不排水抗剪強度

土的抗剪強度是指在一定的應力狀態下，土體能夠抵抗剪下破壞的極限能力，不排水抗剪強度即在不排水的條件因素下土能夠抵抗剪下破壞的極限能力。

基本介紹

• 中文名：不排水抗剪強度
• 外文名：undrained shear strength

概述

在處理與土的抗剪強度有關的工程問題時，選擇合適的抗剪強度指標至關重要。土的抗剪強度指標不僅與土的種類有關，還與土樣的結構性，試驗時的排水條件等因素相關。

飽和粘性土不排水抗剪強度

飽和粘性土不固結不排水強度

不固結不排水剪試驗習慣稱為UU試驗。對於正常固結的飽和粘性土，在不排水條件下對土樣施加不同的周圍壓力，然後在不排水條件下施加軸向應力至剪下破壞。試驗結果表明，雖然3個試件的周圍壓力不同，但剪下破壞時的主應力差相等，表現為3個總應力圓直徑相同，因而破壞包線是一條水平線。

在試驗中如分別量測試樣破壞時的孔隙水壓力，試驗結果用有效應力整理，可以發現3個試件只能得到同一個有效應力圓，並且有效應力圓的直徑與3個總應力圓直徑相等。這是因為在不排水的條件下，飽和粘性土的孔隙壓力係數B=1,改變周圍壓力只能引起孔隙水壓變化，並不會改變試樣中的有效應力，各試件在剪下前的有效應力相等，周圍壓力的差異未引起土結構和組成等方面的變化，故而抗剪強度不變。不排水抗剪強度主要取決於原有強度。

飽和粘性土固結不排水抗剪強度

固結不排水剪試驗習慣上稱為CU試驗。飽和粘性土的固結不排水抗剪強度受應力歷史的影響，因此，在研究粘性土的固結不排水時，要區別試樣是正常固結還是超固結。如果試樣所受到的周圍固結壓力大於它曾受到的最大固結壓力，該土樣屬於正常固結試樣；如果試樣所受到的周圍固結壓力小於它曾受到的最大固結壓力，則屬於超固結試樣。試驗結果表明，這兩種不同固結狀態的試樣，其抗剪強度性狀是不同的。試驗時，飽和粘性土先在所受到的周圍固結壓力作用下充分排水固結，然後在不排水的條件下施加偏應力剪下。正常固結狀態土樣因剪下破壞過程體積有減少的趨勢，其孔隙水壓力為正；而超固結試樣在剪下破壞過程體積有增加的趨勢，其孔隙水壓力為負。

砂土的不排水抗剪強度

無粘性土的抗剪強度取決於有效法向應力和土的內摩察角。密實砂土的內摩察角與初始孔隙比，土粒表面的粗糙程度以及顆粒級配等因素有關。松砂的內摩察角大致與乾砂的天然休止角相等。近年的研究表明，無粘性土的強度性狀還受各向異性,試樣的沉積方法,應力歷史等因素影響。

密砂在強切過程中出現明顯的強度峰值，體積變化表現出明顯的剪脹特性，在飽和不排水條件下產生負的孔隙壓力。強度在峰值之後呈應變軟化特性，最後趨於其殘餘強度。改殘餘強度在工程中有重要的意義，如對初顯滑動特徵的邊坡，要防止其繼續滑動，對其進行處理和穩定性分析時不能使用峰值強度，而需要採用殘餘強度作為處理加固的基礎。