2016一级结构:土的抗剪强度讲义(1)

土的抗剪强度

土的强度问题,实质上就是一部分土体与另一部分之间相对滑动的抵抗能力。在工程实际中常见的强度问题,可归纳为三大类:

第一,作为土工结构物的稳定性问题。如人工筑成的路堤、土坝、基坑等的边坡,以及天然土坡等的稳定性;

第二,作为结构物的环境,如挡土墙、地下室的侧墙、桥台、地下铁道的衬砌等,作 用在墙面上土压力大小与土的强度有直接关系;

第三,建筑物地基的承载力问题。

边坡稳定、土压力和地基承载力等问题,是土抗剪强度的实际应用,所以抗剪强度是 土力学基本理论问题之一。

一、抗剪强度的基本概念及测定方法

土的抗剪强度符合摩擦定律。因为它是同一种材料不同部分之间的滑动,故特称为内摩擦,相应的系数称为内摩擦系数。可通过试验确定。

(一)土的抗剪强度规律

图12-4-1  应变控制式直剪仪

1一轮轴；2一底座；3—透水石；4—测微表；

5一活塞；6一上盒；7—土样；8—测微表；

9一量力环；10一下盒；11一剪切面

图12-4-1表示一种最简单的强度试验仪,称为直剪仪。由上盒和下盒所组成,上 盒固定不动,下盒可自由移动。土样的直径 64mm,相当于面积A =30cm²;厚度 25mm。试验时,把土样置于盒内上下透水石之间,通过承压板施加竖向荷载黏;推动 下盒施加剪切力τ。土样破坏时,在上下盒 之间形成剪切面,则破坏时剪切面上的法向应力σ和抗剪强度τ_f分别为:

σ=P/A    τ_f＝T/A

取3-4个重度与含水量大致相同的土样,分别在不同的竖向荷载P作用下进行剪切试 验,就可以得到抗剪强度与法向应力之间的关系。