Bài 2.3
Cường độ chống cắt
của đất


I. Khái niệm vể cường độ chống cắt của đất
• Một khối đất hoặc nền bị phá hoại khi bên trong khối đất xảy
ra sự trượt (trượt tương đối các hạt, các khối đất với nhau).

• Khi tải trọng công trình nhỏ, khối đất ổn định. Khi tăng tải
trọng hay tăng những yếu tố gây trượt thì khối đất bị phá hoại.
Trong đất có một cường độ chống trượt nhất định.
• Sự trượt xảy ra trên một mặt nào đó trong khối đất, là do
ứng suất cắt  > cường độ chống cắt f của đất.


I. Khái niệm vể cường độ chống cắt của đất
Định nghĩa: Cường độ chống cắt của đất là lực chống
trượt lớn nhất trên một đơn vị diện tích mặt trượt khi
khối đất này trượt trên khối đất kia.


Cường độ chống cắt của đất
Sự chống trượt của đất là do:
• Giữa các hạt có chất liên kết tạo nên lực liên kết.
• Giữa các hạt có ma sát bề mặt tạo nên lực ma sát.
• Các hạt có hình dạng phức tạp, sắp xếp xen cài vào
nhau tạo nên lực cản khi bị cắt.

Vậy ứng suất giữa truyền giữa các hạt-ứng suất hiệu
quả, σ’ đóng một vai trò quan trọng, và có ảnh hưởng lớn

gây ứng suất nén
trên mặt trượt là n.

n

• Bước 2: Tác dụng tải trọng ngang (gây ra ứng suất cắt 
trên mặt cắt), tăng dần tải trọng ngang cho đến khi mẫu đất
bị cắt hoàn toàn, thu được một giá trị gh = f, ứng với một
cấp tải nén.
• Đo chuyển vị ngang δ mẫu đất trong quá trình cắt.


1. Thí nghiệm cắt trực tiếp


1. Thí nghiệm cắt trực tiếp


1. Thí nghiệm cắt trực tiếp


1. Thí nghiệm cắt trực tiếp
Tiến hành 3 – 4 thí nghiệm với cùng loại đất với các
cấp áp lực thẳng đứng tăng dần.
Mẫu 1: Lực nén P1
Mẫu 2: Lực nén P2
Mẫu 3: Lực nén P3

n1
n2

Đất dính

Cường độ chống cắt của đất
dính gồm Lực ma sát và Lực
dính đơn vị C.

 f   tg  c


2. Định luật Coulomb về cường độ chống cắt
Ví dụ:

Làm thí nghiệm cắt trực tiếp một loại đất á sét. Người ta lấy
3 mẫu đất loại này cùng đường kính d=6,35 cm.
Mỗi mẫu được nén với lực nén P, và lực cắt thu được khi
mẫu bị phá hoại là Tf như bảng dưới:
P (kN)
Tf (kN)

Mẫu 1
0.2
0.111

Mẫu 2
0.4
0.184

Mẫu 3
0.6
0.256

1   x

hoặc

2 xz
tg 2 
z  x


1. Ứng suất tại một điểm và vòng Mohr ứng suất
Khi biết các ứng suất chính, xác định được ứng suất
trên một mặt nghiêng α bất kỳ :

 

1   3 1   3


2
2
1   3
 
sin 2
2

cos 2

α- góc giữa phương của σ3 và mặt phẳng nghiêng.





2. Lý thuyết phá hoại Mohr
Năm 1900, Mohr đưa ra 1 Tiêu chuẩn phá hoại cho các
VL, ông cho rằng: VL bị phá hoại khi ứs cắt trên mặt
phẳng phá hoại đạt đến 1 hàm duy nhất nào đó của
ứs pháp trên mặt đó, nghĩa là

ff  Fff 
Để đạt được phá hoại cần 2 chỉ số:
Chỉ số f đầu tiên liên quan đến mặt phẳng chịu tác
dụng của ứng suất (trong TH này là mặt phá hoại).
Chỉ số f thứ 2 nghĩa là “tại thời điểm phá hoại”.


2. Lý thuyết phá hoại Mohr
Lý thuyết phá hoại Mohr có thể biểu diễn bằng đường cong
quan hệ duy nhất giữa ff và σff.

Khi ứng suất trên mặt một mặt nào đó của phân tố đạt đến
đường cong, phân tố đó bị phá hoại


2. Lý thuyết phá hoại Mohr
Biết trạng thái ứng suất tại thời điểm phá hoại, ta dựng các
vòng tròn Mohr thể hiện trạng thái ứng suất của phân tố.

Do các vòng Mohr đc vẽ tại thời điểm phá hoại  có thể tìm
đc đường bao phá hoại của ƯS cắt (đường bao phá hoại
Mohr) thể hiện quan hệ giữa ƯS cắt & ƯS pháp tại thời điểm


 f  45 
o



 f

2

 f

I

1f  3f 1f  3f


cos 2 f
2
2
1f  3f

sin 2 f
2


4. Tiêu chuẩn phá hoại M–C qua các TPhần ứng suất chính
Một phân tố đạt trạng thái CBGH khi xuất hiện điểm I – điểm
tiếp xúc giữa vòng Mohr và đường Coulomb.
Từ công thức: