冻土抗剪强度 shear strength of frozen soil

冻结土体抵抗剪应力的强度2100433B

式中

砂的抗剪强度比较严密的表达式：

式中 σ和σ′分别为剪切面上的总应力和有效正应力；u为孔隙压力；φ′为有效内摩擦角。对于透水性较大的砂，用有效应力表达的φ′ 角稍大于但又接近于总应力的φ角。

产生孔隙压力的来源可能有：①外加荷载；②渗透浮托力或砂层中有承压水；③外界的振动，如爆破、地震或机械振动。以浮托力为例，当砂体中某一点的 u等于σ时，抗剪强度

饱和粘性土的抗剪强度 　粘性土的抗剪强度也可用直接剪力仪测定，但它存在着比较严重的缺点：①不能严格控制排水条件；②不能量测孔隙水压力；③试件的破坏面限定在上下匣之间的平面，而不是顺着试件最薄弱的面破坏;④试件中应力和应变分布不均匀。为此,现多用三轴压力仪测定。

影响粘性土的抗剪强度的因素很多，其中以排水条件最为重要。按排水条件试验可分为三种：①不排水剪切；②固结不排水剪切；③固结排水剪切。后一种试验得出的试验结果与第二种差别不大，而要使剪切时的孔隙压力完全消散，必须剪切得很缓慢，这样就需要很长的时间。因此，在实用上一般不做固结排水剪切试验。

非饱和粘性土的抗剪强度 　实用上大多采用总应力法以表述其抗剪强度。

坚硬或裂隙粘性土的抗剪强度 　这类土多数属于高度超压密土，用特制仪器（如环剪仪或往复剪力仪）试验得出的应力-应变曲线（图2a），在峰值之后经继续剪切变形的强度为残余强度。对应于峰值和残余强度的破坏包线分别为AB和CD(图2b),CD线的c′(多数情况之下c′接近于零)和嗘′值远小于AB线的c′、嗘′值。实用上采用残余强度分析坚硬或裂隙粘性土坡的稳定性，并认为比较接近实际。

土的抗剪强度

原位测定土抗剪强度 　在现场直接测定土层不同深度的抗剪强度。其优点是可避免取土、运输和室内试验对土样的扰动及应力释放。原位测定的方法主要有：十字板、旁压仪和静力触探等试验（见土工试验和现场原型观测），通常都是用以测定饱和粘性土层的不排水抗剪强度。2100433B

按剪切变形过程中强度的变化，抗剪强度又分峰值强度和残余强度。 前者是随着剪切变形出现的最大强度值，后者是不断变形后的最终值。在达到峰值应力后的剪切过程中，剪切面上的黏聚力破坏以及粒间咬合力减弱，因而强度降低。资用强度在峰值强度与残余强度之间 。2100433B

气体、矿物颗粒、未冻水、冰是组成冻土的四种物质成分，气体、未冻水和冰的含量随温度变化。变形特性将冻土地基分为松散、塑性与坚硬冻土含有机物与盐类的不同将冻土分为冻结泥炭化土与盐渍化冻土根据持续时间可分为多年与季节冻土根据冻土的融沉性与土的冻胀性又可分成若干亚类。

冻结状态连续保持三年以上者，物理力学性质随温度变化而改变，伴随发生融陷、热融滑塌、冻胀等现象的视为多年冻土地面表层冬季冻结，夏季全部融化，每年交替冻融一次的土层为季节性冻土。

在冻结状态下，具有较低的压缩性或不具压缩性和较高的强度属冻土地基的工程特性。如果冻土融化后则承载力大大降低，压缩性变化较大，使地基产生融陷冻胀对地基的承载力和安全性极为不利。

土的颗粒大小及含水量可以影响冻胀和融陷，一般土颗粒愈粗，含水量愈小，土的冻胀和融陷性愈小反之愈大。不同土质、平均冻胀率、冻前天然含水量、冻结期间地下水位距冻结面的最小距离可以划分季节性冻土多年冻土根据融化下沉系数的大小，可分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五级。