土力学复习完美笔记----珍藏打印版(5)

1.正常固结土——饱和粘性土的固结不排水抗剪强度与应力历史有关，对正常固结土，天然状态下从未固结的话，其抗剪强线一定通过坐标原点；在ζ3作用下，排水固结， Δμ3 =0 。在ζ1 -ζ3作用下，不排水剪切，其抗剪强度随ζ1 -ζ3的增加而增长。由于ζ'1 = ζ1 -μf ， ζ'3 = ζ3 - μf所以ζ'1 - ζ '3 = ζ1 - ζ3 ，总应力莫尔圆与有效应力莫尔圆同半径，两者间在水平方向差了一个 μf 。正常固结土，受剪时孔隙体积减小，体积压缩，孔隙水压力为正值，故ζ'<ζ，有效应力莫尔圆在总应力莫尔圆的左侧，所以θ'> θ。

2. 超固结土的抗剪强度——在超固结段，由于土样已经承受过一个大于现有压力的前期固结压力pc，在pc作用下，已经固结过，此时已具有一定的强度（事先压密过），所以抗剪强度线不通过坐标原点，但其强度随压力的增长不如正常固结土显著，抗剪强度线比正常固结土平缓；过了前期固结压力pc后，又恢复到正常固结状态，其抗剪强度线应通过坐标原点，如用有效应力表示，由于超固结土剪切时，体积膨胀，产生负的孔隙水压力，故有效应力圆在总应力圆的右方，而在正常固结段，有效应力圆在总应力圆的左方显然： c'< ccu，θ'> θcu，实用上，近似取： ηf = ccu + ζ.tan θcu

应力路径的概念及抗剪强度的其它问题

应力路径——在外力作用下，土中某点的应力变化过程在应力坐标系中的轨迹。它是土体在外力作用下应力变化情况（过程）的一种表述方法。 几种常见的应力路径表示方法：1.直接剪切试验的应力路径2.三轴压缩试验的应力路径——a.剪切破坏面上的总应力的应力路径b.剪切破坏面上的有效应力应力路径c.路堤分级加荷时的应力路径 a.无侧限抗压：ηfo=c=qu/2 天然状态下，如果土体在po=γ.z,的压力下已经固完毕，则天然强度项中还应加上γ.z .tanθcu ， b.荷载作用下的强度增长规律 fo t fo 1 Ut tan cu

Ut—某一时刻土的固结度，θcu—固结不排水的内摩擦角，Δζ'—土中某点的有效应力增量，Δηt——某一时刻由有效应力增量引起的抗剪强度增量，

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例题1：某土样进行剪切试验，测得破坏时剪切破坏面上的应力如表1，试根据测试结果计算土的抗剪强度指标；若已知土中某点的大主应力ζ1 =410kPa 、小主应力ζ3 = 200kPa，试判断该点处于何种应力状态？ 表1 土样破坏时剪切破坏面上的应力值

解：根据ηf= ζ .tanθ +c 得：22.466= 50.0*tanθ+c <1> 59.866= 200.0*tanθ+c <2> <2> - <1>，37.4=150.0 *tanθ。θ =tan-1θ= θ =tan-1 ( 37.4/150)= tan-1 0.249=14o

> ζ3 = 200(kPa)已破坏。

例题2：某饱和粘性土试样进行无侧限抗压试验得cu=70kPa，如果对同一土样进行三轴不固结不排水试验，施加周围压力ζ3 = 150kPa，问试样将在多大的轴向压力作用下发生破坏？

00 290(kPa) oooo

150 tan(45 ) 2 70 tan(45 ) tan(45 ) 2 c tan(45 )13 12222

例题3：正常固结的饱和粘性土试样进行不固结不排水试验得 u 0 , c u 20 kPa 对同样的土样，进行固结

o

不排水试验，得有效抗剪强度指标 c 0 , 30 如果试样在不排水条件下破坏，求破坏时的有效大、小主应力。

解： 3 113 3 40 1 cu 20 22 2o02oo 3 3 1 tan(45 30/2) tan(45 /2) 2 c tan(45 /2)313

联立得： 3 20kPa 1 60kPa

第六章：挡土墙及土压力计算

挡土墙：为防止土体坍塌而修建的挡土结构。土压力：墙后土体对墙背的作用力称为土压力。 一、三种土压力——根据墙、土间可能的位移方向的不同，土压力可以分为三种类型：

1.主动土压力Ea——在土压力作用下，挡土墙发生离开土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为主动土压力，记为Ea 。

2.被动土压力Ep——在外力作用下，挡土墙发生挤向土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为被动土压力，记为Ep 。

3.静止土压力Eo——墙土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力称为静止土压力，记为Eo 。 二、三种土压力在数量上的关系

墙、土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，与天然状态相同，此时的土压力为静止土压力；在此基础上，墙发生离开土体方向的位移，墙、土间的接触作用减弱，墙、土间的接触压力减小，因此主动土压力在数值上将比静止土压力小；而被动土压力是在静止土压力的基础上墙挤向土体，随着墙、土间挤压位移量的增加，这种挤压作用越来越强，挤压应力越来越大，因此被动土压力最大。即：Ea<Eo<Ep 三、静止土压力Eo的计算

Eo =Ko *γ*H2/2，(kN/m)

式中： γ为填土的容重(kN/m3) ，Ko为静止土压力系数，可近似取 Ko =1-sinθ'，θ'为土的有效内摩擦角。 H为挡土墙高度，m。

朗肯土压力理论——1857年，朗肯根据半空间应力状态下的极限平衡条件导出了土压力的计算公式；称为朗肯土压

力理论。 1.主动土压力

m——朗肯主动土压力系数；c

γ ，内摩擦角为θ。（对于砂土c=0）

2.被动土压力Ep 1/m——朗肯被动土压力系数；

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库仑土压力理论——墙离开或挤向土体时的极限状态下，墙后形成一具有滑动趋势的土楔体，根据该土楔体的静力平衡条件求解。假设：墙后填土是理想的无粘性土，滑裂面为过墙踵的平面。 1.主动土压力 （1）土楔体自重G

（2）滑动面BC上的作用力R——主动状态，墙向前移动，土楔体下滑，摩擦力向上，BC面上总的摩擦力与法向力之和为R，按物理学：f =μ.N μ—为摩擦系数，BC面上，两种介质相同，均为土，按库仑定律律，土与土之间的摩擦系数为tanθ，所以， f /N = tanθ，据此知：R位于N的下方，与N的作用线成θ角，与G的作用线成：θ- θ。

（3）墙背AB面上的作用力E——与BC面一样，墙背上作用有法向力和摩擦力，该面上总的摩擦力与法向力之和为E，则E和墙背法线之间的夹

角为δ ，与G作用线间的夹角为： 90° - δ-ε土楔体在这三个力作用下处于静力平衡，所以力的作用线应交于一点，力三角形应封闭，作力三角形：E为墙背对土楔体的作用力，其极限状下的最大反作用力就是土压力，解三角形得：

将前面G的表达式代入得：

能的θ值中最容易使土体滑动的那个，由于墙体是向前移动，所以最容易滑动的是E值最大的那个面。求E的最大值：

a 库仑主动土压力系数，应用时，查表。

Ea沿深度呈三角形分布，其作用点距墙底H/3，位于墙背法线上方，与墙背法线成δ角。具体如图：

K f( , , , )

K2.被动土压力 p f ( , , , ) 库仑被动土压力系数，应用时，查表。

Ep沿深度呈三角形分布，其作用点距墙底H/3，位于墙背法线下方，与墙背法线成δ角。 库仑理论应用中的几个问题 1. 关于δ的取值:

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δ值与墙后填土的性质、填土含水量及墙背的粗糙程度变化于0～θ之间，实用中常取δ=1/2～1/3θ。

2. 当墙后填土为粘性土时——为了得到确切的解析解，库仑理论 …… 此处隐藏：2766字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……