工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4章土的抗剪强度与地基承载力.ppt

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1、第4章土的抗剪强度与地基承载力第一节概述第二节土的极限平衡条件第三节抗剪强度指标的确定第四节影响抗剪强度指标的因素第五节地基的临塑荷载和临界荷载第六节地基的极限荷载碳裔掐值压英务灵隙差滤艺圃器嚷傅勉涛淀飘帛敝涡蛰离癸英霉两储隶韧工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 2 土的抗剪强度：是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。变形破坏沉降

2、、位移、不均匀沉降等超过规定限值地基破坏强度破坏地基整体或局部滑移、隆起，土工构筑物失稳、滑坡土体强度破坏的机理：当土体受到荷载作用后，土中各点将产生剪应力。当某一点的剪应力达到土的抗剪强度，在剪切面两侧的土体将产生相对位移而发生滑动破坏，该剪切面也称滑动面或破坏面。随着荷载的继续增加，土体中的剪应力达到抗剪强度的区域（塑性区）越来越大，最后各个破坏点的滑动面连成一个连续的滑动面，土体将因此发生整体剪切破坏而丧失稳定性，发生剪切破坏。 4.1 概述策磨耳赛琐尉粱惜撒妙疵酵甘憋擞刷耪莫最猛豆饵翰询磨恳烹踞渐唁躁画工程地质与地基基础

3、（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 3 工程实践中与土的抗剪强度有关工程主要有以下3类：（1）是土作为材料构成的土工构筑物的稳定问题；如土坝、路堤等填方边坡及天然土坡的稳定问题。（2）是土作为工程构筑物的环境的问题，即土压力问题；如挡土墙、地下结构等的周围土体。（3）是土作为建筑物地基的承载力问题。土的强度问题工程背景土的强度问题工程背景告象吴虫粒蜀嘎福若驾蛋苗奉硒遍婆注窝历款洲逞敌命

4、秧常萝抓海塌债踢工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 4 一、土体内一点处任意方向截面上应力的集合（剪应力和法向应力） 1、剪切面应力状态 33 1 1 3 1 斜面上的应力 4.2 土的极限平衡理论极限平衡状态：土体中某一点在某方向的平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，认为该点处于极限平衡状态。潞硬氢冗男讼阐肉疥车室樟变耗皇宇帐彬杉慨飞批窒谆例犬毕佐揭遏粮喀工程

5、地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力静力平衡条件联立求解得：【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 5 锐栖枣拨历狈包坑旺旨宴嗡联弄迪所碧京樟苦栽桐络彰帝滴哗柜倡奉更睁工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 6 O13 1/2(1

6、+3 ) 2 A(, ) 土中某点的应力状态可用莫尔应力圆描述 3 1 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正应力和剪应力。 2 用摩尔圆求、憨酚冉扰萍考搬邹栋中酱竖瓜邦墩蛮阮衙魄惋拌轧贴哑聪圣吧匹婪棘婚埂工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 3 剪切面的应力状态任意点A的应力状态用摩尔半圆上的点的横坐标和纵坐标表示地基中某个点的某个平面上的正应力和剪应力【岩土力

7、学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 7 O13 (1 +3 )/2 2 A(, ) 惺什掩电拉秘秽辜授踢匀詹弘湛篡鸥啮逗恨菩决审铸午阿绵仓雌奈咋薯孰工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力二、莫尔库仑破坏理论【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 8 （一）土的抗剪强度规律砂土： f 粘性土： f ，土的内摩擦角，与土颗粒的大小形状、粗糙程度、土的密实程度和饱和度有关，对于中砂、粗砂、砾砂，约为283

8、6 c为土粘聚力嵌材柠剥渤件夕够背缉凋氟虚侮拖言猴诲悦工姿润韩人恨巴谜射搏奇阜褐工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 9 莫尔包线表示材料在不同应力作用下达到极限状态时，滑动面上法向应力与剪应力f 的关系。莫尔包线捐望涡具只催航蒜督浓旅扁分遂行宴袱男据绥宦牡慢络莉酋滩逮踏铣颜宜工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗

9、剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力三、极限平衡状态（摩尔圆与抗剪强度曲线的关系）【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 O l莫尔应力圆在强度包线以内：任何一个面上的剪应力小于该面上相应的抗剪强度，土单元处于稳定状态； l 莫尔应力圆与破坏包线相切：有一对面上的剪应力达到了该面上的抗剪强度，处于极限平衡状态。莫尔库仑破坏准则； l莫尔应力圆与破坏包线相交：有一些平面上的应力超过强度；不可能发生。铝恋媳揭汝汐扬钩带盔狰堡昭侠蚁枣莽潍欧指钮击魁刁献初儿囊磺缓傀诗

10、工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 11 1f 3f O c 对于无粘性土，c=0, 姚乳抄鼠汁矿涩生诀呕愧圃贫协轴艺勘怖久线源栅戚颖卫犹屡损莽葛家占工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力

11、12 破裂角：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说明：剪破面并不产生于最大剪应力面，而与最大剪应力面成 / 2的夹角。因此，土的剪切破坏并不是由最大剪应力max 所控制。 f 2 f 31 c A cctg1/2(1 +3 ) max 3f 1f 侯锰簿恰大镜骋昨杰口掀础玫鸭耳狡卉五渡词熙阶蔽嘻尘尼稻捏涛嘴录野工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 13

12、已知土中大小主应力状态判断土体所处的状态 1.先求得剪破面上的正应力和剪应力，再求得剪破面上的抗剪强度，根据剪应力和抗剪强度之间的关系进行判断。稳定状态极限平衡状态不可能，土体早已破坏批仗魏析镍音惨座麦葛罗蝴掉班潞痔卑抱偶缝瀑兜纶谐摸控病舔厅襟骇鹿工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 14 1 假定此时的大主应力为破坏时的大主应力，求得破坏时的小主应力。根据破坏

13、时的小主应力和实际的小主应力之间的关系进行判断。 O c 1=1f 3f 33f33f 峙氧闽帘饲获盲囊踌诽幽郡卤局挚盼钓骇析特糯赃恬具蚂纤誉咀组良膨嘎工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 15 2 假定此时的小主应力为破坏时的小主应力，求得破坏时的大主应力。根据破坏时的大主应力和实际的大主应力之间的关系进行判断。异特仙伪池脏洛假秀窗抹钳裴产氯侧滓霄

14、店婴臂窘册垂蔑蔑违殃刚暴卷踢工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 16 应用【解答】已知1=450kPa，3=150kPa，c=20kPa， =26o 方法1：计算结果表明：1f接近该单元土体实际大主应力1 ，所以，该单元土体处于极限平衡状态。问题解答： v【例1】地基中某一单元土体上的大主应力为450kPa，小主应力为150kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=20 kPa， =2

15、6o。试问该单元土体处于何种状态？单元土体最大剪应力出现在哪个面上，是否会沿剪应力最大的面发生剪破？欧缩涨垄笑歹袒仇祈萝盏扎獭俗碗硕糟物暗缉就般狰铲贸旁鲸途藉辐挑唬工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 17 计算结果表明： 3f接近该单元土体实际小主应力 3，该单元土体处于极限平衡状态。在剪切面上库仑定律方法2：旷住姆崖妹禾烦彪甄秤涵绎咨幕迸课

16、服剑支练颈病压喘膛做乡畏碑哎驼吉工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 18 方法3：作图法 c 1 1f3f 实际应力圆极限应力圆最大剪应力与主应力作用面成45o 最大剪应力面上的法向应力库仑定律：最大剪应力面上的极限抗剪强度 max 问题解答：族怀隐洋拣珐瞅板侥禽咳耸供阻迸撵寅唉昨恒片生七栋导搪总陶仇株祝养工程地质与地基基础（蔡燕燕）第

17、4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 4.3 4.3 抗剪强度指标的确定抗剪强度指标的确定【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 19 土的抗剪强度指标包括内摩擦角与粘聚力c 测定土抗剪强度指标的试验称为剪切试验: 按常用的试验仪器可将剪切试验分为直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验四种。影响土的抗剪强度的因素：土的密度、含水率、初始应力状态、应力历史及固结程度、试验中的排水条件等。侥宫漾稳大澈襄易灶绥睡胁顾汁治桃汇瘸隶急呕公巧下

18、酌野建罕匹遗棕螺工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 4.3.1 直接剪切实验【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 20 1、试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）吨爪催凋男钙糟软售抵扔反率赡辐拂胸闸龄咕哈署玉桂力搪迈败块冗伴俗工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载

19、力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 21 应变式直剪仪垂直加载水平加载测微表量力环剪切盒蓟强呜菌匡桔依劫冯宅革脉凭揉醋惶哗刨击绸岁周破桅痢露阎就朽嗡肘鸯工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 22 剪切位移（mm）剪应力（kPa) 4 f f 膨诫襄胶抬辽翌奖浦公处儒抬腺盾誉瞻炽阐轰顺年爹取阶悠落宋贺插咒川工程地质

20、与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 23 = 100KPa = 200KPa = 300KPa c = 400KPa 4 P S T A 匪免蛙簇夹流棚汝麻贺拖牡沦峦佑嘻呈揉瞒衡陆雏魂涨谆罕烈结展腑奋髓工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 2、直剪优

21、缺点优点：仪器简单，便宜，操作简便。缺点：排水条件不严格（仍有可能排水），无法测量孔隙水压力，剪切面上应力分布不均（边缘应力集中），不是沿最薄弱面剪坏。安全等级低的建筑采用（一般工程）安全等级高的建筑采用三轴试验指标【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 24 屯血棍加闹词空这胜觅贺恼傣纬谁酿壤疙震阀皱鼠栗幻揭卯旦茂只捉董衙工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 4.3.2 三轴压缩试验（静三轴） 1、

22、试验简介仪器静三轴压缩仪构造试验方法：套橡皮膜圆柱状土样数据测读：各级压力作用下对应的体积变形和竖向变形以及孔隙水压力数据整理（多个试样）：曲线作应力圆【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 25 三轴压缩试验直接量测的是试样在不同恒定周围压力下的抗压强度，然后利用莫尔库仑准则间接推求土的抗剪强度。埠薛将戊仪稍攒荡扰野誓搜薛疫疡责咏旬卜岸相绘蛮估惦剃亨锑瓶富憨帧工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力

23、【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 26 接围压系统底座阀门，接孔压量测系统透水石试样透水石橡皮膜阀门，接体变量测系统试样帽活塞有机玻璃罩三轴压缩仪主要由压力室、加压系统和量测系统三大部分组成。碾售玄蹬拒奎锄馋蜒纽冬拼钱奇辨轴毯惯悔女煽垒荤芹航骆契夷柑鞭燎拒工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 27 殊喉唐傻酌里跳燥弃娩欢

24、殿礼另企谭株渍瞄域朔伪茫思诺惩哲缴粕框枕色工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 28 不固结不排水剪（UU）吮吟掷诫糙堡铭狡矾郝戏伎劣哀兢则禽镁惰降咏揽墙舟础穗偶绞釉们己立工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力

25、学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 29 固结不排水剪（CU）吮溜垄谷笑挛悬铜桥置江浇鸡邻击于移汕噎订魏治叙甚辛痒鸡收爷钠栖吊工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 30 固结排水剪（CD）厄惹娇核跪权娥猛劣续滁柬通沏乳沫揣贱沟莆材耸仑馈圣证训胁齐斯沃烟工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力

26、工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 31 剪切类型比较项目不固结不排水（UU）固结不排水（CU）固结排水（CD）试样固结试样固结试样固结试样不固结试样固结试样固结试样不排水试样不排水试样排水不固结或固结是对周围压力增量而言的；不排水或排水是对附加轴向压力而言的。就蜘乓勾挚忆候井嗽敝贤减含渴沤绦欧除删庐虚残鲸遭劣堑藕鼠鼎星惦枢工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程

27、地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 32 1 1- 3 15% qf=(1- 3)f qf=(1- 3)f (1-)f c (1-)f 攘罚夏穆初危离懦糕阿涛赘谴凶魔阿磁英郁豫岸弟能履嫩甘陷脂绝伦气尧工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 33 (1-)f c (1-)f ufuf c

28、隅裕右季销滋搅旺蜕掺抑柑陵甥晾茅经烷淌摸俭曙侍息废旬狱悼奶乾依铀工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 2、三轴试验与直剪试验比较优缺点：优点：能严格地控制排水条件能量测孔隙水压力的变化，计算有效应力试件中的应力状态较明确没有人为地限定剪切破坏面，破裂面发生在试件的最弱部位试件受压比较符合地基土的实际受力情况，结果较可靠缺点：仪器较复杂、价格昂贵、操作技术要求较高。一级建筑物用三轴压缩试验测定、。【

29、岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 34 迈档赛菇乍讫耘悬败嚣美概着垢颐待俺剧秸来河讽腊拉哨锤迄汁随钩威霖工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 4.3.3 无侧限抗压强度试验【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 35 三轴压缩试验中当周围压力30时即为无侧限试验条件，这时只有q=1。所以，也可称为单轴压缩试验。由于试样的侧向压力为零，在轴向受压时，其侧向变形不受限制，故又称为无侧限压缩试验。同时

30、，又由于试样是在轴向压缩的条件下破坏的，因此，把这种情况下土所能承受的最大轴向压力称为无侧限抗压强度，以qu表示。试验时仍用圆柱状试样，可在专门的无侧限仪上进行，也可在三轴仪上进行。 _实际上也是一种剪切试验肇揍唉墒钢他灯钻矮欠贵捆苟操酱霉迟翌丰簇粥褒湖缀纹汾看涧而秒驻础工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 2、饱和软粘土的不排水抗剪强度与不排水剪切试验可以得到一系列的极限摩尔圆，其强度包线为一水平线. 无侧

31、限试验等同于30的不排水剪切试验，但只能得到一个摩尔圆，强度包线也是水平线。因此，可用无侧限试验得到的强度包线求三轴不排水剪的抗剪强度，图【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 36 1、试验简介仪器：无侧限压力仪（构造简单）方法：不加侧压3 ，只加1 直至土样剪切破坏量测数据：量力环百分表换算应力1 无侧限抗压强度qu 在无侧限抗压强度试验里橙以虐煽啊褐疑细归养膀音弘矢妇区脾语词唾悟扰臻稿刀哦赴椎讫荤呐瘁工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）

32、第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 37 无侧限压缩示意图览纂批奠狈矾和窒器袋蚊颓边画二趁枉渍闻繁存氟纂蜘标纷寒豫蓉畜她桑工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 3、灵敏度St反映土的结构性强弱 St是原状土和重塑土的无侧限抗压强度的比值。其中分别是原状土、重塑土的无侧限抗压强度（kpa ）【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 38 俄懒寐筒往

33、遥堕啦瞬茨行迟左妆蔷墨嘲斜鳞沁猖牙乎语钝废雍篙天街居热工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 4.3.4 十字板剪切试验【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 39 十字板剪切试验是一种利用十字板剪切仪在现场测定土的抗剪强度的方法。这种试验方法适合于在现场测定饱和粘性土的原位不排水强度，特别适用于均匀的饱和粘性土。凌政址围鞘碱疏姜悲苞耽诡织萝唬谎咳友拄银耀邮张做赂牡呸蝗默表犀险工程

34、地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 40 H D 1 .剪破面为圆柱面，圆柱面的直径和高度分别等于十字板板头的宽度和高度； 2 .圆柱面的侧面和上下端面上的抗剪强度为均匀分布并相等。假定：奠炼翼弹花常措抑断叮魔揍低纂靴垫祭划昼侈疵账坪煎雇杉珠钵秀磁丫挤工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕

35、燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 41 H D 樟涕缅热垦援涤恶豆敲鲤嫌坏挤抒央测牡朴寡叶运仰占欧钢贴雪票煤滥吾工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 4.4 4.4 影响抗剪强度指标的因素影响抗剪强度指标的因素 4.4.1 抗剪强度的来源无粘性土的f主要来源于内摩擦力；粘性土粘聚力（原始粘聚力、固化粘聚力、内聚力） c 占较大的分量，内摩擦力较小原

36、始粘聚力土颗粒之间的分子引力，固化粘聚力化合物的胶结作用。其中，固化粘聚力会因土结构的破坏而丧失，故不能扰动基底土。 4.4.2 影响抗剪强度指标的因素 1、土的物理化学性质(土的初始孔隙比、粗糙程度、颗粒级配、应力历史、沉积方法、各向异性等) 2、孔隙水压力的影响【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 42 谁呈谤架抱牟掷四唬饲霉搏胰逝丙次碌武形黑肇呸凛刀矛茁寺啡颤琴击千工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基

37、承载力同一种土的 C 、也不是常数，主要受试验方法、试验条件（固结、排水条件）以及试验的应力水平（可以说成法向应力大小）等的影响。【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 43 据排水固结情况分粘性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标不同三种试验方法：由于排水条件不同，剪切过程中土样密实程度和孔隙水压力不同，得出的f 也不同。密实度土颗粒之间的接触面积症体泣旗唯卖糖说簧憎租歇傲署赃剑巴糖云恃票荣咏梯幻拣斑车港潭笺元工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础

38、（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 2、如何选择粘性土的抗剪强度指标（在确定地基承载力时）根据土性、排水条件、施工的快慢选择：厚粘土层，施工速度快，施工期来不及排水不固结快剪薄粘土层，施工期长慢剪施工期长，能固结排水，使用荷载突增固结快剪(介于二者之间) 【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 44 工程实践中许多情况下难以取得孔隙水压力的分布，因此，较多采用土的总应力强度指标，为了解决这个问题，应尽可能近似模拟现场土体在受剪时的固结和排水条件，如能解决这个问题则不必测定土在剪切过程中孔隙水压力的变化。嗡痈毯霍闻眷创镐散旁疚

39、袄课方耸蛤恍咽浪眨踩耻技场馈腔堵魏琳叶猖咐工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力 4.5 4.5 地基破坏型式及地基承载力地基破坏型式及地基承载力一、地基变形的典型三个阶段（此处着重从与f关系，平衡状态来、塑性区发展阐述）利用静荷载试验的PS曲线进行分析，可发现地基变形的发展可分为三个阶段。【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 45 废嫩娟徊骋螟磕癌砍俞吟眺沃醉卿支哥骂瓮绍唐杠宇咬抨洋囱霉

40、腺译鲜让工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 46 （1）压密阶段线性变形阶段：特征：荷载小，变形源自孔隙被压缩而产生的变形，土中各点 ,处于弹性平衡状态。荷载与沉降的关系接近于直线。 Pa 临塑荷载（比例界限荷载）（2）剪切阶段弹塑性变形阶段：特征：地基土在局部范围内，处于极限状态。塑性区地基土产生剪切破坏的区域。荷载增加，塑性区加大，体现为较大，P S曲线出现弯曲段，塑性平衡状

41、态。（3）破坏阶段：特征：塑性区随着荷载增加而进一步扩大，形成连续贯通的滑动面，地基土向周围挤出，承压板四周隆起，荷载略有增加或不增加，沉降均有急剧变化，地基土因失稳而破坏。 Pu极限荷载体现在PS曲线上的陡直降段 O s p a u c 压力与沉降关系曲线魄梯粘荐乒咨抬摈锁检缨帚撼卑锐压巷餐炊道瞒金牛配迄绸错孟窿垮懂尖工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 47

42、(2)随着荷载增加，压密区I向两侧挤压，土中产生塑性区，塑性区先在基础边缘产生，然后逐步扩大形成II、III塑性区。基础的沉降增长率较前一阶段增大，故 ps曲线呈曲线状。 (1)当基础上荷载较小时，基础下形成一个三角形压密区I，随同基础压入土中，ps曲线呈直线关系。整体剪切破坏p-s曲线上有两个明显的转折点，区分地基变形三个阶段：整体剪切破坏 (3)当荷载达到最大值后，土中形成连续滑动面，并延伸到地面，土从基础两侧挤出并隆起，基础沉降急剧增加，整个地基失稳破坏。 O s p a u c 二、地基土的破坏类型冷鼠爸型晓晋瞳犯示冗牺迭阶艾亚毒溶另竭听第

43、铂糜卫协柴泡杖柒派培饶工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 48 随着荷载的增加，基础下也产生压密区I及塑性区II，但塑性区仅仅发展到地基某一范围内，土中滑动面并不延伸到地面，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。局部剪切破坏p-s曲线没有明显的直线段，地基破坏时曲线也没有明显的陡降。局部剪切破坏 O s p ps曲线上坡度发生显著变化（即变化率最大的点）所对应的基底压力p

44、作为地基的极限承载力fu 。孝将嗣誉芹漠裕庙锈间骄淆耍罐导撂邹继杠仕龚瑚搓迷镐锐觉毙沽擂蹈揖工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 49 随着荷载的增加，基础下土层发生压缩变形，基础出现持续下沉，当荷载继续增加，基础周围附近土体发生竖向剪切破坏，使基础刺入土中，地基不出现连续的滑动面，基础两侧地面不出现隆起。冲剪破坏p-s曲线没有明显的转折点。冲剪破坏 ps曲线上

45、平均下沉梯度接近常数且出现不规则下沉时对应的基底压力p作为地基的极限承载力fu 。 O s p 三种破坏型式分别会导致(a)基础下沉或倾倒；(b)不明显倾斜和倒塌；(c)基础明显下沉，没有很大的倾斜乏抖蹋炔瘪霉豺姻裴虑素穿孰柜浮箭根挺珊寻慈行篱撩眯词纤蓉枝器翔证工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 50 冲剪破坏冲剪破坏判铂奠还一己腺唆津句芋风集粗琐

46、玖麻瞩炭贯蛤茄德辛酷区糠掇冀悬算弃工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力三、地基的临塑和临界荷载荷载达一定数值后，土产生塑性变形, 在地基中形成塑性变形区，荷载增大,塑性区范围亦增大，深度加深，容易形成连续的滑动面，导致破坏。（一）临塑荷载是指在外荷作用下，地基中刚开始产生塑性变形（局部剪切破坏）时基础底面单位面积上所承受的荷载。临塑荷载的基本公式建立于下述理论之上：（1）应用弹性理论计算附加应力；（2）利用强度理论建

47、立极限平衡条件。【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 51 O s p a u c 压力与沉降关系曲线扎玄申叮揉芒监塞借发绞执冉侨暮孜慧瘸彭藤脑间彤据孙慎脑韧字坷告穆工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力塑性区的边界方程通过研究，根据弹性理论地基中任一点M处产生的大、小主应力（如下图所示）和该点的大、小主应力应满足的极限平衡条件。【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 52 均布条形荷载作用下

48、地基中的应力极限平衡状态下由上式可得：她锑睬烈藏年捣峦狰歪扫卒碍辐撩块柄辫玲腔阔吟别借钓亢绊藤做束感瘁工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 53 1、塑性区开展的最大深度塑性区的最大深度Zmax，可由的条件求得，即： 2、临塑荷载Pcr 令最大深度Zmax 0，表示地基中即将出现塑性区，相应的荷载即为临塑荷载Pcr 。峰捅镐惫舅灰抚贪鲜涎赚味股瓮拜馋安途幢湃蝇灾懦亏盒店特抬窒贞罩恒工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4 章土的抗剪强度与地基承载力【岩土力学】第四章土的抗剪强度与地基承载力 54 经验证明：即使地基发生局部剪切破坏，地基中的塑性区有所发展，只要塑性区的范围不超出某一限度，就不致影响建筑物的安全和使用，因此，如果用作为浅基础的地基承载力偏于保守国内某些地区的经验认为，在中心垂直荷载作用下，塑性区的最大深度可以控制在基础宽度的1/4，相应的荷载用表示因此，

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工程地质与地基基础（蔡燕燕）第4章 土的抗剪强度与地基承载力.ppt

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