基于库仑定律的CU总应力切线和割线强度指标数理意义释义和适用性研究

摘要

以土体抗剪强度规律在破坏面上归结为库仑定律,并同种各向同性土的三轴试验有效应力强度指标唯一存在为立论基础展开分析,通过建立不排水条件的库仑强度定律与三轴固结不排水剪切(CU)试验破坏时超静孔压的联系,对CU试验总应力强度指标线性存在的数学基础和物理意义进行了解析.结果表明:由排水和不排水条件下库仑强度规律的线性特征,可证明破坏面上与法向应力相关的孔压系数Df为常数;而CU总应力强度包线之所以线性存在是由于斯开普敦孔压系数Af能与Df、黏聚力及破坏时的偏应力建立起特定的数量关系,并明确提出了该关系的数学表达式.同时利用CU试验所得参数,求解了CU总应力割线强度指标φR,CR的值.割线强度指标的确定为已定滑动面的工程问题提供更为合理和可操作的强度计算方法,而若选用切线强度指标,强度值可能会有10％以上的高估,带来极大的安全隐患.