抗剪断强度与抗剪强度的区别
《岩体力学》第六章岩体的力学性质

图6.1 岩体的压力--变形曲线第六章 岩体的力学性质岩体的力学性质包括岩体的变形性质、强度性质、动力学性质和水力学性质等方面。
岩体在外力作用下的力学属性表现出非均质性、非连续、各向异性和非弹性。
岩体的力学性质取决于两个方面: 1)受力条件;2)岩体的地质特征及其赋存环境条件。
其中地质特征包括岩石材料性质、结构面的发育情况及性质(影响岩体的力学性质不同于岩块的本质原因);赋存环境条件包括天然应力和地下水。
第一节 岩体的变形性质一、 岩体变形试验及其变形参数确定变形参数包括变形模量和弹性模量。
按静力法得到静E ,动力法得到动E 。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧法波地震声波法动力法轴压缩试验法双单水压洞室法钻孔变形法扁千斤顶法狭缝法承压板法静力法按原理和方法分原位岩体变形试验)()()( )(1.承压板法刚性承压板法和柔性承压板法 各级压力P -W (岩体变形值)曲线 按布西涅斯克公式计算岩体的变形模量E m (Mpa )和弹性模量E me (Mpa )。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=e m mem m W W PD E W W PD E )1()1(22μμ式中:P —承压板单位面积上的压力(Mpa ); D —承压板的直径或边长(cm );W,W e—为相应P下的总变形和弹性变形;ω—与承压板形状、刚度有关系数,圆形板ω=0.785,方形板ω=0.886。
μm—岩体的泊松比。
★定义:岩体变形模量(E m):岩体在无侧限受压条件下的应力与总应变之比值。
岩体弹性模量(E me):岩体在无侧限受压条件下的应力与弹性应变之比值。
图6.2 钻孔变形试验装置示意图②可以在地下水位以下笔图6.3 狭缝法试验装置如图6.3所示。
二、岩体变形参数估算现场原位试验费用昂贵,周期长,一般只在重要的或大型工程中进行,因此,岩体变形参数的很多情况下必须进行估算。
两种方法:① 现场地质调查→建立适当的岩体地质力学模型→室内小试件试验资料→进行估算; ② 岩体质量评价和大量试验资料→建立岩体分类指标与变形参数间的经验关系→进行估算。
土的抗剪强度的概念_概述说明以及解释

土的抗剪强度的概念概述说明以及解释1. 引言1.1 概述土的抗剪强度是土体工程中非常重要的一个概念。
它指的是在土体内部存在切变作用时,土体能够抵抗该切变作用并保持形状稳定的能力。
抗剪强度是评估土的力学性质、承载能力和稳定性的重要指标之一。
1.2 定义土的抗剪强度可以分为两个方面来理解:首先,从宏观角度来看,抗剪强度是指应变固结下产生切线应力所需达到最大值。
在一定条件下,当施加沿某一平面方向的剪切应变时,通过实验可以测得该平面上允许达到的最大应力值。
其次,从微观角度来看,抗剪强度是由于岩石或土壤颗粒之间产生摩擦造成接触邻近颗粒受到相互作用而形成的。
1.3 目的本文旨在全面介绍关于土的抗剪强度概念,并说明其重要性和应用。
通过详细解释土壤抗剪强度的定义和影响因素,以及传统试验方法和先进试验方法的介绍,读者可以深入了解土壤抗剪强度与土体工程应用之间的关系。
在展示几个土体加固和处理技术的工程实践案例后,我们还将讨论抗剪强度在土体设计中的重要作用。
通过这篇文章,读者将能够更好地理解土的抗剪强度的概念及其在土体工程中的意义,并对未来研究方向提出展望。
2. 土的抗剪强度概念2.1 概述土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用时能够抵抗变形破坏的能力。
它是土体力学中一个重要的参数,对于工程设计、施工和地质灾害预测等具有重要意义。
2.2 抗剪强度的定义土的抗剪强度可以分为有效应力状态下的抗剪强度和总应力状态下的抗剪强度。
在有效应力状态下,土体颗粒之间由于摩擦及内聚力的作用而形成一种阻止相对滑动或破坏的抵抗力。
该抵抗力即为土体的有效应力抗剪强度。
有效应力状态下,如果施加额外水平力,就会导致不可逆性变形,并可能引发失稳。
在总应力状态下,考虑了地下水对土体孔隙水压造成的影响。
总应力状态下的土壤承受着来自地表荷载及孔隙水压带来的综合作用,在这种情况下衡量土壤较为复杂。
当存在地下水流动时,因渗流带来部分应力的释放,土壤受到的总应力也会相应减小。
浅析土工试验中的抗剪强度

Chn e T c n lge n r d cs ia N w e h oo isa d P o u t
高 新 技 术
浅析 土工试 验 中 的抗剪 强 度
刘 瑞 琼
( 南地 质 工 程 第 二勘 察 院 , 南 楚雄 6 50 ) 云 云 7 0 0
摘 要 : 过 对土 工试验 中直接 剪切 试验 与 三轴压 缩 试验 所测 得 的抗 剪强 度进 行对 比与分 析 , 出三轴 压缩 试验 结果 更接 近 土的 实 通 指 际理论 值 , 为地质 人 员使 用抗 剪 强度指 标提 供 了依 据 , 而对 工程 不 同的要 求提 出不 同的试验 方法 。 从 关 键词 : 剪切 试验 ; 压缩 试验 ; 强度 直接 三轴 抗剪
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高 新 技 术
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种度他雄胺合成新工艺
刘 龙 成
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混凝土的抗剪强度计算原理

混凝土的抗剪强度计算原理一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其抗剪强度是评价混凝土力学性能的重要指标之一。
本文将介绍混凝土的抗剪强度计算原理,包括混凝土的抗剪机制、抗剪强度计算公式及其影响因素。
二、混凝土的抗剪机制混凝土的抗剪机制与其内部结构密切相关。
混凝土是由水泥、砂、骨料和水等原料配制而成,经过振捣、养护等工艺过程后形成的坚硬材料。
混凝土的内部结构包括水泥石、砂浆、骨料等三个部分。
水泥石是混凝土中最弱的部分,其强度往往是混凝土整体强度的瓶颈。
混凝土的抗剪机制可以分为两种情况,即纯剪和剪拉混合。
纯剪指在竖直方向施加一个平行于水平面的剪力,而剪拉混合则是指在竖直方向施加一个倾斜角度的剪力,同时还存在水平方向的拉力。
在纯剪情况下,混凝土内部出现剪切破坏,即混凝土断裂面呈45度角的情况。
在剪拉混合情况下,混凝土内部出现斜拉破坏,即混凝土断裂面呈不规则形状。
三、抗剪强度计算公式混凝土的抗剪强度计算公式主要有三种,分别是平均剪应力理论、极限剪应力理论和剪应变理论。
1. 平均剪应力理论平均剪应力理论是指在混凝土内部剪应力分布均匀的情况下,混凝土内部的最大剪应力等于平均剪应力的1.5倍。
该理论的计算公式为:τu = 0.5×fck/γc其中,τu为混凝土的极限剪应力,fck为混凝土的标准强度等级,γc 为混凝土的安全系数。
2. 极限剪应力理论极限剪应力理论是指混凝土内部的剪应力分布不均匀,存在一定的集中度,因此混凝土内部的最大剪应力应该小于平均剪应力的1.5倍。
该理论的计算公式为:τu = 0.8×fck/γc其中,τu为混凝土的极限剪应力,fck为混凝土的标准强度等级,γc 为混凝土的安全系数。
3. 剪应变理论剪应变理论是指混凝土内部的剪应变与剪应力之间存在一定的线性关系,因此可以通过剪应变来计算混凝土的抗剪强度。
该理论的计算公式为:τu = k×εu其中,τu为混凝土的极限剪应力,εu为混凝土的极限剪应变,k为混凝土的剪切模量。
常用力学参数

3.5
二叠系上统长兴组(P2)硅质灰岩
中等
2.59
95
70
0.27
0.98
9.9
0.8
1.25
1.2
坝基
地层
岩性
风化程度
容重
饱和抗压强度Mpa
弹模
泊松比
抗剪强度
抗剪断强度
岩体承载力Mpa
g/cm3
Mpa
f
C(Mpa)
f
C(Mpa)
三叠系下统大冶组(T1d)灰岩
中等
2.60
96
75
0.28
1.0
志留系(S)页岩
中等
2.61
50
50
0.3
0.53
8.0
0.75
1.8
0.5
前池、压力管道及斜隧洞
地层
岩性
风化程度
容重
饱和抗压强度Mpa
弹模
泊松比
抗剪强度
抗剪断强度
岩体承载力Mpa
g/cm3
Mpa
f
C(Mpa)
f
C(Mpa)
志留系(S)页岩
中等
2.61
50
50
0.3
0.53
8.0
0.75
1.8
0.5
中等
2.60
96
75
0.28
1.0
10.0
0.83
1.35
1.2
坝基、引水线路、
三叠系下统大冶组(T1d)页岩
中等
2.61
50
50
0.3
0.53
8.0
0.75
1.8
0.6
坝基
《土质学与土力学》7土的抗剪强度

土质学与土力学 7土的抗剪强度《土质学与土力学》第七章 土的抗剪强度第一节 概述建筑物由于土的原因引起的事故中,一部分是沉降过大,或是差异沉降过大造成的;另一方面是由于土体的强度破坏而引起的。
对于土工建筑物(如:路堤、土坝等)来说,主要是后一个原因。
从事故的灾害性来说,强度问题比沉降问题要严重的多。
而土体的破坏通常都是剪切破坏;研究土的强度特性,就是研究土的抗剪强度特性。
①土的抗剪强度(τf ):是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力,其数值等于剪切破坏时滑动的剪应力。
②剪切面(剪切带):土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移,这个面通常称为剪切面。
其物理意义:可以认为是由颗粒间的内摩阻力以及由胶结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成。
无粘性土一般无连结,抗剪强度主要是由颗粒间的摩擦力组成,这与粒度、密实度和含水情况有关。
粘性土颗粒间的连结比较复杂,连结强度起主要作用,粘性突的抗剪强度主要与连结有关。
决定土的抗剪强度因素很多,主要为:土体本身的性质,土的组成、状态和结构;而这些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关;此外,还决定于它当前所受的应力状态。
土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定,试验中,仪器的种类和试验方法以及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏,对确定强度值有很大的影响。
第二节 抗剪强度的基本理论一、库仑定律(剪切定律) 1773年 法国学者在法向应力变化范围不大时,抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线,这就是抗剪强度的库仑定律。
无粘性土:φστtg f ⋅= 粘性土:φστtg f ⋅=+c式中:f τ:土的抗剪强度,Kpa ;σ:剪切面的法向压力,Kpa ;φtg :土的内摩擦系数;φ:土的内摩擦角,度;c :土的内聚力,Kpa 。
σφtg :内摩擦力。
库仑定律说明:(1)土的抗剪强度由土的内摩擦力σφtg 和内聚力c 两部分组成。
(2)内摩擦力与剪切面上的法向应力成正比,其比值为土的内摩擦系数φtg 。
分清了吗杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度泊松比

杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度,泊松比“模量”可以理解为是一种标准量或指标。
材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。
这些都是与变形有关的一种指标。
杨氏模量(Young's Modulus):杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。
对于线弹性材料有公式σ(正应力)=Eε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。
杨(ThomasYoung1773~1829)在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。
1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。
钢的杨氏模量大约为2×1011N·m-2,铜的是1.1×1011 N·m-2。
弹性模量(Elastic Modulus)E:弹性模量E是指材料在弹性变形范围内(即在比例极限内),作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。
也常指材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。
弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。
在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。
弹性模量E在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。
对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。
根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量modulus of elasticity for tension (杨氏模量)、剪切弹性模量shear modulus of elasticity (刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。
剪切模量G(Shear Modulus):剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比。
剪切模数G=剪切弹性模量G=切变弹性模量G 切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。
岩块的变形与强度性质

岩块的力学属性:1.弹性(elasticity):在一定的应力范围内,物体受外力产生的全部变形当去除外力后能够立即恢复其原有的形状和大小的性质。
2.塑性(plasticity):物体受力后产生变形,在外力去除(卸荷)后不能完全恢复原状的性质。
不能恢复的变形叫塑性变形或永久变形、残余变形。
3.粘性(viscosity):物体受力后变形不能在瞬时完成,且应变速率随应力增加而增加的性质。
应变速率随应力变化的变形叫流动变形。
4.脆性(brittle):物质受力后,变形很小时就发生破裂的性质。
5.延性(ductile):物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质。
第一节岩块的变形性质一、单轴压缩条件下的岩块变形性质1.连续加载下的变形性质(1)加载方式:单调加载(等加载速率加载和等应变速率加载)循环加载(逐级循环加载和反复循环加载)(2)四个阶段:①Ⅰ:OA段,孔隙裂隙压密阶段;②Ⅱ:AC段,弹性变形至微破裂稳定发展阶段(AB段和BC段)弹性极限→屈服极限③Ⅲ:CD段,非稳定破裂发展阶段(累进破裂阶段)→“扩容”现象发生“扩容”:在岩石的单轴压缩试验中,当压力达到一定程度以后,岩石中的破裂(裂纹)继续发生和扩展,岩石的体积应变增量由压缩转为膨胀的力学过程。
—峰值强度或单轴抗压强度④Ⅳ:D点以后阶段,破坏后阶段(残余强度)以上说明:岩块在外荷作用下变形→破坏的全过程,具有明显的阶段性,总体上可分为两个阶段:1)峰值前阶段(前区)2)峰值后阶段(后区)(3)峰值前岩块的变形特征(Miller,1965)①应力—应变曲线类型米勒(Miller,1965)6类(σ—εL曲线),如图4.3所示:Ⅰ:近似直线型(坚硬、极坚硬岩石):如玄武岩、石英岩等;Ⅱ:下凹型(较坚硬、少裂隙岩石):如石灰岩、砂砾岩;Ⅲ:上凹型(坚硬有裂隙发育):如花岗岩、砂岩;Ⅳ:陡“S”型(坚硬变质岩):如大理岩、片麻岩;Ⅴ:缓“S”型(压缩性较高的岩石):如片岩;Ⅵ:下凹型(极软岩)。
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抗剪断强度与抗剪强度的区别
《工程岩体试验方法标准》(GB/T0266-99)第2.11.12条,内容见附图。
从这里可以看出剪强度还是由内摩擦角和粘聚力两个参数组成的。
岩块剪切强度与岩体剪切强度定义
岩块剪切强度:在剪切荷载作用下,岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力通常分三种强度:
(1)抗剪断强度试件在一定法向应力作用下,沿预定剪切面剪断时的最大剪应力,反应了岩块的内聚力和内摩擦阻力。
主要试验:直剪、変角剪和三轴等。
(2)抗切强度指试件上的法向应力为0时,沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。
由于法向应力为0,其强度取决于内聚力方法:单(双)面剪切及冲孔试验。
(3)摩擦强度指试件在一定法向应力作用下,沿已有破裂面(层面、节理等)再次剪切破坏时的最大剪应力。
对应试验为摩擦试验
二岩体的剪切强度
由于结构面、非均质、非连续等影响其强度一般低于岩块强度。
介于结构面与岩体强度之间岩体内任一方向剪切面,在法向应力作用下能抵抗的最大剪应力,可细分为抗剪断强度、抗剪强度、抗切强度。
抗剪断强度是指在任一法向应力作用下横切结构面剪切破坏时岩体能抵抗的最大剪应力;在任一法向应力作用下,岩体沿已有破裂面剪切破坏时的最大剪应力称抗剪强度,实际为某结构面抗剪强度;
抗切强度为剪切面上法向应力为零时的抗剪断强度如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。