第5章-土的抗剪强度课件

第第五五章章土的抗剪强度土的抗剪强度u学习目标学习目标 掌握土的抗剪强度表示方法和抗剪强度指标的测定方法，学会利用土的极限平衡条件分析土中平衡状态的方法。u学习基本要求学习基本要求 1.掌握抗剪强度公式，熟悉抗剪强度的影响因素 2掌握摩尔-库仑抗剪强度理论和极限平衡理论 3掌握抗剪强度指标的测定方法 4掌握不同固结和排水条件下土的抗剪强度指标的意义及 应用 5了解应力路径的概念5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 土的强度理论与强度指标土的强度理论与强度指标5.3 5.3 土的抗剪强度指标的试验方法土的抗剪强度指标的试验方法 及其应用及其应用5.4 5.4 关于土的抗剪强度影响因素的关于土的抗剪强度影响因素的 讨论讨论本章主要内容：本章主要内容：土土的的抗抗剪剪强强度度：土土体体对对于于外外荷荷载载所所产产生生的的剪剪应应力力的的极极限限抵抵抗能力。其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。抗能力。其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。在在外外荷荷载载的的作作用用下下，土土体体中中任任一一截截面面将将同同时时产产生生正正（法法向向）应应力力和和剪剪应应力力，其其中中正正应应力力作作用用将将使使土土体体发发生生压压密密，而而剪剪应力作用可使土体发生剪切变形应力作用可使土体发生剪切变形。当当土土中中一一点点某某一一截截面面上上由由外外力力所所产产生生的的剪剪应应力力达达到到土土的的抗抗剪剪强强度度时时，它它将将沿沿着着剪剪应应力力作作用用方方向向产产生生相相对对滑滑动动，该该点点便发生剪切破坏。便发生剪切破坏。剪切破坏剪切破坏是土体破坏的重要特点。是土体破坏的重要特点。土土体体强强度度表表现现为为：一一部部分分土土体体相相对对与与另另一一部部分分土土体体的的滑滑动动，滑动面上剪应力超过了滑动面上剪应力超过了极限抵抗能力极限抵抗能力即即抗剪强度抗剪强度。5.1 5.1 概述概述5p土压力p边坡稳定p地基承载力p挡土结构物破坏p各种类型的滑坡p地基的破坏核心强度理论工程中土体的破坏类型大阪的港口码头挡土墙由于液化前倾大阪的港口码头挡土墙由于液化前倾1.挡土结构物的破坏挡土结构物的破坏1.挡土结构物的破坏挡土结构物的破坏广州京光广广州京光广场基坑塌方基坑塌方 使使基基坑坑旁旁办办公公室室、民民工工宿宿舍舍和和仓仓库库倒倒塌塌，死死3人人，伤伤17人。人。1.挡土结构物的破坏挡土结构物的破坏挡土墙挡土墙滑裂面滑裂面 基坑支护基坑支护 土土体体抗抗剪剪强强度度不不足足造造成的山体滑坡。成的山体滑坡。边坡坡滑裂面滑裂面 2.各种类型的滑坡各种类型的滑坡平移滑动平移滑动2.各种类型的滑坡各种类型的滑坡崩塌崩塌旋转滑动旋转滑动流滑流滑 土土体体抗抗剪剪强强度度不不足足造造成的楼房倒塌。成的楼房倒塌。3.地基的破坏地基的破坏地基地基p滑裂面滑裂面 12p土压力p边坡稳定p地基承载力p挡土结构物破坏p各种类型的滑坡p地基的破坏核心强度理论工程中土体的破坏类型 材料在空间应力状态下破坏的规律，即强度理论。第一强度理论（最大拉应力理论）：第二强度理论（最大伸长现应变理论）：第三强度理论（最大切应力理论）：第四强度理论（形状改变能密度理论）：材料力学关于强度理论的知识材料力学关于强度理论的知识本构关系广义上是指自然界中某作用与由该作用产生的效应两者之间的关系。如电学中电压与电流的关系，水力学中水力梯度与渗流之间的关系，热学中温差与热流之间的关系等。描述岩土的本构关系的数学表达式称为岩土的本构方程，或岩土的本构模型。如弹性模型、弹塑性模型、粘弹塑性模型、内蕴时间塑性模型和损伤模型等。材料产生屈服与破坏的条件和准则，是研究材料本构关系的前提和基础。岩土体破坏准则有屈瑞斯卡(Tresca)屈服准则、米塞斯(Mises)准则、摩尔-库伦(Mohr-Coulomb)屈服准则、辛克维兹-潘德(Z-P)准则以及余茂宏提出的双剪应力准则。弹塑性力学中的相关知识弹塑性力学中的相关知识一、抗剪强度的库仑定律一、抗剪强度的库仑定律二、土的抗剪强度的构成二、土的抗剪强度的构成三、土的强度理论三、土的强度理论-极限平衡理论极限平衡理论5.2 5.2 土的强度理论与强度指土的强度理论与强度指标标本节主要内容：法国军事工程师法国军事工程师在在摩摩擦擦、电电磁磁方方面奠基性的贡献面奠基性的贡献1773年年发发表表土土压压力力方方面面论论文文，成成为经典理论。为经典理论。库仑（C.A.Coulomb）(1736-1806)一、库仑定律一、库仑定律17761776年，库仑根据年，库仑根据砂土砂土剪切试验剪切试验 f=tan 砂土砂土后来，根据后来，根据粘性土粘性土剪切试验剪切试验 f=c+tan 粘土粘土c 库仑定律：库仑定律：土的抗剪强土的抗剪强度是剪切面上的法向总应度是剪切面上的法向总应力力 的线性函数的线性函数 c:土的粘聚力土的粘聚力:土的内摩擦角土的内摩擦角 f f库伦公式库伦公式抗剪强度指标抗剪强度指标c:土的粘聚力土的粘聚力:土的内摩擦角土的内摩擦角（无粘性土：（无粘性土：c=0）二、土的抗剪强度的构成二、土的抗剪强度的构成 土的抗剪强度一般可分为两部分：一部土的抗剪强度一般可分为两部分：一部分与颗粒间的法向应力有关，通常呈正比例分与颗粒间的法向应力有关，通常呈正比例关系，其本质是关系，其本质是摩擦力摩擦力；另一部分是与法向；另一部分是与法向应力无关的土粒之间的粘结力，通常称为应力无关的土粒之间的粘结力，通常称为粘粘聚力聚力。摩摩擦擦力力包包括括土土颗颗粒粒之之间间的的表表面面摩摩擦擦力力和和机机械械咬咬合合力力，土土体体滑动面上的正应力滑动面上的正应力越大，土体越密实，其摩擦力越大。越大，土体越密实，其摩擦力越大。粘聚力粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力及毛细粘聚力。包括原始粘聚力、固化粘聚力及毛细粘聚力。二、土的抗剪强度的构成二、土的抗剪强度的构成三、土的强度理论三、土的强度理论极限平衡理论极限平衡理论莫尔包线莫尔包线 f=c+tan 摩摩尔尔包包线线表表示示材材料料受受到到不不同同应应力力作作用用达达到到极极限限状状态态时时，滑滑动动面面上上法法向向应应力力 与与剪剪应应力力 f 的关系。的关系。1.1.摩尔摩尔库仑强度理论库仑强度理论（1 1）在在一一定定的的应应力力范范围围内内，可可以以用用线线性性函函数数近似近似 f f =c c+tgtg（2 2）当当土土体体中中任任意意一一点点在在某某一一平平面面上上的的剪剪应应力力达达到到土土的的抗抗剪剪强强度度时时，就就发发生生剪剪切切破破坏坏，该点也即处于该点也即处于极限平衡状态极限平衡状态。2.2.土中一点的应力状态土中一点的应力状态土体内一点处土体内一点处不同方位不同方位的截面上应力的集合的截面上应力的集合（剪应（剪应力力 和法向应力和法向应力）3 3 1 1 3 1 dldlcos dlsin 楔体静楔体静力平衡力平衡应力状态演示应力状态演示 3 1 dldlcos dlsin 斜面上的应力斜面上的应力莫尔应力圆方程莫尔应力圆方程 O 1 31/2(1+3)2 A(,)圆心坐标圆心坐标1/2(1+3)，0应力圆半径应力圆半径r1/2(13)圆上一点、体上圆上一点、体上一面、转角一面、转角2 2倍倍3.3.应力莫尔圆应力莫尔圆 O 1 31/2(1+3)2 A(,)莫尔圆可以表示土体中一点的应力状态，莫尔圆莫尔圆可以表示土体中一点的应力状态，莫尔圆圆周上各点的坐标就表示该点在相应平面上的圆周上各点的坐标就表示该点在相应平面上的正正应力应力和和剪应力剪应力。3 1 摩尔摩尔-库伦强度理论演示库伦强度理论演示应力圆与强度线应力圆与强度线相离：相离：强度线强度线应力圆与强度线应力圆与强度线相切：相切：应力圆与强度线应力圆与强度线相割：相割：极限应极限应力圆力圆f 破坏状态破坏状态不同状态时的摩尔圆4.4.极限平衡应力状态极限平衡应力状态极限平衡应力状态：极限平衡应力状态：有一面上的应力状态达到有一面上的应力状态达到 =f f土的强度包线：土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔园的公切线。所有达到极限平衡状态的莫尔园的公切线。f莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则(目前判别土体所处状态的最常用准则目前判别土体所处状态的最常用准则)f与破坏包线相交：与破坏包线相交：有一些平有一些平面上的应力超过强度；不可面上的应力超过强度；不可能发生能发生。强度包线以内：强度包线以内：任何一个面任何一个面上的一对应力上的一对应力 与与 都没有达都没有达到破坏包线，不破坏；到破坏包线，不破坏；与破坏包线相切：与破坏包线相切：有一个面有一个面上的应力达到破坏；上的应力达到破坏；3 1c f2 fA cctg 1/2(1+3)无粘性土：无粘性土：c=0莫尔莫尔-库仑强度理论表达式极限平衡条件库仑强度理论表达式极限平衡条件BO1土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作用面的夹角为用面的夹角为 2 3 1c A cctg 1/2(1+3)说说明明：剪剪破破面面并并不不产产生生于于最最大大剪剪应应力力面面(=45=45)，而而与与大大主主应应力力的的作作用用面面成成面面成成(=45+/2)的的夹夹角角，可可知知,土的剪切破坏并不是由最大剪应力土的剪切破坏并不是由最大剪应力max所控制所控制 maxBO1然而然而1 1f 破坏状态破坏状态 O c 1f 3 1 15.5.破坏判断方法破坏判断方法 3 3=常数：常数：由由3计算计算1f，比较比较1与与1f 1 1=常数：常数：由由1计算计算3f，比较比较3与与3f3 3f 弹性平衡状态弹性平衡状态3=3f 极限平衡状态极限平衡状态3 3f 破坏状态破坏状态 O c 1 3f 3 3 土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度是是是是土土土土的的的的一一一一个个个个重重重重要要要要力力力力学学学学性性性性能能能能指指指指标标标标在在在在计计计计算算算算承承承承载载载载力力力力、评评评评价价价价地地地地基基基基的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性以以以以及及及及计计计计算算算算挡挡挡挡土土土土墙墙墙墙的的的的土土土土压压压压力力力力时时时时，都都都都要要要要用用用用到到到到土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度指指指指标标标标，因因因因此此此此，正正正正确确确确地地地地测测测测定定定定土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度在在在在工工工工程程程程上上上上具具具具有有有有重重重重要要要要意义。意义。意义。意义。抗剪强度的试验方法抗剪强度的试验方法抗剪强度的试验方法抗剪强度的试验方法:直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验三轴压缩试验三轴压缩试验三轴压缩试验三轴压缩试验 无侧限抗压试验无侧限抗压试验无侧限抗压试验无侧限抗压试验 实验室实验室实验室实验室十字板剪切试验十字板剪切试验十字板剪切试验十字板剪切试验 大型直接剪切试验大型直接剪切试验大型直接剪切试验大型直接剪切试验现场原位测试现场原位测试现场原位测试现场原位测试5.3 5.3 土的抗剪强度指标的试验方法及其应用土的抗剪强度指标的试验方法及其应用一、直接剪切试验一、直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验直接剪切试验 直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪试样产生位移测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪试样产生位移测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪试样产生位移测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。对同一种土至少取对同一种土至少取对同一种土至少取对同一种土至少取4 4个个个个重度和含水量相同的试样，重度和含水量相同的试样，重度和含水量相同的试样，重度和含水量相同的试样，分别在不同垂直压力分别在不同垂直压力分别在不同垂直压力分别在不同垂直压力 下剪下剪下剪下剪切破坏，一般可取垂直压力切破坏，一般可取垂直压力切破坏，一般可取垂直压力切破坏，一般可取垂直压力为为为为100100、200200、300300、400 kPa400 kPa，将试验结果绘制抗剪强度，将试验结果绘制抗剪强度，将试验结果绘制抗剪强度，将试验结果绘制抗剪强度 f f 和垂直压力和垂直压力和垂直压力和垂直压力 之间关系曲之间关系曲之间关系曲之间关系曲线。线。线。线。一般取峰值作为该级压一般取峰值作为该级压一般取峰值作为该级压一般取峰值作为该级压力下的抗剪强度力下的抗剪强度力下的抗剪强度力下的抗剪强度 f f 。剪剪前前施施加加在在试试样样顶顶面面上上的的竖竖向向压压力力为为剪剪破破面面上上的的法法向向应应力力，剪剪应应力力由由剪剪切切力力除除以以试试样面积样面积2mm2mm a a b b 剪切位移剪切位移l(0.01mm)(0.01mm)剪应力剪应力（kPa)kPa)1 1 2 2 在在不不同同的的垂垂直直压压力力 下下进进行行剪剪切切试试验验，得得相相应应的的抗抗剪剪强度强度f，绘制绘制f-曲线，得该土的抗剪强度包线曲线，得该土的抗剪强度包线通过控制剪切速率来通过控制剪切速率来近似模拟排水条件近似模拟排水条件 1.1.快剪快剪在试样施加垂直压力在试样施加垂直压力 后，立即快速施加水平剪后，立即快速施加水平剪应力使试样剪切破坏，抗剪强度指标应力使试样剪切破坏，抗剪强度指标cq、q。3.固结慢剪：固结慢剪：在在试试样样施施加加垂垂直直压压力力 后后，允允许许试试样样充充分分排排水水，待待固固结结完完成成后后，以以缓缓慢慢的的速速率率施施加加水水平平剪剪应应力力使使试样剪切破坏试样剪切破坏,抗剪强度指标抗剪强度指标cs、s 。2.2.固结快剪固结快剪在在试试样样施施加加垂垂直直压压力力后后，允允许许试试样样充充分分排排水水，待待固固结结完完成成后后，再再快快速速施施加加水水平平剪剪应应力力使使试试样样剪切破坏剪切破坏,抗剪强度指标抗剪强度指标ccq、cq。直接剪切直接剪切试验方法试验方法缺点：缺点：l 剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最 薄弱的面剪切破坏薄弱的面剪切破坏;l剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从 边缘开始，在边缘发生应力集中现象边缘开始，在边缘发生应力集中现象;l在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗 剪强度时却是按土样的原截面积计算剪强度时却是按土样的原截面积计算;l试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压 力、在进行不排水剪切时，试件仍有可能排水，特别力、在进行不排水剪切时，试件仍有可能排水，特别 对于饱和粘粘性土。对于饱和粘粘性土。直接剪切试验优缺点直接剪切试验优缺点优点优点:l 设备简单，操作方便设备简单，操作方便l 结果便于整理结果便于整理l 测试时间短测试时间短PT剪切面剪切面T与与快剪试验快剪试验相对应的工程实例相对应的工程实例软土地基上快速施工的填方软土地基上快速施工的填方土坝快速施工，墙未固结土坝快速施工，墙未固结 快剪快剪快剪快剪模拟透水性弱的粘土地基受到建筑物的快速荷载或模拟透水性弱的粘土地基受到建筑物的快速荷载或模拟透水性弱的粘土地基受到建筑物的快速荷载或模拟透水性弱的粘土地基受到建筑物的快速荷载或土坝在快速施工中被剪破的情况。土坝在快速施工中被剪破的情况。土坝在快速施工中被剪破的情况。土坝在快速施工中被剪破的情况。与直接剪切试验相关的工程实例与直接剪切试验相关的工程实例 与与慢剪试验慢剪试验相对应的工程实例相对应的工程实例 慢慢慢慢剪剪剪剪模模模模拟拟拟拟粘粘粘粘土土土土地地地地基基基基和和和和土土土土坝坝坝坝在在在在自自自自重重重重作作作作用用用用下下下下已已已已压压压压缩缩缩缩稳稳稳稳定定定定后后后后，受缓慢荷载被剪破的情况；或砂土受静荷载被剪破的情况。受缓慢荷载被剪破的情况；或砂土受静荷载被剪破的情况。受缓慢荷载被剪破的情况；或砂土受静荷载被剪破的情况。受缓慢荷载被剪破的情况；或砂土受静荷载被剪破的情况。与与固结快剪固结快剪试验相对应的工程实例试验相对应的工程实例 固结快剪固结快剪固结快剪固结快剪的受力排水条件在现场很少遇到。如何合理地的受力排水条件在现场很少遇到。如何合理地的受力排水条件在现场很少遇到。如何合理地的受力排水条件在现场很少遇到。如何合理地把试验结果使用于稳定分析中尚需进一步探讨。把试验结果使用于稳定分析中尚需进一步探讨。把试验结果使用于稳定分析中尚需进一步探讨。把试验结果使用于稳定分析中尚需进一步探讨。三轴压缩试验也称三轴剪切试验，是测定土抗剪强度三轴压缩试验也称三轴剪切试验，是测定土抗剪强度的一种较为完善的方法。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷的一种较为完善的方法。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加围压系统、孔隙水压力量测系统等组成。系统、施加围压系统、孔隙水压力量测系统等组成。二、三轴压缩试验二、三轴压缩试验接围压系统接围压系统底座底座阀门，接孔压阀门，接孔压量测系统量测系统透水石透水石试试样样透水石透水石橡皮膜橡皮膜阀门，接体变阀门，接体变量测系统量测系统试样帽试样帽活塞活塞有机玻璃罩有机玻璃罩全景下面重点介绍压力室压力室简图试试样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 三三轴轴是是指指一一个个竖竖向向和和两两个个侧侧向向而而言言，由由于于压压力力室室和和试试样样均均为为圆圆柱柱形形，因因此此，两两个个侧侧向向（或或称称周周围围）的的应应力力相相等等并并为为小小主主应应力力3，而而竖竖向向（或或轴轴向向）的的应应力力为为大大主主应应力力1。在在增增加加1时时保保持持3 不不变变，这这样样条条件下的试验称为常规三轴压缩试验。件下的试验称为常规三轴压缩试验。1.三轴试验的基本原理三轴试验的基本原理 试验步骤试验步骤1.1.装样：装样：将土样切成圆柱体套在橡将土样切成圆柱体套在橡胶膜内、放在密封的压力室中。胶膜内、放在密封的压力室中。2.2.施施加加周周围围压压力力：然然后后向向压压力力室室内内压压入入水水，使使试试样样各各向向受受到到围围压压 ，并并使使液液压压在在整整个个试试验验过过程程中中保保持持不不变变，这这时时试试样样内内各各向向的的三三个个主主应应力力都都相相等等、因因此此不发生剪应力不发生剪应力。3.施加竖向压力：施加竖向压力：然后通过传力杆对试样施加竖向压力，然后通过传力杆对试样施加竖向压力，这样，竖向主应力就大于水平向主应力。水平向主应力保持这样，竖向主应力就大于水平向主应力。水平向主应力保持不变。而竖向主应力逐渐增大，试件终于至剪切破坏。不变。而竖向主应力逐渐增大，试件终于至剪切破坏。3 3 3 3 3 3 由由于于这这些些试试件件都都剪剪切切至至破破坏坏，根根据据摩摩尔尔-库库伦伦理理论论，作作一一组组极极限限应应力力圆圆的的公公共共切切线线，即即为为土土的的抗抗剪剪强强度度包包线线(图图5-10c)，通通常常可可近近似似取取为为一一条条直直线线，该该直直线线与与横横座座标标的的夹夹角角即即土的内摩擦角土的内摩擦角 ，直线与纵座标的截距即为土的粘聚力，直线与纵座标的截距即为土的粘聚力c5-10抗剪强度包线抗剪强度包线分分别别在在不不同同的的周周围围压压力力 3作作用用下下进进行行剪剪切切，得得到到34 个个不不同同的的破破坏坏应应力力圆圆，绘绘出出各各应应力力圆圆的的公公切切线线即即为为土土的抗剪强度包线的抗剪强度包线。抗剪强度包线抗剪强度包线 c v固结排水试验 （对应直剪试验的慢剪）1 打开排水阀门，打开排水阀门，施加围压施加围压 后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2 打打开开排排水水阀阀门门，慢慢慢慢施施加加轴轴向向应应力力差差 以以便便充充分分排排水水，避避免免产产生生超静孔压超静孔压v固结不排水试验 （对应直剪试验的固结快剪）1 打开排水阀门，打开排水阀门，施加围压施加围压 后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水过程中不排水v不固结不排水试验 （对应直剪试验的快剪）1 关闭排水阀门，关闭排水阀门，围压围压 下不固结；下不固结；2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水过程中不排水cd、d ccu、cu cu、u 2.2.三轴试验方法三轴试验方法不固结不固结不固结不固结或或或或固结固结固结固结是对是对是对是对周围压力增量周围压力增量周围压力增量周围压力增量而言的；而言的；而言的；而言的；不排水不排水不排水不排水或或或或排水排水排水排水是对是对是对是对附加轴向压力附加轴向压力附加轴向压力附加轴向压力而言的。而言的。而言的。而言的。固结排水试验（CDCD试验）Consolidated Drained Triaxial test (CD)Consolidated Drained Triaxial test (CD)抗剪强度指标：c cd d d d （c c ）固结不排水试验（CUCU试验）Consolidated Undrained Triaxial test Consolidated Undrained Triaxial test (CU)(CU)抗剪强度指标：c ccu cu cucu不固结不排水试验（UUUU试验）Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU)Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU)抗剪强度指标：c cu u u u（c cuu uu uu uu）试验类型汇总试验类型汇总3.3.三轴试验优缺点三轴试验优缺点优点：优点：试验中能严格控制试样排水条件，量测孔隙水压试验中能严格控制试样排水条件，量测孔隙水压力，了解土中有效应力变化情况力，了解土中有效应力变化情况试样中的应力分布比较均匀试样中的应力分布比较均匀 缺点：缺点：试验仪器复杂，操作技术要求高，试样制备较复试验仪器复杂，操作技术要求高，试样制备较复杂杂 试验在试验在 2 2=3 3的轴对称条件下进行，与土体实际受的轴对称条件下进行，与土体实际受力情况可能不符力情况可能不符 说明：明：3 300即即为无无侧限抗限抗压强度度试验几种特殊的三轴试验几种特殊的三轴试验动三轴试验大型三轴试验高压三轴试验非饱和三轴试验真三轴试验另外，随着另外，随着传感器精度的提高，各种数据自感器精度的提高，各种数据自动采集采集的的实现，应力路径和力路径和应变路径的自路径的自动控制和控制和对软岩岩和硬土和硬土试验的微的微应变量量测等各种等各种试验技技术及及设备也也在不断在不断发展。展。【例题例题5-2】设有一组饱和粘土试样作固结不排水试验，设有一组饱和粘土试样作固结不排水试验，3个试样分个试样分别施加的周围压力别施加的周围压力 、剪破时的偏应力、剪破时的偏应力()f和孔隙水压力和孔隙水压力uf等有关数据及部分计算结果见表等有关数据及部分计算结果见表5-1。4.4.三轴试验结果的整理三轴试验结果的整理下面通过一个实例数据来说明如何用总应力法和有效应力法整理三轴试下面通过一个实例数据来说明如何用总应力法和有效应力法整理三轴试验的成果。验的成果。表表5-1 三轴固结不排水试验成果三轴固结不排水试验成果 kPa土样编号123土样编号123350100150uf234067(s13)f921201642760831142220314119 1802471/2(s1+3)f96160232731201651/2(s1-3)f466082 466082上述三轴试验数据的整理过程主要包括以下步骤：在t-s 坐标系中分别作出三个总应力摩尔圆，再作出其公切线即为总应力强度包线Kf，量出强度包线的t轴上的截距和水平倾角即为总应力抗剪强度指标，其值分别为c=10kPa,j=18。用相同的步骤作出有效应力摩尔圆和有效应力强度包线，量出相应的有效应力抗剪强度指标为c=6kPa,j=27。如图5-11所示。图5-11三轴试验数据整理 特别提示特别提示实实际际上上，由由于于土土的的强强度度特特性性会会受受某某些些因因素素如如应应力力历历史史、应应力力水水平平等等的的影影响响，加加上上土土样样的的不不均均匀匀性性以以及及试试验验误误差差等等原原因因，使使得得土土的的强强度度包包线线并并非非一一条条直直线线，因因此此极极限限应应力力 圆圆上上的的破破坏坏点点不不一一定定落落在在其其公公切切线线上上。考考虑虑到到目目前前采采用用非非线线性性强强度度包包线线的的方方法法仍仍未未成成熟熟到到实实用用的的程程度度，故故工工程程实实际际中中一一般般仍仍将将强强度度包包线线简简化化为为直直线线。因因此此，在在三三轴轴试试验验数数据据的的整整理理中中其其极极限限应应力力圆圆的的公公切切线线的的绘绘制制是是比比较较困困难难的的，往往往往需通过经验判断后才能作出。需通过经验判断后才能作出。ququ加压加压框架框架量表量表量力环量力环升降升降螺杆螺杆无侧限压缩仪无侧限压缩仪 无无侧侧限限抗抗压压强强度度试试验验是是三三轴轴剪剪切切试试验验的的特特例例，对对试试样样不不施施加加周周围围压压力力，即即 3=0，只只施施加加轴轴向向压压力力直直至至发发生生破破坏坏，试试样样在在无无侧侧限限压压力力条条件件下下，剪剪切切破破坏坏时时试试样样承承受受的的最最大大轴轴向向压压力力qu，称为称为无侧限抗压强度。无侧限抗压强度。试试样样 三、无侧限抗压强度试验三、无侧限抗压强度试验无侧限无侧限压缩仪压缩仪根据试验结果只能作出一个极限应力圆（根据试验结果只能作出一个极限应力圆（3 3=0=0，1 1=qu）。）。因此对一般粘性土，无法作出强度包线因此对一般粘性土，无法作出强度包线 说明：说明：对于饱和粘性土，根据对于饱和粘性土，根据三轴不固结不排水试验成果，三轴不固结不排水试验成果，其强度包线近似于一水平线，其强度包线近似于一水平线，即即 u u=0=0，因此无侧限抗压强度因此无侧限抗压强度试验适用于测定饱和粘性土的试验适用于测定饱和粘性土的不排水强度。不排水强度。qucu u=0 无无侧侧限限抗抗压压强强度度试试验验仪仪器器构构造造简简单单，操操作作方方便便，可代替三轴试验测定饱和粘性土的不排水强度。可代替三轴试验测定饱和粘性土的不排水强度。灵敏度灵敏度粘性土的原状土无侧限抗压强度与同一土经重塑后粘性土的原状土无侧限抗压强度与同一土经重塑后(完全扰动但含水量不变完全扰动但含水量不变)的无侧限抗压强度的比值。的无侧限抗压强度的比值。反映土的结构反映土的结构受挠动对强度受挠动对强度的影响程度的影响程度根据灵敏度将饱和粘性土分类：根据灵敏度将饱和粘性土分类：低灵敏度土低灵敏度土 1St2中灵敏度土中灵敏度土 24 十十字字板板剪剪切切试试验验是是一一种种原原位位测测试试方方法法，适适合合于于在在现现场场测测定定饱饱和和粘粘性性土的原位不排水土的原位不排水抗剪强度，特别适用于均匀饱和粘性土。抗剪强度，特别适用于均匀饱和粘性土。图图中中为为十十字字板板剪剪切切仪仪示示意意图图。在在钻钻孔孔孔孔底底插插入入规规定定形形状状和和尺尺寸寸的的十十字字板板头到指定位置，施加扭矩头到指定位置，施加扭矩M使十字板头等速扭转，在土中形成圆柱破坏面。使十字板头等速扭转，在土中形成圆柱破坏面。十字板剪力仪示意图十字板剪力仪示意图四、十字板剪切试验四、十字板剪切试验（VST,vane shear testVST,vane shear test）十字板剪力仪十字板剪力仪 式中式中v、H剪切破坏时圆柱体侧面和上下面土的抗剪强度，剪切破坏时圆柱体侧面和上下面土的抗剪强度，kPa；H十字板的高度，十字板的高度，m；D十字板的直径，十字板的直径，m。十字板在土中的剪切面可分为二部分：由十字板切成十字板在土中的剪切面可分为二部分：由十字板切成的圆柱面和十字板切成的上下面。设各面土体同时达的圆柱面和十字板切成的上下面。设各面土体同时达到破坏极限，由破坏时力的平衡可得到作用在十字板到破坏极限，由破坏时力的平衡可得到作用在十字板上的扭矩上的扭矩M与剪切破坏面上土的抗剪强度所产生的抵与剪切破坏面上土的抗剪强度所产生的抵抗扭矩相等，即抗扭矩相等，即M1H HDM2柱柱体体上上下下平平面面的的抗抗剪剪强强度度产产生生的的抗抗扭扭力矩力矩柱柱体体侧侧面面剪剪应应力力产产生的抗扭力矩生的抗扭力矩 由由于于十十字字板板在在现现场场测测定定的的土土的的抗抗剪剪强强度度，属属于于不不排排水水剪剪切切的的试试验验条条件件，因因此此其其结结果果应应与与无无侧侧限限抗压强度试验结果接近，即抗压强度试验结果接近，即 实实用用上上为为了了简简化化计计算算，目目前前在在常常规规的的十十字字板板试试验验中中仍假设仍假设 ，将这一假设代入上式中，得，将这一假设代入上式中，得 土土的的抗抗剪剪强强度度大大小小与与土土中中应应力力有有关关，研研究究表表明明主主要要与与有有效效应应力力有有关关。为为了了分分析析荷荷载载作作用用下下地地基基中中有有效效应应力力分分布布情情况况，有有时时需需要要了了解解地地基基中中孔孔隙隙水水压压力力分分布布情情况况。土土体体中中的的孔孔隙隙水水压压力力大大小小不不仅仅与与作作用用在在土土体体上上的的法法向向应应力力有有关关，还还与与剪剪应应力力有有关关。斯斯肯肯普普顿顿（Skempton）等等在在三三轴轴试试验验研究基础上提出了著名的孔隙水压力关系方程，表达式如下：研究基础上提出了著名的孔隙水压力关系方程，表达式如下：式中式中 A、B分别为不同应力条件下的孔隙压力系数。分别为不同应力条件下的孔隙压力系数。现在，将通过对上式的推导来说明孔隙压力系数现在，将通过对上式的推导来说明孔隙压力系数A和和B的物理意义及的物理意义及测定方法。测定方法。五、孔隙水压力系数五、孔隙水压力系数孔压系数：孔压系数：是指土体在不排水的条件下，由外荷载引起的孔隙水压力是指土体在不排水的条件下，由外荷载引起的孔隙水压力增量与应力增量（以总应力表示）的比值，用以表征孔隙压力对总应增量与应力增量（以总应力表示）的比值，用以表征孔隙压力对总应力变化的反映。力变化的反映。下下面面图图（a）表表示示一一个个试试样样在在各各向向相相等等的的压压力力p作作用用下下发发生生排排水水固固结结，稳稳定定后后土土体体中中孔孔隙隙水水压压力力u0，按按照照有有效效应应力力原原理理，土土体体中中有有效效应应力力为为 。图图（b）表表示示试试样样在在排排水水条条件件下下受受到到各各向向相相同同的的压压力力 作作用用，孔孔隙隙水水压压力力增增长长为为 ，有效应力的增长为：，有效应力的增长为：1.1.各向等压作用下的孔隙压力系数各向等压作用下的孔隙压力系数B B 在在各各向向等等压压应应力力增增量量 作作用用下下，土土体体中中孔孔隙隙水水压压力力增增加加 ，孔孔隙隙压压力力系系数数B B则则是是反反映映土土体体饱饱和和程程度度对对土土体在等向应力增量作用下孔压增量的影响，定义为体在等向应力增量作用下孔压增量的影响，定义为 原理及推导：原理及推导：根据弹性理论，土体体积变化为：根据弹性理论，土体体积变化为：式中式中 Cs土的体积压缩系数，土的体积压缩系数，V试样的体积。试样的体积。孔隙中流体（空气和水）在压力增大孔隙中流体（空气和水）在压力增大 时发生的体积压缩为：时发生的体积压缩为：式中式中 n土的孔隙率；土的孔隙率；Cv孔隙的体积压缩系数。孔隙的体积压缩系数。在在p作用下固结，作用下固结，（a）（b）不排水条件下，围不排水条件下，围压压 作用下作用下有效应力改变量有效应力改变量 根据弹性理论，土体体积变化为：根据弹性理论，土体体积变化为：式中式中 Cs土的体积压缩系数，土的体积压缩系数，V试样的体积。试样的体积。孔隙中流体（空气和水）在压力增大孔隙中流体（空气和水）在压力增大 时发生的体积压缩为：时发生的体积压缩为：式式 中中 n土的孔隙率；土的孔隙率；Cv孔隙的体积压缩系数。孔隙的体积压缩系数。在在p作用下固结，作用下固结，不排水条件下，围压不排水条件下，围压 作用下作用下 有效应力改变量有效应力改变量（a）（b）因因为为土土颗颗粒粒的的体体积积压压缩缩很很小小，可可以以忽忽略略不不计计，所所以以土土体体体体积积变变化化应应该该等等于于土土中中孔孔隙隙体体积积变变化化，从从上上面面两两式式相相等等可可得到下式，得到下式，并改写为并改写为 式中式中 B-B-在各向应力相等条件下的孔隙压力系数，主要在各向应力相等条件下的孔隙压力系数，主要 反映土体饱和程度对土体在等向应力增量作用反映土体饱和程度对土体在等向应力增量作用 下孔压增量的影响下孔压增量的影响。对对于于饱饱和和土土，因因为为水水的的压压缩缩性性比比土土骨骨架架的的压压缩缩性性低低得得多多，即即 ，所所以以B1。对对于于干干土土，孔孔隙隙压压缩缩性性接接近近无无穷穷大大，所所以以B0。非非饱饱和和的的湿湿土土，孔孔隙隙压压力力系系数数B值值在在0 1之之间间。饱饱和和度度越越大大，B值值越越接接近近于于1。通通过过测定土样孔隙压力系数测定土样孔隙压力系数B值，可以评价土样的饱和度。值，可以评价土样的饱和度。2.偏应力作用下的孔隙压力系数偏应力作用下的孔隙压力系数A 假假定定土土体体在在偏偏压压应应力力增增量量 作作用用下下的的孔孔隙隙压压力力增增量量为为 ，孔孔压压系系数数A是是反反映映土土体体在在偏偏压压应应力力增增量量作作用用下下受受剪剪时时产产生生体体积积变变化化对对土土体体中孔压增量的影响，定义为：中孔压增量的影响，定义为：图图（c）表表示示土土体体在在轴轴向向受受到到 作作用用时时，孔孔隙隙水水压压力力增增长长，轴向及侧向的有效应力增长为：轴向及侧向的有效应力增长为：根据弹性理论，土体体积变化为：根据弹性理论，土体体积变化为：（c）在不排水条件下，轴向力在不排水条件下，轴向力 作用下作用下 ,有效应力改变量有效应力改变量 和和 ，孔隙中流体在压力增大孔隙中流体在压力增大 时发生的体积变化为时发生的体积变化为 同前，上面两式相等，可得同前，上面两式相等，可得 因为土不是弹性体，将上式中的因为土不是弹性体，将上式中的1/3改为系数改为系数A，可得：，可得：因为不排水条件下围压因为不排水条件下围压 与孔隙水压力增长与孔隙水压力增长 之间的关系为：之间的关系为：所以可得到：图（所以可得到：图（d）所示的在）所示的在 和和 共同作用下土体中的孔隙水压力为：共同作用下土体中的孔隙水压力为：式中，式中，A，是在偏应力是在偏应力 作用下的孔隙压力系数，作用下的孔隙压力系数，。上式称为斯肯普顿孔隙压力系数方上式称为斯肯普顿孔隙压力系数方 程。对于饱和土，程。对于饱和土，B1.0，则由上式可，则由上式可 得：得：不不排排水水条条件件在在轴轴向向力力 和和 侧侧 向向 力力 作用下作用下 孔孔隙隙压压力力系系数数A值值取取决决于于偏偏应应力力 所所引引起起的的体体积积变变化化。试试验验表表明明高高压压缩缩性性粘粘土土的的A值值大大。超超固固结结粘粘土土在在偏偏应应力力作作用用下下将将发发生生体体积积膨膨胀胀，产产生生负负的的孔孔隙隙压压力力，因因此此A值值是是负负的的。斯斯肯肯普普顿顿和和拜拜伦伦给给出出各各种种土土的的孔孔隙隙压压力力系系数数A值值如如表表5-2所所示示，用用于于计计算算土土体体破破坏坏和和地地基基沉沉降时要取用不同的数值。降时要取用不同的数值。对对于于同同一一种种土土来来说说，孔孔隙隙压压力力系系数数A值值也也不不是是常常数数。因因为为A值值还还决决定定于于其其他他一一些些因因素素，如如应应变变大大小小、初初始始应应力力状状态态、应应力力历历史史和和荷荷载载的的类类型型（是是加加荷荷还还是是卸卸荷荷）等等。所所以以表表5-2中中所所列列的的数数值值只只能能作作为为粗粗略略计计算算时时参参考考，应应用用时时必必须须注注意意。若若需需要要精精确确计计算算土土的的孔孔隙隙压压力力，应应该该在在实实际际可可能能遇遇到到的的应应力力与与应应变变条条件件下下进进行行三三轴轴不不排排水水试试验验，直直接接测测定定孔孔隙水系数隙水系数A值。值。孔压系数孔压系数A是反映土体在偏压应力增量作用下受剪时产生体积变化，是反映土体在偏压应力增量作用下受剪时产生体积变化，对土体中孔压增量的影响。对土体中孔压增量的影响。土土的的抗抗剪剪强强度度指指标标随随试试验验方方法法、排排水水条条件件的的不不同同而而异异，对对于于具具体体工工程程问问题题，应应该该尽尽可可能能根根据据现现场场条条件件决决定定采采用用实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标 六、抗剪强度试验方法与指标的选用六、抗剪强度试验方法与指标的选用试验方法试验方法适用条件适用条件不不固固结结不不排排水水剪或快剪剪或快剪地地基基土土的的透透水水性性和和排排水水条条件件不不良良，建建筑筑物施工速度较快物施工速度较快固固结结排排水水剪剪或或慢剪慢剪地地基基土土的的透透水水性性好好，排排水水条条件件较较佳佳，建建筑物加荷速率较慢筑物加荷速率较慢固固结结不不排排水水剪剪或固结快剪或固结快剪建建筑筑物物竣竣工工后后较较久久，荷荷载载又又突突然然增增大大，或地基条件等介于上述两种情况之间或地基条件等介于上述两种情况之间81名称名称指标指标应用应用不排水剪不排水剪(快剪快剪)c cu u、u uc cq q、q q软土地基软土地基快速施工快速施工固结不排水剪固结不排水剪(固结快剪固结快剪)c ccucu、cucuc ccqcq、cqcq固结完成后固结完成后受突然荷载受突然荷载固结排水剪固结排水剪(慢剪慢剪)c cd d、d dc cs s、s s地基透水性强地基透水性强施工较慢或正常运行期施工较慢或正常运行期六、抗剪强度试验方法与指标的选用六、抗剪强度试验方法与指标的选用82不固结不排水剪（快剪）cu、u（cq、q）粘土地基上快速施工的建筑物软土地基上的快速填方土坝快速施工，心墙未固结六、抗剪强度试验方法与指标的选用六、抗剪强度试验方法与指标的选用83固结不排水剪（固结快剪）ccu、cu（ccq、cq）在天然土坡上快速填方水位骤降在1层固结后，施工2层12六、抗剪强度试验方法与指标的选用六、抗剪强度试验方法与指标的选用84固结排水剪（慢剪）ccd、cd（cs、s）粘土地基上慢速施工的建筑物粘土地基上的分层慢速填方稳定渗流期的土坝六、抗剪强度试验方法与指标的选用六、抗剪强度试验方法与指标的选用85一、应力路径及表示法土的应力应变关系特性、弹塑性、需要记录加载历史应力路径概念土体中一点应力状态连续变化，在应力空间（平面）中的轨迹应力状态：土体中一点（微小单元）上作用的应力的大小与方向七、应力路径的概念七、应力路径的概念86一、应力路径及表示法+-1Oz+zx-xzx213rp13qp莫尔圆应力状态圆上特定点pOqp,q平面：一个点代表一个应力状态七、应力路径的概念七、应力路径的概念873113，pO，q固结排水三轴试验保持为常数一、应力路径及表示法用莫尔圆用莫尔圆 用应力平面用应力平面一点的一点的应力状态应力状态一个一个莫尔圆莫尔圆一点一点应力的应力的变化过程变化过程一系列一系列莫尔圆莫尔圆一条线一条线（应力路径）（应力路径）极限应力极限应力状态状态与强度包与强度包线相切的线相切的莫尔圆莫尔圆破坏主应力线破坏主应力线上的一点上的一点莫尔圆与p,q平面上的应力路径88二、总应力路径与有效应力路径p,q平面：一个点代表一个应力状态1、总应力路径2、有效应力路径np=p-unq=q89三、几种加载方式下的应力路径（一）没有孔隙水压力时2、增加偏差压力11、增加围压33、增加1减小3特例垂直线45度斜线水平线p,q图和p,q图相同P POqp,q图和p,q图相同90三、几种加载方式下的应力路径（二）有孔隙水压力时2、A=0.51、A=03、A=1垂直线45度斜线负45度斜线 POqp,q图和p,q图NO相同举例：增加偏差压力1有效路径的关键是总应力的变化和孔隙水压力的变化91pqOf线Kf线强度包线与破坏主应力线？两条直线与横坐标交点都是O强度包线f：在 坐标系中所有破坏状态莫尔圆的公切线破坏主应力线Kf几个极限状态应力圆的最大剪应力面的连线O七、应力路径的概念七、应力路径的概念92pqOcaf线Kf线OAR强度包线与破坏主应力线pqOcaf线Kf线OAR七、应力路径的概念七、应力路径的概念93pqOcaf线Kf线OAR ；c a强度包线与破坏主应力线用若干点的最小二乘法确定a和然后计算强度指标c和确定强度指标oqpa七、应力路径的概念七、应力路径的概念七、应力路径的概念七、应力路径的概念1.1.应力路径的基本概念应力路径的基本概念 以三轴试验为例，如保持以三轴试验为例，如保持 不变，逐渐增加不变，逐渐增加 ，这个应力变化过程可，这个应力变化过程可用一系列应力圆表示。为避免在一张图上画很多应力圆使图面很不清用一系列应力圆表示。为避免在一张图上画很多应力圆使图面很不清晰，可在圆上适当选择一个特征应力点来代表整个应力圆。常用的特征晰，可在圆上适当选择一个特征应力点来代表整个应力圆。常用的特征点是应力圆的顶点点是应力圆的顶点(剪应力为最大剪应力为最大)，其坐标为，其坐标为 和和 如图如图(a)。按应力变化过程顺序把这些点连接起来就是应力路径如图。按应力变化过程顺序把这些点连接起来就是应力路径如图(b)，并以箭头指明应力状态的发展方向。并以箭头指明应力状态的发展方向。对对加加荷荷过过程程中中的的土土体体内内某某点点，其其应应力力状状态态的的变变化化可可在在应应力力坐坐标标图图中中以应力点的移动轨迹表示，这种轨迹称为以应力点的移动轨迹表示，这种轨迹称为应力路径应力路径。下下图图表表示示正正常常固固结结粘粘土土三三轴轴固固结结不不排排水水试试验验的的应应力力路路径径，总总应应力力路路径径AB是是直直线线，而而有有效效应应力力路路径径AB 是是曲曲线线，两两者者之之间间的的距距离离即即为为孔孔隙隙水水压压力力u，因因为为正正常常固固结结粘粘性性土土在在不不排排水水剪剪切切时时产产生生正正的的孔孔隙隙水水压压力力，如如果果AB线线上上任任意意一一点点的的坐坐标标为为 和和 ，则则相相应应于于AB 上上该该点点的的坐坐标标为为 和和 ，故故有有效效应应力力路路径径在在总总应应力力路路径径的的左左边边，从从A点点开开始始，沿沿曲曲线线至至B 点点剪剪破破，uf为为剪剪破破时时的的孔孔隙隙水水压力，图中压力，图中Kf 和和Kf 分别为以总应力和有效应力表示的极限应力圆顶点的连线分别为以总应力和有效应力表示的极限应力圆顶点的连线 下下下下图图图图为为为为超超超超固固固固结结结结土土土土的的的的应应应应力力力力路路路路径径径径，ABAB和和和和ABAB 为为为为弱弱弱弱超超超超固固固固结结结结土土土土的的的的总总总总应应应应力力力力路路路路径径径径和和和和有有有有效效效效应应应应力力力力路路路路径径径径，由由由由于于于于弱弱弱弱超超超超固固固固结结结结土土土土在在在在受受受受剪剪剪剪过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生正正正正的的的的孔孔孔孔隙隙隙隙水水水水压压压压力力力力，故故故故有有有有效效效效应应应应力力力力路路路路径径径径在在在在总总总总应应应应力力力力路路路路径径径径左左左左边边边边；CDCD和和和和CDCD 表表表表示示示示一一一一强强强强超超超超固固固固结结结结试试试试样样样样的的的的应应应应力力力力路路路路径径径径，由由由由于于于于强强强强超超超超固固固固结结结结试试试试样样样样开开开开始始始始出出出出现现现现正正正正的的的的孔孔孔孔隙隙隙隙水水水水压压压压力力力力，以以以以后后后后逐逐逐逐渐渐渐渐转转转转为为为为负负负负值值值值，故故故故有有有有效效效效应应应应力力力力路路路路径径径径开开开开始始始始在在在在总总总总应应应应力力力力路路路路径径径径左左左左边边边边，后后后后来来来来逐逐逐逐渐渐渐渐转转转转移移移移到到到到右右右右边边边边，至至至至D D 点点点点剪剪剪剪坏。坏。坏。坏。利利利利用用用用固固固固结结结结不不不不排排排排水水水水试试试试验验验验的的的的有有有有效效效效应应应应力力力力路路路路径径径径确确确确定定定定的的的的K Kf f 线线线线，可可可可以以以以求求求求得得得得有有有有效效效效应应应应力力力力强强强强度度度度参参参参数数数数c c 和和和和 ，多多多多数数数数试试试试验验验验表表表表明明明明，在在在在试试试试件件件件发发发发生生生生剪剪剪剪切切切切破破破破坏坏坏坏时时时时，应应应应力力力力路路路路径径径径发发发发生生生生转转转转折或趋于水平，因此认为应力路径发生转折点可作为判断试件破坏的标准。折或趋于水平，因此认为应力路径发生转折点可作为判断试件破坏的标准。折或趋于水平，因此认为应力路径发生转折点可作为判断试件破坏的标准。折或趋于水平，因此认为应力路径发生转折点可作为判断试件破坏的标准。将将将将K Kf f 线与破坏包线绘在同一张图上，有如下关系：线与破坏包线绘在同一张图上，有如下关系：线与破坏包线绘在同一张图上，有如下关系：线与破坏包线绘在同一张图上，有如下关系：可以根据可以根据可以根据可以根据q q q q 和和和和a a 反算反算反算反算c c 和和和和 。应力途径法应力途径法应力途径法应力途径法5.3 5.3 关于土的抗剪强度影响因素的讨关于土的抗剪强度影响因素的讨论论一、土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响一、土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响二、含水量的影响二、含水量的影响三、原始密度的影响三、原始密度的影响四、粘性土触变性的影响四、粘性土触变性的影响五、土的应力历史的影响五、土的应力历史的影响Y抗剪强度、极限平衡条件的概念；抗剪强度、极限平衡条件的概念；Y库伦定律（库伦公式及其描述）；库伦定律（库伦公式及其描述）；Y莫尔包线；莫尔包线；Y抗剪强度理论的要点；抗剪强度理论的要点；Y抗剪强度理论的应用；抗剪强度理论的应用；Y直剪、三轴实验的分类；直剪、三轴实验的分类；Y区分饱和土的三种不同抗剪强度指标。区分饱和土的三种不同抗剪强度指标。抗剪强度抗剪强度土的粘聚力土的粘聚力破坏面上破坏面上法向应力法向应力土的土的内摩擦角内摩擦角 (Angle of internal friction)抗剪强度抗剪强度有效粘聚力有效粘聚力(Effective cohesion intercept)有效法向应力有效法向应力 有效内摩擦角有效内摩擦角(Effective angle of internal friction)102作业P124 P124 习题5-15-1习题5-35-3（数（数值解法和解法和图解法）解法）习题5-45-4（并求（并求该土的抗剪土的抗剪强强度指度指标c c、及大、及大小主小主应力力1 1、3 3。）。）