土的抗剪強度
土的強度概念與工程意義
土的抗剪強度是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應力的極限抵抗能力。當土中某點由外力所產(chǎn)生的剪應力達到土的抗剪強度、發(fā)生了土體的一部分相對于另一部分的移動時，便認為該點發(fā)生了剪切破壞。工程實踐和室內(nèi)試驗都驗證了土受剪產(chǎn)生的破壞。剪切破壞是強度破壞的重要特點，所以強度問題是土力學中最重要的基本內(nèi)容之一。
目前，與強度有關的工程問題主要有下列三方面(圖6—1)。其一，是土作為材料構成的土工構筑物的穩(wěn)定問題，如土壩，路堤等填方邊坡以及天然土坡(包括挖方邊坡)等的穩(wěn)定性問題(圖6—1a)。其二，是土作為工程構筑物的環(huán)境的問題即土壓力問題，如|考試大|擋土墻、地下結構等的周圍土體，它的強度破壞將造成過大的對墻體的側(cè)向土壓力以致可能導致這些工程建筑物發(fā)生滑動、傾覆等破壞事故(圖6—1b)。第三則是土作為建筑物地墓的承載力問題。如果基礎下地基土體產(chǎn)生整體滑動或者其局部剪壞區(qū)發(fā)展導致過大的甚至不均勻的地基變形，都會造成上部結構的破壞成出現(xiàn)影響正常使用的事故。所以土的強度問題及其原理將為上述這些土工工程的設計和驗算提供理論依據(jù)和計算指標。
本章將著重介紹土的強度理論基本概念以及強度指標的測定方法與應用原理，同時也將簡要介紹影響土的抗剪強度的若干因素以及它的某些發(fā)展方面，其中包括土體固結所產(chǎn)生的強度增長的計算等。
必須指出，迄今為止，對土的抗剪強度的分析研究和應用，絕大部分都還是孤立地進行的．這指的是它只把土體作為剛塑性體(圖6—2)而與變形問題截然分開。當論及土的強度時，只考慮給定一種破壞準則而不進一步分析或計算所產(chǎn)生的變形大小，同樣，在前面一章談到的地基變形中只是把變形控制在強度破壞之前的范圍內(nèi)而不考慮破壞或極限應力，等等。但是，隨著現(xiàn)代技術的進展及其在土工中的應用(如電算技術，計算方法以及非線性地基土 模型等)，使得強度與變形的有機聯(lián)系正日益引起重視并有了解決的可能性，
土體強度理論與強度指標
直剪試驗與土的強度規(guī)律
土的抗剪強度問題的基本出發(fā)點是把土視作破壞前不變形的剛塑體，應力—應變曲線上的屈服應力6y(圖6—2)在物理意義上便與土的抗剪強度等同。為了確定土的這個“臨界應力”，必須進行試驗。通過試驗也可建立土的強度變化規(guī)律。強度確定方法與變形問題一樣，也是分室內(nèi)試驗與現(xiàn)場測定兩大類。直剪試驗是其中最基本的室內(nèi)試驗方法。
直剪試驗的儀器直剪儀如圖6—3所示。按加荷方式分，它有應變式和應力式兩類。前者是以等速推動剪切盒使土樣受剪，后者則是分級施加水平剪力于剪力盒使土樣受剪。我國目前普遍應用的是應變式直剪儀。對儀器中的土樣先施加不同的法向應力6=N/F(F--土樣截面積)，然后再施加水平剪力T，將下盒推動，使土樣在側(cè)限條件下沿人為規(guī)定的剪切面ab受剪。按給定的破壞標準確定其破壞狀態(tài)。例如，當剪應力—剪切位移曲線出現(xiàn)峰值時(圖6—4a)，取峰值剪應力為破壞時的剪應力Tf，當無峰值時可取對應于剪切位移入=2mm時的剪應力作為tf等。 同一種土的幾個不同土樣的直剪試驗都可得到相應的剪應力—剪切位移曲線<圖6-4a)和一組終值數(shù)據(jù)：法向應力e和剪壞時剪切面上的平均剪應力，，cTmax/F。在直角坐標?！?，關系圖中可以作出破壞剪應力的連線(圖6—4b)。在一般情況下，這個連線是線性的，公式(6—1)就是土體的強度規(guī)律的數(shù)學表達式。在18世紀七十年代由庫侖提出，所以也稱庫侖定律。它表明在一般的荷載范圍內(nèi)土的抗剪強度與法向應力之間呈直線關系，其中c、Q被稱為土的強度指標。兩個世紀以來，盡管土的強度問題的研究已得到很大發(fā)展，但這最基本的關系式仍廣泛應用于理論研究和工程實踐，面且也能滿足一般工程的精度要求。
土的強度概念與工程意義
土的抗剪強度是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應力的極限抵抗能力。當土中某點由外力所產(chǎn)生的剪應力達到土的抗剪強度、發(fā)生了土體的一部分相對于另一部分的移動時，便認為該點發(fā)生了剪切破壞。工程實踐和室內(nèi)試驗都驗證了土受剪產(chǎn)生的破壞。剪切破壞是強度破壞的重要特點，所以強度問題是土力學中最重要的基本內(nèi)容之一。
目前，與強度有關的工程問題主要有下列三方面(圖6—1)。其一，是土作為材料構成的土工構筑物的穩(wěn)定問題，如土壩，路堤等填方邊坡以及天然土坡(包括挖方邊坡)等的穩(wěn)定性問題(圖6—1a)。其二，是土作為工程構筑物的環(huán)境的問題即土壓力問題，如|考試大|擋土墻、地下結構等的周圍土體，它的強度破壞將造成過大的對墻體的側(cè)向土壓力以致可能導致這些工程建筑物發(fā)生滑動、傾覆等破壞事故(圖6—1b)。第三則是土作為建筑物地墓的承載力問題。如果基礎下地基土體產(chǎn)生整體滑動或者其局部剪壞區(qū)發(fā)展導致過大的甚至不均勻的地基變形，都會造成上部結構的破壞成出現(xiàn)影響正常使用的事故。所以土的強度問題及其原理將為上述這些土工工程的設計和驗算提供理論依據(jù)和計算指標。
本章將著重介紹土的強度理論基本概念以及強度指標的測定方法與應用原理，同時也將簡要介紹影響土的抗剪強度的若干因素以及它的某些發(fā)展方面，其中包括土體固結所產(chǎn)生的強度增長的計算等。
必須指出，迄今為止，對土的抗剪強度的分析研究和應用，絕大部分都還是孤立地進行的．這指的是它只把土體作為剛塑性體(圖6—2)而與變形問題截然分開。當論及土的強度時，只考慮給定一種破壞準則而不進一步分析或計算所產(chǎn)生的變形大小，同樣，在前面一章談到的地基變形中只是把變形控制在強度破壞之前的范圍內(nèi)而不考慮破壞或極限應力，等等。但是，隨著現(xiàn)代技術的進展及其在土工中的應用(如電算技術，計算方法以及非線性地基土 模型等)，使得強度與變形的有機聯(lián)系正日益引起重視并有了解決的可能性，
土體強度理論與強度指標
直剪試驗與土的強度規(guī)律
土的抗剪強度問題的基本出發(fā)點是把土視作破壞前不變形的剛塑體，應力—應變曲線上的屈服應力6y(圖6—2)在物理意義上便與土的抗剪強度等同。為了確定土的這個“臨界應力”，必須進行試驗。通過試驗也可建立土的強度變化規(guī)律。強度確定方法與變形問題一樣，也是分室內(nèi)試驗與現(xiàn)場測定兩大類。直剪試驗是其中最基本的室內(nèi)試驗方法。
直剪試驗的儀器直剪儀如圖6—3所示。按加荷方式分，它有應變式和應力式兩類。前者是以等速推動剪切盒使土樣受剪，后者則是分級施加水平剪力于剪力盒使土樣受剪。我國目前普遍應用的是應變式直剪儀。對儀器中的土樣先施加不同的法向應力6=N/F(F--土樣截面積)，然后再施加水平剪力T，將下盒推動，使土樣在側(cè)限條件下沿人為規(guī)定的剪切面ab受剪。按給定的破壞標準確定其破壞狀態(tài)。例如，當剪應力—剪切位移曲線出現(xiàn)峰值時(圖6—4a)，取峰值剪應力為破壞時的剪應力Tf，當無峰值時可取對應于剪切位移入=2mm時的剪應力作為tf等。 同一種土的幾個不同土樣的直剪試驗都可得到相應的剪應力—剪切位移曲線<圖6-4a)和一組終值數(shù)據(jù)：法向應力e和剪壞時剪切面上的平均剪應力，，cTmax/F。在直角坐標?！?，關系圖中可以作出破壞剪應力的連線(圖6—4b)。在一般情況下，這個連線是線性的，公式(6—1)就是土體的強度規(guī)律的數(shù)學表達式。在18世紀七十年代由庫侖提出，所以也稱庫侖定律。它表明在一般的荷載范圍內(nèi)土的抗剪強度與法向應力之間呈直線關系，其中c、Q被稱為土的強度指標。兩個世紀以來，盡管土的強度問題的研究已得到很大發(fā)展，但這最基本的關系式仍廣泛應用于理論研究和工程實踐，面且也能滿足一般工程的精度要求。