高等土力学(李广信)3.1-概述

第3章土的强度第3章土的强度3.1概述3.2土的抗剪强度的机理3.3土的强度与土的物理性质3.4影响土的强度外部因素3.5土的排水与不排水强度3.6土的强度理论3.7粘性土的抗拉强度3.1概述3.1.1研究历史3.1.2土的强度的特点3.1.3土的屈服、强度和土体破坏3.1.4测定土强度的试验方法3.1.1研究历史4.广义密塞斯（Mises）和广义屈雷斯卡（Tresca）5.现代的强度理论：破坏是应力应变关系的最后状态：包括在本构关系模型之内6.与时间有关、拉伸、断裂及孔隙水压力：水力劈裂tgfc)(nff1.1776年，库仑（Coulomb)公式：2.1900年，莫尔(Mohr):3.土的抗剪强度f是作用在其破坏面上的正应力n的单值函数3.1.2土的强度的特点1.土是碎散颗粒的集合，颗粒之间的相互联系是一般相对薄弱的。所以土的强度主要是由颗粒间的相互作用力决定，而不是由颗粒矿物的强度本身决定的。2.土的破坏主要是剪切破坏，其强度主要表现为抗剪（摩擦）强度。3.粘聚力：颗粒间的连接－粘聚力。4.三相组成，固体颗粒之间的液体、气体及液、固、气间的界面对于土的强度有很大影响：孔隙水压力、吸力（毛细力）。5.地质历史造成土强度强烈的多变性、结构性和各向异性。6.土强度的这些特点体现在它受内部和外部、微观和宏观众多因素的影响，成为一个十分复杂的课题。1.屈服与强度：刚塑性弹－完全塑性应变软化断裂弹塑性图3－1土的几种本构关系模型2.土的强度和土体破坏1)土达到屈服不一定达到破坏2)在土体中，局部土达到强度，不一定引起土体的破坏3)渐进破坏与崩塌、断裂塑性区部分土体达到强度（屈服），地基并不一定破坏。图3－2土中的塑性区厚壁筒内压破坏（内压为面力pip0）弹－完全塑性模型计算的应力路径弹塑性模型计算的应力路径内壁点a与外壁点b必须同时达到强度线，试样才会破坏-部分土体达到强度（屈服），并不一定整体破坏。图3－3厚壁筒内压扩张的受力与应力路径随着内筒的压力增加分布pv图3－4应变软化与厚壁筒的渐进破坏土的应变软化压力与内筒的体变3.1.4测定土强度的试验方法1.土破坏(强度）的判断2.室内试验与现场测试3.直剪试验与三轴试验4.复杂应力路径试验：平面应变、真三轴、空心扭剪5.超静孔压与吸力的影响：排水与不排水，非饱和土三轴试验1.土破坏的判断1）破坏是应力体变过程的最后阶段，这时微小的应力增量将会引起很大的，或者不可控制的应变增量；2）土的破坏主要是剪切破坏；3）有时用应力比和应力差判断破坏是不一致的。1－3峰值强度残余强度图3－5土的几种破坏形式定义断裂一定应变值破坏是应力体变过程的最后阶段，这时微小的应力增量将会引起很大的，或者不可控制的应变增量。B：最大应力比(/)maxA：最大应力差（－）max不同的强度确定方法p,pq总应力路径与有效应力路径图3－6松砂固结不排水试验(CU)q应力应变曲线ABBA