学科:土力学

词目:土抗剪强度

英文:soil shear strength

释文:

土的抗剪强度指标:

归纳总结摩尔-库仑强度理论，三个要点;

1、剪切破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的单值函数τ=f(σ);

2、在一定应力范围内，抗剪强度可用线性函数近似τf=c+σtanφ

3、土单元中，任何一个面上的剪应力大于该面上土体的抗剪强度，土单元体即发生剪切破坏，用摩尔-库伦理论的破坏准则表示。

1.直剪试验

直剪试验的试验可分为：

（1）不固结不排水（快剪），这种强度指标相应的稳定分析方法是总应力法，通过模拟现场的剪切试验，直接测定土在破坏时发挥的强度，它避免了确定孔隙压力的困难，因而适用于粘性土。

（2）固结不排水剪（固结快剪）试验，这种强度适用于时动、时停的滑坡在天然状态下或雨中突然破坏的情况，也适用于新建路堤边坡的稳定性分析。它适用总应力法分析的粘性土。

（3）排水剪（固结慢剪）试验，这种方法首先通过各种手段确定土体中空隙水压力的分布，然后采用有效应力指标。这种方法的缺点在于空隙水压力的分布的确定。这一指标适用于无粘性土的水、土分算及稳定渗流期与库水位降落期等边坡的稳定分析。

直剪试验试验设备与操作都比较简单，试验费用低，获得工程上的广泛应用，但直剪试验也存在明显的缺点：

（1）剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱面剪切破坏。

（2）剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象。

（3）剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而计算抗剪强度时却按土样的原截面积计算的。

（4）试验时不能严格控制排水条件，不能测量孔隙水压力。

2.三轴试验

三轴试验的设备与操作过程都比直剪试验复杂的多，但其优点也十分显著，试样在三轴试验过程中应力分布比较均匀，试样的固结与加荷速率容易控制，试验结果比较稳定，离散性小，因而对于重大工程，宜进行三轴试验。与直剪试验一样，三轴试验也分为不固结不排水（UU试验）、固结不排水剪（CU试验）与固结排水试验（CD）试验。不固结不排水试验主要适用于加荷速率较快的情况。而分析新建路堤边坡、路堑边坡稳定分析可采用固结排水试验。需要提供有效应力强度指标时可以采用固结排水强度。三轴试验也有其缺点，试验对土样的质量有较高的要求，尤其是不固结不排水试验，土样扰动会使在实验室测得的土体的抗剪强度低于原位土体的抗剪强度。

3.十字板剪切

十字板剪切试验是一种测定软粘性土抗剪强度的原位试验。将十字板头由钻孔压入孔底软土中，以均匀的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩，直至土体破坏，从而计算出土的抗剪强度。由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表土的天然强度。十字板剪切试验对土体的扰动较小，是一种比较能反映土体原位强度的测试方法，尤其适用于欠固结土、高灵敏土（胡海军等，2007）。