粘性土的换算内摩擦角计算方法

土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角内摩擦角与黏(内)聚力:土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切)和土的内摩阻力两部分组成。

内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用,内摩擦角反映了土的摩阻性质。

黏聚力是黏性土的特性指标,黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。

因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。

土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力，土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题。

土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏(内)聚力Cφ——土的内摩擦角（°）C——土的粘聚力（KPa）φ、C与土的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。

因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。

（直剪实验、三轴剪切试验等）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。

）：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①土的抗剪强度（τf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，粘性土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。

内摩擦⾓内摩擦⾓(angle of internal friction)煤堆在垂直重⼒作⽤下发⽣剪切破坏时错动⾯的倾⾓⼟的破坏-正⽂在⼒的作⽤下，⼟会产⽣连续性滑动⾯，从⽽导致整体性破坏或者发⽣加速变形的现象。

由于⼟基本上不能承受拉应⼒，建筑活动尽可能避免拉应⼒在⼟内发⽣，因⽽⼯程实践中所发⽣的⼟的破坏，基本上都是剪应⼒作⽤的结果。

⼟抵抗剪应⼒的最⼤能⼒，称为⼟的抗剪强度(S)。

将其与剪切⾯上所承受的正应⼒（σ）的关系绘于S-σ坐标系中，得出近于直线型的剪切曲线，亦即莫尔破坏圆的包络线，可表⽰为S＝σ tgυ＋C式中υ为内摩擦⾓，C为内聚⼒。

此式称为莫尔-库仑破坏准则。

⼟抗剪强度的本质和剪切曲线的形状随⼟的粒组级配⽽异。

对粘性⼟来说，内摩擦(σtgυ)实际上是粘粒表⾯结合⽔的粘滞阻⼒，内聚⼒则主要是颗粒间公共结合⽔膜的结合⼒、分⼦吸引⼒以及⼲燥状态下固态可溶盐的胶结⼒等的综合反映。

粗粒⼟的内摩擦⼒主要由固体颗粒表⾯的摩擦阻⼒和颗粒彼此间的嵌合抗⼒组成，颗粒之间⼀般不相联结，基本上不具有内聚⼒，因⽽剪切曲线通常可表⽰为S=σ tgυ。

松砂的内摩擦⾓⼤致与其天然休⽌⾓（即⾃然堆积成的最⼤坡⾓）相等。

由于抗剪强度是压应⼒的函数，并不完全表征⼟的特性，故表征⼟抗剪性能的基本指标为内摩擦⾓υ（或内摩擦系数tgυ）和内聚⼒C。

它们可由试验测定。

⼟在动荷载作⽤下⽐在静荷载作⽤下更易发⽣破坏。

在细粒⼟中，触变性粘⼟最敏感，因为动荷载能够更有效地破坏因胶体陈化⽽已经形成的粒间联结。

砂⼟对动荷载的敏感性随⼟密实程度的降低⽽明显提⾼，某些疏松饱⽔砂⼟在振动荷载作⽤下甚⾄发⽣突然液化（见砂⼟液化）。

⼟在振动荷载作⽤下的破坏程度，除取决于⼟本⾝的地质特征以外，还与振动的振幅、频率和持续时间有关。

⼟体中常有结构⾯（层⾯、不同成因的裂隙），它们的强度较低。

⼟体的破坏往往沿结构⾯发⽣。

⼟的破坏对建（构）筑物造成极为严重的恶果。

一、挡土墙设计计算书1、挡土墙设计基本资料⑴墙身构造：拟采用浆砌片石重力式路堤墙，如图所示。

墙高H ＝7m ，填土高a=2m ，填土边坡1：1.5，墙背仰斜，1：0.25（α＝-14°02´），墙身分段长度为10m 。

⑵车辆荷载：设计荷载：汽车－20级；验算荷载：挂车－100。

⑶土壤地质情况：墙背填土容重γ＝18KN/m 3，计算内摩擦角Ф＝35°，填土与墙背间的摩擦角δ＝Ф/2；粘性土地基，容许承载力［σ0］＝250KPa ，基底摩擦系数f ＝0.30。

⑷墙身材料：2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重γK ＝22KN/m 3；按原“规范”砌体容许压应力［σa ］=600KPa ，容许剪应力［δ］＝100KPa ，容许拉应力［σW ］＝60KPa 。

Bb b 1βB 1Hah a αE a(H+a)tg βh 1h 3h 2一．车辆荷载换算1．试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B ，)0(h 0= 假定破裂面交于荷载内5.40)72)(72(21))(2(2100=++⨯=+++=H a h H a A 623.12)'0214tan()227(7213221tan )2(21)(21000=-⨯+⨯⨯-⨯⨯=++-++=o h a H H h d b ab B α3117.05.40623.12)2)((tan )22()(200000===+++++-++=A B h a H a H h a H H d b h ab A αo o o 47.382/35021435'=+-=++=δαϕψ7735.0)3117.047.38(tan )47.38tan 35(cot 47.38tan ))(tan tan (cot tan tan =+⨯+︒+-=++±-=OOOA ψψφψβo o 82.2727325.07arctan72.377735.0arctan =++⨯>==β21.23)'0214tan(77735.0)27(tan tan )(=--⨯+⨯+=-+⨯+=o bH a H B αβ由于路肩宽度d=0.5m<B=2.21m ，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。

土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角内摩擦角与黏 ( 内 ) 聚力 :土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切 ) 和土的内摩阻力两部分组成。

内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用 , 内摩擦角反映了土的摩阻性质。

黏聚力是黏性土的特性指标 , 黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。

因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。

土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力，土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题。

土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏 ( 内 ) 聚力 Cφ——土的内摩擦角（°）C——土的粘聚力（KPa）φ、C与土的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。

因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。

（直剪实验、三轴剪切试验等）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。

土的内摩擦角范围
土的内摩擦角（也称为内摩擦角）是指土体在不同粒径和含水量条件下达到最大抗剪强度的角度范围。

土的内摩擦角可以用来评估土体的稳定性和土体内摩擦力的大小。

土的内摩擦角范围是根据不同土体类型和条件变化的，一般来说，常见土体的内摩擦角范围如下：
1. 砂质土：20°至40°
2. 粉砂土：25°至45°
3. 粘性土：0°至30°（含水量较高时）
4. 黏性土：0°至20°（含水量较低时）
5. 黏土：20°至30°
这些数值仅为参考范围，真实的内摩擦角值会受到土的成分、含水量、颗粒形状等因素的影响。

实际工程中，需要通过实验或现场测试来确定具体土体的内摩擦角值。

土的抗剪强度一一粘聚力和内摩擦角内縻擦角与黏（内）聚力：土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切）和土的内摩阻力两部分组成.内摩擦角大小取决于上粒间的摩阻力和连锁作用，内摩擦角反映了土的摩阻性质。

黏聚力是黏性上的特性指标，黏聚力包括上粒间分子引力形成的原始黏聚力和上中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。

因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。

上的抗剪强度指上对剪切破坏的极限抵抗能力，丄体的强度问题实质是上的抗剪能力问题。

土的抗剪强度指标——内摩擦角（P、黏（内）聚力C上的内摩擦角（。

）C-±的粘聚力（KPa）A C与上的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。

因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。

（直剪实验、三轴剪切试验等）土的抗剪强度第一节概述建筑物由于上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：另一方面是由于上体的强度破坏而引起的。

对于土工建筑物（如：路堤、上坝等）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。

而上体的破坏通常都是剪切破坏；研究上的强度特性，就是研究土的抗剪强度特性。

①上的抗剪强度（“）：是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力，英数值等于剪切破坏时滑动的剪应力.②剪切而（剪切带）：上体剪切破坏是沿某一而发生与剪切方向一致的相对位移，这个而通常称为剪切而。

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朿缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成.无粘性上一般无连结，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.粘性丄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。

决上土的抗剪强度因素很多，主要为:上体本身的性质，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，还决泄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圧，试验中，仪器的种类和试验方法以及模拟上剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确泄强度值有很大的影响。

土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角内摩擦角与黏( 内) 聚力:土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切) 和土的内摩阻力两部分组成。

内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用, 内摩擦角反映了土的摩阻性质。

黏聚力是黏性土的特性指标, 黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。

因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。

土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力，土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题。

土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏( 内) 聚力Cφ——土的内摩擦角（°）C——土的粘聚力（KPa）φ、C与土的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。

因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。

（直剪实验、三轴剪切试验等）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，粘性土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。

土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角内摩擦角与黏( 内) 聚力:土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切) 和土的内摩阻力两部分组成。

内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用, 内摩擦角反映了土的摩阻性质。

黏聚力是黏性土的特性指标, 黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。

因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。

土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力，土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题。

土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏( 内) 聚力Cφ——土的内摩擦角（°）C——土的粘聚力（KPa）φ、C与土的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。

因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。

（直剪实验、三轴剪切试验等）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。

地基土壤容重（γ）及内摩擦角（φ）参考数值表孔隙率干土湿土很湿土（饱和）土壤名称最大～最小γφγφγφ软粘土和中低流限粘土＜5 流动度63～5616.5～17.512粘土缩性56～4117.5～1825硬性47～3218～2037疏松50――15～162716.5～17.52518.5～1922细砂中等密实――16～17.53017.5～192719～2025密实――3217.5～193319～203020～2128疏松45――16～173017～18.52719～2025中砂中等密实――17～183318.5～19.53020～20.528密实――3018～19.53319.5～20.53020.5～21.528粗砂及砂砾疏松38――18.5～193319.5～20.53020.5～2130 中等密实――19～203520～213321～2233 密实――2520～213721～21.53522～22.535粉砂土软泥153016181810有机质土壤泥炭土壤103013201615注明：本表列土的容重γ以kN/m3计，粘土的γ系指在天然含水率情况下的支。

内摩擦角单位为度。

粘性土的粘聚力应通过试验确定，一般在0～25kN/m2之间，查不到对应的数值。

在土压力计算时，饱和粘性土和非粘性土的粘聚力取0。

其它土壤假如没有可参考的数值时，可忽略，计算结果偏于安全。

另外一计算手册给出的土壤内摩擦角（φ）参考值名称粉砂土细砂土中砂土粗砂土砾碎石土粘性土砂土、砾石内摩擦角15～2520～3025～3530～4040～4510～30内摩擦角与土壤含水量成反比，含水量越大，其内摩擦角越小！土层渗透系数近似值参考表土质名称K（m/d）土质名称K（m/d）土质名称K（m/d）粘土＜0.001黄土0.25~0.5粗砂20~50重亚粘土0.001~0.05粉砂0.5~1.0砾石50~150轻亚粘土0.05~0.1细砂1~5卵石100~500亚粘土0.1~0.5中砂5~20漂石500~1000无填充物乱石500～1000稍有裂隙岩石20～60裂隙多的岩石＞60土壤的渗透系数与其颗粒粒径大小有关系！20ik库仑主动土压力计算公式：)K ai tg(45；220ik库仑被动土压力计算公式：)K pi tg(45；2。

土的阻力计算公式通常使用Coulomb公式或Rankine公式。

这些公式可以用于计算土体受到的静止或动态阻力。

1. Coulomb公式：
Coulomb公式用于计算土体受到的静止阻力。

公式如下：
R = cN + σNtan(φ)
其中，R是土体受到的静止阻力，c是土体的凝聚力，N是法向应力，σ是有效正应力，φ是内摩擦角。

2. Rankine公式：
Rankine公式用于计算土体受到的动态阻力。

公式如下：
R = (1 - sin(φ))N + σNtan(φ)
其中，R是土体受到的动态阻力，N是法向应力，σ是有效正应力，φ是内摩擦角。

需要注意的是，这些公式只是近似计算土体的阻力，实际情况可能会受到其他因素的影响。

因此，在具体工程中，还需要考虑土体的物理性质、土体与结构之间的界面摩擦等因素。