1．土的抗剪强度指标

抗剪强度指标：

c：粘聚强度-与所受压力无关

φ：土的内摩擦角

σtgφ：摩擦强度-正比于压力σ

土的抗剪强度指标c和φ是通过试验得出的。它们的大小反映了土的抗剪强度的高低。tgφ=f为土的内摩擦系数，σtgφ 则为土的内摩擦力，通常由两部分组成。一部分剪切面上颗粒与颗粒接触面所产生的摩擦力；另一部分则是由颗粒之间的相互嵌入和联锁作用产生的咬合力。粘聚力c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成的。按照库仑定律，对于某一种土，它们是作为常数来使用的。实际上，它们均随试验方法和土样的试验条件等的不同而发生变化，即使是同一种土，φ、c值也不是常数。

2．土的抗剪强度的来源

无粘性土——内摩擦力、咬合力

粘性土——内摩擦力、粘聚力

3．土的抗剪强度指标的影响因素

影响土的抗剪强度的因素是多方面的，主要的有下述几个方面。

1）土粒的矿物成份、形状、颗粒大小与颗粒级配

土的颗粒越粗，形状越不规则，表面越粗糙，φ 越大，内摩擦力越大，抗剪强度也越高。粘土矿物成份不同，其粘聚力也不同。土中含有多种胶合物，可使c增大。

2）土的密度

土的初始密度越大，土粒间接触较紧，土粒表面摩擦力和咬合力也越大，剪切试验时需要克服这些土的剪力也越大。粘性土的紧密程度越大，粘聚力 c 值也越大。

3）含水量

土中含水量的多少，对土抗剪强度的影响十分明显。土中含水量大时，会降低土粒表面上的摩擦力，使土的内摩擦角 φ 值减小；粘性土含水量增高时，会使结合水膜加厚，因而也就降低了粘聚力。

4）土体结构的扰动情况

粘性土的天然结构如果被破坏时，其抗剪强度就会明显下降，因为原状土的抗剪强度高于同密度和含水量的重塑土。所以施工时要注意保持粘性土的天然结构不被破坏，特别是开挖基槽更应保持持力层的原状结构，不扰动。

5）孔隙水压力的影响

根据有效应力原理，作用于试样剪切面上总应力等于有效应力与孔隙水压力之和。孔隙水压力由于作用在土中自由水上，不会产生土粒之间的内摩擦力，只有作用在土的颗粒骨架上的有效应力，才能产生土的内摩擦强度。因此，土的抗剪强度应为有效应力的函数，库仑公式应改为 ，然而，在剪切试验中试样内的有效应力(或孔隙水压力)将随剪切前试样的固结程度和剪切中的排水条件而异。因此，同一种土，如试验条件不同，即使剪切面上的总应力相同，也会因土中孔隙水是否排出与排出的程度，亦即有效应力的数值不同，使试验结果的抗剪强度不同。因而在土工工程设计中所需要的强度指标试验方法必须与现场的施工加荷实际相符合。目前，为了近似地模拟土体在现场可能受到的受剪条件，而把剪切试验按固结和排水条件的不同分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种基本试验类型。但是直剪仪的构造却无法做到任意控制土样是否排水。在试验中，便通过采用不同的加荷速率来达到排水控制的要求，即采用快剪、固结快剪和慢剪三种试验方法。

4. 土的抗剪强度指标的选择

抗剪强度指标不仅随剪切条件不同而异，还受许多因素的影响。对同一种土，强度指标与试验方法及试验条件都有关。

若建筑物施工速度较快，地基土的透水性和排水条件不良时，可采用三轴不固结不排水试验或直剪试验的结果；若地基荷载增长速率较慢，地基土的透水性不太小（如低塑性的粘土）以及排水条件较好时（如粘土层中夹砂层），则可以采用固结排水或慢剪试验的结果；介于两者之间，可采用固结不排水或固结快剪试验结果。

表4-1 工程中抗剪强度指标的选用

名称	指标	地基稳定性	坝体稳定性
不排水剪 （快剪）	cu、φu cq、φq	软土地基上 快速施工	土坝快速施工 心墙未固结
固结不排水剪 （固结快剪）	ccu、φcu ccq、φcq	固结完成后 受突然荷载	水位骤降
固结排水剪 （慢剪）	cd、φd cs、φs	地基透水性强 施工缓慢	稳定渗流期 或正常运行期

不固结不排水剪（快剪） cu、φu（cq、φq）

固结不排水剪（固结快剪） ccu、φcu（ccq、φcq）

固结排水剪（慢剪） ccd、φcd（cs、φs）

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