文档介绍:土的抗剪强度特性
[摘要]抗剪强度是土的主要力学性质之一,也是土力学的重要组成部分。土体是否达到剪切破坏状态,除了取决于其本身的性质之外,还与它所受到的应力组合密切相关。为了保证土木工程建设中建(构)筑物的安全和稳定,就必须详细研究土的抗若位于破坏包线以上,即处
自机处璃筒
透水占、
V水倒
透水右、
底座
傀皮0
于破坏区域内,表明土单元体已经破坏,实际上此时剪应力刊曾加到抗剪强度号时,可将产生应力迁移和应力重分布,不可能再继续增长。
2三轴剪切试验
1原理
代皮(fl
接空压机
後空压机
三轴剪切试验的原理是在圆柱形试样上施加最人主应力(轴向压力)归和最小主应力(周围压力)巾。固定其中之一(一般是丙)不变,改变另一个主应力,使试样中的剪应力逐渐增人,直至达到极限平衡而剪坏,由此求出土的抗剪强度。
三轴剪切试验仪(也称三轴压缩仪)由受压室、周闱压力控制系统、轴向加压系统、孔隙水压力系统以及试样体积变化量测系统等组成。
试验时,将圆柱体土样用乳胶膜包裹,固定在压力室内的底座上。先向压力室内注入液体(一般为水),使试样受到周围压力(73,并使『3在试验过程中保持不变。然后在压力室上端的活塞杆上施加垂直压力直至土样受剪破坏。
按剪切前的固结程度和剪切过程中的排水条件三轴试验可分为三种类型:
(1)不固结不排水剪(UU)
试样在完全不排水条件卜•施加周I韦I压力后,快速增人轴向压力到试样破坏。试验过程由始至终关闭排水阀门,土样在剪切破坏时不能将土中的孔隙水排出。土样在加压和剪切过程中,含水量始终保持不变,得到的抗剪强度指标用6、(P■表示。
控制方法:应变控制式。
(2)固结不排水剪(CU)
先对土样施加周围压力,将排水阀门开启,让土样中的水排入量水管中,直至排水终止,土样完全固结。然后关闭排水阀门,施加竖向压力A6使土样在不排水条件卞剪切破坏,得到的抗剪强度指标用cz(P表示。
控制方法:应变控制式。
(3)固结排水剪(CD)
在固结过程和Ac的缓慢施加过程中,都让土样充分排水(将排水阀门开启),使土样中不产生孔隙水压力。故施加的应力就是作用于土样上的有效应力,得到的抗剪强度指标用c“、<P山表示。
设土样破坏时由活塞杆加在土样上的垂直压力为Aq,则土样上的最人主应力为=6+AOi,而最小主应力为Sf。由5_f和可绘制出一个莫尔圆。用同一种土制成3-4个土样,按上述方法进行试验,对每个土样施加不同的周I判压力巾,町分别求得剪切破坏时对应的最人主应力5,将这些结果绘成一组莫尔圆。根据土的极限平衡条件可知,通过这些莫尔圆的切点的直线就是土的抗剪强度线,由此可得抗剪强度指标c、(p值(图5-11)。
(b)
(c)
三轴试验基本原理
(G试样I韦I压(b)破坏时试样主应力(c)应力圆与强度包线
将同一土样在不同应力条件下所测得的不少于4次的三轴剪切试样结杲,分别绘制应力圆,从这些应力园的包线即可求出抗剪强度指标。
试验方法
分析方法
应力园
包线
圆心横坐标
半径
在纵轴上的截距
倾角
不固结不排水剪
总应力法
3((7]f+CT3f)
-^f)
Cu
n
固结不排水剪
总应力法
3((7]f+CT3f)
-^f)
Ccu