直剪实验不能严格控制排水条件,不能量测孔隙水压力,所以不能获得有效抗剪强度指标,三轴压缩试验能严格控制排水条件,能量测孔隙水压力,试样的破坏面为真正的薄弱面,能获得有效抗剪强度指标。抗剪强度线在纵坐标上的截距为粘聚力(内聚力),与水平线的夹角为内摩擦角。
土体用有效应力表示的极限平衡条件为σ1ˊ=σ3ˊtan2(45°+φˊ/2)+2Cˊ(tan45°+φˊ/2),式中:σ1ˊ、σ3ˊ分别为有效最大、最小主应力(有效应力σˊ=σ-u。,Cˊ为有效粘聚力,φˊ为有效内摩擦角当实际的最大有效主应力等于上式计算值时,土体处于极限平衡状态,当实际的最大有效主应力大于上式计算值时,土体处于破坏状态,当实际的最大有效主应力小于上式计算值时,土体处于安全状态。
三轴试验采用同一种土样的三个以上试样分别施加不同的周围压力,测得破坏时的最大主应力,将结果绘成一组极限应力圆,土的抗剪强度包线为这些极限应力圆的公切线。
砂土的抗剪强度由摩擦力和粘聚力两部分组成。
应为45°-φ/2