2.黏性士的抗剪強(qiáng)度規(guī)律
黏性土的強(qiáng)度規(guī)律是一條不通過原點(diǎn)的斜線,見圖12-4-4所示。強(qiáng)度規(guī)律公式為:
τf=σtgΦ+c (12-4-2 )
式中c一一土的黏聚力;
土的內(nèi)摩擦角Φ和黏聚力C稱為抗剪強(qiáng)度參數(shù)(指標(biāo))。對(duì)于飽和的黏性土,因?yàn)樵谪Q向和切向應(yīng)力作用下,土中會(huì)產(chǎn)生孔隙水應(yīng)力以及排水固結(jié)的過程。把有效應(yīng)力原理引入公式(12-4-2) ,寫成:
τf=(σ-u)tgΦ‘+c’=σ‘tgΦ‘+c’ (12-4-3)
式中σ‘一一(σ-u)剪切面上有效法向應(yīng)力;
c’, Φ‘——有效黏聚力和有效內(nèi)摩擦角。
因此,飽和黏性土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)有總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法之分;相應(yīng)的強(qiáng)度參數(shù)有總應(yīng)力參數(shù)和有效應(yīng)力參數(shù)之別。由于直剪試驗(yàn)不能量測(cè)土樣內(nèi)的孔隙水應(yīng)力, 不能從定量上知道土樣的排水固結(jié)的程度。所以只 能根據(jù)控制試驗(yàn)速度來求得不同的強(qiáng)度參數(shù),規(guī)定 了以下三種不同的試驗(yàn)方法:
快剪:在士樣上下面上加一層塑料薄膜防止孔 隙水排出,在豎荷載施加后立即(3~5分鐘)進(jìn)行 剪切直至破壞;
固結(jié)快剪:先讓土樣在豎荷載下充分排水固結(jié) (通常恒壓24小時(shí)) ,然后快速地將土樣剪壞;
慢剪:土樣在豎向荷載下充分排水固結(jié),然后緩慢(約40分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間)地施加剪應(yīng)力直至破壞。
以上三種試驗(yàn),可以得到不同的強(qiáng)度參數(shù),實(shí)際應(yīng)用時(shí)要根據(jù)工程和土層的具體情況 選用試驗(yàn)方法及其強(qiáng)度參數(shù)。例如在深厚的高塑性黏土地基上,建筑物施工速度很快,預(yù) 計(jì)動(dòng)土層在施工期排水固結(jié)程度很小,就應(yīng)當(dāng)采用快剪的參數(shù)來分析地基的穩(wěn)定性;又如施工期很長(zhǎng),預(yù)計(jì)土層能夠充分排水固結(jié),但竣工后可能有瞬時(shí)荷載,在這種情況下可以用固結(jié)快剪的參數(shù)。
黏性土的強(qiáng)度規(guī)律是一條不通過原點(diǎn)的斜線,見圖12-4-4所示。強(qiáng)度規(guī)律公式為:
τf=σtgΦ+c (12-4-2 )
式中c一一土的黏聚力;
土的內(nèi)摩擦角Φ和黏聚力C稱為抗剪強(qiáng)度參數(shù)(指標(biāo))。對(duì)于飽和的黏性土,因?yàn)樵谪Q向和切向應(yīng)力作用下,土中會(huì)產(chǎn)生孔隙水應(yīng)力以及排水固結(jié)的過程。把有效應(yīng)力原理引入公式(12-4-2) ,寫成:
τf=(σ-u)tgΦ‘+c’=σ‘tgΦ‘+c’ (12-4-3)
式中σ‘一一(σ-u)剪切面上有效法向應(yīng)力;
c’, Φ‘——有效黏聚力和有效內(nèi)摩擦角。
因此,飽和黏性土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)有總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法之分;相應(yīng)的強(qiáng)度參數(shù)有總應(yīng)力參數(shù)和有效應(yīng)力參數(shù)之別。由于直剪試驗(yàn)不能量測(cè)土樣內(nèi)的孔隙水應(yīng)力, 不能從定量上知道土樣的排水固結(jié)的程度。所以只 能根據(jù)控制試驗(yàn)速度來求得不同的強(qiáng)度參數(shù),規(guī)定 了以下三種不同的試驗(yàn)方法:
快剪:在士樣上下面上加一層塑料薄膜防止孔 隙水排出,在豎荷載施加后立即(3~5分鐘)進(jìn)行 剪切直至破壞;
固結(jié)快剪:先讓土樣在豎荷載下充分排水固結(jié) (通常恒壓24小時(shí)) ,然后快速地將土樣剪壞;
慢剪:土樣在豎向荷載下充分排水固結(jié),然后緩慢(約40分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間)地施加剪應(yīng)力直至破壞。
以上三種試驗(yàn),可以得到不同的強(qiáng)度參數(shù),實(shí)際應(yīng)用時(shí)要根據(jù)工程和土層的具體情況 選用試驗(yàn)方法及其強(qiáng)度參數(shù)。例如在深厚的高塑性黏土地基上,建筑物施工速度很快,預(yù) 計(jì)動(dòng)土層在施工期排水固結(jié)程度很小,就應(yīng)當(dāng)采用快剪的參數(shù)來分析地基的穩(wěn)定性;又如施工期很長(zhǎng),預(yù)計(jì)土層能夠充分排水固結(jié),但竣工后可能有瞬時(shí)荷載,在這種情況下可以用固結(jié)快剪的參數(shù)。