漫谈土的抗剪强度和抗剪强度指标

⼟体抗剪强度指标的选⽤及各种规范的对⽐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。

土的抗剪强度的概念概述说明以及解释1. 引言1.1 概述土的抗剪强度是土体工程中非常重要的一个概念。

它指的是在土体内部存在切变作用时，土体能够抵抗该切变作用并保持形状稳定的能力。

抗剪强度是评估土的力学性质、承载能力和稳定性的重要指标之一。

1.2 定义土的抗剪强度可以分为两个方面来理解：首先，从宏观角度来看，抗剪强度是指应变固结下产生切线应力所需达到最大值。

在一定条件下，当施加沿某一平面方向的剪切应变时，通过实验可以测得该平面上允许达到的最大应力值。

其次，从微观角度来看，抗剪强度是由于岩石或土壤颗粒之间产生摩擦造成接触邻近颗粒受到相互作用而形成的。

1.3 目的本文旨在全面介绍关于土的抗剪强度概念，并说明其重要性和应用。

通过详细解释土壤抗剪强度的定义和影响因素，以及传统试验方法和先进试验方法的介绍，读者可以深入了解土壤抗剪强度与土体工程应用之间的关系。

在展示几个土体加固和处理技术的工程实践案例后，我们还将讨论抗剪强度在土体设计中的重要作用。

通过这篇文章，读者将能够更好地理解土的抗剪强度的概念及其在土体工程中的意义，并对未来研究方向提出展望。

2. 土的抗剪强度概念2.1 概述土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用时能够抵抗变形破坏的能力。

它是土体力学中一个重要的参数，对于工程设计、施工和地质灾害预测等具有重要意义。

2.2 抗剪强度的定义土的抗剪强度可以分为有效应力状态下的抗剪强度和总应力状态下的抗剪强度。

在有效应力状态下，土体颗粒之间由于摩擦及内聚力的作用而形成一种阻止相对滑动或破坏的抵抗力。

该抵抗力即为土体的有效应力抗剪强度。

有效应力状态下，如果施加额外水平力，就会导致不可逆性变形，并可能引发失稳。

在总应力状态下，考虑了地下水对土体孔隙水压造成的影响。

总应力状态下的土壤承受着来自地表荷载及孔隙水压带来的综合作用，在这种情况下衡量土壤较为复杂。

当存在地下水流动时，因渗流带来部分应力的释放，土壤受到的总应力也会相应减小。

漫谈土的抗剪强度和抗剪强度指标土的抗剪强度是指土体在受到剪切力作用时所能承受的最大剪应力。

土体的抗剪强度是土的力学性质之一，对土的工程应用具有重要意义。

抗剪强度指标是对土体抗剪强度进行定量描述的参数。

以下将对土的抗剪强度和相关的抗剪强度指标进行漫谈。

首先，了解土的抗剪强度的概念是理解抗剪强度指标的基础。

土是由颗粒间填充或胶结而成的，具有一定的内聚力和摩擦阻力。

当土受到剪切力作用时，颗粒之间会发生相对位移，从而产生抗剪强度。

土的抗剪强度受到多种因素的影响，包括土的粒径组成、密实程度、含水量、胶结性质等。

通常情况下，土的抗剪强度随着土的密实程度的增加而提高，但当密实程度过高时，土的抗剪强度反而会下降。

抗剪强度指标是一种定量描述土体抗剪强度的参数，通常可以通过试验来确定。

常见的抗剪强度指标包括内摩擦角（φ）和剪切强度指数（C）等。

内摩擦角是指土体在受到剪切力作用时颗粒间的摩擦阻力大小，是衡量土的抗剪强度的重要参数。

内摩擦角的大小与土的结构、颗粒形状、含水量等有关。

剪切强度指数是表示土抗剪强度的另一个指标，它是土的剪切强度与有效应力之间的比值。

剪切强度指数可以用来比较不同土体之间的抗剪强度差异。

除了内摩擦角和剪切强度指数，还有一些其他的抗剪强度指标。

如粘聚力是指土表面或颗粒间存在的一种吸附力，是衡量土抗剪强度的另一个重要指标。

粘聚力的大小与土的胶结性质、颗粒形状等有关。

另外，抗剪强度指标还可以根据土壤类型的不同而有所差异。

例如，对于粘性土来说，塑性指数（PI）是表示土抗剪强度的一个重要指标，它是液限和塑限之差。

在实际土木工程中，抗剪强度指标的选择和使用是非常重要的。

不同的工程项目需要不同的土体抗剪强度，因此需要合理地选择相应的抗剪强度指标。

常见的工程应用中，一般会选择内摩擦角和剪切强度指数进行描述土的抗剪强度。

通过试验可以得到这些指标的值，从而为工程师提供合适的参考。

综上所述，土的抗剪强度是土体在受到剪切力作用时所能承受的最大剪应力。

土的抗剪强度指标测定一、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强度。

工程中的地基承载力、挡土墙土压力、土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关，因此，研究土的强度特性，主要是研究土的抗剪性。

建筑物地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变形，土具有抵抗这种剪应力的能力，并随剪应力的增加而增大，当这种剪阻力达到某一极限值时，土就要发生剪切破坏，这个极限值就是土的抗剪强度。

如果土体内某一部分的剪应力达到土的抗剪强度，在该部分就开始出现剪切破坏，随着荷载的增加，剪切破坏的范围逐渐扩大，最终在土体中形成连续的滑动面，地基发生整体剪切破坏而丧失稳定性。

二、库仑公式(一)土的抗剪强度1776年，法国科学家库仑通过一系列砂土剪切实验，将砂土的抗剪强度表达为滑动面上法向总应力的函数，即后来，经过进一步研究发现黏性土的抗剪强度黏性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是摩擦力，另一部分是土粒之间的黏结力，它是由于黏性土颗粒之间的胶结作用和静电引力效应等因素引起的。

进一步提出黏性土抗剪强度公式:式中: ——土的抗剪强度(kPa);σ——剪切面上法向应力(kPa);φ——土的内摩擦角，即直线与横轴的夹角;c——土的黏聚力(kPa)。

由库仑提出的公式(1-46)和公式(1-47)是土体的强度规律的数学表达式，也称库仑定律，表明在一般的荷载范围内土的抗剪强度与法向应力之间呈线性关系，如图1-15所示，其中c，φ称为土的强度指标。

图1-15 土的抗剪强度与法向应力关系(二)土的抗剪强度指标抗剪强度指标c，φ反映土的抗剪强度变化的规律性，它们的大小反映了土的抗剪强度的高低。

土粒间的内摩擦力通常由两部分组成，一部分是由于剪切面上土颗粒与颗粒接触面所产生的摩擦力; 另一部分是由颗粒之间的相互嵌入和连锁作用产生的咬合力。

咬合力是指当土体相对滑动时，将嵌在其他颗粒之间的土粒拔出所需的力。

黏聚力c是由于黏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。

土质学与土力学 7土的抗剪强度《土质学与土力学》第七章 土的抗剪强度第一节 概述建筑物由于土的原因引起的事故中，一部分是沉降过大，或是差异沉降过大造成的；另一方面是由于土体的强度破坏而引起的。

对于土工建筑物（如：路堤、土坝等）来说，主要是后一个原因。

从事故的灾害性来说，强度问题比沉降问题要严重的多。

而土体的破坏通常都是剪切破坏；研究土的强度特性，就是研究土的抗剪强度特性。

①土的抗剪强度（τf ）：是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动的剪应力。

②剪切面（剪切带）：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移，这个面通常称为剪切面。

其物理意义：可以认为是由颗粒间的内摩阻力以及由胶结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成。

无粘性土一般无连结，抗剪强度主要是由颗粒间的摩擦力组成，这与粒度、密实度和含水情况有关。

粘性土颗粒间的连结比较复杂，连结强度起主要作用，粘性突的抗剪强度主要与连结有关。

决定土的抗剪强度因素很多，主要为：土体本身的性质，土的组成、状态和结构；而这些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关；此外，还决定于它当前所受的应力状态。

土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定，试验中，仪器的种类和试验方法以及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确定强度值有很大的影响。

第二节 抗剪强度的基本理论一、库仑定律（剪切定律） 1773年 法国学者在法向应力变化范围不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。

无粘性土：φστtg f ⋅= 粘性土：φστtg f ⋅=+c式中：f τ：土的抗剪强度，Kpa ；σ：剪切面的法向压力，Kpa ；φtg ：土的内摩擦系数；φ：土的内摩擦角，度；c ：土的内聚力，Kpa 。

σφtg ：内摩擦力。

库仑定律说明：（1）土的抗剪强度由土的内摩擦力σφtg 和内聚力c 两部分组成。

（2）内摩擦力与剪切面上的法向应力成正比，其比值为土的内摩擦系数φtg 。