内容发布更新时间 : 2024/5/25 0:57:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

此在有条件的情况下应尽量采用三轴试验方法。另外，GBJ 123-88《土工试验方法标准》规定直剪试验的固结快剪和快剪试验只适用于渗透系数小于106 cm/s的粘土，对于其它的土类，则不宜采用直剪试验方法。

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（2）有效应力强度指标

用有效应力法及相应指标进行计算，概念明确，指标稳定，是一种比较合理的分析方法，只要能比较准确地确定孔隙水压力，则应该推荐采用有效应力强度指标。当土中的孔隙水压力能通过实验、计算或其它方法加以确定时，宜采用有效应力法。有效应力强度指标可用三轴排水剪成三轴固结不排水剪（测孔隙水压力）测定。

（3）不固结不排水剪指标

土样进行不固结不排水剪切时，所施加的外力将全部由孔隙水压力承担，土样完全保持初始的有效应力状况，所测得的强度即为土的天然强度。在对可能发生快速加荷的正常固结粘性土上的路堤进行短期稳定分析时，可采用不固结不排水的强度指标；对于土层较厚、渗透性较小、施工速度较快工程的施工期或竣工时，分析也可采用不固结不排水剪的强度指标。

（4）固结不排水剪指标

土样进行固结不排水剪试验时，周围固结压力?3将全部转化为有效应力,而施加的偏应力将产生孔隙水压力。在对土层较薄、渗透性较大、施工速度较慢的工程进行分析时，可采用固结不排水剪的强度指标。

6. 应力路径的概念

（1）应力路径的定义

应力路径是指在外力作用下土中某一点的应力变化过程在应力坐标图中的轨迹。

应力路径是描述土体在外力作用下应力变化情况或过程的一种方法。对于同一种土，当采用不同的试验手段和不同的加荷方法使之剪切破坏时，其应力变化的过程是不同的，相应的土的变形与强度特性也将出现很大的差异。通过土的应力路径可以模拟土体实际的应力历史，对全面研究应力变化过程对土的力学性质的影响，进而在土体的变形和强度分析中反映土的应力历史条件等具有十分重要的意义。

（2）应力路径表示方法

常用的应力路径表示方法主要有下列两种：

1）???直角坐标系统：常用于表示已定剪破面上法向应力和切应力变化的应力路径(图5－12(a)）。

2）p-q直角坐标系统，其中p=（?1＋?3）/2，q=（?1－?3）/2；常用以表示最大切应力面上的应力变化情况(图5－12(b)）。

图5-12(a) ???直角坐标系统的应力路径 图5-12(b) p-q直角坐标系统的应力路径

二种应力路径的具体表示方法可参见

由于土中应力有总应力和有效应力之分，因此在同一应力坐标图中也存在着两种不同的应力路径，即总应力路径（Total Stress Path，简写TSP）和有效应力路径（Effective StressPath，简写ESP）。前者是指受荷后土中某点的总应力变化的轨迹，它与加荷条件有关，而与土质和土的排水条件无关；后者则指在已知的总应力条件下，土中某点有效应力变化的轨迹，它不仅与加荷条件有关，而且也与土体排水条件及土的初始状态、初始固结条件及土类等土质条件有关。

（3）常规试验中的应力路径

每一个土样剪切的全过程都可以按应力-应变的记录整理出一条总应力路径，若在试验中还记录了土中孔隙压力的数据，则可绘出土中任一点的有效应力路径。下面以三轴固结不排水试验为例，采用p-q直角坐标系统分析其土样中的应力路径。

1）正常固结土的应力路径

图5-13（a）为正常固结土的应力路径，图中AB是总应力路径，AB′是有效应力路径，它们是按下列步骤作出的：

施加围压时，土样在试验中是等向固结（?1=?3），故两条应力路径线同时出发于（p=??3，q=0）的A点。施加偏应力土样受剪时，总应力路径是向右上方延伸的直线（?q/?p=1.0，AB直线与横轴夹角为45°），而有效应力路径是向左上方弯曲的曲线。在同一坐标图中绘出该土样的总应力强度包线Kf和有效应力强度包线Kf′，则两条应力路径将分别终止于Kf线上的B点和Kf′线上的B′。

2）超固结土的应力路径

图5-13（b）为超固结土的应力路径，其中AB和??′分别为弱超固结土的总应力路径和有效应力路径，CD和CD′分别为强超固结土的总应力路径和有效应力路径。由于弱超固结土在受剪过程中产生正的孔隙压力，故其有效应力路径仍然在总应力路径的右边；由于强超固结土具有剪胀性，在受剪过程中开始时是出现正的孔隙压力，以后逐渐转为负值，因此强超固结土的有效应力路径开始时是在总应力路径的左边，以后逐渐转移到总应力路径的右边，直至剪切破坏而终止于Kf′线上的D′点。

3）一般规律

总应力路径线TSP与有效应力路径线ESP之间各点横坐标的差值即为施加偏应力（?1－?3）过程中所产生的孔隙压力u，而B与B′两点间的横坐标差值即为土样剪损时的孔隙压力uf。由于有效应力圆与总应力圆的半径是相等的，所以B，B' 两点的纵坐标（即强度值）是相同的。

图5-13(a) 正常固结土的应力路径

图5-13(b) 超固结和弱固结土的应力路径

本章主要介绍了土的抗剪强度公式、土的极限平衡条件和抗剪强度指标的试验测定方法。 土的抗剪强度理论是研究与计算地基承载力和分析地基承载稳定性的基础。土的抗剪强度可以采用库仑公式表达，基于摩尔-库仑强度理论导出的土的极限平衡条件是判定土中一点平衡状态的基准。土的抗剪强度指标c,?值一般通过试验确定，试验条件尤其是排水条件对强度指标将带来很大的影响，故在选择抗剪强度指标时应尽可能符合工程实际的受力条件和排水条件。

序号 参考解答 问 题 1 土的抗剪强度是不是一个定值？ 2 解释土的内摩擦角和粘聚力的含义。 3 土中达到极限平衡状态是否地基已经破坏？ 4 直剪试验与三轴试验的实际使用情况如何？ 5 为什么直剪试验要分快剪，固结快剪及慢剪？这三种试验结果有何差别？ 6 土体中发生剪切破坏的平面为什么不是剪应力值最大的平面？