定义：土的力学性质是指土在外力作用下所表现的性质，主要为变形和强度特性。
2.1.2.1 土的压缩性
1）土的压缩变形的本质
土的压缩性是指在压力作用下体积压缩变小的性能。从理论上，土的压缩变形可能是：①土粒本身的压缩变形；②孔隙中不同形态的水和气体的压缩变形；③孔隙中水和气体有一部分被挤出，土的颗粒相互靠拢使孔隙体积减小。
试验表明，土的压缩是气体压缩的结果。接近自然界的假设，土的压缩主要是由于孔隙中的水分和气体被挤出，土粒相互移动靠拢，致使土的孔隙体积减小而引起的。
研究土的压缩性，就是研究土的压缩变形量和压缩过程，即研究压力与孔隙体积的变化关系以及孔隙体积随时间变化的情况。
有侧限压缩（无侧胀压缩）：指受压土的周围受到限制，受压过程中基本上不能向侧面膨胀，只能发生垂直方向的变形。
无侧限压缩（有侧胀压缩）：指受压土的周围基本没有限制，受压过程中除垂直方向变形外，还将发生侧向的膨胀变形。
研究方法：室内压缩试验和现场载荷试验两种。
2）压缩试验和压缩系数
（1）压缩曲线：若以纵坐标表示在各级压力下试样压缩稳定后的孔隙比e，以横坐标表示压力p，根据压缩试验的成果，可以绘制出孔隙比与压力的关系曲线，称压缩曲线。
压缩曲线的形状与土样的成分、结构、状态以及受力历史等有关。若压缩曲线较陡，说明压力增加时孔隙比减小得多，则土的压缩性高，若曲线是平缓的，则土的压缩性低。
（2）压缩系数：e-p曲线中某一压力范围的割线斜率称为压缩系数。
此式为土的力学性质的基本定律之一，称为压缩定律。其比例系数称为压缩系数，用a表示，单位是MPa-1。
压缩系数是表示土的压缩性大小的主要指标。压缩系数大，表明在某压力变化范围内孔隙比减少得越多。
在工程实际中，规范常以p1=0.1MPa，p2=0.2MPa的压缩系数即a1-2作为判断土的压缩性高低的标准。但当压缩曲线较平缓时，也常用p1=100k Pa和p3=300k Pa之间的孔隙比减少量求得a1-3。
低压缩性土：a1-2＜0.1MPa-1
中压缩性土：0.1≤a1-2＜0.5MPa-1
高压缩性土：a1-2≥0.5MPa-1
（3）压缩指数（Cc）：将压缩曲线的横坐标用对数坐标表示。Cc=（e1-e2）/（lgp2-lgp1），因为e-lgp曲线在很大压力范围内为一直线，故Cc为一常数，故用e-lgp曲线可以分析研究Cc，Cc越大，土的压缩性越高。
当Cc＜0.2时，属于低压缩性土；当Cc＞0.4时，属于高压缩性土。
（4）压缩模量（Es）：是指在侧限条件下受压时压应力δz与相应应变qz之比值，即：
Es=δz/qz(MPa)
压缩模量与压缩系数的关系：Es越大，表明在同一压力范围内土的压缩变形越小，土的压缩性越低。
Es=1+e1/a
式中：e1——相应于压力p1时土的孔隙比；
a——相应于压力从p1增至p2时的压缩系数。
2.1.2.2 土的抗剪性
1）土的剪切破坏的本质
土体的破坏通常都是剪切破坏。例如：土坡丧失稳定引起的路堤毁坏、路堑边坡的崩塌和滑坡等。(www.xing528.com)
土是由固体颗粒组成的，土粒间的连续强度远远小于土粒本身的强度，故在外力作用下，土粒之间发生相对错动，引起土中的一部分相对于另一部分产生移动。
研究土的强度特征，就是研究土的抗剪强度特性，简称抗剪性。
土的抗剪强度ηf：指土体抵抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。
剪切面（剪切带）：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移，这个面通常称为剪切面。
土体在外力和自重压力作用下，土中各点在任意方向平面上都会产生法向应力ζ和剪应力η。当通过该点某一方向上的剪应力等于该点上所具有的抗剪强度ηf时，则该点不会破坏，处于稳定状态。
土的极限平衡条件：η=ηf。
无黏性土一般无联结，抗剪力主要是由颗粒间的摩擦力组成，这与粒度、密实度和含水情况有关。
黏性土颗粒间的联结比较复杂，联结强度起主要作用，黏性土的抗剪力主要与联结有关。
土的抗剪强度主要依靠室内试验和原位测试确定。试验中，仪器的种类和试验方法以及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确定强度值有很大的影响。
2）土的抗剪强度和剪切定律
研究土的抗剪强度，通常借用直剪切试验方法。
将土样放在上、下部分可以错动的金属盒内，法向应力：σ=P/A。
在下盒从小到大逐渐施加水平力，当水平剪力增至T时，土样发生剪切破坏，此时的剪切应力τ=P/A，即为土样在该法向应力下时的抗剪强度ηf。
抗剪强度是随着法向应力而改变，同一种土制备3个相同的土样，在ζ1、ζ2、ζ3作用下，得不同ηf。以抗剪强度ηf为纵坐标，以法向压力为横坐标，可绘制该土样的ηf-ζ关系曲线。
试验结果表明[库仑定律（法国学者，1773）或剪切定律]：
无黏性土：τf=σ·tanφ
黏性土：τf=σ·tanφ+c
式中：τf——土的抗剪强度，MPa；
σ——剪切面的法向压力，MPa；
tanφ——土的内摩擦系数；
φ——土的内摩擦角，（°）；
c——土的内聚力，MPa。
库仑定律说明：①土的抗剪强度由土的内摩擦力和内聚力两部分组成；②内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比，其比值为土的内摩擦系数。
无黏性土的抗剪强度决定于与法向压力成正比的内摩擦力，而土的内摩擦系数主要取决于土粒表面的粗糙程度和土粒交错排列的情况。土粒表面越粗糙，棱角越多和密实度越大，则土的内摩擦系数越大。
黏性土的抗剪强度由内摩擦力和内聚力组成。土的内聚力主要由土粒间结合水形成的水胶联结或毛细水联结组成。黏性土的内摩擦力较小。
土的抗剪强度指标：土的内摩擦角φ和内聚力c。
土的抗剪强度指标，还可使用三轴剪切试验测定。
三轴剪切试验是使试样在三向受力的情况下进行剪切破坏，测得图样破坏时的最大主应力σ和最小主应力σ3，再根据莫尔强度理论求出土的抗剪强度指标c、φ值。
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