土力学与基础工程5抗剪强度.ppt

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1、第五章 土的抗剪强度和地基承载力,土的抗剪强度概述 1.库仑定律 2.土的极限平衡条件 抗剪强度的测定方法(直剪、三轴、无侧限、十字板）不同排水条件下剪切试验成果*地基承载力,5.1 土的抗剪强度概述,土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力,谷仓自重20000吨1913年10月17日发现1小时内竖向沉降达30.5厘米，结构物向西倾斜，并在24小时内倾倒，谷仓西端下沉7.32米，东端上抬1.52米。原因：地基承载力不够，超载引发强度破坏而产生滑动。,加拿大特朗斯康谷仓1911年动工1913年完工,工程事故,1994年4月30日崩塌体积400万方，10万方进入乌江死4人，伤5人，失踪12人；击沉

2、多艘船只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡滑坡体崩入乌江近百万方；江水位差数米，无法通航。,乌江武隆鸡冠岭山体崩塌,工程事故,工程事故,南美洲巴西于1955年开始建造一幢11层大楼，长29m,宽12m，支撑在99根21m长的钢筋混凝土桩上。1958年1月大厦建成时，发现大厦背后明显下沉，1月30日沉降速度达到每小时4mm，晚上8点钟，在20秒内大厦倒塌，平躺地面，事后查明，当地为沼泽土，邻近建筑物桩长26m，大厦桩长21m，未打入较好土层，悬浮在软弱粘土和泥炭层中，地基产生滑动引起倒塌。挪威一个大油罐，直径25m，建造在软粘土上，油罐建成试水，在35小时内，水压达到110KPa，荷载增加太

3、快，满载后2小时，地基土急剧挤出，卸荷后测得油罐沉降达到50cm，旁边地面隆起高40cm，事后查明，地基不均匀，在挤出的一侧存在极软弱的粘性土，引起地基剪切破坏。,一、库仑定律,1776年，库仑根据砂土剪切试验,f=tan,砂土,后来，根据粘性土剪切试验,f=c+tan,粘土,c,库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力 的线性函数,c:土的粘聚力:土的内摩擦角,剪切试验播放,二、土体抗剪强度影响因素,摩擦力的两个来源 1.滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的摩擦 2.咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力 粘聚力：由土粒之间的胶结作用和电分子引力等因素形成,无粘性土的抗剪强度,颗粒间

4、的摩擦阻力,颗粒间的滑动摩擦阻力,颗粒间的机械咬合力,取,决,无粘性土的抗剪强度,大,小,颗粒大小级配状况密实度颗粒形状粗糙程度,自然休止角：无粘性土在松散状态堆积时其坡面与水平面所形成的最大倾角,自然休止角：无粘性土在松散状态堆积时其坡面与水平面所形成的最大倾角,粘性土的抗剪强度,颗粒间的摩擦阻力,取,决,土的粘聚力是土粒间胶结作用和各种物理化学键作用的结果,大,小,土的粘聚力,土的粘聚力,土的矿物成分、粘粒含量,压密程度,三、总应力强度指标与有效应力强度指标,库仑定律,说明：施加于试样上的垂直法向应力为总应力，c、为总应力意义上的土的粘聚力和内摩擦角，称之为总应力强度指标,根据有效应力原理

5、：土的抗剪强度并不是由剪切面上的法向总应力决定，而是取决于剪切面上的法向有效应力,c、为土的有效粘聚力和有效内摩擦角，即土的有效应力强度指标,有效应力强度指标确切地表达出了土的抗剪强度的实质，是比较合理的表达方法,z,p,四、土中一点的应力状态,x,楔体静力平衡,斜面上的应力,莫尔应力圆方程,莫尔应力圆方程,A(,),圆心坐标1/2(1+3)，0,应力圆半径r1/2(13),土中某点的应力状态可用莫尔应力圆描述,五、土的极限平衡条件,如果土中某一点某一平面的剪应力等于该平面上的抗剪强度，称该点处于应力极限平衡状态，所绘出的应力圆为极限平衡状态应力圆或破坏应力圆,五、土的极限平衡条件,应力圆与强

6、度线相离：,强度线,应力圆与强度线相切：,应力圆与强度线相割：,极限应力圆,f,弹性平衡状态,=f,极限平衡状态,f,破坏状态,莫尔库仑破坏准则,莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则(目前判别土体所处状态的最常用准则),1、无粘性土的极限平衡条件,A,(1+3)/2,2、粘性土的极限平衡条件,c,A,cctg,(1+3)/2,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 f,说明：剪破面并不产生于最大剪应力面，土的剪切破坏并不是由最大剪应力max所控制,3、土的强度理论,土的强度破坏是由于土中某一点剪切面上的剪应力达到或超过土的抗剪强度；极限平衡时，土中该点的主应力的

7、莫尔应力圆与土的抗剪强度线相切；剪切破坏不发生在剪应力最大的倾斜面上，剪裂面发生在与大主应力面成45+/2夹角的斜面上。,土的极限平衡条件,如果土中某一点某一平面的剪应力等于该平面上的抗剪强度，称该点处于应力极限平衡状态，所绘出的应力圆为极限平衡状态应力圆或破坏应力圆,应力圆与强度线相离：,强度线,应力圆与强度线相切：,极限应力圆,f,弹性平衡状态,=f,极限平衡状态,1、无粘性土的极限平衡条件,2、粘性土的极限平衡条件,六、例题分析,【例1】地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa，小主应力为200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=15 kPa，=20o。试问该单元土体处于何种状态

8、？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？,六、例题分析,【解答】,已知1=430kPa，3=200kPa，c=15kPa，=20o,1.计算法,计算结果表明：1f大于该单元土体实际大主应力1，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单元土体处于弹性平衡状态,c,c,计算结果表明：3f小于该单元土体实际小主应力 3，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单元土体处于弹性平衡状态,六、例题分析,【解答】,已知1=430kPa，3=200kPa，c=15kPa，=20o,1.计算法,六、例题分析,在剪切面上,库仑定律,由于f，所以，该单元土体处于弹性平衡状态,【解答

9、】,已知1=430kPa，3=200kPa，c=15kPa，=20o,1.计算法,六、例题分析,【例1】地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa，小主应力为200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=15 kPa，=20o。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？,2.图解法,c,max,2.图解法,c,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f，所以，不会沿剪应力最大的面发生破坏,max,5.2 抗剪强度的测定方法,室内试验：直剪试验三轴试验等 野外试验：十字板扭剪试验旁压试验等,重塑土制

10、样或现场取样缺点：扰动优点：应力和边界条件 清楚，易重复,缺点：应力和边界条 件不易掌握优点：原状土的原位 强度,5.2 抗剪强度的测定方法,一、直接剪切试验,试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）,剪前施加在试样顶面上的竖向压力为剪破面上的法向应力，剪应力由剪切力除以试样面积,在法向应力作用下，剪应力与剪切位移关系曲线，根据曲线得到该作用下，土的抗剪强度,在不同的垂直压力下进行剪切试验，得相应的抗剪强度f，绘制f-曲线，得该土的抗剪强度包线,(1)固结慢剪 施加正应力-充分固结 剪切速率很慢，0.02mm/分，以保证无超静孔压(2)固结快剪 施加正应力-充分固结 在3-5分钟内剪切破坏(

11、3)快剪 施加正应力后立即剪切 3-5分钟内剪切破坏,通过控制剪切速率近似模拟排水条件,直剪试验方法,直剪试验优缺点,优点：仪器构造简单，试样的制备和安装方便，易于操作 缺点：剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，不一定是土样的最薄弱面。试验中不能严格控制排水条件，对透水性强的土尤为突出，不能量测土样的孔隙水压力。上下盒的错动，剪切过程中试样剪切面积逐渐减小，剪切面上的剪应力分布不均匀,二、三轴剪切试验,应变控制式三轴仪：压力室，加压系统，量测系统组成,三轴压缩仪示意图,二、三轴剪切试验,试验步骤:,2.施加周围压力,3.施加竖向压力,1.装样,抗剪强度包线,分别在不同的周围压力3

12、作用下进行剪切，得到34 个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线,c,三轴试验优缺点,优点：试验中能严格控制试样排水条件，量测孔隙水压力，了解土中有效应力变化情况试样中的应力分布比较均匀 缺点：试验仪器复杂，操作技术要求高，试样制备较复杂 试验在2=3的轴对称条件下进行，与土体实际受力情况可能不符,三、无侧限抗压强度试验,无侧限抗压强度试验是三轴剪切试验的特例，对试样不施加周围压力，即3=0，只施加轴向压力直至发生破坏，试样在无侧限压力条件下，剪切破坏时试样承受的最大轴向压力qu，称为无侧限抗压强度,无侧限抗压强度,无侧限压缩仪,根据试验结果只能作出一个极限应力圆（3=0

13、，1=qu）。因此对一般粘性土，无法作出强度包线。,说明：对于饱和软粘土，根据三轴不排水剪试验成果，其强度包线近似于一水平线，即u=0，因此无侧限抗压强度试验适用于测定饱和软粘土的不排水强度,qu,cu,u=0,无侧限抗压强度试验仪器构造简单，操作方便，可代替三轴试验测定饱和软粘土的不排水强度,灵敏度,粘性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重塑土的无侧限抗压强度的比值,反映土的结构受挠动对强度的影响程度,根据灵敏度将饱和粘性土分类：,低灵敏度土 1St2,中灵敏度土 2 St4,高灵敏度土 St4,一般适用于测定软粘土的不排水强度指标钻孔到指定的土层，插入十字形的探头通过施加的扭矩计

14、算土的抗剪强度,四、十字板剪切试验,柱体上下平面的抗剪强度产生的抗扭力矩,柱体侧面剪应力产生的抗扭力矩,1.不固结不排水剪（UU）,三轴试验：施加周围压力3、轴向压力直至剪破的整个过程都关闭排水阀门，不允许试样排水固结,直剪试验：通过试验加荷的快慢来实现是否排水。使试样在35min之内剪破，称之为快剪,5.3 排水条件与试验成果的关系,有效应力圆,总应力圆,u=0,cu,uA,饱和粘性土在三组3下的不排水剪试验得到A、B、C三个不同3作用下破坏时的总应力圆,试验表明：虽然三个试样的周围压力3不同，但破坏时的主应力差相等，三个极限应力圆的直径相等，因而强度包线是一条水平线,三个试样只能得到一个有

15、效应力圆,2.固结不排水剪（CU）,三轴试验：施加周围压力3时打开排水阀门，试样完全排水固结，孔隙水压力完全消散。然后关闭排水阀门，再施加轴向压力增量，使试样在不排水条件下剪切破坏,直剪试验：剪切前试样在垂直荷载下充分固结，剪切时速率较快，使土样在剪切过程中不排水，这种剪切方法称为固结快剪,将总应力圆在水平轴上左移uf得到相应的有效应力圆，按有效应力圆强度包线可确定c、,ccu,c,饱和粘性土在三组3下进行固结不排水剪试验得到A、B、C三个不同3作用下破坏时的总应力圆，由总应力圆强度包线确定固结不排水剪总应力强度指标ccu、cu,3.固结排水剪（CD）,三轴试验：试样在周围压力3作用下排水固结

16、，再缓慢施加轴向压力增量，直至剪破，整个试验过程中打开排水阀门，始终保持试样的孔隙水压力为零,直剪试验：试样在垂直压力下固结稳定，再以缓慢的速率施加水平剪力，直至剪破，整个试验过程中尽量使土样排水，试验方法称为慢剪,在整个排水剪试验过程中，uf 0，总应力全部转化为有效应力，所以总应力圆即是有效应力圆，总应力强度线即是有效应力强度线。强度指标为cd、d,cd,总结:,对于同一种土，在不同的排水条件下进行试验，总应力强度指标完全不同,有效应力强度指标不随试验方法的改变而不同，抗剪强度与有效应力有唯一的对应关系,抗剪强度指标的选用,土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同而异，对于具体工程问题，

17、应该尽可能根据现场条件决定采用实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标,5.4 地基破坏型式及地基承载力,地基承载力概念地基变形特征地基的破坏型式地基承载力,一、地基承载力概念,建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载能力之内,地基承载力：地基土单位面积承受荷载的能力,二、地基变形特征,a.线性变形阶段(压密阶段、线弹性变形阶段）,oa段，荷载小，主要产生压缩变形，荷载与沉降关系接近于直线，土中f,地基处于弹性平衡状态,地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基底压力称为临塑荷载pcr,二、地基变形特征,b.弹塑性变形阶段（剪切阶段、局部剪切阶段）,ab段，

18、荷载增加，荷载与沉降关系呈曲线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑性变形区,地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基底压力称为极限荷载pu,二、地基变形特征,c.破坏阶段（整体剪切破坏阶段）,bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，荷载增加，沉降急剧变化,三、地基的破坏形式,1.整体剪切破坏,a.p-s曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶段,b.地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面,c.荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，基础两侧地面明显隆起,坚硬的粘土、密砂地基,2.局部剪切破坏,a.p-s曲线转折点不明显，没有明显的直

19、线段,b.塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内,c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起,较软的粘土或较松散砂土地基,3.冲剪破坏,a.p-s曲线没有明显的转折点,b.地基不出现明显连续滑动面,c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷,软粘土或松砂地基,地基剪切破坏的型式，主要与土的压缩性质有关。,整体剪切破坏,地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基底压力称为临塑荷载pcr地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基底压力称为极限荷载pu,四、地基承载力,1、塑性区的发展范围,根据弹性理论，地基中任意点由条形

20、均布压力所引起的附加大、小主应力,四、地基承载力,1、塑性区的发展范围,假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1，M点土的自重应力所引起的大小主应力均为 0d+z,四、地基承载力,1、塑性区的发展范围,M点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件,塑性区边界方程,塑性区最大深度zmax,2、临塑荷载pcr和界限荷载,当zmax0，地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载,塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载为界限荷载,中心荷载,偏心荷载,注意:,(1)计算公式适用于条形基础,若近似地用于矩形、圆形基础，结果偏于安全,(2)计算土中由自重产生的主应力时，假定土的侧压力系数为1，与土的实际情

21、况不符，但可使计算公式简化,(3)在计算临界荷载时，土中已经出现塑性区，但土中应力是按弹性理论计算的，理论上相互矛盾，所产生的误差随着塑性区范围的扩大而扩大,3、例题分析,【例】某条基，底宽b=1.5m，埋深d=2m，地基土的重度19kN/m3，饱和土的重度sat21kN/m3,抗剪强度指标为=20，c=20kPa,求(1)该地基承载力p1/4,(2)若地下水位上升至地表下1.5m，承载力有何变化。,【解答】,(1),(2)地下水位上升时，地下水位以下土的重度用有效重度,说明：当地下水位上升时，地基的承载力将降低,5.5 地基的极限承载力,地基达到完全剪切破坏、丧失整体稳定时的临界荷载,5.5

22、 地基的极限承载力,一、普朗德尔极限承载力理论,1920年，普朗特尔根据塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式,假定：一个底面光滑的条形基础放在无重量的地基表面上，在均布荷载下，地基发生整体剪切破坏,将无限长，底面光滑的荷载板至于无质量的土(0)的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区,区：主动朗肯区，1竖直向，破裂面与水平面成45o/2,区：普朗特尔区，边界是对数螺线,区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o/2,普朗特尔理论的极限承载力理论解,承载力因数,当基础有埋深d 时,二、太沙基极限承载力理

23、论,底面粗糙，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态,区：弹性压密区(弹性核),区：普朗特尔区，边界是对数螺线,区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o/2,太沙基理论的极限承载力理论解,适用于条形基础整体剪切破坏情况,方形基础,局部剪切破坏时地基极限承载力,Nr、Nq、Nc为局部剪切破坏时承载力因数,对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后的公式,圆形基础,三、地基承载力的安全度（23）,四、影响地基承载力的因素,1、基础宽度及埋深,2、地基土的抗剪强度指标,3、地下水位,【例】某条基，底宽b=2m，埋深d=1m，地基土

24、为粉质粘土，重度18.4kN/m3，饱和土的重度sat20kN/m3,抗剪强度指标为=20，c=10kPa,地下水位较深。试问：(1)该地基的极限荷载与承载力（K=2.5）(2)若加大基础埋深为d=1.5m，地基承载力有何变化(3)若加大基础宽度为b=3m，地基承载力有何变化(4)若地下水位上升至基础底面，地基承载力有何变化(5)若地基土=30，c=10kPa，求地基承载力,五、例题分析,【例】某条基，底宽b=2m，埋深d=1m，地基土为粉质粘土，重度18.4kN/m3，饱和土的重度sat20kN/m3,抗剪强度指标为=20，c=10kPa,地下水位较深。试问：(1)该地基的极限荷载与承载力（

25、K=2.5）,【例】某条基，底宽b=2m，埋深d=1m，地基土为粉质粘土，重度18.4kN/m3，饱和土的重度sat20kN/m3,抗剪强度指标为=20，c=10kPa,地下水位较深。试问：(2)若加大基础埋深为d=1.5m，地基承载力有何变化,【例】某条基，底宽b=2m，埋深d=1m，地基土为粉质粘土，重度18.4kN/m3，饱和土的重度sat20kN/m3,抗剪强度指标为=20，c=10kPa,地下水位较深。试问：(3)若加大基础宽度为b=3m，地基承载力有何变化,【例】某条基，底宽b=2m，埋深d=1m，地基土为粉质粘土，重度18.4kN/m3，饱和土的重度sat20kN/m3,抗剪强度

26、指标为=20，c=10kPa,地下水位较深。试问：(4)若地下水位上升至基础底面，地基承载力有何变化,【例】某条基，底宽b=2m，埋深d=1m，地基土为粉质粘土，重度18.4kN/m3，饱和土的重度sat20kN/m3,抗剪强度指标为=20，c=10kPa,地下水位较深。试问：(5)若地基土=30，c=10kPa，求地基承载力,5.6 地基承载力特征值的确定,一、概念,1、地基承载力特征值：由保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降不超过允许值的地基承载力,2、地基承载力的确定方法：,a、按土的抗剪强度指标确定；b、按地基现场载荷试验确定；c、按规范提供的地基承载力表确定；d、根据相邻条件相似的建

27、筑物经验确定。,二、按土的抗剪强度指标确定,1、,2、建筑地基规范推荐的理论公式,5.6 地基承载力特征值的确定,地基极限承载力理论公式,二、按土的抗剪强度指标确定,1、地基极限承载力理论公式-总安全系数设计原则,当e0.033b，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力,fa 土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值Mb、Md、Mc 承载力系数（可根据k查表3-1得到)地基土的重度，地下水位以下取浮重度d基础埋置深度(m)，从室外地面标高计算m基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度b 基础底面宽度，大于6m时，按6m取值，对于砂土小于 3m时按3m取值ck 基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标

28、准值,2、建筑地基规范推荐的理论公式,三、按地基载荷试验确定,是在保持地基土天然应力和结构状态情况下，模拟建筑物荷载条件，通过一定面积的承压板向地基施加垂向荷载，研究地基土变形和强度规律的一种原位试验。试验中土的受力条件近似无侧限压缩。,三、按地基载荷试验确定,由拐点得地基极限承载力pu，除以安全系数K得容许承载力p,p-s曲线确定地基承载力特征值,1.当ps曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；2.当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；3.当不能按上述二点确定时，如压板面积为0.250.50m2，可取s/b=0.010.015所对应的荷载，但其值不应大于最

29、大加载量的一半。,四、按地基规范承载力表确定,规范规定：当b3m或d0.5m，地基承载力特征值应该进行修正,fa 修正后的地基承载力特征值fak 地基承载力特征值，根据强度指标确定b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（可查表3-3）,说明：规范规定地基承载力特征值还可以由载荷试验或其它原位测试、并结合工程经验等方法综合确定,五、例题分析,【例】某一柱下钢筋混凝土单独基础如图所示，已知基础底面尺寸为3.05.1m。1、按第2层粉质粘土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值；2、已知土层2的地基承载力特征值，试按地基规范承载力表确定地基承载力特征值。,F1,M,粉质粘土,F2,粉质粘土,淤泥质土,

30、1000,500,3.05.1m,【作业】,用分层总和法和规范法计算矩形基础甲的最终沉降量。,1.5,1,【解答】,1.计算基底压力,2.计算基底附加压力,3.确定沉降计算深度,zn=b(2.50.4lnb)=4.45m,4.根据计算尺寸，查表得到平均附加应力系数,根据计算表所示z=0.3m,sn=2.505mm 0.025 si=2.5575mm,6.沉降修正系数j s,根据Es=3.7MPa，p0 fak，查表得到ys=1.32,7.基础最终沉降量,s=ys s=135mm,土的极限平衡条件,如果土中某一点某一平面的剪应力等于该平面上的抗剪强度，称该点处于应力极限平衡状态，所绘出的应力圆为

31、极限平衡状态应力圆或破坏应力圆,应力圆与强度线相离：,强度线,应力圆与强度线相切：,极限应力圆,f,弹性平衡状态,=f,极限平衡状态,1、无粘性土的极限平衡条件,2、粘性土的极限平衡条件,六、例题分析,【例】地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa，小主应力为200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=15 kPa，=20o。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？,c,max,计算结果表明：1f大于该单元土体实际大主应力1，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单元土体处于弹性平衡状态,c,最大剪应力与主应力作用面成45o,最大

32、剪应力面上的法向应力,库仑定律,最大剪应力面上f，所以，不会沿剪应力最大的面发生破坏,max,【例】地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa，小主应力为200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=15 kPa，=20o。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？,1.不固结不排水剪（UU）,5.3 排水条件与试验成果的关系,有效应力圆,总应力圆,u=0,cu,uA,试验表明：三个极限应力圆的直径相等，因而强度包线是一条水平线，三个试样只能得到一个有效应力圆,2.固结不排水剪（CU）,ccu,c,3.固结排水剪（CD）,cd,在整个排水剪试验过程中，uf 0，总应力全部转化为有效应力，所以总应力圆即是有效应力圆，总应力强度线即是有效应力强度线。强度指标为cd、d,1.不固结不排水剪（UU）,有效应力圆,总应力圆,u=0,cu,uA,3.固结排水剪（CD）,总结:,对于同一种土，在不同的排水条件下进行试验，总应力强度指标完全不同,有效应力强度指标不随试验方法的改变而不同，抗剪强度与有效应力有唯一的对应关系,