任務(wù)一土的抗剪強(qiáng)度任務(wù)二土的極限平衡條件任務(wù)三土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定√任務(wù)四地基承載力項(xiàng)目六土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用有效應(yīng)力指標(biāo)還是總應(yīng)力指標(biāo)？三軸試驗(yàn)指標(biāo)還是直剪試驗(yàn)指標(biāo)？峰值強(qiáng)度指標(biāo)還是殘余強(qiáng)度指標(biāo)？

工程應(yīng)用土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用有效應(yīng)力指標(biāo)與總應(yīng)力指標(biāo)凡是可以確定（測量、計(jì)算）孔隙水壓力u的情況，都應(yīng)當(dāng)使用有效應(yīng)力指標(biāo)c，采用總應(yīng)力指標(biāo)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土體可能的固結(jié)排水情況，選用不同的總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)

工程應(yīng)用三軸試驗(yàn)指標(biāo)與直剪試驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)優(yōu)先采用三軸試驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)按照不同土類和不同的固結(jié)排水條件，合理選用直剪試驗(yàn)指標(biāo)砂土：c,三軸CD試驗(yàn)與直剪試驗(yàn)（直剪偏大）粘土：有效應(yīng)力指標(biāo)：三軸CD或CU試驗(yàn)總應(yīng)力指標(biāo)：三軸CU、UU試驗(yàn)

或直剪cq、q試驗(yàn)土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用

工程應(yīng)用土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用名稱指標(biāo)應(yīng)用不排水剪(快剪)cu、

ucq、

q軟土地基快速施工固結(jié)不排水剪(固結(jié)快剪)ccu、

cuccq、

cq固結(jié)完成后受突然荷載固結(jié)排水剪(慢剪)cd、

dcs、

s地基透水性強(qiáng)施工較慢或正常運(yùn)行期

工程應(yīng)用不固結(jié)不排水剪（快剪）cu、

u（cq、

q）粘土地基上快速施工的建筑物土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用軟土地基上的快速填方土壩快速施工，心墻未固結(jié)

工程應(yīng)用固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪）ccu、

cu（ccq、

cq）土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用

在天然土坡上快速填方水位驟降在1層固結(jié)后，施工2層12

工程應(yīng)用固結(jié)排水剪（慢剪）ccd、

cd（cs、

s）粘土地基上慢速施工的建筑物土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用粘土地基上的分層慢速填方穩(wěn)定滲流期的土壩

工程應(yīng)用

任務(wù)一土的抗剪強(qiáng)度任務(wù)二土的極限平衡條件任務(wù)三土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定√任務(wù)四地基承載力項(xiàng)目六土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力室內(nèi)試驗(yàn)：直剪試驗(yàn)三軸剪切試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等野外試驗(yàn)：十字板扭剪試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)等抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：擾動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件

清楚，易重復(fù)缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條

件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位

強(qiáng)度一、三軸剪切試驗(yàn)原理使土體在不同的周圍壓力

3作用下進(jìn)行剪切，得到3～4個(gè)不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線。

抗剪強(qiáng)度包線

c

三軸剪切試驗(yàn)

3

3

3

3

3

3△△二、三軸剪切試驗(yàn)試驗(yàn)儀器：應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室，加壓系統(tǒng)，量測系統(tǒng)組成(常用）

應(yīng)力控制式三軸儀試驗(yàn)步驟:

3

3

3

3

3

3△△2.施加周圍壓力3.施加豎向壓力1.裝樣

3

1進(jìn)水排水閥

3

1進(jìn)水排水閥

3

1排水閥進(jìn)水應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室加壓系統(tǒng)量測系統(tǒng)軸向加荷系統(tǒng)加壓和量測系統(tǒng)三軸剪切試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

①能控制排水條件，量測孔隙水壓力。②試樣的應(yīng)力分布比較均勻，

剪切破壞面為最薄弱面。缺點(diǎn)：

①試驗(yàn)儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜。②試驗(yàn)在

2=

3的軸對稱條件下進(jìn)行，與土體實(shí)際受力情況可能不符。

三軸剪切試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切時(shí)的排水條件，可以分為三種試驗(yàn)方法：

1.不固結(jié)不排水試驗(yàn)(UU試驗(yàn))

2.固結(jié)不排水試驗(yàn)(CU試驗(yàn))

3.固結(jié)排水試驗(yàn)(CD試驗(yàn))不同排水條件時(shí)的剪切試驗(yàn)方法及成果1.不固結(jié)不排水剪（UU）

三軸試驗(yàn)：施加周圍壓力

3、軸向壓力△

直至剪破的整個(gè)過程都關(guān)閉排水閥門，不允許試樣排水固結(jié)。

3

3

3

3

3

3△△關(guān)閉排水閥

3

3

3

3

3

3△△總應(yīng)力圓

u=0BCcu

uAA

3A

1A飽和粘性土在三組

3下的不排水剪試驗(yàn)得到A、B、C三個(gè)不同

3作用下破壞時(shí)的總應(yīng)力圓，但只能得到一個(gè)有效應(yīng)力圓。試驗(yàn)表明：雖然三個(gè)試樣的周圍壓力

3不同，但破壞時(shí)的主應(yīng)力差相等，三個(gè)極限應(yīng)力圓的直徑相等，因而強(qiáng)度包線是一條水平線。

2.固結(jié)不排水剪（CU）

三軸試驗(yàn)：施加周圍壓力

3時(shí)打開排水閥門，試樣完全排水固結(jié)，孔隙水壓力完全消散。然后關(guān)閉排水閥門，再施加軸向壓力增量△

，使試樣在不排水條件下剪切破壞。

3

3

3

3

3

3△△打開排水閥關(guān)閉排水閥

3

3

3

3

3

3△△將總應(yīng)力圓在水平軸上左移uf得到相應(yīng)的有效應(yīng)力圓，按有效應(yīng)力圓強(qiáng)度包線可確定c

、

ccuc

cu飽和粘性土在三組

3下進(jìn)行固結(jié)不排水剪試驗(yàn)得到A、B、C三個(gè)不同

3作用下破壞時(shí)的總應(yīng)力圓，由總應(yīng)力圓強(qiáng)度包線確定固結(jié)不排水剪總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)ccu、

cuABC3.固結(jié)排水剪（CD）

三軸試驗(yàn)：試樣在圍壓

3作用下排水固結(jié)，再緩慢施加軸向壓力增量△

，直至剪破，整個(gè)試驗(yàn)過程中打開排水閥門，始終保持試樣的孔隙水壓力為零。

3

3

3

3

3

3△△打開排水閥在整個(gè)排水剪試驗(yàn)過程中，uf

＝0，應(yīng)力強(qiáng)度包線即是抗剪強(qiáng)度線，強(qiáng)度指標(biāo)為cd、

d。

cd

d總結(jié):

3

3

3

3

3＋△

3＋△

對于同一種土，在不同的排水條件下進(jìn)行試驗(yàn)，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)完全不同。

任務(wù)一土的抗剪強(qiáng)度任務(wù)二土的極限平衡條件任務(wù)三土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定√任務(wù)四地基承載力項(xiàng)目六土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力室內(nèi)試驗(yàn)：直剪試驗(yàn)三軸剪切試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等野外試驗(yàn)：十字板扭剪試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)等抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：擾動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件

清楚，易重復(fù)缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條

件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位

強(qiáng)度十字板剪切試驗(yàn)一般適用于測定軟粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭通過施加的扭矩計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度M適合：無法取得原狀土的飽和軟黏土其中Cu：為土的不排水抗剪強(qiáng)度KC：與十字板有關(guān)的常數(shù)Ry：剪切破壞時(shí)量表讀數(shù)Rg：軸桿和鉆桿與土摩擦?xí)r量表讀數(shù)M2

fv

fhM1DHM假定土體為各向同性，

fh=fv=f：十字板剪切試驗(yàn)

任務(wù)一土的抗剪強(qiáng)度任務(wù)二土的極限平衡條件任務(wù)三土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定√任務(wù)四地基承載力項(xiàng)目六土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力室內(nèi)試驗(yàn)：直剪試驗(yàn)三軸剪切試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等野外試驗(yàn)：十字板扭剪試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)等抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：擾動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件

清楚，易重復(fù)缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條

件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位

強(qiáng)度ququ加壓框架量表量力環(huán)升降螺桿無側(cè)限壓縮儀

3=0試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無側(cè)限壓縮儀0cu無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)qu無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切線就是破壞包線

任務(wù)一土的抗剪強(qiáng)度任務(wù)二土的極限平衡條件任務(wù)三土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定√任務(wù)四地基承載力項(xiàng)目六土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力室內(nèi)試驗(yàn)：直剪試驗(yàn)三軸剪切試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等野外試驗(yàn)：十字板扭剪試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)等抗剪強(qiáng)度測定試驗(yàn)重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：擾動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件

清楚，易重復(fù)缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條

件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位

強(qiáng)度直剪試驗(yàn)的原理：

對同一種土至少取4個(gè)平行試樣，分別在不同垂直壓力

下剪切破壞，將試驗(yàn)結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)度

f與相應(yīng)垂直壓力

的關(guān)系圖。剪切容器與應(yīng)力環(huán)加壓設(shè)備應(yīng)力環(huán)直剪試驗(yàn)PT土樣下盒上盒S面積A

Oc

1

S

2

3

f1

f2

f3直剪儀(directsheartestapparatus)

f4直剪試驗(yàn)的類型(1)固結(jié)慢剪施加正應(yīng)力-充分固結(jié)剪切速率很慢，<0.02mm/分，以保證無超靜孔壓(2)固結(jié)快剪施加正應(yīng)力-充分固結(jié)在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞(3)快剪施加正應(yīng)力后立即剪切

3-5分鐘內(nèi)剪切破壞通過控制剪切速率近似模擬排水條件T土樣上盒S直剪試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)備和操作簡單人為固定剪切面剪切面應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)力、應(yīng)變不均勻主應(yīng)力方向旋轉(zhuǎn)剪切面積逐漸減小排水條件不明確PT土樣TP試樣內(nèi)的變形分布直剪試驗(yàn)中的應(yīng)力狀態(tài)PPT

z=P/A

x=k0

z

xz=0剪切前剪切破壞時(shí)

xz

z=P/A

x

O

z=P/Ak0

z剪切前剪切破壞時(shí)試驗(yàn)類型試驗(yàn)方法強(qiáng)度指標(biāo)慢剪

SlowShear施加正應(yīng)力-充分固結(jié)慢剪，保證無超靜孔壓cs，

s固結(jié)快剪Consolidated

QuickShear施加正應(yīng)力-充分固結(jié)快剪，在3-5分鐘內(nèi)剪切壞ccq，

cq