Question

土体的最大剪应力面是否就是剪切破裂面？二者何时一致？（1）

Answer 1

根据土体的极限平衡理论可知，土中某点τ=τ_f，该点即处于极限平衡状态，它所代表的作用面即为土体的剪切破裂面，且破裂角α_f=45°+φ/2。另外，根据静力平衡条件，可得作用于土体某单元体内与大主应力σ₁作用面成σ角任意方向平面上的法向正应力和剪应力为：要使该平面上的剪应力τ达到最大值，必须使sin2α=1，即α=45°。所以，土体中最大剪应力作用面与大主应力作用面的夹角是45°。显然，α=45°≠α_f，所以土体的最大剪应力面不是剪切破裂面。（2）对于饱和软粘土，在不排水条件下，其内摩擦角φ_u=0，此时α=α_f成立，即土体的最大剪应力面即为剪切破裂面。