《土力学与基础工程》课程授课教案（讲义）第五章 土的抗剪强度 5.2 抗剪强度的测定方法

§5.2抗剪强度的测定方法 测定土的抗剪强度的方法有多种。 室内方法：「直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧限抗压强度试验 一、直接剪切试验 应变控制式直剪仪的试验原理： 对同一种土至少取4个平行试样，分别在不同垂直压力。下剪切破坏，将 试验结果绘制抗剪强度：，与相应垂直压力σ的关系图。 试验结果表明：了对于粘性土x,~σ基本上呈直线关系，用库伦公式表示： 气对于无粘性土t,~σ则是通过原点的直线。 直接剪切仪的优点：了构造简单 操作方便 直接剪切仪的缺点： 〔限定剪切面不一定是最薄弱面 剪切面上剪应力分布不均匀 剪切面在剪切过程中是逐渐缩小的 不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力 二、三轴压缩试验 三轴压缩仪的试验原理： 对同一种土至少取3个平行试样，分别在不同周围压力σ，下剪切破坏，将 试验结果绘制为若干个极限应力圆。根据莫尔-库伦理论，这一组极限应力圆的 公共切线即为土的抗剪强度包线，可近似取为一条直线，直线的方程即为库伦公 式所表示的方程。 四)世样受周置正力：)爱环时这样上路主痘方：法样道好时首寒家 三轴压缩仪的优点：〔能较严格地控制排水条件 能量测试样中孔隙水压力的变化 剪切破坏面为最薄弱面

§5.2 抗剪强度的测定方法 测定土的抗剪强度的方法有多种。 室内方法： 直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧限抗压强度试验 一、直接剪切试验 应变控制式直剪仪的试验原理： 对同一种土至少取 4 个平行试样，分别在不同垂直压力  下剪切破坏，将 试验结果绘制抗剪强度 f  与相应垂直压力  的关系图。 试验结果表明： 对于粘性土  f ~  基本上呈直线关系，用库伦公式表示； 对于无粘性土  f ~  则是通过原点的直线。 直接剪切仪的优点： 构造简单 操作方便 直接剪切仪的缺点： 限定剪切面不一定是最薄弱面 剪切面上剪应力分布不均匀 剪切面在剪切过程中是逐渐缩小的 不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力 二、三轴压缩试验 三轴压缩仪的试验原理： 对同一种土至少取 3 个平行试样，分别在不同周围压力  3 下剪切破坏，将 试验结果绘制为若干个极限应力圆。根据莫尔-库伦理论，这一组极限应力圆的 公共切线即为土的抗剪强度包线，可近似取为一条直线，直线的方程即为库伦公 式所表示的方程。 三轴压缩仪的优点： 能较严格地控制排水条件 能量测试样中孔隙水压力的变化 剪切破坏面为最薄弱面

三轴压缩仪的缺点「试验设备、试验过程相对复杂 试样的受力状态为轴对称情况，与实际土体的受力状态未必 相符。 三、无侧限抗压强度试验 无侧限抗压强度试验可以看作围压σ，=0的三轴不排水剪切试验，试件剪切 破坏时试样所能承受的最大轴向压力q称为无侧限抗压强度。 根据试验结果，只能作一个极限应力圆(o,=9。,0,=0),对于一般粘性土 就无法作出破坏包线。而对于饱和粘性土，根据三轴不固结不排水试验的结果 其破坏包线接近于 条水平线，即u=0。 如仅需测定饱和粘性土的不排水抗剪 强度，就可以利用比较简单的无侧限抗压强度试验代替三轴试验。 无侧限抗压强度试验所得的极限应力圆的水平切线就是破坏包线。 y==

三轴压缩仪的缺点 试验设备、试验过程相对复杂 试样的受力状态为轴对称情况，与实际土体的受力状态未必 相符。 三、无侧限抗压强度试验 无侧限抗压强度试验可以看作围压  3 =0 的三轴不排水剪切试验，试件剪切 破坏时试样所能承受的最大轴向压力 u q 称为无侧限抗压强度。 根据试验结果，只能作一个极限应力圆（  1＝ u q ， 3 =0），对于一般粘性土 就无法作出破坏包线。而对于饱和粘性土，根据三轴不固结不排水试验的结果， 其破坏包线接近于一条水平线，即 u=0。如仅需测定饱和粘性土的不排水抗剪 强度，就可以利用比较简单的无侧限抗压强度试验代替三轴试验。 无侧限抗压强度试验所得的极限应力圆的水平切线就是破坏包线。 2 u f u q  = c =