土的抗剪强度试验成果与其它指标的关系及影响因素分析
土的抗剪强度
第4章土的抗剪强度§4.1概述土的抗剪强度是指土体对外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。
在外荷载作用下，土体中将产生剪应力和剪切变形，当土体某点由外力产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土就沿着剪应力作用方向产生相对滑移，该点便发生剪切破坏。
工程实践和室内试验都证明了土是由于受剪而产生破坏，剪切破坏是土体强度破坏的重要特点，因此，土的强度问题实质就是土的抗剪强度问题。
在工程实践中与土的抗剪强度有关的工程问题，主要有以下三类（图4-1）：第一，是土作为材料构成的土工构筑物的稳定问题，如土坝、路堤等填方边坡以及天然土坡等稳定问题（图4-1a）；第二，是土作为工程构筑物的环境的问题，即土压力问题，如挡土墙、地下结构等的周围土体，它的强度破坏将造成对墙体过大的侧向土压力，以至可能导致这些工程构筑物发生滑动、倾覆等破坏事故（图4-1b）；第三，是土作为建筑物地基的承载力问题，如果基础下的地基土体产生整体滑动或因局部剪切破坏而导致过大的地基变形，都会造成上部结构的破坏或影响其正常使用的事故（图4-1c）。
图4-1 工程中土的强度问题（a）土坡滑动；（b）挡土墙倾覆；（c）地基失稳§4.2土的强度理论与强度指标4.2.1 抗剪强度的库仑定律土体发生剪切破坏时，将沿着其内部某一曲线面（滑动面）产生相对滑动，而该滑动面上的剪应力就等于土的抗剪强度。
1776年，法国学者库仑（C.A.Coulomb）根据砂土的试验结果（图4-2a），将土的抗剪强度表达为滑动面上法向应力的函数，即（4-1）τtanσϕ=⋅f以后库仑又根据粘土的试验结果（图4-2b），提出更为普遍的抗剪强度表达形式：（4-2）τtanσϕ⋅=c+f式中τ—土的抗剪强度，kPa；fσ—剪切滑动面上的法向应力，kPa；c—土的粘聚力，kPa；ϕ—土的内摩擦角，（ ）。
式（4-1）和式（4-2）就是土的强度规律的数学表达式，它是库仑在十八世纪七十年代提出的，所以也称为库仑定律，它表明对一般应力水平，土的抗剪强度与滑动面上的法向应力之间呈直线关系，其中c、ϕ称为土的抗剪强度指标。
土的抗剪强度试验
实验一 土的抗剪强度试验一、实验目的本试验的目的在于测定土的内摩擦角及内聚力，以供计算承载力、评价地基稳定性及计算土侧压力等用。
二、土的抗剪强度土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，土内某一面上的抗剪强度就是抵抗该面两侧土体发生滑动的最大阻力，这阻力由土的内摩擦力和内聚力所组成，可近似地用库仑公式表示如下：粘土性 c tg a f +=ϕστ (a kp ) 砂土 ϕστtg a f = (a kp ) 式中f τ——土的抗剪强度 （a kp ）a σ——剪切面上土所承受的垂直压力，ϕ——土的内摩擦角（度） c ——土的内聚力 （a kp ）测定土的抗剪强度试验设备可分成两类：一类是具有能控制剪切面的仪器、其中广泛应用的是单剪切面应变控制式直接剪切仪和应力控制式直接剪切仪；另一类是三轴剪切仪。
就土样剪切过程中孔隙水变化情况的不同，采用直剪仪的试验方法有：（1）慢剪法 加垂直压力使土样压缩达到稳定，然后以小于0.02 mm ／min 的剪切速度慢慢施加水平剪力，固结渗出的水能及时排出。
（2）快剪法 加垂直压力后，以0.8mm ／min 的剪切速度迅速施加剪力，在3~5分钟内剪断为止，整个试验过程中土样的含水量基本保持不变。
（3）固结快剪 先加垂直压力使土样完全固结，然后迅速施加剪力至剪断为止，在剪切过程中土样的含水量基本保持不变。
选定剪切方法时，应尽量与土在工程中的情况相符。
本试验采用应变控制式直接剪切仪作固结快剪。
三、设备及仪器1、ZJ-2型等应变直剪仪主要部分为:（1） 剪切推动座部分；（2）剪切盒部分；（3）测力环部分；（4）竖向加荷部分.主要技术指标如表：表 ZJ-型直剪仪主要技术指标2、百分表（精度0.01mm）两只；3、停表一只。
土的抗剪强度指标
固结不排水试验（CU试验） ccu 、cu 1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；
2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水
不固结不排水试验（UU试验） cu 、u 1 关闭排水阀门，围压下不固结；
地基破坏
变形破坏 强度破坏
沉降、位移、不均匀沉降等超过规定限值(已学) 地基整体或局部滑移、隆起， 土工构筑物失稳、 滑坡
土体强度破坏的机理： 在外荷载作用下，土体中将产生剪应力和剪切变形，
当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时， 土就沿着剪应力作用方向产生相对滑动，该点便发生剪切 破坏。
1. 直接剪切试验
P
A S
T
O
K0n
n
zx z
x
xz
1
3
1. 直接剪切试验
P
A
类似试验：
环剪试验
S
单剪试验
T
优点
设备简单，操作方便 结果便于整理 测试时间短
缺点
试样应力状态复杂 应变不均匀 不能控制排水条件 剪切面固定
2. 三轴压缩试验
三、摩尔-库仑强度理论
4. 莫尔—库仑强度理论 莫尔-库仑强度理论表达式－极限平衡条件
1 f
3tg
2
45
2
2c
tg
45
2
3f
1tg
2
45
2
2c
tg
土的抗剪强度指标及其工程应用
土的抗剪强度指标及其工程应用剪切强度是土体受到剪切变形和破坏作用时所能承受的最大剪切应力。
常用的剪切强度指标有摩擦角和剪切强度参数。
摩擦角是指土体内部颗粒间的内摩擦角，可以反映土体的内聚力大小和颗粒间的摩擦特性。
剪切强度参数则是一种实验室测试中得到的参数，常用的有黏聚强度和摩擦角。
在实际工程中，土壤的剪切强度参数是通过室内试验测试或现场地质勘探得到的。
剪切模量是土体抵抗剪切变形的能力。
在土体受到剪切作用时，会产生剪应力和剪切应变，剪切模量可以反映土体的刚度和抵抗变形的能力。
同时，剪切模量还可以用于分析土体的稳定性和变形行为。
常用的剪切模量指标有弹性模量、切变模量和泊松比等。
这些指标一般通过室内试验或现场观测得到。
土的抗剪强度指标在工程应用中具有重要的意义。
首先，它们是土力学研究的基础指标，能够揭示土体的内部性质和变形特性，为土体的工程行为提供理论基础。
其次，土的抗剪强度指标在土木工程设计中应用广泛。
例如，在地基处理和土体加固中，需要根据土壤的抗剪强度指标来设计合理的加固措施；在土的承载力分析和地基基础设计中，需要根据土壤的剪切强度和剪切模量来确定地基的稳定性和变形特性；在土石坝的设计和施工中，需要通过剪切强度参数和剪切模量来评估土体的稳定性和变形行为。
综上所述，土的抗剪强度指标是土力学研究和土木工程设计中非常重要的指标。
它们可以揭示土体的内部性质、变形特性和工程行为，为土木工程的设计提供理论基础和技术支持。
因此，在实际工程中，需要充分考虑土体的抗剪强度指标，并结合具体工程情况进行合理的设计和施工。
土的抗剪强度
第5章土的抗剪强度5.1概述土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。
当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时,土体就会发生一部分相对于另一部分的移动，该点便发生了剪切破坏。
工程实践和室内试验都验证了建筑物地基和土工建筑物的破坏绝大多数属于剪切破。
例如堤坝、路堤边坡的坍滑(图5.1a)，挡土墙墙后填土失稳(图5.1b)建筑物地基的失稳(图 5.1c)，都是由于沿某一些面上的剪应力超过土的抗剪强度所造成。
因此土的抗剪强度是决定地基或土工建筑物稳定性的关键因素。
所以研究土的抗剪强度的规律对于工程设计、施工和管理都具有非常重要的理论和实际意义。
由于土的抗剪强度是岩土的重要力学性质之一，本章主要讲述叙述土抗剪强度的基本概念、土地抗剪强度的基本理论、土的抗剪强度的试验方法及土的抗剪强度指标的应用。
5.2土的抗剪强度的基本理论5.2.1直剪试验土的抗剪强度可以通过室内试验与现场试验测定。
直剪试验是其中最基本的室内试验方法。
直剪试验使用的仪器称直剪仪。
按加荷方式分为应变式和应力式两类。
前者是以等速推动剪切盒使土样受剪，后者则是分级施加水平剪力于剪力盒使土样受剪。
目前我国普遍应用的是应变式直剪仪如图5.2所示。
试验开始前将金属上盒和下盒的内圆腔对正，把试样置于上下盒之间。
通过传压板和滚珠对土样先施加垂直法向应力σ=p/F(F-土样的截面积)，然后再施加水平剪力T，使土样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。
在剪切过程中，隔固定时间间隔，测读相应的剪变形，求出施加于试样截面的剪应力值。
于是即可绘制在一定法应力条件下，土样剪变形λ与剪应力τ的对应关系(图5.3a)。
τf。
同一种土的几个不同土样分别施加不同的垂直法向应力σ做直剪试验都可得到相应的剪应力-剪切位移曲线(图5.3a)，根据这些曲线求出相应于不同的法向应力σ试样剪坏时剪切面上的剪应力τf。
在直角坐标σ-τ关系图中可以作出破坏剪应力的连线(图5.3b)。
岩土工程中的土体抗剪性分析
岩土工程中的土体抗剪性分析岩土工程是土木工程领域的重要分支，主要研究土壤和岩石在各种荷载作用下的力学性质和行为规律。
土体抗剪性是岩土工程中的一个重要研究方向，对于工程的稳定性和安全性具有关键影响。
本文将重点讨论岩土工程中的土体抗剪性分析。
一、概述土体抗剪性是指土壤在受到剪切力作用下的抵抗能力。
在岩土工程中，土体的抗剪性能是评价土体稳定性和承载力的重要指标。
土壤的抗剪性分析是通过对土壤的试验、力学模型和数值模拟等方法，来研究土体在外部荷载作用下的力学行为和变形特性。
二、土体抗剪性的影响因素土体的抗剪性受到多个因素的影响，包括土体的物理性质、颗粒结构、颗粒间的摩擦力和黏聚力等。
1. 土体的物理性质土体的物理性质是影响土体抗剪性的基本因素。
其中包括土壤的颗粒类型、粒径分布、形状和孔隙度等。
一般来说，颗粒度越大，土壤的抗剪性越好；孔隙度越小，土壤的抗剪性越好。
2. 颗粒结构土壤中的颗粒结构对土体的抗剪性起着重要影响。
颗粒结构包括颗粒间的接触状态和排列方式。
颗粒间的接触状态可以分为颗粒间紧密接触和颗粒间松散接触。
紧密接触状态下的土体抗剪性较好，而松散接触状态下的土体抗剪性较差。
3. 颗粒间的摩擦力和黏聚力颗粒间的摩擦力和黏聚力也是影响土体抗剪性的重要因素。
摩擦力是指颗粒之间由于接触而产生的摩擦力，黏聚力是指颗粒之间由于吸附力和化学作用而产生的黏聚力。
增大颗粒间的摩擦力和黏聚力，可以提高土壤的抗剪性。
三、土体抗剪性分析方法在岩土工程中，常用的土体抗剪性分析方法包括实验试验、力学模型和数值模拟等。
1. 实验试验实验试验是研究土体抗剪性的重要手段之一。
常用的实验试验方法包括直剪试验、三轴剪切试验等。
通过实验试验可以获取土体在不同应力水平下的剪切特性，进而研究土体的抗剪性能。
2. 力学模型力学模型是通过建立适当的数学模型，来模拟土体的力学行为和变形特性。
常见的力学模型包括弹性力学模型、塑性力学模型和强度理论模型等。
土的抗剪强度
土的抗剪强度要的性质之一。
本文主要介绍了与土的抗剪强度的有关的试验，并对于相关试验优缺点进行评价分析。
1. 概述土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。
在土力学中，采用摩尔-库仑强度准则，用内摩擦角和内聚力两个指标描述土的抗剪强度规律，即在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长的规律。
土的抗剪强度在计算承载力、评价地基稳定性以及计算挡土墙土压力时，都有重要的应用。
因此，正确的测定土的抗剪强度，对于计算和评价土体的性质有重要的意义。
根据土体受力面和受力方式不同，测定土的抗剪强度的方法和仪器也不同，目前常用的方法主要有室内的直接剪切试验、无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验及原位的十字板剪切试验等。
本文主要针对直接剪切试验和三轴压缩试验进行分析对比。
2. 实验室测定土的抗剪强度的方法实验室测定土的抗剪强度主要通过直接剪切试验和三轴压缩试验，其对应的仪器为直接剪切仪和三轴压缩仪。
2.1 直接剪切试验。
直接剪切试验是在某一预订的面上剪切土的试件，测定该面上的剪应力和抗剪强度的试验。
我国目前普遍采用的是应变控制式直剪仪，如图1，对试样施加某一法向应力，然后等速推动下盒，使试样在沿上下盒之间的水平面上受剪直至破坏，剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环而确定。
根据试样在剪切过程中剪应力与剪切位移之间的关系曲线，如图2（2-a），可以确定抗剪强度f。
通常同一种土取4个试样，分别在不同的法向应力下剪切破坏，可将试验结果绘制成如图2（2-b）所示的抗剪强度f与法向应力之间的关系曲线。
按照剪切前土的固结程度，剪切时排水的条件以及剪切加荷的快慢，直接剪切试验方法可分3种：（1）快剪试验(不排水剪) 。
对试样施加竖向压力后，立即快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。
一般从加荷到剪坏只用3～5min。
由于剪切速率快，可认为整个过程不排水。
（2）固结快剪试验(固结不排水剪) 。
在法向压力下试样充分排水，待完全固结后，再快速施加水平剪力使试样剪切破坏。
土的抗剪强度.
b. 有效应力路径 增加 1 u p' p u(t)
q' q
其中 u A 1 ， 所以u不是常量。
q=(1- 3)/2
Kf/
Kf
a
450
p
P=(1+ 3)/2 P/=(1/+ 3/)/2
图5-14 不排水剪切应力路径
3）破坏包线与破坏主应力线关系
1 3 2S f
S f f (1 2 3 )
2．广义密色斯理论
(1
2)2
(
2
3 )2
(1
3 )2
6E 1 v
wf
式中 E——材料的弹性模量
v ——材料的泊松比
wf ——畸变能的极限值 3．莫尔——库伦理论
， wf
f (I1)
测定正常固结饱和软粘土 (u 0) 的不排水抗剪强度 Cu和灵敏度 St （三）测试原理：
Cu
f
2M max D2 (H D )
3
其中：假 fh fv （f 各向同性）
M1——柱体的上、下面的抗剪强度对 圆心所产生的抗扭力矩
M
——圆柱面上的剪应力对圆心所产
2
二、粘聚强度 细粒土的粘聚力取决于土粒间的
1
3tg2
4
2
3
1tg
2
4
2
当 0 时， 1 3 2c
3 1 2c
归纳莫尔——库伦破坏理论，可表达为如下三个要点： 1．破坏面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
西 北 水 电 ・ ０ ２１ １年 ・第 ３期
８ ３
１ 密度 、 含水 量 与抗 剪 强度 的关 系
１ １ 土 的天然 含水 量与 抗剪 强度 的关 系 ．
一
判 断试 验成 果 的 正确 性 。表 １是 笔 者 单 位 ２ １ ０ ０年 承 接 的盐环 定扬 黄续 建工程 的部 分原 状土样 试 验资 料， 基本 上 反映 了天然 含水 量 ， 干容重 与抗 剪强 度 的
上述方 程式 为库 仑定 律 。此定 律 说 明 ， 的抗 土
剪 强度 ５由 内摩 擦 力 Ｐａ 和凝 聚力 Ｃ两 部分 组 ｔ ｎ
成， 且与垂 直压力 Ｐ成 直线 正 比关 系 。 如何使 试验成 果能较 准确 地反 映不 同土体 的力
学性 质 ， 掌握 它 与其 它 指标 之 间 的 相互 关 系 和 以及
估算 地基承 载力 等 土 的力学 性 质 的 主要 指标 之 一 。
土 的抗剪 强度是在 垂 直 压力 作 用 下 ， 中 的剪应 力 土
达 到一定 值 而 大 于粒 间 的结 构 黏 聚 力 和 摩 擦 阻 力
时， 将会 引起 颗粒 的相对位 移 （ 切 ） 形 成 剪切 带 ， 剪 ， 造成土体 的破坏 。土 抵抗剪应 力是 土体保 持 自身不
则 将导 致 内摩擦 角 值 的降低 。
１２ 土的 密度 （ ． 容重 ） 与抗 剪强 度 的关 系
对 黏性 土来说 土 的密 度越 大 ， 其抗 剪强度 越大 ， 这 是 因为在 天 然 含 水 率 相 同情 况 下 ， 度 越 大 ， 密 其 干密度也 就 越 大 ， 空 隙 比越 小 ， 聚 力 Ｃ值 相 则 凝
应增大， 内摩 擦角 ‘值 相应 降低 。 Ｄ
对 非 黏性 土来 说 土 的粒 间联 结 极 弱 ， ０ 故 Ｃ ， 在 一般情 况 下 ， 抗 剪 强 度 由 土粒 之 问 的 内摩擦 角 其 构成 。 主 要 取 决 于 土 的 密 度 ， 度 越 高 ， 值 愈 密
大 ， 之则 小 ， 般变 化在 ２ 。 ４ 。 间。 反 一 ６ ～ ０之 综上所述， 含水 量 是 直接 影 响 抗 剪 强度 大 小 的 重要 因素 ， 因而 测定 实验前 的密度 ， 含水 量可 以 了解 试 样 的均匀 性 。如果需 要 时可 测试 验后 剪切破 坏 面
西 北 水 电 ・ ０ 年 － ３期 ２１ １ 第
文 章 编 号 ：０６ ２ １ （０ １０ — ０ ８— ｏ １０ － ６０ ２ １ Ｊ３ ０ ２ ４
土 的抗 剪 强 度 试 验 成 果 与 其 它指 标 的 关 系
及 影 响 因素 分 析
黄文胜
（ 肃省 水利水 电勘 测设 计研 究院 第二 分 院， 肃 省西县 甘 甘 ７８０ ） ４００
Ｈ ＵＡＮＧ ｅ Ｗ ｎ—ｓ ｎ ｈｅ ｇ
（ ｈ ｎ ｒ ｃ ｆ ａｓ ｒｖ ｃ ｌ ｔ ｏ ｓｒａｏ ｎ ｙｒｐｗ ｒ ｎ ｅｔａｉ ， Ｔ ｅ２ ｄＢａ ｈｏ ｎｕＰｏｉ ｉ ｅ Ｃ ｎｅｖｔ ｎａ ｄＨ ｄｏ ｏｅ ｖｓ ｇｔ ｎ ｎ Ｇ ｎ ａ Ｗａ ｒ ｉ Ｉ ｉ ｏ
围， 颗粒 不 能直接 接触 ， 故颗 粒表 面特 征对 土的抗 剪
强 度基 本不 起作 用 。 提高 黏 性 土 的 密度 ， 使 土 粒 可
间 的接 触 增 多 ， 而 联 结 增 强 ， 擦 阻力 增 大 。因 从 摩 此， 固结 程度 不 同的土 抗剪 强度 有 明显 的差 异 。
的提 高 。
（ ）对 黏性 土来说 ， １ 当天然含 水量 相 同情 况 下 ，
黏 粒含量 愈 高 ， 内 聚力 Ｃ愈 大 ， 其 内摩 擦 角 值则
相 应降低 。又 因黏 粒 含 量 一 般 与 塑 性 指 数 ， 正 成 比关系 ， 以黏粒含 量越 低 ， 塑性 指 数 ， 也 越小 ， 所 其
５ ｌ ０ ｌ ５ ２ ０
（ ）对 无黏性 土来 说 ， 内摩 擦 角不 仅 与 分 散 ２ 其
ｍ们 日
度有 关 ， 而且 与颗 粒 形 状 和 表 面特 征 有 关 。颗 粒 表
图 １ 粉 质 沙 土 的 内摩 擦 角 与 含 水 率 的 关 系 曲线 图
面 粗糙 能够 提高 土 的 内摩 擦 角 ， 滑 则 使 之 降低 。 光
摘
要： 经过大量 土工直接剪切试验后 ， 分析了其抗剪强度与含水量 、 土的密度（ 容重） 之间的关系及其抗 剪强度与
土 的物 质 成 分 、 构 特 征 、 性 指 数 对 抗 剪 强 度 的影 响 。 结 塑 关键 词 ：土 工试 验 ； 直接 剪 切 ； 剪强 度 ； 抗 剪切 破 坏
土 大
表 １ 盐 环 定扬 黄续 建 工 程 部 分原 状 土样 参 数 表
由此可 见 ， 沙 的 内摩 擦 角 最 大 ， 水 率 增 干 含
大到接 近最 大分 子水 容度 时 ， 值 最 小 ， 当含 水 率 达
到毛 细管水 容 度 时 ， 再 度 增 大 。继续 增 大含 水 率
ｋ Ｐａ。
土 的抗 剪强 度 由两 部分 组 成 ， 土的 颗粒 问 的 除
结构 黏聚力 外 ， 粒 问 的摩 擦 阻力 也是 一个 重要 组 颗
成 部分 。 试验研 究表 明 ， 在一 般建筑 物荷 载作用 下 ， 非黏
收稿 日期 ：０ １３ ４ ２ １４１ ６ ３ 作者 简 介 ： 文 胜 （ ９ ６ ） 男 ， 肃 省 靖 远 县 人 ， 程 师 ， 要 黄 １７ 一 ， 甘 工 主 从 事 岩 土工 程 试 验工 作 ．
还应 注意 以下 ２个方 面 的工作 。
２ ３ 土 的构造特 征 ． 土 中结 构面存 在 导致 其抗 剪 强 度 的各 向异 性 。 如水平 层状 的黏性 土 ， 沿水 平 方 向的抗 剪 能力 一 般 低于沿垂 直方 向的抗 剪 力 。此 外 ， 构 面 的粗 糙 程 结 度和连续 性 以及 颗粒 的定 向排列等 对土 的抗剪性 能
被 破坏 而所能承 受 的最 大剪应 力 … 。
式 中 ： ｔ 为单 位 内摩 擦 阻力 ，Ｐ ； ｎ ＝ Ｐａ ｎ ｋ ａ ｔ ／为 内 ａ 摩 擦 系数 ； 为 内摩 擦 角 ； Ｃ是 土 的结 构 强 度 ， 由 即
粒 间联结 所构 成的土 的抗剪 阻力 ， 称单位 黏 聚力 ， 又
中 图分 类 号 ：Ｕ ４ Ｔ ４ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｔｈｅ ｒ ｌ ｔｏ ｓ ｐ ｂ ｔ ｅ ｎ ｏ ｌｓ ｅ ｒ ｓｒ ｎｇ ｈ ｔｓ ｅ ｕｌｓａ ｔ ｅ ｎ ｘｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｈｉ ｅ ｗ ｅ ｓ ｉ ｈ ａ ｔ ｅ ｔ ｅ ｔｒ ｓ ｔ ｎｄ ｏ ｈ ｒ ｉ ｄｅ ｓ ａ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｆｅ ｔｆ ｔ ｒ ｎｄ ａ ａ ｙ ｉ ｆｅｆ ｃ ａｃｏ ｓ
２ 土 的物 质 成 分 、 构 、 造特 征 及 结 构
塑 性 指 数 对 抗 剪 强 度 的影 响
２ １ 土 的 物 质 成 分 ．
２ ％ ， 至更 高 ， 土矿 物含 量越 高 吸附水 的能 力 就 ５ 甚 黏 越 强 。当含 水 量 增 大 时 ， 的 和 Ｃ值 将 随 之 降 土 低 ， 而使 抗剪 强度 降低 。但 当含水 量 降低 时 ， 的 从 土 结 构联 结增 强 ， 而 有 助 于 黏 聚力 ｃ和 内摩 擦 角 从
内摩 擦 角 则会相 应增 大 。 （ ）对 沙性 土来 说 ， 物 成 分 对 其 内摩 擦 角 的 ２ 矿 影响， 主要 通 过矿物 的形 状而 起作 用 。石英 、 长石 等
对 沙土 来说抗 剪 强度一 般也 随含 水量 增加 而 降 低 。图 １ 粉 质 沙 土 的 内摩 擦 角 与 含 水 率 的关 系 是
２２ 土的 结构特征 ．
上 的剪 后含 水量 和 固结后 的密 度 ， 其 变化规 律 ， 按 来
（ ）对 于黏性 土来 说 ， １ 一般情 况下 ， 的分散 度 土
高， 亲水 性 就强 ， 土粒 间黏 聚力小 ， 内摩 擦 角小 ， 使 致
其 抗剪 强度 就低 。黏性 土颗 粒表 面均 为结合 水 膜包
关系。
般 对 黏性 土来 说 ， 然 含 水 率 值 越 大 ， 天 其
抗 剪 强度越 低 ， Ｃ， 值 越 小 ， 之 亦 然 。对 不 同 即 反
岩性 相 同含 水量 土样 来说 ， 其抗 剪强 度 还受容 重 ， 颗 粒 成份 、 成等 因素影 响 。 组 因为 黏 性 土 含 矿 物 质 较 高 ， 般 在 １ ％ ～ 一 ５
Ｋｅ ｏ ｄｓ：ｅ ｔｃ ｉａ ｅ ｔ ｉｅ ｔｓ ａ ； ｓ ｅ ｒｓｒｎｇｈ；ｓ ｅ ｒｆｉｕ ｅ ｙｗ ｒ ｇ ｏ ｅ ｈｎｃ ｌｔ ｓ ；ｄ ｒｃ ｈｅ ｒ ｈ ａ ｔｅ ｔ ｈ ａ ａｌｒ
土工 直接剪切 试验 是测 定土 的抗 剪强度 的一种
常用 方法 。而土 的抗 剪 强 度 又是 评 价地 基 稳定 性 、
８ ４
黄文胜 ． 的抗 剪 强度 试验 成果与其 它指标 的 关 系及影 响 因素分析 土 于一般土 样 ４个 点可采 用 １０ ２ ０ ３ ０和 ４ ０ｋ ａ ０ ，０ ，０ ０ Ｐ ，
无 黏性 土的抗剪 强度 主要受其 结构 特征所控 制 。至 于矿物成 分 只有 在其被 剪断 时才对 抗剪强度 产生影 响， 一般情 况下 ， 它是通 过颗粒 的形状 和表 面特征来
起作 用 的。
垂直 压力 而对 于含水 量较高 的土及 低密度 的或较 低 密度 的饱 和土 则应选 用较 低 的垂 直压 力 如 ５ ，０ ， ０ １０ １０和 ２ ０ｋ ａ 行 ， ５ ０ Ｐ 进 以避免试 样被挤 出剪力 盒 。
除 以上 （ 剪切 速 率 、 直 压 力 ） 垂 ２个 指标 与抗 剪 强度 的关系 及影 响 因素 外 ， 根据 这 几 年 的实 际工 作