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土力学与基础工程
1.8.1 4.1 概述
4.1 概述

土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。在外荷载作用下,土体中将产生剪应力和剪切变形,当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时,土就沿着剪应力作用方向产生相对滑动,该点便发生剪切破坏。工程实践和室内试验都证实了土是由于受剪而产生破坏,剪切破坏是土体强度破坏的重要特征,因此,土的强度问题实质上就是土的抗剪强度问题。

工程实践中常见的强度问题,可归纳为三大类,如图4-1所示。

1.土工结构物的稳定性问题

人工筑成的路堤、土坝的边坡以及天然土坡的坡度太陡时,土坡上的一部分土体将沿着滑动面(剪切破坏面)向前滑动(图4-1(a))。土体中滑动面的产生就是由于滑动面上的剪应力达到土的抗剪强度引起的。

2.土对工程结构物的侧向压力,即土压力问题

这和边坡稳定问题有直接联系的,若边坡较陡不能保持稳定,又由于场地或其他条件限制而不允许采用平缓边坡时,就可以修筑挡土墙来保持力的平衡。作用在墙面上的力,称为土压力。土压力的大小,直接与土的强度有关。这些结构物周围土体的强度破坏将造成对墙体过大的侧向压力,可能导致这些工程结构物发生滑动、倾覆(图4-1 (b))。

图4-1 土体破坏形式示意图

3.土作为建筑物的地基问题

即地基承载力与地基稳定性问题。很明显,当地基土受过大的荷载作用时,会出现部分土体沿着某一滑动面挤出,导致建筑物严重下陷,甚至倾倒(图4-1(c))。

地基承载力是指地基土单位面积上所能承受的荷载,我们通常把地基土单位面积上所能承受的最大荷载称为极限承载力。如果基底压力超过地基的极限承载力,地基就会失稳破坏。因此,在工程实际中必须确保地基有足够的稳定性,该稳定性可用安全系数K来表示,即K=地基的极限承载力/基底压力。由于地基土的复杂性,要准确地确定地基极限承载力是一个比较复杂的问题。本章主要是从土的强度和地基稳定性角度介绍确定地基极限承载力常用的几种理论方法。