註冊岩土工程師(零基礎備考)之土的抗剪強度理論(12)

土的抗剪強度理論

1 直剪試驗

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法嚮應力: σ=P/A

剪應力: τ=T/A

測量剪下變形S

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2 庫倫公式(1776年)

τ=c+σtanφ

τ:土的抗剪強度

σtanφ:摩擦強度

φ:土的內摩擦角

c:黏聚強度—與所受壓力無關

注:當σ採用總應力時,稱為總應力抗剪強度指標

當σ採用有效應力時,稱為有效應力抗剪強度指標

無黏聚土,通常c=0

3 摩擦強度

摩擦強度分為滑動摩擦(基本不變)與咬合摩擦。影響因素

1)密度

2)粒徑級配

3)礦物成分

4)顆粒形狀

5)黏土表面的吸附水膜

4 黏聚強度

細粒土:取決於土顆粒的各種物理化學作用

作用機理:範德華、庫侖力、膠結力、毛細力等

粗粒土:不具有粘聚強度。當粒間有膠結物質或非飽和毛細水(假粘聚力)

莫爾-庫倫強度理論

1 應力莫爾圓

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2 極限平衡應力狀態

當土單元體發生剪下破壞時,即破壞面上剪應力達到其抗剪強度。

規定土單元只要有一個面發生剪下破壞,則認為該土單元體發生極限平衡破壞

土的強度包絡線:

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3 土的極限平衡條件

達到極限平衡條件時σ1和σ3滿足的關係

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σ3=σ1tan2(45-φ/2)-2ctan(45-φ/2)

σ1=σ3tan2(45+φ/2)+2ctan(45_φ/2)

對於無粘性土

σ3=σ1tan2(45-φ/2)

σ1=σ3tan2(45+φ/2)

4 判斷土體是否受剪破壞

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方法一:

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方法二

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方法三

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與大主力面夾角

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