1、第六章：土的抗剪强度（ Shear Strength of Soil )基本内容：抗剪强度的概念 极限平衡条件 摩尔 -库仑定律测定土体抗剪强度指标的各种试验方法 重点内容： 库仑定律 极限平衡条件三轴剪切试验 难点突破： 粘性土的极限平衡条件的推导三轴剪切试验成果曲线分析6.1 概述土体破坏时，破坏面上某点的应力状态或应力组合土的变形问题和 强度 问题，是土力学中的两个主要问题，都具有十分重要的工程意义 。1. 土体强度概念和 P-S曲线土是一种以固体颗粒为主的散体结构，粒间连接较弱，因此在外力作用下，其强度表现在土粒之间的错动、剪切以致于破坏上。 因此土体的强度指它的 抗剪强度 。现场静载
2、荷试验是土体的强度破坏试验，结果是一条 P-S曲线，即荷载 -沉降 的关系曲线。P-S曲线的三个阶段：1、 oa段 (P=Pcr):压密阶段（直线变形阶段）土体变形以颗粒之间相互靠近的压密变形为主2、 ab段 (PcrP=Pu)局部剪裂阶段（塑性区的发生发展阶段）：以剪切变形为主， 但仍 存在少量的压密变形。首先出现塑性变形的点，一般在基础的侧角，逐渐扩大。基础的稳定性逐渐降低。3、 bc段呈明显的陡降段：全面破坏阶段地基中的塑性区不断扩大并连成一个连续的滑动面，发生剪切破坏，地基丧失稳定性4、实例 1：加拿大特朗斯康谷仓（建于 1913年）：筏板基础。其下埋藏 16m厚的软粘土层。地基发生整
3、体滑动，基础西侧陷入土中 8.8m,东侧抬高 1.5m， 整体倾斜 26053。后用 70个混凝土墩、 388个 50吨的千斤顶才得以纠正，但整体标高降低了 4m.4、实例 2：南美巴西的 11层大厦，建于 1955年 ,采用桩基 ,99根钢筋混凝土桩 ,建成后很快倒塌 .事故原因 :桩长不足 .桩尖未支持于好土层上土的强度成果的应用1)地基承载力计算和地基的稳定性分析2)土坡稳定性分析3)挡土墙及地下结构上作用的土压力计算6.2 土的强度理论与破坏6.2.1 土的屈服与破坏理想弹塑性模型 6.2.2 土的破坏准则1、总应力法： =c+tg 2、 有效应力法： =c+ tg= c+ (-u)
4、tg c 土的粘聚力；-土的内摩擦角6.2.3 摩尔 -库仑破坏准则6.2.4 土的极限平衡条件土体中任意一点的应力状态 (仅有自重时 )假设土层均匀、连续、各向同性的半无限空间体。现在研究地面以下深度 Z处任一点 m处的应力状态。设土体天然重度为 取微元体dxdydz,上、下面平行于地面，如果同时忽略微元体的自重，有以下结果： 1、 M点的 max 、 min如图：在土层 自重 作用下，平行于或垂直于地面的面上不存在剪应力，所以 1、 2、 3均为主应力，此时： 1 Z max 2 3 ko 1 koZ min2、过 M点的任意斜面上的应力 、 过 M点的任意斜面即是过微元体的任意斜面 -m
5、n斜面，它与大主应力作用面夹角 ； 斜面 mn上作用有法向应力（正应力 ) 及剪应力 . mn上的正应力和剪应力，也即 M点 的应力状态。当斜面 mn的位置发生变化时， 角度也将变化，相应斜面上的 , 的方向和数值均要发生变化。以上是仅 有自重应力作用时土体中任一点的应力状态。3、摩尔圆可以表示斜面 mn上的应力（所以摩尔圆可以表示土体中任一点的应力状态） 一个摩尔圆可以表示通过 M点 的任一方向上的 和 的大小，也就是说 ,摩尔圆可以代表土体中任意一点的应力状态 ,摩尔 圆上的点 则代表了过土体中任一点的不同方向及其该方向上的 及 大小。在摩尔圆上可以求出任意斜面和大主应力面的夹角。4、举例：已知地基中某点的最大主应力 1 600Kpa， 最小主应力 3=200Kpa， 要求：1)绘制表示该点应力状态的摩尔圆；2)求最大剪应力值及其作用面的方向；3)计算与大主应力面夹角 45o的斜面上的正应力和剪应力。解： 建立直角坐标系 坐标，在横轴上按比例量取 1 600Kpa及 3=200Kpa， 以（ 1 3） 为直径画圆，即为摩尔应力圆。
