土的抗剪強度試驗方法及指標的應(yīng)用

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土的抗剪強度試驗方法及指標的應(yīng)用

作者：齊萬義

來源：《環(huán)球市場信息導報》2013年第03期

土是自然界漫長的地質(zhì)年代內(nèi)所形成的一種非連續(xù)、各向異性明顯的多孔松散堆積物，是由固體顆粒、水和氣體三相體系組成的。即使是同一土層，其性質(zhì)仍有一定的差異。它既不是理想的彈性材料，也不是理想的塑性材料，土的三相組成使其工程性質(zhì)表現(xiàn)相當復雜性質(zhì)復雜、不均勻、各向異性的材料，三相之間的相互作用對土的抗剪強度有很大的影響，同時，土中的孔隙水壓力等對土的強度影響也是不可忽視的。根據(jù)有效應(yīng)力原理，土的強度指標中分為有效應(yīng)力強度指標和總應(yīng)力強度指標，總應(yīng)力強度指標又分為固結(jié)不排水和不固結(jié)不排水強度指標。在室內(nèi)或室外試驗與測試中，不同的試驗方法或條件所測得測得結(jié)果是有較大差別的。這就需要我們盡可能選擇選擇與工程實際條件相似的試驗方法。土的抗剪強度是土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學性質(zhì)之一。主要對與土的抗剪強度有關(guān)的試驗方法及其在工程中應(yīng)用的問題做了介紹和探討。

土強度的試驗方法及應(yīng)用。土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的能力。在土力學中，采用摩爾—庫侖強度準則，用內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力兩個指標描述土的抗剪強度規(guī)律，即在土的破裂面上，抗剪強度隨法向應(yīng)力增長的規(guī)律。土的抗剪強度指標和土的原始狀態(tài)、應(yīng)力路徑、應(yīng)力歷史、排水條件等因素有關(guān)，考慮不同因素影響時，應(yīng)采用不同的試驗方法。土的抗剪強度的試驗方法，目前室內(nèi)最常用的是直接剪切試驗和三軸壓縮試驗，后者是較為完善的方法。土的剪切試驗有三種方法：①不固結(jié)不排水水剪（UU）；②固結(jié)不排水剪（CU）；③排水剪（CD）。

根據(jù)有效應(yīng)力原理，土的抗剪強度是由土的有效應(yīng)力決定的，孔隙水壓力對于土的抗剪強度沒有任何作用，在沒有超靜孔隙水壓力或者孔隙水http://http://m.oriental01.com/news/55769BDD916385AF.html壓力可以確定時，都應(yīng)當用有效應(yīng)力強度指標。

上述3種試驗方法中不固結(jié)不排水剪試驗結(jié)果只能用總應(yīng)力指標表示，排水剪試驗結(jié)果就是有效應(yīng)力指標（ d= ′），只有固結(jié)不排水剪試驗結(jié)果可用總應(yīng)力或有效應(yīng)力指標來表示。 主應(yīng)力 （kPa）用總應(yīng)力表示：

用有效應(yīng)力表示： —土體破壞面上的抗剪強度；—土的總應(yīng)力抗剪強度指標；—土的有效應(yīng)力抗剪強度指標；—剪切面上的總應(yīng)力；—剪切面上的有效應(yīng)力；—土體破壞時的超孔隙水應(yīng)力。

在剪切試驗過程中試樣內(nèi)的有效應(yīng)力（或孔隙水應(yīng)力）將隨剪切前試樣的固結(jié)程度和剪切中排水條件而異。因此，同一種土如用不同的方法進行試驗，即使剪切破壞面上法向總應(yīng)力相同，其抗剪強度也未必相同。當以有效應(yīng)力來表示試驗結(jié)果時，不同的試驗方法引起的強度差

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