【正文】 指土體在受到兩個(gè)主應(yīng)力的作用下的抗剪切的極限破壞能力，就是指在滑坡出現(xiàn)的情況下，土體的抗剪切破壞的強(qiáng)度，是我們?cè)谕亮W(xué)中學(xué)習(xí)到的比較重要的土的力學(xué)性質(zhì)之一。 ?實(shí)驗(yàn)儀器： 應(yīng)變控制式直剪儀包含垂直加壓設(shè)施、剪切盒、測(cè)力計(jì)、位移測(cè)量系統(tǒng)、剪切傳動(dòng)裝置。 其他輔助設(shè)備：百分表、環(huán)刀、透水石、天平、秒表、推土刀等。由于這次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的土是擾動(dòng)土土體試樣，因此必須要要制備四份試樣，在四種不同狀態(tài)下的豎直向下壓力下分別進(jìn)行剪切實(shí)驗(yàn)，最后求出平均值。 （3）將試樣漸漸倒入剪切容器中，在試樣面上按次序依次放的順序?yàn)橥杆?、加壓蓋、鋼珠和加力框架。 （5）在試樣面上垂直施壓第一級(jí)別的豎向垂直壓力且p=100kpa。其剪切破壞的規(guī)范為：；，以剪切位移為4mm所對(duì)應(yīng)的剪切應(yīng)力作為抗剪強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)候的剪切至剪切位移達(dá)6mm時(shí)候方能停止剪切。 (8)再次進(jìn)行2~7步驟的實(shí)驗(yàn)，改變垂直壓力的大小，在分別為200、300、400kpa的垂直壓力的條件下再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)的數(shù)據(jù)下表3所示。圖7 抗剪強(qiáng)度與垂直壓力關(guān)系圖 圖8 直接剪切土體樣本 圖9 直剪儀 從圖中可以得出我們所做實(shí)驗(yàn)的土的試樣的內(nèi)摩擦角為φ為19176。我們通過了解當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r，假設(shè)模擬了三種情況下土的彈性模量，分別是晴天、陰天、下雨天的三種情況，分別為彈性模量E等于7Mpa，15Mpa和19Mpa，同時(shí)也取了3種不同情況下的泊松比μ，,，所以總共有9組數(shù)據(jù)要進(jìn)行分析。 在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)分析時(shí)，把靠近山體的一面和地下的都認(rèn)為是固定鉸接點(diǎn)，所以可以得出以下的模型。圖10 單元?jiǎng)澐峙c邊界處理 因?yàn)椴捎玫氖侨切螁卧?，所以在?jì)算出每個(gè)單元的力之后，再將每個(gè)單元的重力的三分之一分配到每個(gè)單元的三個(gè)節(jié)點(diǎn)上，即有幾個(gè)頂點(diǎn)就分配多少的力。 （2）點(diǎn)連續(xù)體有限元（C）進(jìn)入對(duì)話窗。 （4）輸入有關(guān)單元數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)。 （6）輸入結(jié)點(diǎn)荷載個(gè)數(shù)。 （8）輸入單元編碼。 （10）點(diǎn)用已有數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 （12）存盤。在材料力學(xué)書上可以查到，主應(yīng)力的計(jì)算公式： (41) (42)將式（41）對(duì)取導(dǎo)數(shù)，并令此導(dǎo)數(shù)等于零，可以得到達(dá)到極限值時(shí)的值，以表示此值，即： （43）利用三角關(guān)系： （44） （44）將（43）代入（44），再回代入式（41）即可得到公式如下： (45）式中和分別為主平面上最大和最小正應(yīng)力，也就是土體所承受的主應(yīng)力。表4 A情況下各單元主應(yīng)力單元方向穩(wěn)定性100000穩(wěn)定2穩(wěn)定3穩(wěn)定4穩(wěn)定5穩(wěn)定6穩(wěn)定7穩(wěn)定8穩(wěn)定9穩(wěn)定10穩(wěn)定11穩(wěn)定12穩(wěn)定13不穩(wěn)定14穩(wěn)定15穩(wěn)定16穩(wěn)定17穩(wěn)定18穩(wěn)定19穩(wěn)定20穩(wěn)定21不穩(wěn)定22不穩(wěn)定23穩(wěn)定24穩(wěn)定25穩(wěn)定26穩(wěn)定27穩(wěn)定28不穩(wěn)定29穩(wěn)定30穩(wěn)定31不穩(wěn)定32穩(wěn)定表5 B情況下各單元主應(yīng)力單元方向穩(wěn)定性100000穩(wěn)定2穩(wěn)定3穩(wěn)定4穩(wěn)定5穩(wěn)定6穩(wěn)定7穩(wěn)定8穩(wěn)定9穩(wěn)定10穩(wěn)定11穩(wěn)定12穩(wěn)定13不穩(wěn)定14穩(wěn)定15穩(wěn)定16穩(wěn)定17穩(wěn)定18穩(wěn)定19 穩(wěn)定20穩(wěn)定21不穩(wěn)定22不穩(wěn)定23穩(wěn)定24穩(wěn)定25穩(wěn)定26穩(wěn)定27穩(wěn)定28不穩(wěn)定29穩(wěn)定30穩(wěn)定31不穩(wěn)定32穩(wěn)定表6 C情況下各單元主應(yīng)力單元方向穩(wěn)定性100000穩(wěn)定2穩(wěn)定3穩(wěn)定4穩(wěn)定5穩(wěn)定6穩(wěn)定7穩(wěn)定8穩(wěn)定9穩(wěn)定10穩(wěn)定11穩(wěn)定12穩(wěn)定13不穩(wěn)定14穩(wěn)定15穩(wěn)定16穩(wěn)定17穩(wěn)定18穩(wěn)定19穩(wěn)定20穩(wěn)定21不穩(wěn)定22不穩(wěn)定23穩(wěn)定24穩(wěn)定25穩(wěn)定26穩(wěn)定27穩(wěn)定28不穩(wěn)定29穩(wěn)定30穩(wěn)定31不穩(wěn)定32穩(wěn)定5穩(wěn)定性分析根據(jù)極限應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線之間的幾何關(guān)系，可以建立以土的主應(yīng)力表示的土的極限平衡條件：設(shè)土體中某點(diǎn)受到力之后被剪切破壞時(shí)的破裂面與主平面成的角度為 角，并且該點(diǎn)是處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的摩爾圓與抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線相切與A點(diǎn)的位置，如下圖10所示。圖11 土的極限平衡狀態(tài) A：當(dāng)彈性模量E=7Mpa，泊松比=單元1: (穩(wěn)定)單元2: (穩(wěn)定)單元3: (穩(wěn)定)單元4: (穩(wěn)定)單元5: (穩(wěn)定)單元6: (穩(wěn)定)單元7: (穩(wěn)定)單元8: (穩(wěn)定)單元9: (穩(wěn)定)單元10: (穩(wěn)定)單元11: (穩(wěn)定)單元12: (穩(wěn)定)單元13: (不穩(wěn)定)單元14: (穩(wěn)定)單元15: (穩(wěn)定)單元16: (穩(wěn)定)單元17: (穩(wěn)定)單元18: (穩(wěn)定)單元19 (穩(wěn)定)單元20: (穩(wěn)定)單元21: (不穩(wěn)定)單元22: (不穩(wěn)定)單元23: (穩(wěn)定)單元24: (穩(wěn)定)單元25: （穩(wěn)定)單元26: (穩(wěn)定)單元27： (穩(wěn)定)單元28: (不穩(wěn)定)單元29: (穩(wěn)定)單元30: (穩(wěn)定)單元31: (不穩(wěn)定)單元32: (穩(wěn)定) B：當(dāng)彈性模量E=15Mpa，泊松比=單元1: (穩(wěn)定)單元2: (穩(wěn)定)單元3: (穩(wěn)定)單元4: (穩(wěn)定)單元5: (穩(wěn)定)單元6: (穩(wěn)定)單元7: (穩(wěn)定)單元8: (穩(wěn)定)單元9: (穩(wěn)定)單元10: (穩(wěn)定)單元11: (穩(wěn)定)單元12: (穩(wěn)定)單元13: (不穩(wěn)定)單元14: (穩(wěn)定)單元15: (穩(wěn)定)單元16: (穩(wěn)定)單元17: (穩(wěn)定)單元18: (穩(wěn)定)單元19: (穩(wěn)定)單元20: (穩(wěn)定)單元21: (不穩(wěn)定)單元22: (不穩(wěn)定)單元23: (穩(wěn)定)單元24: (穩(wěn)定)單元25: (穩(wěn)定)單元26: (穩(wěn)定)單元27: (穩(wěn)定)單元28: (不穩(wěn)定)單元29: (穩(wěn)定)單元30: (穩(wěn)定)單元31: (不穩(wěn)定)單元32: (穩(wěn)定) C:當(dāng)彈性模量E=19Mpa，泊松比=單元1: (穩(wěn)定)單元2: (穩(wěn)定)單元3: (穩(wěn)定)單元4: (穩(wěn)定)單元5: (穩(wěn)定)單元6: (穩(wěn)定)單元7: (穩(wěn)定)單元8: (穩(wěn)定)單元9: (穩(wěn)定)單元10: (穩(wěn)定)單元11: (穩(wěn)定)單元12: (穩(wěn)定)單元13: (不穩(wěn)定)單元14: (穩(wěn)定)單元15: (穩(wěn)定)單元16: (穩(wěn)定)單元17: (穩(wěn)定)單元18: (穩(wěn)定)單元19: (穩(wěn)定)單元20: (穩(wěn)定)單元21: (不穩(wěn)定)單元22: (不穩(wěn)定)單元23: (穩(wěn)定)單元24: (穩(wěn)定)單元25: (穩(wěn)定)單元26: (穩(wěn)定)單元27: (穩(wěn)定)單元28: (不穩(wěn)定)單元29) (穩(wěn)定)單元30: (穩(wěn)定)單元31: (不穩(wěn)定)單元32: (穩(wěn)定)圖12 三種情況下邊坡穩(wěn)定性示意圖 通過對(duì)各個(gè)單元的計(jì)算結(jié)果后知道，在天氣情況較好的條件下，邊坡的各個(gè)元素單元還是比較穩(wěn)定的，但是在下暴雨和情況下，邊坡的穩(wěn)定性就有很大的問題了，特別需要注意的是最上面的那幾個(gè)角和最下面的邊坡，很容易造成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，所以這些個(gè)地方是特別需要注意添加支護(hù)設(shè)計(jì)的地方。通過計(jì)算的結(jié)果我們知道，邊坡靠近山體的那一面是很容易形成滑坡的，主要原因就是那上面的土都是風(fēng)化樂的散土，在大雨或者特大暴雨的重刷下，很容易帶走表面的浮土，很可能造成大面積的滑坡。還有就是靠近坡底部的那個(gè)地方，因?yàn)橛袚跬翂Φ闹亓瓦吰峦恋臋M向壓力的作用下，承受的力很大，也是很脆弱的部分，雖然在計(jì)算穩(wěn)定性的分析中是穩(wěn)定的，但也是要特別注意的環(huán)節(jié)，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候也可以利用高強(qiáng)度的要求來確定支護(hù)設(shè)計(jì)。6支護(hù)設(shè)計(jì) 支護(hù)設(shè)計(jì)是這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，也是最關(guān)鍵的一步，首先需要確定的就是支護(hù)方式。在老師的指導(dǎo)下，我最后的決定就是重力式擋土墻。它是我國(guó)如今利用最多的一種擋土墻。重力式擋土墻能夠使用石砌或者混凝土建成，大多都設(shè)計(jì)成梯形的截面，他同時(shí)還具備取材方便，施工便利，經(jīng)濟(jì)效益好的各種優(yōu)點(diǎn)，在很多的的大型工程中有著很普遍的使用。 在墻身材料選擇的問題上，應(yīng)該結(jié)合所支護(hù)周圍的環(huán)境，與周圍的材料相適應(yīng)。 重力式擋土墻因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)特殊的原因，對(duì)里面的回填土的要求也是很高的。在保證擋土墻能發(fā)揮作用的前提下，還要確保其斷面的尺寸良好，工程的預(yù)算造價(jià)合理。所以我在查閱了資料之后需要選擇容重比較小，內(nèi)摩擦角又很大的填土材料，一般的情況下都會(huì)選擇條石塊石比較好，穩(wěn)定性又可以得到保證，抗剪強(qiáng)度也符合要求，在下大雨的天氣里排水性也可以得到滿