3.4 影响土强度的外部条件 3.4.1 围压3的影响 3.4.2 中主应力的2影响 3.4.3 主应力方向的影响土强度的各向异性 3.4.4土的抗剪强度与加载速率的关系 3.4.5 温度与土强度关系 3.4.1 围压3的影响 根据莫尔库仑理论，在一般应力条件下 围压与偏差间关系(与2无关)： （b1.01.0？ 图337 k=1.17 的平面 应变等比试验中，应力 循环时应力路径。 卸载时，卸载时， y y 小主应力中 小主应力中 主应力大主应力主应力大主应力 小小 中中 大大 3.4.3 主应力方向的影响土强度的各向异性 3 3 撒砂砂土撒砂砂土自下而上通入自下而上通入COCO2 2 饱和饱和 -25-25 冻结冻结不同方向取样不同方向取样三轴试验三轴试验 图图3 339 39 砂土不同方向取样的强度试验砂土不同方向取样的强度试验 1 1 3 3 颗粒长宽比：L/W1.64，定向作用造成土的 各向异性 图275 颗粒长宽比 3.4.3 主应力方向的影响土强度的各向异性 阻力较小 阻力较大 图341 砂土颗粒排列 C-DC-D A-BA-B 3.4.3 主应力方向的影响土强度的各向异性 图图3 340 40 主应力方向对砂土强度的影响主应力方向对砂土强度的影响 各向同性砂土的Lade-Duncan强度准则 图342 砂土真三轴试验的结果 z z x x y y 颗粒排列与作用力：分散结构与絮凝结构 固结历史：超固结与正常固结：k0 土质 埋深 黏粘土的各向异性黏粘土的各向异性 直剪试验 图343 剪切方向与抗剪强度 ：剪切破坏 面与水平方 向的夹角； ：试样轴向 与水平方向 夹角。 土K0固结时 的大主应力 方向为竖直 方向。 图344 不同黏土在三轴不排水强度与 主应力方向的关系 (1)应力历史(正 常固结与超固结 ) (2)埋深 (3)地区，结构 性 （1）应力路径对于砂土的有效应力强度指标一般影响 不大。 （2）对于黏土，只要没有太大的应力反复，其有效应 力强度指标受应力路径影响不大。 （3）但由于不同应力路径下不排水情况下的超静孔隙 水压力不同，所以土的不排水及固结不排水强度指 标是受应力路径影响的。 应力路径对土的强度的影响应力路径对土的强度的影响 3.4.4 土的抗剪强度与加载速率的关系 时间的影响 1. 瞬时加载下土的动强度 2. 土的蠕变强度 3. 土的时效性拟似超固结土 1. 瞬时加载下土的动强度 （1）在冲击荷载下，土的强度一般有所提高， 这可能与土的破坏需要一定能量有关。 （2）对于饱和土，控制土强度的是加载速率， 产生的超静孔隙水压力是否消散。 干砂的强度与加载时间的关系 K: 黏土、砂土；饱和；围压 速率加大 图345 加载速率与土的强度 图346 饱和砂土在不同试验中的强度孔隙比e 剪胀与负孔压 临界孔隙比临界孔隙比 e e crcr 图347 加载速率与黏土的不排水强度cu 快速 2. 土的蠕变强度 蠕变强度对于土工问题有重要意义： （1）土坡的稳定问题，破坏可能从土体的局部 高应力水平区开始，由于蠕变向外逐步扩展， 达到土体剪切破坏发生滑坡。许多天然滑坡就 是这样发生的。 （2）挡土构造物中的土压力也受蠕变的影响， 土的长期强度降低而使主动土压力增加。例如 在软粘土中开挖的基坑，如果基坑暴露时间过 长，其支护结构可能会由于土的流变性而产生 的应力松弛而破坏。 图348 不同黏土的蠕变强度 6 6种原状粘土，无侧限抗压强度种原状粘土，无侧限抗压强度 q qu u 次压缩系数C e lgt 时间 图53 次压缩系数 3. 土的时效性拟似超固结土 （Quasi-over consolidation） （1）正常固结土。 （2）主固结已经完成。但如果此压力长时间继续 施加，由于土的流变性而发生的次固结会使它继 续压缩变密，从而使粘土颗粒间进一步接近使粒 间力加强和胶结材料凝固。 （3）在成千上万年的有效应力作用下，次固结使 这种正常固结的老粘土表现为类似超固结土的特 性。 （4）拟似超固结土”QOC（Quasi-over consolidation）。 Pcq相当于先期固结压 力，性质接近与超固 结土: （p0-e0)=(Pcq- e0) 10000年，Q3, 老粘土。 图349 不同固结时间的压缩试验曲线 （1）峰值强度提高。 （2）残余强度接近相同正 常固结土。 （3） K0变小。 图350 不同固结历时的固结不排水试 验有效应力路径 荷载停顿 图351 荷载停顿与应力应变曲线 3.4.5 温度与土强度关系 在较高温度下，水的黏滞性变小，渗透系数增加， （1）从而在高温下固结的饱和黏土的孔隙比减小, 土的 密度也越高,强度也会提高。 （2）在不排水情况下剪切时，较高的剪切温度可能产生 较高超静孔隙水压力，减少土的有效应力，从而使土 的抗剪强度下降。 剪切温度Ts 固结温 度Tc 图352 固结不排水试验中温度对强度的影响