【正文】 217 ※ 朗肯土壓力理論的假設(shè)： ； ； 。如果墻背與土的接觸面上滿足 剪應(yīng)力為零 的邊界應(yīng)力條件 以及產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)朗肯狀態(tài)的 邊界變形條件 ，由此可推導(dǎo)出主動(dòng)和被動(dòng)土壓力計(jì)算公式。剪切破壞面與 豎直面 的夾角為 。 245???212 ??0 ? z K0? z ?a ??? tgcf ??主動(dòng)朗肯狀態(tài)時(shí)的莫爾圓 213 上述單元體在水平截面上的 法向應(yīng)力 ?z不變而豎直截面上的法向應(yīng)力 ?x卻逐漸 增大 ，直至滿足極限平衡條件為止（稱為 被動(dòng)朗肯狀態(tài) ）。 211 此時(shí)， ?x達(dá)到最低限值 ?a， ?a是小主應(yīng)力， ?z是大主應(yīng)力， 莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線（破壞包線） 相切 。 209 ??0 ? z K0? z ??? tgcf ??彈性平衡狀態(tài)時(shí)的莫爾圓 210 如果使整個(gè)土體在水平方 向均勻 伸展 （ ?x減小 ） 或 壓縮 （ ?x增大 ），直到土體由彈性平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)為塑性平衡狀態(tài) 。 207 豎直截面上的法向應(yīng)力為： zz ?? ?zKx 0?? ? 在離地表為 z深度處取一單 元體，單元體水平截面上的法 向應(yīng)力等于該處土的 自重應(yīng)力 ，即 208 由于為半空間，所以土體內(nèi) 每一豎直面都是 對(duì)稱面 ，因此豎 直截面和水平截面上的剪應(yīng)力都等于零，因而相應(yīng)截面上的法向應(yīng)力 ?z和 ?x都是 主應(yīng)力 ，此時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)可用莫爾圓表示。 研究一表面為水平面的半空間（土體向下和沿水平方向都伸展至無窮）。 204 ※ 靜止土壓力的計(jì)算 在填土表面下任意深度 z處 的靜止土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算： 020 21 KHE ?? 由上式可知，靜止土壓力沿墻高呈三角形分布。 ：當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)，土體處于 彈性平衡狀態(tài)時(shí) ，土對(duì)墻的壓力，用E0表示。 根據(jù)墻的 位移情況 和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài) ，土壓力可分為以下三種： 199 ：當(dāng)擋土墻 向 離開土體方向 偏移至土體達(dá)到 極 限平衡狀態(tài)時(shí) ，作用在墻上的土壓力，一般用 Ea表示。因此，應(yīng)驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧﹣肀ＷC邊坡的穩(wěn)定性。因此，在地基計(jì)算中，應(yīng)驗(yàn)算地基的承載力。 土壓力 主動(dòng)土壓力 靜止土壓力 被動(dòng)土壓力 196 地基承載力 是指地基承受 建筑物荷載的能力。 土壓力 是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。 的 平面上，所以 k P a14090s i n)20300(212s i n)(2131m a x????????????191 第 4章 重點(diǎn)內(nèi)容 庫倫強(qiáng)度理論 強(qiáng)度的總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法 192 第 4章 作業(yè) p130： 31， 32， 35， 38 193 第 5章 土壓力、地基承載 力和土坡穩(wěn)定性 第 1節(jié) 概述 第 2節(jié) 擋土墻上的土壓力 第 3節(jié) 朗肯土壓力理論 第 4節(jié) 庫倫土壓力理論 第 5節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì) 第 6節(jié) 地基破壞型式和地基承載力 第 7節(jié) 土坡的穩(wěn)定性分析 194 第 1節(jié) 概 述 擋土墻 是防止土體坍塌的 構(gòu)筑物，在工程建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 187 【 解 】 有效的主應(yīng)力分別為 k P a3 0 01 8 0)2 0 02 8 0( )2 8 0( 31???????? fu??k P a201 8 02 0 033?????? fu??188 剪切破壞面與大主應(yīng)力作用面 的夾角為 ?? 57245 ???? ??f由式（ 35）計(jì)算破壞面上的法向有效應(yīng)力 ?39。其中對(duì)一個(gè)試樣施加的周圍壓力 ?3 =200kPa，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差 ?1 ?3 =280kPa，測(cè)得的孔隙水壓力uf=180kPa。 ， c39。所以本例題的完整過程如下： 186 【 例題 31】 一組 飽和粘性土 試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不 排水試驗(yàn)，整理試驗(yàn)結(jié)果得有效內(nèi)摩擦角 ?39。 而例題的解答過程中，應(yīng)力采用總應(yīng)力，卻使用有效應(yīng)力的強(qiáng)度指標(biāo)來計(jì)算，是一種概念的混淆 。（本人認(rèn)為： 例題的出題內(nèi)容的 描述 有問題 ） c???185 解題的過程存在 概念 問題。例題中說“整理試驗(yàn)結(jié)果得到 …” ，由于試樣土處于超固結(jié)狀態(tài)（由 知），所以僅由一個(gè)有效應(yīng)力表示的極限應(yīng)力圓是無法得到有效應(yīng)力破壞包線的。 ecv 第 4章 內(nèi)容勘誤 183 ：例題 31。 182 ：倒數(shù)第 9行“常固 結(jié)不排水強(qiáng)度 ...” ：第 11行 “ … 有效應(yīng)力破壞包線都通原點(diǎn) ” 狀態(tài)土的 過 ：第 11行“不同的 ?3可以得出不同的 eev值。 181 當(dāng)飽和松砂受到動(dòng)荷載 作用，由于孔隙水來不及排 出，孔隙水壓力不斷增加，就有可能造成土體結(jié)構(gòu)的破壞，有效應(yīng)力降低為零，使得砂土象流體那樣完全失去抗剪強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱為砂土的 液化 。 臨界孔隙比是與 側(cè)壓力 （ 圍壓 ） ?3有關(guān)的 ，不同的 ?3可以得出不同的 ecv 。 高周圍壓力 下，不論砂土的松緊如何，受剪時(shí)都將 剪縮 。 176 ~應(yīng)變關(guān)系呈 應(yīng)變硬化型 ，對(duì)同一種土，緊 砂和松砂的強(qiáng)度最終趨向同一值。 173 對(duì)于一般的工程問題多 采用總應(yīng)力分析法，其指標(biāo) 和測(cè)試方法的選擇原則如下： ，而地基土的透水性和排水條件不良時(shí)，可采用 三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn) 或 直剪的快剪試驗(yàn) 結(jié)果； ，而地基土的透水性較高且排水條件較佳時(shí)，則可以采用 固結(jié)排水 或 慢剪試驗(yàn) 的結(jié)果； 174 情況之間，可用 固結(jié)不排水 或 固結(jié)快剪 的試驗(yàn)結(jié)果； ，而且在建筑物的施工和使用過程中都要經(jīng)歷不同的固結(jié)狀態(tài)，因此， 確定強(qiáng)度指標(biāo)還應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn) 。、 ?39。所以針對(duì)具體的工程問題，確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法只能是盡可能地模擬實(shí)際工況來進(jìn)行試驗(yàn)。 170 ??0 cu?正常固結(jié)狀態(tài)飽和粘性土在三種 不同不排水條件下的剪切試驗(yàn)結(jié)果 ??0?u?d?171 四、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇 飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度 性狀是很復(fù)雜的，它不僅與 剪切條件 有關(guān)，還與 土的應(yīng)力歷史 等因素有關(guān)。如果用總應(yīng)力表示，將得到完全不同的試驗(yàn)結(jié)果，而以有效應(yīng)力表示，則不論采用哪種試驗(yàn)方法，都得到近乎同一條有效應(yīng)力破壞包線。代替 cd、 ?d 。很接近，由于固結(jié)排水試驗(yàn)所需的時(shí)間太長，故實(shí)用上用 c39。 包線略彎曲，實(shí)用上近似 超固結(jié)狀態(tài)的土，其破壞 168 試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于同一 種土，固結(jié)排水試驗(yàn)得到的 cd、 ?d與固結(jié)不排水試驗(yàn)得到的 c39。 166 ??0 正常固結(jié)狀態(tài)土的固結(jié)排水試驗(yàn) d? 其破壞包線通過原點(diǎn)。 164 ??0 超固結(jié)狀態(tài)土的固結(jié)不排水試驗(yàn) 超固結(jié)狀態(tài) 正常固結(jié)狀態(tài) c???165 三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度 固結(jié)排水試驗(yàn)（ CD試驗(yàn) ） 是在 施加周圍壓力時(shí) 充分排水 （固結(jié)），而在 施加軸向壓力直至剪切破壞的整個(gè)試驗(yàn)過程中 允許排水 （排水）。 162 ??0 ccu 超固結(jié)狀態(tài)土的固結(jié)不排水試驗(yàn) a b c 超固結(jié)狀態(tài) 正常固結(jié)狀態(tài) 163 有效應(yīng)力圓和有效應(yīng)力破壞 包線如下圖中虛線所示。 161 超固結(jié)狀態(tài)的飽和粘性土 的固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)得到的總應(yīng)力破壞包線如下圖所示，是一條略平緩的曲線，可近似以直線 ab代替，與正常固結(jié)狀態(tài)土的固結(jié)不排水破壞包線 bc相交， bc的延長線通過原點(diǎn)。 159 ??0 cu?正常固結(jié)狀態(tài)飽和粘性土 固結(jié)不排水試驗(yàn)結(jié)果 fu??160 因?yàn)檎９探Y(jié)狀態(tài)的試樣在 剪切破壞時(shí)產(chǎn)生 正的孔隙水壓力 ， 故有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的 左邊 。 158 下圖表示正常固結(jié)狀態(tài)的 飽和粘性土的固結(jié)不排水試驗(yàn)結(jié)果，圖中用實(shí)線 表示的為 總應(yīng)力圓和總應(yīng)力破壞包線 ，用 虛線 表示的為 有效應(yīng)力圓和有效應(yīng)力破壞包線 ， uf為剪切破壞時(shí)的孔隙水壓力。 不同固結(jié)狀態(tài)的試樣，其抗剪強(qiáng)度性狀是不同的。 飽和粘性土的固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度受 應(yīng)力歷史 的影響，所以首先要區(qū)分試樣是處于什么樣的 固結(jié)狀態(tài) 。如果飽和粘性土從未固結(jié)過，則其中的有效應(yīng)力為零（先期固結(jié)壓力也為零），表現(xiàn)為一種泥漿狀土，其抗剪強(qiáng)度必然也等于零。 153 由于只能得到一個(gè)有效應(yīng)力 圓，所以不能得到有效應(yīng)力破壞 包線，不固結(jié)不排水試驗(yàn)只用于測(cè)定飽和土的不排水強(qiáng)度，所以可以用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)代替三軸壓縮試驗(yàn)來測(cè)定飽和土的不排水抗剪強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明，雖然三個(gè)試件的圍壓不同，但破壞時(shí)的 主應(yīng)力差相等 ，所以三個(gè)總應(yīng)力圓的直徑相同，所以破壞包線是一條 水平線 ，可得 0?u?)(21 31 ??? ??? uf c152 由于在不排水條件下，試樣 在試驗(yàn)過程中 含水量 不變 ， 體積 不變 ，改變周圍壓力增量只能引起 孔隙水壓力 的變化，并不會(huì)改變?cè)嚇又械?有效應(yīng)力 ，各試件在剪切前的有效應(yīng)力相等，因此抗剪強(qiáng)度不變。試驗(yàn)結(jié)果見下圖。 148 第 4節(jié) 飽和粘性土的 抗剪強(qiáng)度 一 、 不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度 不固結(jié)不排水試驗(yàn)（ UU試驗(yàn) ）是在 施加周圍壓力時(shí) 不排水 （不固結(jié)），且在 施加軸向壓力直至剪切破壞的整個(gè)試驗(yàn)過程中 也 不允許排水 （不排水）。如僅需測(cè)定飽和粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度，就可以利用比較簡(jiǎn)單的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)代替三軸試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，只能作一個(gè)極限應(yīng)力圓（ ?1= qu 、 ?3=0），對(duì)于一般粘性土就無法作出破壞包線。根據(jù)莫爾 庫倫理論，這一組極限應(yīng)力圓的公共切線即為土的 抗剪強(qiáng)度包線 ，可近似取為一條直線，直線的方程即為 庫倫公式 所表示的方程。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于粘性土 ?f ~ ?基本上呈直線關(guān)系，直線方程可用庫倫公式表示；對(duì)于無粘性土， ?f ~ ?則是通過原點(diǎn)的直線。 )245( ???137 第 3節(jié) 抗剪強(qiáng)度的 測(cè)定方法 ※ 測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的方法有多種 。因?yàn)?土的抗剪強(qiáng)度是土體抵抗剪切破壞的 極限能力 。這時(shí)的莫爾圓稱為 極限應(yīng)力圓 。說明該點(diǎn)在任何平面上的剪應(yīng)力都小于土的抗剪強(qiáng)度，所以不會(huì)發(fā)生剪切破壞； 132 相切，切點(diǎn)為 A。 130 ??0 3? 1???A 莫爾圓可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，莫爾圓圓周上各點(diǎn)的坐標(biāo)就表示該點(diǎn)在相應(yīng)平面上的 正應(yīng)力 和 剪應(yīng)力 。 用庫倫公式表示莫爾包線的強(qiáng)度理論稱為 莫爾 庫倫強(qiáng)度理論 。 128 ?cf?? 莫爾包線表示材料在不同應(yīng)力作用下達(dá)到 極限狀態(tài) 時(shí)，滑動(dòng)面上法向應(yīng)力 ?與剪應(yīng)力 ?f 的關(guān)系。 124 第 2節(jié) 庫倫公式和莫爾 庫倫強(qiáng)度理論 一 、 庫倫公式 ??? tgcf ???cf??125 c和 ?稱為 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 。 土的抗剪強(qiáng)度對(duì)地基承載力、擋土墻土壓力和土坡穩(wěn)定等問題產(chǎn)生直接影響?！? 增量 117 ：倒數(shù)第 4行“土的測(cè)壓力 …. ” 側(cè) ：從上向下第 4行“可以引入一個(gè)系數(shù) a， ….” ，式（ 273b）也做相應(yīng)改正。 從實(shí)用上看，可采用信息化施工，利用沉降觀測(cè)資料來推算后期沉降量（ 雙曲線法 、對(duì)數(shù)曲線法 等）。 三維應(yīng)力狀態(tài)下，按變形機(jī)理，地基土體的總沉降可以分成三部分： 瞬時(shí)沉降 ， 固結(jié)沉降 ， 次固結(jié)沉降 。隨著時(shí)間的 消逝，土中孔隙水排出使土體產(chǎn)生 固結(jié)變形 。 飽和土單元體在受荷一瞬間，孔隙水來不及排出，故土的體積不會(huì)發(fā)生變化。 所謂固結(jié)度，是指在某一固結(jié)應(yīng)力作用下，經(jīng)某一時(shí)間 t后，土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水應(yīng)力消散的程度。但是這樣求解不甚方便。 110