)分類6轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分鐘慢剪分鐘慢剪12轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分鐘快剪分鐘快剪PSTAz x zx xz13 試驗(yàn)過程中的應(yīng)力變化試驗(yàn)過程中的應(yīng)力變化在加剪應(yīng)力以前，試件處于側(cè)限狀態(tài)，在加剪應(yīng)力以前，試件處于側(cè)限狀態(tài)， 2 3 k 1加剪應(yīng)力加剪應(yīng)力后，主應(yīng)力的方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，剪應(yīng)力愈大，偏轉(zhuǎn)角后，主應(yīng)力的方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，剪應(yīng)力愈大，偏轉(zhuǎn)角也愈大，所以試驗(yàn)過程中主應(yīng)力的方向是不斷交化的。也愈大，所以試驗(yàn)過程中主應(yīng)力的方向是不斷交化的。在試驗(yàn)資料的分析中，假定試件中的剪應(yīng)力均勻分布，在試驗(yàn)資料的分析中，假定試件中的剪應(yīng)

5、力均勻分布，但事實(shí)上并非如此。當(dāng)試件被剪破時(shí)，靠近剪力盒邊但事實(shí)上并非如此。當(dāng)試件被剪破時(shí)，靠近剪力盒邊緣的應(yīng)變最大，而試件的中間部分的應(yīng)變相對(duì)要小得緣的應(yīng)變最大，而試件的中間部分的應(yīng)變相對(duì)要小得多，剪切面附近的應(yīng)變又大于試件頂部和底部的應(yīng)變。多，剪切面附近的應(yīng)變又大于試件頂部和底部的應(yīng)變。所以，在剪切過程中，特別是在剪切破壞時(shí)，試件內(nèi)所以，在剪切過程中，特別是在剪切破壞時(shí)，試件內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變，既非均勻又難確定。的應(yīng)力和應(yīng)變，既非均勻又難確定。 直接剪切儀具構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但它存在若干缺直接剪切儀具構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但它存在若干缺點(diǎn)，主要有：點(diǎn)，主要有： 剪切面限定在上下盒之

6、間的平面，而不是沿土樣最薄弱的剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞；面剪切破壞； 剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，土樣剪切破壞時(shí)先從邊緣開剪切面上剪應(yīng)力分布不均勻，土樣剪切破壞時(shí)先從邊緣開始，在邊緣發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象；始，在邊緣發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象； 在剪切過程中，在剪切過程中， 土樣剪切面逐漸縮小，而在計(jì)算抗剪強(qiáng)土樣剪切面逐漸縮小，而在計(jì)算抗剪強(qiáng)度時(shí)卻是按土樣的原截面積計(jì)算；度時(shí)卻是按土樣的原截面積計(jì)算； 試驗(yàn)時(shí)不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測(cè)孔隙水壓力、在試驗(yàn)時(shí)不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測(cè)孔隙水壓力、在進(jìn)行不排水剪切時(shí)，試件仍有可能排水，特別對(duì)于飽和粘性進(jìn)行不排水剪切時(shí)，試件仍

7、有可能排水，特別對(duì)于飽和粘性土。土。 由于土的抗剪強(qiáng)度受排水條件的影響顯著，故試驗(yàn)結(jié)果不夠由于土的抗剪強(qiáng)度受排水條件的影響顯著，故試驗(yàn)結(jié)果不夠理想。但由于它具有的優(yōu)點(diǎn)，故仍為一般工程廣泛采用。理想。但由于它具有的優(yōu)點(diǎn)，故仍為一般工程廣泛采用。l 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便l 結(jié)果便于整理結(jié)果便于整理l 測(cè)試時(shí)間短測(cè)試時(shí)間短優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)l 試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜試樣應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜l 應(yīng)變不均勻應(yīng)變不均勻l 不能精確控制排水條件不能精確控制排水條件l 剪切面固定剪切面固定缺點(diǎn)缺點(diǎn)3. 3. 試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)PSTA類似試驗(yàn)：類似試驗(yàn)：環(huán)剪試驗(yàn)環(huán)剪試驗(yàn)單剪試驗(yàn)單剪試驗(yàn) = 100KPa S = 2

8、00KPa = 300KPa fOc ff=ctg 4、討論抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：一般情況下，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：一般情況下，粉細(xì)砂：粉細(xì)砂：粘性土：粘性土：0034260,kpaC 01001005,kpaC 4、討論： = 100KPa S = 200KPa = 300KPa fOc 試驗(yàn)停止的標(biāo)準(zhǔn)：試樣試樣壓力室壓力室壓力壓力水水排水管排水管閥門閥門軸向加壓桿軸向加壓桿有機(jī)玻璃罩有機(jī)玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石頂帽頂帽二、二、 三軸試驗(yàn)三軸試驗(yàn)方法：方法：首先試樣施加靜水壓力首先試樣施加靜水壓力室壓（圍壓）室壓（圍壓） 1 1= = 2 2= = 3 3 ； 然后通過活塞桿施加的是應(yīng)力差然后通過活塞

9、桿施加的是應(yīng)力差 1 1= = 1 1- - 3 3 。 1 1、試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法：、試樣應(yīng)力特點(diǎn)與試驗(yàn)方法：特點(diǎn)：特點(diǎn)：試樣是軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力試樣是軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力 z z一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)一般是大主應(yīng)力；徑向與切向應(yīng)力總是相等力總是相等 r r= = ，亦即，亦即 1 1= = z z； 2 2= = 3 3= = r r1 3 3 3 3 1 強(qiáng)度包線強(qiáng)度包線( 1- )fc ( 1- )f 1 1- 3 1 =15%施加圍壓施加圍壓 ：100100kPakPa 、200200kPakPa、300300kPakPa、400400kPakPa的三軸試驗(yàn)，得到

10、破壞時(shí)的三軸試驗(yàn)，得到破壞時(shí)相應(yīng)的（相應(yīng)的（ 1 1- - ) )f f2 2、強(qiáng)度包線、強(qiáng)度包線v繪制破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩繪制破壞狀態(tài)的應(yīng)力摩爾圓，畫出它們的公切爾圓，畫出它們的公切線線強(qiáng)度包線，得到強(qiáng)度包線，得到強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo) c c 與與 3 3、試驗(yàn)類型、試驗(yàn)類型v固結(jié)排水試驗(yàn)（固結(jié)排水試驗(yàn)（CDCD試驗(yàn)）試驗(yàn)）1 打開排水閥門，打開排水閥門，施加圍壓施加圍壓 后充分固結(jié)，超靜孔后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；隙水壓力完全消散；2 打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差 以便以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓v固結(jié)不排水試驗(yàn)（CUCU試

11、驗(yàn)）1 打開排水閥門，打開排水閥門，施加圍壓施加圍壓 后充分固結(jié)，超靜孔隙后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；水壓力完全消散；2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差 過程中不排水過程中不排水cd 、 d v不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UUUU試驗(yàn)）1 關(guān)閉排水閥門，關(guān)閉排水閥門，圍壓圍壓 下不固結(jié)；下不固結(jié)；2 關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差 過程中不排水過程中不排水cu 、 u ccu 、 cu 試樣試樣ddcc 1 = 1 d= = f= f245(1)試驗(yàn)條件總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)一致

12、總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)一致: : c cd d = c= c破壞面位置：破壞面位置：1)固結(jié)排水試驗(yàn)施加圍壓施加圍壓 充分固結(jié)充分固結(jié)施加施加( ( 1 1 - - ) )時(shí)，時(shí)，排水閥門排水閥門始終打開，始終打開，速度慢足以使孔速度慢足以使孔壓消散壓消散始終始終u=0u=0，= = -u=-u= v軸向應(yīng)力漸進(jìn)增加，體應(yīng)變是體縮，最終二者均趨于穩(wěn)定軸向應(yīng)力漸進(jìn)增加，體應(yīng)變是體縮，最終二者均趨于穩(wěn)定(2) (2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 = f= f思考題：正常固結(jié)粘土包線為什么過原點(diǎn)？思考題：正常固結(jié)粘土包線為什么過原點(diǎn)？1)固結(jié)排水試驗(yàn)實(shí)

13、驗(yàn)室的正常固結(jié)粘土：實(shí)驗(yàn)室的正常固結(jié)粘土：有效固結(jié)壓力有效固結(jié)壓力 0 0 等于先期固結(jié)壓力等于先期固結(jié)壓力 p p。地基中的正常固結(jié)粘土：地基中的正常固結(jié)粘土： z z p取回室內(nèi)取回室內(nèi), , 如如 c c z z，不再是正常固結(jié)土。不再是正常固結(jié)土。 f“正常固結(jié)粘土正常固結(jié)粘土”(2) (2) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線1)固結(jié)排水試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有時(shí)失去其物理意義，而變成計(jì)算參數(shù)的含義抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有時(shí)失去其物理意義，而變成計(jì)算參數(shù)的含義 z z固結(jié)壓力為固結(jié)壓力為0 0的正常固結(jié)粘土的正常固結(jié)粘土: :當(dāng)正常固結(jié)粘土試樣的固結(jié)壓力為當(dāng)正常

14、固結(jié)粘土試樣的固結(jié)壓力為0 0時(shí)，時(shí)，亦即其歷史上的最大固結(jié)壓力是亦即其歷史上的最大固結(jié)壓力是0 0處于泥漿狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度為處于泥漿狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度為0 0。c=0c=0是否意味著正常固結(jié)粘土無粘聚力是否意味著正常固結(jié)粘土無粘聚力? ?粘聚力隨粘聚力隨 增加而增加增加而增加 v v v表示體縮表示體縮 v v 0 0表示體脹表示體脹( (剪脹剪脹) )應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹峰值強(qiáng)度峰值強(qiáng)度殘余強(qiáng)度殘余強(qiáng)度(3)(3)密砂試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線密砂試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 峰值強(qiáng)度峰值強(qiáng)度殘余強(qiáng)度殘余強(qiáng)度 f密砂強(qiáng)度包線密砂強(qiáng)度包線密砂應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線密砂應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線1

15、)固結(jié)排水試驗(yàn) v v表示體縮表示體縮 v v 0 0表示體脹表示體脹( (剪脹剪脹) ) v峰值強(qiáng)度峰值強(qiáng)度殘余強(qiáng)度殘余強(qiáng)度 峰值強(qiáng)度峰值強(qiáng)度殘余強(qiáng)度殘余強(qiáng)度 f超固結(jié)粘土強(qiáng)度包線超固結(jié)粘土強(qiáng)度包線超固結(jié)粘土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線超固結(jié)粘土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(4) (4) 超固結(jié)土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線超固結(jié)土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線1)固結(jié)排水試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，體應(yīng)變剪脹c0c0e p強(qiáng)度包線強(qiáng)度包線 f p土的壓縮曲線土的壓縮曲線(5)超固結(jié)粘土+正常固結(jié)粘土強(qiáng)度包線 p ，正常固結(jié)正常固結(jié)粘粘土土； p ，超固結(jié)粘土，超固結(jié)粘土1）固結(jié)排水試驗(yàn)小結(jié) 松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)

16、曲線與強(qiáng)度包線：松砂與正常固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線： 應(yīng)變硬化與體積收縮，應(yīng)變硬化與體積收縮，c cd d = 0 = 0； 密砂試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線：密砂試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線： 應(yīng)變軟化與剪脹性，應(yīng)變軟化與剪脹性，c cd d = 0 = 0； 超固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線：超固結(jié)粘土試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線： 應(yīng)變軟化與剪脹性，應(yīng)變軟化與剪脹性，c cd d與與 d d; ; 超固結(jié)粘土超固結(jié)粘土+ +正常固結(jié)粘土的強(qiáng)度包線正常固結(jié)粘土的強(qiáng)度包線: : 折線折線 c0 c0 的直線近似的直線近似1)固結(jié)排水試驗(yàn)2)固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度指標(biāo)：c ccucu ， cucu；cc， (1) (1

17、) 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件(2) (2) 正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線(3) (3) 超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線(4) (4) 固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)(1)試驗(yàn)條件 施加圍壓充分固結(jié) 施加(1 -)時(shí)，閥門關(guān)閉，可連接孔壓傳感器，量測(cè)剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力 u u0，=-u量測(cè)孔隙水壓力量測(cè)孔隙水壓力2)固結(jié)不排水試驗(yàn)試樣試樣剪切過程中的超靜孔隙水壓力剪切過程中的超靜孔隙水壓力 u u對(duì)于飽和土試樣：孔壓系數(shù)對(duì)于飽和土試樣：孔壓系數(shù)B=1.0B=1.

18、0 u=BA (u=BA ( = = A (A ( 對(duì)于剪切過程中無體積變化：對(duì)于剪切過程中無體積變化： A=1/3 A=1/3剪切過程中發(fā)生剪縮：剪切過程中發(fā)生剪縮： A1/3 A1/3剪切過程中發(fā)生剪脹：剪切過程中發(fā)生剪脹： A1/3 ( A1/3 (甚至可能甚至可能A0A0，u 0 u 0(2) 正常固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 f f cucu2)固結(jié)不排水試驗(yàn) u應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系軟化，孔壓可能小于0與超固結(jié)度有關(guān)與超固結(jié)度有關(guān) f(3) 超固結(jié)粘土固結(jié)不排水試驗(yàn)曲線與強(qiáng)度包線 f cucucuccu02)固結(jié)不排水試驗(yàn)(4) 固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的

19、強(qiáng)度指標(biāo)2)固結(jié)不排水試驗(yàn)應(yīng)力變量應(yīng)力變量試驗(yàn)量測(cè)試驗(yàn)量測(cè) u u計(jì)算計(jì)算 = = u u = = 確定的強(qiáng)度指標(biāo)確定的強(qiáng)度指標(biāo)c ccucu cucuc c 固結(jié)不排水試驗(yàn)小結(jié) 剪切過程中的超靜孔隙水壓力剪切過程中的超靜孔隙水壓力 u u 正常固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線正常固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線: : 硬化硬化 正常固結(jié)粘土的有效應(yīng)力與總應(yīng)力的強(qiáng)度包線正常固結(jié)粘土的有效應(yīng)力與總應(yīng)力的強(qiáng)度包線: : cucu 超固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線超固結(jié)粘土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線: : 軟化軟化 超固結(jié)粘土的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)超固結(jié)粘土的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo): : c c c ccucu, , cucu

20、固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo)固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度指標(biāo): : c ccucu, , cucu; c; c , , 2)固結(jié)不排水試驗(yàn)3)不固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度指標(biāo)：c cuuuu (c (cu u) )， uuuu ( ( u u) ) (1) (1) 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件(2) (2) 粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系(3) (3) 飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)c cu u(4) (4) 不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)(5) (5) 無側(cè)限壓縮試驗(yàn)：無側(cè)限壓縮試驗(yàn)： 3 3 = 0= 0的不排

21、水試驗(yàn)的不排水試驗(yàn)(6) (6) 不飽和試樣的不排水強(qiáng)度不飽和試樣的不排水強(qiáng)度(1)(1)試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件: :從某一初始狀態(tài)開始，關(guān)閉從某一初始狀態(tài)開始，關(guān)閉閥門閥門施加圍壓施加圍壓 ，產(chǎn)生孔隙，產(chǎn)生孔隙水壓力水壓力 u u1 1=B=B 施加（施加（ 1 1 - - ）時(shí)，閥門關(guān)）時(shí)，閥門關(guān)閉，可連接孔壓傳感器，量閉，可連接孔壓傳感器，量測(cè)剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔測(cè)剪切過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力隙水壓力 u u2 2 = BA = BA ( ( ) )3)不固結(jié)不排水試驗(yàn)試樣試樣(2)(2)粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系粘土的孔隙比有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度唯一性關(guān)系強(qiáng)度的影響因素強(qiáng)度的影響因

22、素: :土的組成土的組成土的狀態(tài)土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)e ef f p p f f - q - qf f 唯一性關(guān)系唯一性關(guān)系e ef f f f - - f f 唯一性關(guān)系唯一性關(guān)系 (p) (q)Kf線線 f 線線 唯一的唯一的e ef f應(yīng)力歷史應(yīng)力歷史同一種正常同一種正常固結(jié)粘土固結(jié)粘土土的狀態(tài)土的狀態(tài)( (,e),e)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力歷史相同時(shí)應(yīng)力歷史相同時(shí)也滿足唯一性關(guān)系也滿足唯一性關(guān)系研究表明研究表明超固結(jié)粘土超固結(jié)粘土: :3)不固結(jié)不排水試驗(yàn) u =0 , cu, 并且有效應(yīng)力摩爾圓是唯一的并且有效應(yīng)力摩爾圓是唯一的思考題：可否由不排水試驗(yàn)確定有效應(yīng)力強(qiáng)

23、度指標(biāo)？(3)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo) cu u = B + A ( ) B=13)不固結(jié)不排水試驗(yàn) cu p1cu1p2cu2p3cu3(4)不排水試驗(yàn)與固結(jié)不排水試驗(yàn)正常固結(jié)粘土層正常固結(jié)粘土層固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度包線上固結(jié)不排水試驗(yàn)強(qiáng)度包線上的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)具有相的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)具有相同先期固結(jié)壓力的不排水強(qiáng)同先期固結(jié)壓力的不排水強(qiáng)度指標(biāo)度指標(biāo)3)不固結(jié)不排水試驗(yàn)cu = qu/2cuqu = (5)無側(cè)限壓縮試驗(yàn)：3 =0的不排水試驗(yàn)3)不固結(jié)不排水試驗(yàn)(6)不飽和試樣的不排水強(qiáng)度不飽和區(qū)不飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū) 3)不固結(jié)不排水試驗(yàn) ( ) cc f f超固結(jié)粘土的總應(yīng)力與有效應(yīng)力強(qiáng)度

24、包線超固結(jié)粘土的總應(yīng)力與有效應(yīng)力強(qiáng)度包線(CU)(CU)u(-)u(+)總應(yīng)力總應(yīng)力有效應(yīng)力有效應(yīng)力3)不固結(jié)不排水試驗(yàn) 1 ( ) p(p)quKfKf f fuu245 松砂及正常固結(jié)粘土松砂及正常固結(jié)粘土(CU)思考題思考題1 1：實(shí)際破裂面的方向？：實(shí)際破裂面的方向？思考題思考題2 2：如果破壞時(shí)孔隙水壓力：如果破壞時(shí)孔隙水壓力u u( (負(fù)孔壓負(fù)孔壓) )，有效應(yīng)力摩，有效應(yīng)力摩爾圓在總應(yīng)力摩爾圓哪邊？爾圓在總應(yīng)力摩爾圓哪邊？3)不固結(jié)不排水試驗(yàn)不固結(jié)不排水試驗(yàn)小結(jié) 飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo): : u u =0 , =0 , c cu u 飽和試樣的固結(jié)不排水

25、試驗(yàn)與不排水強(qiáng)度指標(biāo)飽和試樣的固結(jié)不排水試驗(yàn)與不排水強(qiáng)度指標(biāo): : 有關(guān)聯(lián)有關(guān)聯(lián) 無側(cè)限壓縮試驗(yàn)：無側(cè)限壓縮試驗(yàn)： 3 3=0, =0, 是一種特殊的不排水試驗(yàn)是一種特殊的不排水試驗(yàn) 不飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo)不飽和試樣的不排水強(qiáng)度指標(biāo): : 隨隨 3 3增加而增加并趨于穩(wěn)定增加而增加并趨于穩(wěn)定不排水剪：)(Cuu31210 cu = ( 1 - 3)/2 = ( 1+ 3)/2總應(yīng)力圓為一總應(yīng)力圓為一系列大小相等系列大小相等的圓的圓,而有效應(yīng)而有效應(yīng)力圓只有一個(gè)力圓只有一個(gè).033 /,u, 固結(jié)不排水剪：1、土體未受任何固結(jié)、土體未受任何固結(jié),自然不抗剪自然不抗剪2、對(duì)正常固結(jié)土、對(duì)正常固

26、結(jié)土,當(dāng)當(dāng) 3=0時(shí)時(shí),抗剪力抗剪力=0,所以強(qiáng)度線過所以強(qiáng)度線過原點(diǎn)原點(diǎn)ccu = ( 1 - 3)/2 = ( 1+ 3)/23、對(duì)超固結(jié)土，、對(duì)超固結(jié)土，當(dāng)當(dāng) 3 P時(shí)，時(shí)， 小而小而C較較大，強(qiáng)度線較為平緩；大，強(qiáng)度線較為平緩；當(dāng)當(dāng) 3 P 時(shí)，時(shí)，強(qiáng)度線強(qiáng)度線又回到原來的狀態(tài)，又回到原來的狀態(tài)，所以其延長(zhǎng)線過原點(diǎn)。所以其延長(zhǎng)線過原點(diǎn)。v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確；2 排水條件清楚，可控制；排水條件清楚，可控制；3 破壞面不是人為固定的；破壞面不是人為固定的；4 單元體試驗(yàn)單元體試驗(yàn)v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)無法試驗(yàn)設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)無法試驗(yàn)說

27、明：說明： 3 30 0 即為即為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn), ,主主要用于評(píng)價(jià)土的靈敏度問題要用于評(píng)價(jià)土的靈敏度問題. .4 4、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 真三軸儀 空心圓柱扭剪儀 飽和粘土的動(dòng)三軸儀5. 5. 三軸試驗(yàn)的發(fā)展三軸試驗(yàn)的發(fā)展十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)(VST)(VST)v鉆孔到指定的土層，插入十鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；字形的探頭；v通過施加的扭矩計(jì)算土的抗通過施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度剪強(qiáng)度野外試驗(yàn)野外試驗(yàn): :v包括鉆孔十字板和貫入電測(cè)包括鉆孔十字板和貫入電測(cè)十字板剪切試驗(yàn)；十字板剪切試驗(yàn)；v靈敏度靈敏度St10St10、固結(jié)系數(shù)、固結(jié)系數(shù)Cv Cv

28、10m10m2 2/y/y的均質(zhì)飽和軟粘土的均質(zhì)飽和軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)；的不排水強(qiáng)度指標(biāo)；十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)(VST)(VST)v鉆孔到指定的土層，插入十字鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭；板頭插入鉆孔的深形的探頭；板頭插入鉆孔的深度不應(yīng)小于鉆孔或套管直徑的度不應(yīng)小于鉆孔或套管直徑的35倍，靜置倍，靜置23min后在開始后在開始試驗(yàn)；試驗(yàn)；v扭轉(zhuǎn)剪切速率采用扭轉(zhuǎn)剪切速率采用1/10s，并，并在在2min內(nèi)達(dá)到峰值（破壞），內(nèi)達(dá)到峰值（破壞），然后繼續(xù)測(cè)記然后繼續(xù)測(cè)記1min；野外試驗(yàn)野外試驗(yàn): :v技術(shù)指標(biāo)；技術(shù)指標(biāo)；v十字板形狀常為矩形，板的十字板形狀常為矩形，板的高徑比為高

29、徑比為2 2，板厚，板厚23mm23mm；十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)(VST)(VST)野外試驗(yàn)野外試驗(yàn): :v技術(shù)指標(biāo)；技術(shù)指標(biāo)；v對(duì)明顯具有各向異性的土體，對(duì)明顯具有各向異性的土體，因采用幾種不同高徑比的十字因采用幾種不同高徑比的十字板頭進(jìn)行試驗(yàn)；板頭進(jìn)行試驗(yàn)；v十字板剪切試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度的測(cè)十字板剪切試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度的測(cè)定精度應(yīng)達(dá)到定精度應(yīng)達(dá)到12kpa；v在峰值或穩(wěn)定強(qiáng)度出現(xiàn)后，順在峰值或穩(wěn)定強(qiáng)度出現(xiàn)后，順剪切方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)剪切方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)6周，測(cè)定重周，測(cè)定重塑土的不排水抗剪強(qiáng)度；塑土的不排水抗剪強(qiáng)度；v在深度方向上，十字板剪切試驗(yàn)點(diǎn)的間距，對(duì)均在深度方向上，十字板剪切試驗(yàn)點(diǎn)的間距，對(duì)均質(zhì)土

30、可采用質(zhì)土可采用1m，對(duì)非均質(zhì)土或夾薄層粉砂的層，對(duì)非均質(zhì)土或夾薄層粉砂的層狀軟粘土，應(yīng)結(jié)合靜力觸探資料布置試驗(yàn)點(diǎn)；狀軟粘土，應(yīng)結(jié)合靜力觸探資料布置試驗(yàn)點(diǎn)；21maxMMMfvfh時(shí)：ffHDDMMM262321max)3(22maxHDDMffhDfhDrrrM6d2232/01fvDDHM22M1H HDM2uuufctgc)3(22maxHDDMfM1H HDM2v計(jì)算被測(cè)場(chǎng)地的地基承載力；計(jì)算被測(cè)場(chǎng)地的地基承載力；v估算單樁極限端承力與摩阻力；估算單樁極限端承力與摩阻力；v確定軟土路基、堤壩、碼頭的確定軟土路基、堤壩、碼頭的臨界高度；臨界高度；v分析地基穩(wěn)定性；分析地基穩(wěn)定性；v判定軟體的固結(jié)歷史；判定軟體的固結(jié)歷史；十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)(VST)(VST)野外試驗(yàn)野外試驗(yàn): :00.010.030.05Cu(MPA)深度深度(m)13579未擾動(dòng)土未擾動(dòng)土擾動(dòng)土擾動(dòng)土C Cu u h h變化變化曲線曲線S St t h