土体抗剪强度指标的选用及各种规范的对比

土的剪切试验：室内试验有直剪，三轴压缩、无侧限抗压等方法，室外试验主要是十字板剪切试验(1)快剪(Q) 与不排水剪(UU)快剪与不排水剪用于模拟土体来不及固结排水就较快加载以至剪切破坏的情况。

但由于直剪仪不能有效地控制排水条件,直剪的快剪试验与三轴剪的不排水剪试验结果并不完全相同,其差别主要取决于土样的透水性强弱。

对于透水性很强的砂土,直剪的快剪可以相当于三轴剪的排水剪;而对于透水性很弱的黏土,2 种试验的结果相近。

近年来,由于房屋建筑施工周期短,结构荷载增长速度快,地基稳定性验算一般应采用快剪或不排水剪指标;验算斜坡稳定性时,若土体排水条件差、透水性较弱,也应采用快剪或不排水剪指标。

(2) 固结快剪(CQ)与固结不排水剪(CU)固结快剪与固结不排水剪试验用于模拟土体在自重或正常荷载下已充分固结,而后荷载突然增加的情况。

固结快剪与固结不排水剪试验的结果是否一致同样取决于土体的渗透性大小。

对于砂土,直剪仪的固结快剪相当于三轴排水剪。

在实际工程中,当建筑物在施工期间已排水固结,但竣工后有大量或突发活载施于其上时,可以采用固结快剪或固结不排水剪强度指标。

(3) 慢剪(S) 与排水剪(CD)慢剪与排水剪试验用于模拟土体充分固结后才开始缓慢施加荷载的情况。

由于慢剪及排水剪试验中孔隙水压力u 始终为零,即总应力等于有效应力,强度指标φs、Cs 与φd、Cd 一致,可近似替代有效应力强度指标φ′、C′, 即φs≈φd≈φ′, Cs≈ Cd≈ C′。

当土体透水性较强、排水条件良好、建筑施工速度较慢时,可采用慢剪或排水剪试验的强度指标。

抗剪指标试验方法的针对性三轴试验：UU实验---适用于渗透系数小的土体，施工进度快，在施工期无排水固结；CU实验---适用于在一定压力条件下，已固结排水土体，但应力增加时不排水；CD实验---适用于排水条件良好的土体，施工进度慢，在施工期不产生孔隙水压力不固结不排水剪（UU试验）试样在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，即从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不会消散。

建材发展导向2018年第07期10土的抗剪强度指土体对外加荷载产生的剪应力的极限抵抗能力，包括内摩擦力和内摩擦角。

在工程实践中，根据土的抗剪强度的大小，确定建筑物地基所能承载的最大荷载。

通常反映为土工构造物的稳定性问题，挡土墙、地下结构等周围土体的土压力问题，以及地基承载力问题。

测定土的抗剪强度指标的试验有多种，主要包括室内试验和原位试验。

土的抗剪强度受多种因素的影响，包括土体矿物组成、含水量、土体结构、原始密度等，所以准确测定土的抗剪强度具有一定难度，在试验中必须保证所测的土体试样的应力条件和排水情况接近于实际状态。

就目前所有土的抗剪强度的检测试验中，剪切试验能较好地模拟土体在实际工程中受力情况，常用的室内试验包括直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验。

1　直接剪切试验直接剪切试验较为简单，由于直剪仪的构造不能任意控制试样的排水情况，为了考虑到实际情况，分为快剪、固结快剪和慢剪三种方法来模拟实际工程中的排水条件。

1.1　试验步骤快剪试验。

试验是在试样上施加竖向力后，立即施加速率为0.8mm/min 的水平剪应力。

由于剪切速率较快，可近似认为试验过程中没有排水固结，得到的抗剪强度指标用C q 和φq 表示。

固结快剪试验。

首先在试样上施加竖向力后，经充分排水固结后，在不排水的条件下施加速率为0.8mm/min 的水平剪应力，近似模拟不排水剪切过程，得到的抗剪强度指标用C cq 和φcq 表示。

慢剪试验。

慢剪试验与直剪、固结快剪试验一样先在试样上施加竖向力，然后使试样充分排水固结，再以速率小于0.02mm/min 的水平剪切力，整个过程中试样始终保持充分排水和形变状态，得到的抗剪强度指标用C s 和φs 表示。

1.2　试验特点直接剪切仪具有构造简单、设备简单、操作方便等优点，三种土的抗剪强度指标试验方法陆锦宇（重庆交通大学国际学院　土木工程系，重庆　400074）摘　要：针对土的抗剪强度介绍了三种常用的试验方法，包括直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验，分析各试验的特点，为土工建筑物的稳定性提供了土的强度指标。

土体抗剪强度指标的选用一、土强度指标在深基坑设计中，土压力的计算是支护设计的基础依据和关键所在，而在土压力计算中，土体的粘聚力c、内摩擦角Φ又是最基本的参数。

例如，同一种饱和粘性土，在固结排水和固结不排水试验中就表现出不同的摩擦角，而在不固结不排水试验中，内摩擦角为零。

在进行土强度指标试验时，分为三种情况考虑，即三轴的不固结不排水剪（UU），固结不排水剪（CU）及固结排水剪（CD），与其相对应的直接剪切试验分别为快剪，固结快剪和慢剪。

有人将直剪试验的固结快剪说成是固结不排水试验，将快剪称为不排水试验，也是错误的。

对于粘性土，很快的剪切速度对于粘土确实限制了排水，其固结快剪指标往往与三轴固结不排水试验相近；但是对于粉土、砂土来说，固结快剪和固结不排水可能就完全不同。

由于直剪试验上下盒之间存在缝隙，对于渗透系数比较大的砂土，即便在快剪过程中，这种缝隙也足以排水。

因此，对于砂土而言，固结快剪、快剪试验得到的指标基本上就是有效应力指标。

把三轴固结不排水试验指标和固结快剪指标不加区别是错误的。

二、各种规范对土压力计算参数的规定各种规范中关于土压力的计算参数的规定五花八门：1、建设部行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）对于砂性土，采用水土分算，取土的固结不排水抗剪强度指标或者固结快剪强度指标计算；对于粘性土及粉性土，采用水土合算，地下水以下取饱和重度和总应力固结不排水（固结快剪）抗剪强度指标计算。

水土合算，采用固结快剪峰值强度指标有争议。

2、冶金工业部标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258－97）一般情况宜按照水土分算原则计算，有效土压力取有效应力抗剪强度指标指标，粘性土无条件取得有效应力强度指标时，可采用固结不排水（固结快剪）指标代替。

当具有地区工程实践经验时，对粘性土也可采用水土合算原则，取总应力固结不排水抗剪强度指标计算。

3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）对于砂性土，宜按照水土分算原则计算，对粘性土宜按照水土合算的原则计算。

水利工程中土体抗剪强度指标的选用摘要：水利工程建设过程中需要对建筑物地基承受外部荷载后的稳定性、填方边坡或挖方边坡在外部作用力和土体自身重力作用下的稳定性、挡土结构物之上的土体压力等问题进行研究。

这些问题都涉及土体之间沿着某一个面产生滑动的情况，即土体间抵抗滑动的能力。

土体抗滑能力的关键因素是土体的抗剪强度。

不同土体的物理力学性质不可能完全一样，同一土层的参数在不同位置也不完全一样，因此抗剪强度的指标选取非常重要。

关键词:抗剪强度；稳定分析；直接剪切试验；三轴压缩试验；固结引言传统水利工程通常位于村庄外围等开放地区，对周围环境的影响较小。

随着社会经济的发展，城市化水平不断提高，城市发展不可避免地对城市水的更新提出了更高的要求。

但是，城市地区的水利工程、复杂的周边环境(公路、建筑物、地下管道等)。

)和地形约束限制了需要特定支撑测量的挖方和填方方法。

目前，钢管桩、钢筋混凝土桩、水陆重墙和连续地下墙常用于基坑支护。

桩身通常用于浅挖，实施灵活实用，桩身可回收，但整体刚度较低，水平位移较大；钢筋混凝土喷桩密对准布置在墙体结构上，整体刚度较大，支撑效果较好，但桩间隙可能成为渗漏通道，因此需特别布置水帘，施工成本较高；此外，在坑底有较厚的柠檬层的情况下，不宜使用“喷桩+锚固”解决方案；地下连续墙的强度、刚性、技术成熟度、安全性和可靠性，但施工技术复杂，投资高，环境影响大；水陆重力分离器耐渗性好，但弯曲强度低，厚度大，指纹大，适用于浅埋。

1土体抗剪强度指标及其确定方法在外部荷载和自身重力作用下，水工建筑物、地基内部产生剪应力，土体产生抵抗这种变形的阻力。

随着剪应力的增加，土体剪应力随之增大，但是土体的抗剪强度是有限度的，达到这个限度时，土体将会在剪应力作用下产生相对位移，土体随之破坏，这个限度就是土体的抗剪强度。

土体抗剪强度由黏聚力c和内摩擦角*来表示，它们称为土的抗剪强度指标。

在外部荷载作用下，土体产生抵抗外部荷载的力，这种力称为总应力。

土体抗剪强度指标的选用一、土强度指标在深基坑设计中，土压力的计算是支护设计的基础依据和关键所在，而在土压力计算中，土体的粘聚力c、内摩擦角Φ又是最基本的参数。

例如，同一种饱和粘性土，在固结排水和固结不排水试验中就表现出不同的摩擦角，而在不固结不排水试验中，内摩擦角为零。

在进行土强度指标试验时，分为三种情况考虑，即三轴的不固结不排水剪（UU），固结不排水剪（CU）及固结排水剪（CD），与其相对应的直接剪切试验分别为快剪，固结快剪和慢剪。

有人将直剪试验的固结快剪说成是固结不排水试验，将快剪称为不排水试验，也是错误的。

对于粘性土，很快的剪切速度对于粘土确实限制了排水，其固结快剪指标往往与三轴固结不排水试验相近；但是对于粉土、砂土来说，固结快剪和固结不排水可能就完全不同。

由于直剪试验上下盒之间存在缝隙，对于渗透系数比较大的砂土，即便在快剪过程中，这种缝隙也足以排水。

因此，对于砂土而言，固结快剪、快剪试验得到的指标基本上就是有效应力指标。

把三轴固结不排水试验指标和固结快剪指标不加区别是错误的。

二、各种规范对土压力计算参数的规定各种规范中关于土压力的计算参数的规定五花八门：1、建设部行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）对于砂性土，采用水土分算，取土的固结不排水抗剪强度指标或者固结快剪强度指标计算；对于粘性土及粉性土，采用水土合算，地下水以下取饱和重度和总应力固结不排水（固结快剪）抗剪强度指标计算。

水土合算，采用固结快剪峰值强度指标有争议。

2、冶金工业部标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258－97）一般情况宜按照水土分算原则计算，有效土压力取有效应力抗剪强度指标指标，粘性土无条件取得有效应力强度指标时，可采用固结不排水（固结快剪）指标代替。

当具有地区工程实践经验时，对粘性土也可采用水土合算原则，取总应力固结不排水抗剪强度指标计算。

3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）对于砂性土，宜按照水土分算原则计算，对粘性土宜按照水土合算的原则计算。

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。

各类土体抗剪强度标准
土的抗剪强度指标包括土的黏聚力和土的内摩擦角。

这些指标是通过试验得出的，反映了土的抗剪强度的高低。

具体来说，土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的能力，其大小与土的黏聚力和内摩擦角有关。

土的黏聚力是由于粘土颗粒之间的胶结作用、结合水膜以及分子引力作用等引起的，而内摩擦角则反映了土的摩阻性质，其大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用。

对于不同类型的土，其抗剪强度标准也会有所不同。

例如，粉土的内摩擦角一般为18～25°，粘聚力一般为5～10KPa；而圆粒土的内摩擦角一般为18～22°，粘聚力非常小，可以看做0。

此外，土的抗剪强度还会受到其他因素的影响，如土的密度、颗粒的粗糙度和粒径级配的均匀性等。

因此，在实际工程中，需要根据具体情况进行试验和分析，以确定各类土体的抗剪强度标准。

总的来说，土的抗剪强度标准是一个复杂的问题，需要考虑多种因素。

在实际工程中，需要结合具体情况进行试验和分析，以确定各类土体的抗剪强度指标，为工程设计和施工提供可靠的依据。

土的不同抗剪方法对强度指标的影响分析研究一、前言水利工程中，研究水坝、地基土体的强度和稳定性是十分重要的。

因为当建筑物的荷重通过基础传至地基土时，若附加压力超过地基或坝体土的强度时，上体就会破坏，致使上部建筑物失稳。

土的强度作为土的重要力学性能之一，与土的抗剪强度有关工程问题主要即为土工结构物稳定。

所谓土的抗剪强度是指土体在外部荷载作用下产生的剪应力的抵抗能力，是建筑物地基承载能力与稳定性、边坡稳定、挡土结构的土压力等土工工程的设计和验算提供理论依据和计算指标，能否正确有效地确定抗剪强度往往是设计质量和工程成败的关键所在，而土又不同于钢材、塑料等材料，土类别繁多，成因各异，特性也千差万别。

土的强度不仅取决于土的种类，而且更大程度不是一个常数，而是随着条件的不同而变动的，工程地质人员必须用各种测试手段来综合分析提供。

二、直剪试验目前受各种条件限制，室内试验大多数情况下仍然以直剪试验为主，我国在指标使用中已积累了大量经验，在工程设计实际中应用也较为广泛。

2.1 影响慢剪因素慢剪是竖向压力施加后，让土体排水固结，固结后以慢速施加水平剪力，使土样在变剪过程中一直有部分时间排水和产生体积变形，得到指标用Cs、Фs表示，白建光等依托于内蒙古农业大学博士基金项目“细粒土抗剪强度指标影响因素分析研究”。

在论文中提出在慢剪条件下剪切试验的设计方案，影响剪切强度的指标有土的应力历史及温度等，根据正交实验得出实验结论为内摩擦角对空隙比的变化最敏感，对含水率次之，对塑性指数变化敏感性最小，粘聚力对空隙比、含水率等塑性指数变化的敏感度同内摩擦角相同，粘聚力与塑性指数呈正相关系，其余均为负相关系。

2.2 快剪快剪是竖向压力施加后立即加水平剪力进行剪切，而且剪切的速率也很快。

一般从加荷到剪坏只用3-5min，由于剪切速率快，可以认为土样在这样短暂时间内没有排水固结或者说模拟了“不排水”剪切情况。

得到的强度指标Cq，Фq表示。