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4.1 黄土的抗剪强度
土体的剪切强度是土体强度稳定性分析的重要因素。土的剪切强度一般都服从莫尔-库仑强度准则,对于三轴应力状态的表达式为
式中:τf、σ为剪切平面上的剪切力和法向应力;c、φ为总应力强度指标。
c、φ值是土的黏聚力、内摩擦角,一般由室内直剪试验或三轴试验确定。
通过几十年的实践表明,莫尔-库仑强度准则对于黄土是适应的,可以表达黄土的强度特性。但是黄土是一种结构性土,在莫尔-库仑强度准则的应用时要考虑黄土结构强度的影响。图4.1绘出了黄土抗剪强度试验结果,可以看出原状黄土的强度线并非一条直线,而是两条直线组成的折线,剪后两段直线表现了黄土的结构强度的作用,前段平缓表示结构强度的发挥,后段变陡表示结构强度丧失。强度表达式为
式中:φ1为结构发挥段的内摩擦角;φ2为结构丧失段的内摩擦角;c为黏聚力;σc为结构临界点的法向应力;τf为极限抗剪强度;σ为法向应力。
图4.1 黄土抗剪强度试验结果
在实际工程中,如果荷载不大,可采用结构发挥段的c、φ1值来估算黄土的强度。如果荷载较大时,则要考虑结构丧失段的强度,选用φ2值。此时对强度的选择要慎重,因为变形将较大。