土的抗剪強2資料第1頁/共47頁1.直接剪切試驗第2頁/共47頁第3頁/共47頁1.直接剪切試驗第4頁/共47頁1.直接剪切試驗第5頁/共47頁1.直接剪切試驗

在直剪試驗過程中，不能量測孔隙水應力，也不能控制排水，所以只能以總應力法來表示土的抗剪強度。但是為了考慮固結程度和排水條件對抗剪強度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢可將之間試驗劃分為快剪固結快剪慢剪第6頁/共47頁1.直接剪切試驗第7頁/共47頁1.直接剪切試驗直剪試驗的缺點剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面試驗中試驗的排水程度靠試驗速的快慢控制,不能量測土樣的孔隙水壓力。上下盒的錯動，剪切過程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上的剪應力分布不均勻第8頁/共47頁二.三軸剪切試驗應變控制式三軸儀：壓力室，加壓系統(tǒng)，量測系統(tǒng)組成應力控制式三軸儀試驗步驟:

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3△△2.施加周圍壓力3.施加豎向壓力1.裝樣第9頁/共47頁第10頁/共47頁2.三軸壓縮試驗第11頁/共47頁三軸壓縮儀又稱三軸剪力儀第12頁/共47頁三軸試樣第13頁/共47頁2.三軸壓縮試驗第14頁/共47頁2.三軸壓縮試驗

三軸試驗根據(jù)試樣的固結和排水條件不同，可分為不固結不排水剪（UU）固結不排水剪（CU）固結排水剪（CD）。

分別對應于直剪試驗的快剪、固結快剪、和慢剪試驗。第15頁/共47頁抗剪強度指標的選用

土的抗剪強度指標隨試驗方法、排水條件的不同而異，對于具體工程問題，應該盡可能根據(jù)現(xiàn)場條件決定采用實驗室的試驗方法，以獲得合適的抗剪強度指標

試驗方法適用條件不排水剪或快剪地基土的透水性和排水條件不良，建筑物施工速度較快，動載排水剪或慢剪地基土的透水性好，排水條件較佳，建筑物加荷速率較慢固結不排水剪或固結快剪建筑物竣工以后較久，荷載又突然增大，或地基條件等介于上述兩種情況之間第16頁/共47頁2.三軸壓縮試驗剪破有效應力

有效應力圓與總應力圓大小相同，只是當剪破時的孔隙水應力為正值時，有效應力圓在總應力圓的左邊；而當剪破時的孔隙水應力為負值時，有效應力圓在總應力圓的右邊。第17頁/共47頁三軸試驗優(yōu)缺點優(yōu)點：①試驗中能嚴格控制試樣排水條件，量測孔隙水壓力，了解土中有效應力變化情況②試樣自由變形，可以沿著最薄弱的剪切面破壞缺點：①試驗儀器復雜，操作技術要求高，試樣制備較復雜②試驗在2=3的軸對稱條件下進行，與土體實際受力情況可能不符

第18頁/共47頁三、無側限抗壓強度試驗ququ加壓框架量表量力環(huán)升降螺桿無側限壓縮儀無側限抗壓強度試驗是三軸剪切試驗的特例，對試樣不施加周圍壓力，即3=0，只施加軸向壓力直至發(fā)生破壞，試樣在無側限壓力條件下，剪切破壞時試樣承受的最大軸向壓力qu，稱為無側限抗壓強度

試樣第19頁/共47頁3.無側限抗壓強度試驗極限應力圓不排水強度第20頁/共47頁適用于現(xiàn)場測定飽和粘性土的不排水強度，尤其適用于均勻的飽和軟粘土四、十字板剪切試驗柱體上下平面的抗剪強度產生的抗扭力矩柱體側面剪應力產生的抗扭力矩第21頁/共47頁5.4三軸壓縮試驗中的孔隙應力系數(shù)第22頁/共47頁初始空隙水壓力系數(shù)B定義：當試樣在不排水條件下受到各向相等壓力增量時，產生的孔隙應力增量與壓力增量之比定義為孔隙應力系數(shù)B反映土體在各向相等壓力作用下，孔隙應力變化情況的指標，也是反映土體飽和程度的指標,稱之為初始孔隙水壓力系數(shù)。第23頁/共47頁孔隙應力系數(shù)BB=1

飽和土的不固結不排水試驗試驗中，試樣在周圍壓力增量下將不發(fā)生豎向和側向變形，這時的周圍壓力增量完全由孔隙水承擔B=0

土完全干燥，周圍壓力增量完全由土骨架承擔0<B<1

非飽和土，孔隙中流體的壓縮性與土骨架的壓縮性為一個量級，飽和度越大，B越接近于1第24頁/共47頁破壞時的孔隙應力系數(shù)A定義：當試樣在軸向應力增量q作用時，產生的孔隙水應力為為△u2,Skempten定義了另一孔壓系數(shù)A為對于正常固結飽和土B=1,A=1/3（理論上）超固結土A為負值。將B代入得：第25頁/共47頁破壞時的孔隙應力系數(shù)A對于正常固結飽和土的不固結不排水試驗：固結不排水試驗：固結排水試驗：對于正常固結飽和土的固結不排水試驗：第26頁/共47頁一.無粘性土抗剪強度

砂和粉土等常被稱為無粘性土。無粘性土粘聚力c＝0，抗剪強度表達式為式中——有效內摩擦角，對無粘性土通常在28°~42°之間。無粘性土滲透性系數(shù)大，土體中超孔隙水壓力常等于零，有效應力強度指標與總應力強度指標是相同的。

5.5三軸試驗中土的剪切性狀第27頁/共47頁砂土的應力～軸向應變～體變第28頁/共47頁砂土的應力～軸向應變～體變應變硬化應變軟化第29頁/共47頁砂土的臨界孔隙比

砂土的臨界孔隙比將隨周圍壓力的增加而減小第30頁/共47頁砂土不排水剪超空隙水壓飽和砂土在低周圍壓力下受剪時，如果不允許它得體積發(fā)生變化，則緊砂為抵抗剪脹的趨勢，將通過調整土體內部應力，產生負孔隙水壓力，使有效應力增加，以保持體積不變松砂為抵抗體積縮小的趨勢，將產生正孔隙水壓力，使有效應力減小，以保持體積不變。第31頁/共47頁砂土的殘余強度第32頁/共47頁砂土的液化砂土液化：砂土在突發(fā)的動荷載作用下，不能在短時間排水固結，為抵抗剪力引起的體積縮小的趨勢，將產生很大的孔隙水壓力，從而導致土體的抗剪能力完全喪失的現(xiàn)象。第33頁/共47頁1.正常固結土UU試驗二.粘性土的剪切性狀（一）正常固結土第34頁/共47頁正常固結飽和粘土不排水試驗時關系第35頁/共47頁2.正常固結土CU試驗第36頁/共47頁3.正常固結土CD試驗第37頁/共47頁三種試驗結果的對比第38頁/共47頁（二）超固結粘土1.超固結粘土UU試驗第39頁/共47頁超固結粘土UU試驗強度包線第40頁/共47頁2.超固結粘土CU試驗第41頁/共47頁3.超固結粘土－CD試驗第42頁/共47頁三種試驗結果的強度包線第43頁/共47頁（三）粘土的殘余強度第44頁/共47頁（四）粘土靈敏度與觸變性靈敏度:原狀試樣的無側限抗壓強度與相同含水率下重塑試樣的無側限抗壓強度之比式中：St——粘土的靈敏度；

qu——原狀試樣的無側限抗壓強度；

qu′——重塑試樣的無側限抗壓強度。觸變性:粘土重塑后停止擾動，靜置一段時間后其強度又會部分恢復,這種性質稱為粘土的觸變性。第45頁/共47頁如圖所示，蠕變破壞的過程包括以下幾個階段：（1）彈性應變階段：圖中OA段，對土而言，此階段的應變值很小；（2）初始蠕變階段：圖中AB段，在這