基于库仑定律的CU总应力切线和割线强度指标数理意义释义和适用性研究

以土体抗剪强度规律在破坏面上归结为库仑定律,并同种各向同性土的三轴试验有效应力强度指标唯一存在为立论基础展开分析,通过建立不排水条件的库仑强度定律与三轴固结不排水剪切(CU)试验破坏时超静孔压的联系,对CU试验总应力强度指标线性存在的数学基础和物理意义进行了解析。结果表明:由排水和不排水条件下库仑强度规律的线性特征,可证明破坏面上与法向应力相关的孔压系数Df为常数;而CU总应力强度包线之所以线性存在是由于斯开普敦孔压系数Af能与Df、黏聚力及破坏时的偏应力建立起特定的数量关系,并明确提出了该关系的数学表达式。同时利用CU试验所得参数,求解了CU总应力割线强度指标R,cR的值。割线强度指标的确定为已定滑动面的工程问题提供更为合理和可操作的强度计算方法,而若选用切线强度指标,强度值可能会有10%以上的高估,带来极大的安全隐患。

论固结不排水剪总应力强度指标及其应用

分析了等向固结不排水三轴压缩总应力强度指标的３种应用形式，指出了将该类指标应用于地基时存在的问题，定义并建立了模拟实际地基中应力条件时ＣＵ试验（广义ＣＵ试验）的总应力强度指标和其表达式，分析了其影响因素和变化规律．随后建立了与σｆｆ，σ′ｆｃ，σ′ｆ对应的抗剪强度指标表达式。

固结不排水剪总应力强度指标的几点讨论

建立了偏离室内常规三轴压缩试验应力条件下的总应力强度指标和有效固结压力强度指标的理论公式;讨论了这两种强度指标的变化规律及其与室内常规CU试验指标的差异;简要地分析了直接将室内常规CU试验指标用于压缩与伸长土单元的强度计算、用于有效固结压力法确定抗剪强度和用于土压力与地基极限承载力计算时的偏差情况。

有效应力强度指标与总应力强度指标的关系

由总应力强度指标计算的αf,并不是试样破坏时的真实破裂角,而仅是一个假想的破裂角,与之对应的平面是一个假想的剪切破坏面。试验结果表明,试样破坏时的真实破裂角,是用有效应力强度指标φ′计算的αf′。分析论证了在关于土的抗剪强度计算的相关公式中,有效应力强度指标与总应力强度指标不可混用,且公式中有效应力强度指标应与有效应力相对应、总应力强度指标应与总应力相对应。

正常固结饱和地基土的总应力强度指标

地基极限承载力与土体稳定分析的总应力分析法需要用土的总应力强度指标。三种常规室内三轴试验的固结应力状态、剪切时的应力路径和排水条件与地基土原位受荷破坏时不尽相同。本文首先建立三种典型排水条件下模拟地基土实际受力的总应力强度指标理论式 ,分析了其变化规律 ;与常规三轴试验结果进行了比较 ;分析了固结不排水条件下的强度计算途径和对应的指标 ;最后建立了两种部分排水条件下的总应力强度指标的计算式 ,分析了它们随固结的变化。

正常固结饱和土总应力强度指标的有效应力分析

基于土的有效应力原理,从库伦定律和莫尔-库伦强度理论表达式探讨了抗剪强度与总应力呈线性关系应满足的应力条件;讨论了UU和CU剪对应的应力条件,从理论上证明了其强度包线的存在性并推导了相应的总应力强度指标表达式,分析了破坏时破坏面上的有效应力.

有效应力与总应力强度及其指标的比较分析

通过对有效应力与总应力强度及其指标的比较分析,探讨了这些指标在应用上出现的分歧以及在应用上应注摘 要:通意的问题。

总应力分析强度指标中的几个问题

就破坏面方位、剪切前固结应力状态、剪切应力路径及主应力偏转对总应力强度指标的影响及解决的途径作了简要分析。

有效应力强度指标与总应力强度指标之间的换算关系

通过理论分析 ,建立有效应力强度指标和总应力强度指标之间的换算关系 。

应力路径对抗剪强度指标影响的试验研究

应用武汉地区有代表性的原状粉质粘土,模拟基坑开挖中的几种应力路径,进行了一系列室内三轴剪切试验.针对固结不排水强度指标剪阻角φcu,分析应力路径对其的影响,研究结论可供基坑工程稳定计算参考.

广义k_0固结土的固结不排水剪总应力强度指标的确定

基于室内三轴剪切试验与天然土体的受力状态存在较大差异,从土的总应力强度指标与土的固结状态、初始固结状态、应力路径等之间的相关性出发,建立不同固结状态的土在不同试验条件下的总应力强度指标理论公式,并找出不同试验条件下的强度指标与室内常规三轴试验强度指标间的换算公式,进而解决了室内常规三轴试验在模拟天然土体的初始固结应力状态、加载路径等方面的不足。

隧道设计中不同抗剪强度指标对竖向土压力的影响研究

考虑未来北京地铁的埋深将向更深层发展,在地铁设计时,竖向土压力的计算则必须采用松弛土压力理论。目前常用的全覆土、比尔鲍曼、太沙基、普氏和谢家烋等土压力理论都有其适用条件,其中后四种理论的计算参数都涉及土的抗剪强度指标,而土的抗剪强度指标由于试验条件不同,有天然快剪、CU、CD、UU等多种,因此,在计算竖向土压力时,选用不同的试验指标将会得到不同的土压力值。本文首先分析了抗剪强度指标对竖向土压力的影响,明确比尔鲍曼、太沙基、普氏和谢家烋等公式受强度指标的影响程度,再通过搜集和归纳北京西部和东部地区三种典型地层的不同试验的强度指标,包括天然快剪、CU和UU,来分析上述指标对竖向土压力的影响及其分布规律,从而为地铁设计中竖向土压力计算时选用合适的强度指标,得到合理的计算结果提供参考和依据。

地基承载力计算中强度指标的理论分析

基于有效应力强度指标的唯一性假设和不同固结与剪切应力路径下正常固结土三轴压缩总应力强度指标与有效应力强度指标的理论关系式,讨论了取样应力改变、非各向均等固结、非常规剪切应力路径对总应力强度指标的影响；根据条形基础均布荷栽下地基中的应力假设和应力特点,分析了地基内考虑应力条件的强度指标理论数值及其空间分布；讨论了应用不同强度指标理论值时地基承栽力的计算结果及总应力强度指标的选用问题．

应力路径对正常固结饱和粘土 φCU 的影响

从有效应力强度指标的唯一性和Ｈｅｎｋｅｌ孔隙水压力公式出发，笔者推导了正常固结饱和粘土在不同应力路径的三轴固结不排水剪切试验条件下总应力强度指标表达式；比较了各种应力路径下的φＣＵ值并初步验证了理论公式的正确性；

部分排水剪切时土的抗剪强度

建立了剪切时存在部分排水条件下土的抗剪强度与总应力强度指标理论式 。

不同含水比贵阳原状红黏土CU三轴试验研究

为研究贵阳地区原状红黏土在CU三轴试验下的力学性质,采取原状土试样制备的方法,得到三种不同含水比的原状红黏土试样,进行CU三轴试验。试验得到了贵阳原状红黏土在不同围压、不同含水比下的应力-应变关系、破坏形式以及孔隙压力变化规律,采用Mohr-Coulomb准则和规范法得到抗剪强度指标且分析了含水比对抗剪强度指标的影响。研究结果表明:(1)贵阳原状红黏土的应力-应变关系、孔隙压力均出现“驼峰型”软化特性,且围压越低、含水比越低,软化现象越明显,但也有少部分试样表现出微弱的硬化特征;(2)CU三轴试验中,随含水比的减小、围压的增大,贵阳原状红黏土试样的破坏形态由剪切破坏转变为鼓状破坏;(3)抗剪强度指标与含水比呈线性趋势变化,其中内摩擦角与含水比呈正相关,黏聚力与含水比呈负相关。

某小水库大坝填土层抗剪指标的确定

文章以一个小水库工程为实例,从理论及室内试验两方面进行了分析研究,最终提供的抗剪强度指标即符合理论又不脱离现状,使安全复核结果真实可靠。

芦苇加筋土工程特性室内试验研究

利用常规三轴仪对素土和芦苇加筋土进行了试验研究。分析了加筋量对土的强度的影响,并对素土和加筋土强度特性进行了比较研究。结果表明:芦苇加筋土的总应力强度指标和有效应力强度指标都明显高于素土强度指标;只有在合适的加筋量时芦苇加筋土才达到最大抗剪强度。

饱和地基高填方工程不排水稳定性分析方法研究

对于饱和地基上快速填方,尤其是高填方的稳定性问题,由于超静孔压无法及时消散,有必要进行不排水稳定性分析。我国工程界对于不排水强度指标和分析方法的选用还缺乏广泛的共识,也有因此导致的工程失效案例。为此,该文系统比较了国内外3种不排水稳定性分析方法和相应的强度指标差异,从简单算例入手,到实际工程案例,进行基于有限元极限分析的不排水稳定性计算。计算结果表明对于饱和地基上高填方工程稳定性分析,有必要采用基于Mohr-Coulomb有效应力强度指标的不排水分析方法(Method A),或考虑固结应力作用的不排水强度指标方法(Method B)进行稳定性验算,而利用Mohr-Coulomb总应力强度指标的稳定性分析(Method C)会高估填方工程的稳定性。

涉水土质边坡稳定性计算与参数选用初步研究

复杂涉水土质边坡设计过程中关于有效应力法、总应力法的选用一直存在争议,不同土体强度指标适用条件也具有很强的经验性,这很容易造成工程设计过程中因为理解不充分导致设计过于保守或冒进,严重情况下可能酿成工程事故。结合已有的研究成果,分析总应力法与有效应力法的基本计算思路,并介绍了土体强度指标的选取,最终提出了对含地下水边坡计算模型的改进。