专业知识（二）辅导：应力作用下孔隙水压力（二）

第二节粘性土的抗剪强度特性
摩尔库仑抗剪强度理论阐明了土体抗剪强度的一般规律。土的抗剪强度一般由摩擦强度(σtanφ)和粘聚力(C)组成。c和φ是反映土体强度的两个重要参数，通常称为强度指标。如果能准确确定反映实际情况的强度指标C和φ，那么土的实际强度就不难确定。然而，土是在复杂多变的地质环境中形成的，类型多样，结构各异，性质复杂。而且建筑荷载作用在土体上的大小、速率、应力状态也有很大的不同，所以；形成了土体抗剪强度特性的复杂性。不同的土类不仅有其特殊的强度机理和强度特性，而且同一土类在不同的剪切条件下也有其不同的强度变化规律。为了将莫尔库仑强度理论的一般规律应用于工程实践，有必要进一步区分各种土类和结构的特殊规律。只有根据工程的实际剪切条件采用相应的参数，才能得到合理的结果。
根据研究结果，粘性土和无粘性土的强度特性明显不同。比如粘性土颗粒之间的接触是由于水膜与颗粒之间的引力，而无粘性土颗粒之间的接触是由于直接接触，所以两者的剪切机理和特性明显不同。反映强度参数的粘性土同时具有粘性分量C和摩擦分量σtanφ。通常，无粘性土只有摩擦分量，没有粘性分量(c=0)。因此，粘性土和无粘性土的抗剪强度特性分别描述如下。此外，其他土类(如膨胀土、黄土和非饱和土)也有其独特的强度特性。
例7如果土的颗粒直接接触，则土的抗剪强度由()决定。
A .摩擦强度
B .粘聚力
C .摩擦强度和粘聚力
答案:A
研究表明，饱和粘性土的抗剪强度特性是复杂的，它受多种因素的影响。其中，土本身及其状态与:矿物成分、结构特征、颗粒间接触性质、孔隙比、饱和度、初始应力应变、应力历史等有关。土壤的地质环境与排水条件、温度、孔隙水的性质等有关。外载荷与载荷的应力水平、加载速率和应力路径有关。此外，还有样品干扰、实验室测试中的测试仪器和方法等。而对于饱和粘性土，大部分因素对抗剪强度的影响可以通过土体单元在剪切过程中引起的孔隙压力(或有效应力)的差异来体现，因为外荷载引起的剪应力只能由土骨架来承受。因此，荷载应力引起的土(土样)中孔隙水压力(或有效应力)的差异也反映了其强度的差异。因此，在研究上述因素对饱和粘性土抗剪强度特性的影响时，应重点分析剪切前和剪切过程中孔隙水压力(或有效应力)对土的抗剪强度特性的影响。
就室内试验而言，对于给定的土样，荷载应力引起的孔隙水压力会随着试样剪切前的固结程度和剪切时的排水条件而变化，并且与试样的应力历史有关。因此，在研究诸多因素对饱和粘性土强度的影响时，应优先考虑排水条件和应力历史的影响，根据不同的排水条件进行试验，并探索其变化规律，再考虑其他因素对抗剪强度的影响。下面用三种极端排水条件(不固结不排水、固结不排水和固结排水)来讨论抗剪强度的变化规律。