影响土的抗剪强度的因素主要包括以下几个方面:
土的组分
土的组分包括颗粒级配、颗粒棱角、矿物类别等。颗粒越大、形状越不规则、表面越粗糙,则抗剪强度越大。颗粒级配也会影响抗剪强度,例如,砂土的Φ值随其级配中的粗粒成分的增加而提高。
原始密度
土的原始密度越大,粒间的咬合作用越强,摩阻力就越大,土的密度越大,即土粒间的孔隙越小,颗粒接触紧密,因而粘聚力也就越大。所以原始密度对抗剪强度有很大影响,原始密度大的土,抗剪强度亦大。
孔隙比及含水量
土的抗剪强度随含水量增加而降低。因为水分在较大土粒表面起润滑作用,使摩阻力降低。对细小的黏土颗粒而言,含水量增加时,结合水膜变厚,使粘聚力降低。
初始孔隙比越小,颗粒越紧密,咬合摩擦力越大,受剪破坏时所需要的能量也越大。
土的结构
原状土的抗剪强度高于同样密度和含水量的重塑土。因为土的结构破坏使土丧失一部分粘聚力。
应力历史
土的应力历史会影响其抗剪强度,例如,超压密状态的土具有较正常压密土为高的抗剪强度,而欠压密状态的土因压密程度不足,抗剪强度比正常压密土低。
法向有效应力
随着法向有效应力的增加,土的孔隙体积趋越小,主骨架逐渐变形,部分土的结构被破坏而密度增加,这样使得土的摩擦力和粘聚力均有所增加,故随法向有效应力的增加,土的抗剪强度亦可以提高。
预加应力
超压密状态的土,历史上受过比现今作用应力大的有效应力,所以具有较正常压密土为高的抗剪强度;反之,欠压密状态的土,因压密程度不足,抗剪强度比正常压密土低。
环境条件
温度、湿度等环境条件也会影响土的抗剪强度,例如,温度升高可能会使土的强度降低。
试验方法和条件
试验方法和条件也会影响土的抗剪强度测定结果,例如,垂直荷重和剪切速率的不同会导致试验结果的显著差异。
综上所述,影响土的抗剪强度的因素是多方面的,包括土的组分、原始密度、孔隙比及含水量、土的结构、应力历史、法向有效应力、预加应力、环境条件以及试验方法和条件等。在实际工程中,需要综合考虑这些因素,通过合理的试验设计和分析方法,准确测定土的抗剪强度指标。