第7章土的抗剪强度讲述.ppt

P S T A σ = 100KPa ? 位移 σ = 200KPa σ = 300KPa ? ? O c ? 2.试验步骤： 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 * （1）对试样施加某一法向应力? （2）再施加水平剪切应力?，将下盒推动； （3）测定剪切位移和剪切应力 （4）绘制???曲线 （5）进行不同?下多个土样的试验 （6）确定破坏剪应力?f ，绘制?f??曲线。 2.试验步骤： ① 取峰值或稳定值 ② 取剪切位移4mm对应的τ作为τf 有关破坏标准 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 * 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 * 在直剪试验过程中，不能量测孔隙水应力，也不能控制排水，所以只能以总应力法来表示土的抗剪强度。 根据加垂直荷载后固结程度和剪切速率的快慢可将直剪试验划分为: 快剪(q) quick shear 固结快剪(cq) consolidated quick shear 慢剪(s) slow shear 3.试验方法及结果： 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 * 直剪试验类型 试验类型 加垂直荷载时 剪切时（水平） 综合速度 快剪q 不固结 （u1＞0） 快 快 （u2＞0） 0.8mm/min 快+快 u=u1+u2＞0 固结快剪 cq 固结 （u1=0） 慢 同上 慢+快 u=u1+u2= u2＞0 慢剪 s 同上 慢（u2=0） 0.02mm/min 慢+慢 u=u1+u2=0 注：手轮一圈0.01mm 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 * φcq φq cq ccq C值差不多,但φs ＞ φcq＞φq ∴慢剪的抗剪强度τf最大。 粘性土 粘性土三种直剪试验结果 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 * 无粘性土三种直剪试验结果 但非常接近。实际上砂土只有慢剪，垂直加荷半小时，剪切速率0.04mm/min（4转/分）结果与慢剪相似。 无粘性土 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 * 设备简单,价格便宜,操作方便,易于掌握 ④试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力。 ①限定的剪切面不是土样最薄弱面； ②应力应变分布不均匀,且垂直荷载发生偏转,使主应力大小方向都发生偏转; ③受剪面积逐渐缩小,而在计算抗剪强度时仍按土样的原截面积计算； 直接剪切试验 土的抗剪强度试验 直剪仪的缺点: 直剪仪的优点: * * 组成情况： 主机：压力室、轴压系统 稳压调压系统：压力泵 量测系统：排水管、体变管 三轴压缩试验：较为完善方法 试验仪器：三轴压缩仪 三轴压缩试验 土的抗剪强度试验 试样 压力室 压力水 排水管 阀门 轴向加压杆 有机玻璃罩 橡皮膜 透水石 三轴压缩试验 土的抗剪强度试验 * 试样是轴对称应力状态。垂直应力?1 是大主应力，水平向应力相等?2 =?3； 试样首先施加静水压力（围压） ?1=?2=?3 。 然后通过活塞杆施加应力差?1-?3 。 应力状态分析： 三轴压缩试验 土的抗剪强度试验 * 应力施加演示: 土试样 ?? ????? ?2=?? 1·施加围压?? 2·施加轴向偏差应力????? * 试验步骤： （1）将土样切成圆柱体套在橡胶膜内，放在压力室中 （2）施加周围压力?3 （3）施加竖向压力，使试件受剪破坏 （4）破坏时大主应力为?1，小主应力为?3 （5） 进行不同围压三轴试验,绘制破坏状态的应力摩尔圆 （6） 画出公切线—强度包线，得到强度指标 c与 ? c ? * 三轴压缩试验 三轴压缩试验实质就是三轴剪切试验。它是进行土的抗剪强度的精密试验。因此，重大工程和科学研究都常做三轴试验。 优点： （1）可严格控制排水条件； （2）可量测土样中的孔隙水压力； （3）破裂面在最软弱处； （4）是一种多用途的试验设备，如测孔隙水压力系数，侧压力系数，变形模量等。 缺点： （1）?2=?3，轴对称。（拟三轴，假三轴） （2）应力应变仍不够均匀，端部影响较大。 土的抗剪强度试验 * 试验方法： 按排水固结条件分 ①不排水剪（不固结不排水剪）UU Unconsolidated Undriaind Test ②固结不排水剪 CU Consolidated Undriaind Test ③排水剪（固结排水剪）CD Consolidated Driaind Test 三轴压缩试验 土的抗剪强度试验 * ccu 、?cu 三种试验方法的试验条件 试验类型 加围压时（σ3） 加轴压时（σ1） 全过程 不排水剪 UU 不排水（不固结） u3＞0 不排水 u1＞0 u=u3+u1＞0 固结不排水剪 CU 排水（固结） u3=0 不排水 u1＞0 u=u3+u1=u1＞0 排水剪 CD 排水（固结） u3=0 排水 u1=0 u