影响抗剪强度指标的因素-土力学与地基基础中的关键因素

钢材与混凝土等建筑材料强度比较稳定，并可由人工加以定量控制，各地区的各类工程可以根据需要选用材料，而土的抗剪强度与之不同，为非标准定值，受很多因素的影响。不同地区、不同成因、不同类型土的抗剪强度往往有很大的差别。在不同的密度、含水率、剪切速率、仪器型式等不同的条件下，其抗剪强度的数值也不相等。

根据库仑公式可知，土的抗剪强度与法向应力σ、内摩擦角φ和土的黏聚力c息息相关；其中c、φ是影响土的抗剪强度的内在因素，它反映了土体抗剪强度变化的规律性，习惯上称为土的抗剪强度指标或抗剪强度参数。将影响抗剪强度指标的因素归纳为两大类：

1.土的物理化学性质的影响

（1）土粒的矿物成分

砂土中石英矿物含量多，内摩擦角φ大；云母矿物含量多，则内摩擦角φ小。黏性土矿物成分中微晶高岭石（土）含量愈多，黏聚力愈大。黏性土的电分子力等不同时，黏聚力也不同。土中含有的各种胶结物质，可使黏聚力增大。

（2）土的颗粒形状与级配

土的颗粒愈大愈粗，形状愈不规则，表面愈粗糙，内摩擦角φ大；土的级配良好，内摩擦角φ大；土粒均匀，则内摩擦角φ小。

（3）土的原始密度

土的原始密度愈大，土粒之间接触点多且紧密，则土粒之间的表面摩擦力和粗粒土的咬合力愈大，内摩擦角φ大，剪切试验时需要克服这些力的剪力也愈大。同时，土的原始密度大，土的孔隙小，接触紧密，黏聚力c也必然大。

（4）土的含水率

当土的含水率增加时，水分在土粒表面形成润滑剂，降低土粒间的摩擦力，使内摩擦角φ减小。对黏性土来说，含水率增加，将使薄膜水变厚，甚至增加自由水，使抗剪强度降低。联系实际，凡是山坡滑动，通常都在雨后，雨水入渗使山坡土中含水率增加，降低土的抗剪强度，导致山坡失稳滑动。(www.xing528.com)

（5）土的结构

黏性土具有结构强度，当黏性土的天然结构受破坏时，黏聚力c降低，抗剪强度将会显著下降。因原状土样的抗剪强度高于同密度和同含水率的重塑土，所以施工时要注意保持黏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。

2.有效应力或孔隙水压力的影响

由有效应力原理可知，作用在试样剪切面上的总应力σ 为有效应力σ′与孔隙水压力u之和，即σ＝σ′＋u。在外荷载σ 作用下，随着时间的增长，孔隙水压力u因排水而逐渐消散，同时有效应力σ′相应地不断增加。

因为孔隙水压力作用在土中的自由水之上，不会产生土粒之间的内摩擦力，只有作用在土颗粒骨架上的有效应力σ′才能产生土的内摩擦强度。因此，若土的抗剪强度试验的条件不同，影响土中孔隙水是否排出与排出多少，亦即影响有效应力σ′的数值大小，使抗剪强度试验结果不同。建筑场地工程地质勘察，应根据实际地质情况与施工速度，即土中孔隙水压力u的消散程度，采用不同的试验方法。

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