第一節(jié) 土的抗剪強(qiáng)度

　　土的抗剪強(qiáng)度是指土體對(duì)于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。在外荷載作用下，土體中將產(chǎn)生剪應(yīng)力和剪切變形，當(dāng)土中某點(diǎn)由外力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，土就沿著剪應(yīng)力作用方向產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，該點(diǎn)便發(fā)生剪切破壞。工程實(shí)踐和室內(nèi)試驗(yàn)都證實(shí)了土是由于受剪而產(chǎn)生破壞，剪切破壞是土體強(qiáng)度破壞的重要特點(diǎn)，因此，土的強(qiáng)度問(wèn)題實(shí)質(zhì)上就是土的抗剪強(qiáng)度問(wèn)題。

　　一、土的強(qiáng)度理論與強(qiáng)度指標(biāo)

　　(一)抗剪強(qiáng)度的庫(kù)侖定律

　　(二)土的強(qiáng)度理論與極限平衡條件

　　1.土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)

　　2.　摩爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論

　　在一定的壓力范圍內(nèi)，土的抗剪強(qiáng)度可用庫(kù)侖公式表示，當(dāng)土體中某點(diǎn)的任一平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，就認(rèn)為該點(diǎn)已發(fā)生剪切破壞，該點(diǎn)也即處于極限平衡狀態(tài)。土的這種強(qiáng)度理論稱為摩爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論。

　　【例題5】當(dāng)土體中某點(diǎn)的任一平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)，此強(qiáng)度理論稱為(　　　　)。

　　A.　摩爾強(qiáng)度理論

　　B.　庫(kù)侖強(qiáng)度理論

　　C.　 摩爾—庫(kù)侖強(qiáng)度理論

　　D.　太沙基理論

　　答案：C

　　3. 土中應(yīng)力與土的平衡狀態(tài)

　　將抗剪強(qiáng)度包線與摩爾應(yīng)力圖畫(huà)在同一張坐標(biāo)圖上，觀察應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線之間 的位置變化，如圖15-7-2所示。隨著土中應(yīng)力狀態(tài)的改變，應(yīng)力圓與強(qiáng)度包線之間的位置關(guān)系將發(fā)生三種變化情況，土中也將出現(xiàn)相應(yīng)的三種平衡狀態(tài)：

　　1)當(dāng)整個(gè)摩爾應(yīng)力圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方時(shí)(圓I)，表明通過(guò)該點(diǎn)的任意平面上的剪應(yīng)力都小于土的抗剪強(qiáng)度，此時(shí)該點(diǎn)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生剪切破壞;

　　2)當(dāng)摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線相切時(shí)(圓II)，表明在相切點(diǎn)所代表的平面上，剪應(yīng)力正好等于土的抗剪強(qiáng)度，此時(shí)該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)，相應(yīng)的應(yīng)力圓稱為極限應(yīng)力圓。

　　3)當(dāng)摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線相割時(shí)(圓III)，表明該點(diǎn)某些平面上的剪應(yīng)力已超過(guò)了土的抗剪強(qiáng)度，此時(shí)該點(diǎn)已發(fā)生剪切破壞(由于此時(shí)地基應(yīng)力將發(fā)生重分布，事實(shí)上該應(yīng)力圓所代表的應(yīng)力狀態(tài)并不存在);

　　【例題6】根據(jù)圖15-7-2進(jìn)行分析，當(dāng)整個(gè)摩爾應(yīng)力圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方時(shí)(圓I)時(shí)，表明土中的某應(yīng)力點(diǎn)處于(　　　　)。

　　A.　穩(wěn)定平衡狀態(tài)

　　B.　極限平衡狀態(tài)

　　C.　剪切破壞

　　答案：A

　　【例題7】隨著土中應(yīng)力狀態(tài)的改變，土中將出現(xiàn)三種平衡狀態(tài)，其中不包括(　　　)。

　　A.穩(wěn)定平衡狀態(tài)

　　B.極限平衡狀態(tài)

　　C.剪切破壞

　　D.劈裂破壞

　　答案：D

　　4.　土的極限平衡條件

　　根據(jù)極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線之間的幾何關(guān)系，可以建立土中主應(yīng)力表示的土的極限平衡條件。設(shè)土體中某點(diǎn)剪切破壞時(shí)的破裂面與大主應(yīng)力的作用面成a角，該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的摩爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相切于A點(diǎn)，如圖15-7-3所示。將抗剪強(qiáng)度線延長(zhǎng)與軸相交于B點(diǎn)，由直角三角形ABO1可知：

　　5. 土的極限平衡條件的應(yīng)用

　　采用應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線相互位置關(guān)系來(lái)評(píng)判的圖解法也可以得到相同的結(jié)果。