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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,3.4,影响土强度的外部条件,3.4.1,围压,3,的影响,3.4.2,中主应力的,2,影响,3.4.3,主应力方向的影响,土强度的各向异性,3.4.4,土的抗剪强度与加载速率的关系,3.4.5,温度与土强度关系,3.4.1,围压,3,的影响,围压,与偏差应力,间线性关系（莫尔库仑理论）,（,b,1.0）,图,3,29,非线性的强度包线,Sacramento,河,松砂,在不同围压下三轴试验的,1,/,3,及,v,3,间关系曲线。,3,=0.17.8MPa,临界围压大约为,200kPa,固结后孔隙比,e,c,0.87,松砂,图,3,30,松砂,在不同围压下试验曲线,（,a,）,（,b,）,3,=0.113.7MPa,e,c,=0.61,D,r,=100%,（,1,）,临界围压为,20MPa,左右。,（,2,）,12,。,（,3,）,3,=13.7MPa,高压下三轴试验破坏后，砂的孔隙比,e,=0.37,，,明显小于初始孔隙比。,密砂,图,3,31,密砂,（,a,）,（,b,）,三轴试样端部约束,膜约束,压力室内的静水压力,加载杆的摩擦力,试样自重,制样,施加的负孔压,使试验的精度很难保证,极低围压（,3,x,=,z,成为大主应力,tg,:,=(,y,-,x,)/(2,z,-,y,-,x,),=0,60,时，,y,为小主应力,3,。,=0,（,+60,）时，,y,为中主应力,2,。,=60,120,时,，,y,为大主应力,1,。,图,3,36,平面上，不同主应力的角域,图,3,37,k,=1.17,的平面应变等比试验中，应力循环时应力路径。,卸载时，,y,小主应力中主应力大主应力,结论：在平面应变的循环加载情况下，,y,可能成为大主应力！,图,3,38,x,=500kPa,平面应变试验应力循环时的应力路径,3.4.3,主应力方向的影响,土强度的各向异性,阻力较小,阻力较大,图,3,39,砂土颗粒排列,C-D,A-B,3.4.3,主应力方向的影响,土强度的各向异性,3,撒砂砂土,自下而上通入,CO,2,饱和,-25,冻结,不同方向取样,三轴试验,图,3,40,砂土不同方向取样的强度试验,1,3,3.4.3,主应力方向的影响,土强度的各向异性,图,3,41,主应力方向对砂土强度的影响,图,3,42,砂土真三轴试验的结果,颗粒排列与作用力：分散结构与絮凝结构,固结历史：超固结与正常固结：,k,0,土质,埋深,粘土的各向异性,直剪试验,图,3,43,剪切方向与抗剪强度,：,剪切破坏面与水平方向的夹角,；,：,试样轴向与水平方向夹角。,土,K,0,固结时的大主应力方向为竖直方向。,图,3,44,不同粘土在三轴不排水强度与主应力方向的关系,(,1,),正常固结与超固结,(,2,),埋深,(,3,),地区，结构性,（,1,）,应力路径对于砂土的有效应力强度指标,一般,影响不大。,（,2,）,对于粘土，只要没有太大的应力反复，其有效应力强度指标受应力路径影响不大。,（,3,）,但由于不同应力路径下不排水情况下的超静孔隙水压力不同，所以,粘性土的不排水及固结不排水强度指标,是受应力路径影响的。,应力路径对土的强度的影响,3.4.4,土的抗剪强度与加载速率的关系,时间的影响,1,.,瞬时加载下土的动强度,2,.,土的蠕变强度,3,.,土的时效性,拟似超固结土,1,.,瞬时加载下土的动强度,（,1,）,在冲击荷载下，土的强度一般有所提高，这可能与土的破坏需要一定能量有关。,（,2,）,对于饱和土，控制土强度的往往是产生的超静孔压。,干砂的强度与加载时间的关系,K:,粘土、砂土；饱和；围压,速率加大,图,3,45,加载速率与土的强度,图,3,46,砂土在不同试验中的强度孔隙比,e,关系,剪胀与负孔压,临界孔隙比,e,cr,图,3,47,加载速率与粘土的不排水强度,快速,2,.,土的蠕变强度,蠕变强度对于土工问题有重要意义,：,（,1,）,土坡的稳定问题，破坏可能从土体的局部高应力水平区开始，由于蠕变向外逐步扩展，达到土体剪切破坏发生滑坡。许多天然滑坡就是这样发生的。,（,2,）,挡土构造物中的土压力也受蠕变的影响，土的长期强度降低而使主动土压力增加。例如在软粘土中开挖的基坑，如果基坑暴露时间过长，其支护结构可能会由于土的流变性而产生的应力松弛而破坏。,图,3,48,不同粘土的蠕变强度,6,种原状粘土，无侧限抗压强度,3,.,土的时效性,拟似超固结土（,Quasi-over consolidation,）,（,1,）,正常固结土。,（,2,）,主固结已经完成。但如果此压力长时间继续,施加，由于土的流变性而发生的次固结会使它继,续压缩变密，从而使粘土颗粒间进一步接近使粒,间力加强和胶结材料凝固。,（,3,）,在成千上万年的有效应力作用下，次固结使,这种正常固结的老粘土表现为类似超固结土的特,性。,（,4,）,拟似超固结土”,QOC,（,Quasi-over consolidation,）。,P,cq,相当于先期固结压力，性质接近与超固结土,:,（,p,0,-,e,0,)=(,P,cq,-,e,0,),10000,年，,Q,3,老粘土。,图,3,49,不同固结时间的压缩试验曲线,（,1,）,峰值强度提高。,（,2,）,残余强度接近相同正常固结土。,（,3,）,K,0,变小。,图,3,50,不同固结历时的有效应力路径,荷载停顿,图,3,51,荷载停顿与应力应变曲线,3.4.5,温度与土强度关系,（,1,）,在较高温度下，水的粘滞性变小，渗透系数增加，从而在高温下固结的饱和粘土的孔隙比减小,土的密度也越高。,（,2,）,在不排水情况下剪切时，较高的剪切温度可能产生较高超静孔隙水压力，减少土的有效应力，从而使土的抗剪强度下降。,剪切温度,T,s,固结温度,T,c,图,3,52,固结不排水试验中温度对强度的影响,
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