内聚力 内摩擦角

内摩擦角

作为岩(土)体的两个重要参数之一的内摩擦角，是土的抗剪强度指标，是工程设计的重要参数。土的内磨擦角反映了土的磨擦特性，一般认为包含两个部分：土颗料的表面磨擦力，颗粒间的嵌入和联锁作用产生的咬合力。

内摩擦角是土力学上很重要的一个概念。内摩擦角最早出现在库仑公式中，也就是土体强度决定于摩擦强度和粘聚力，摩擦强度又分为滑动摩擦和咬合摩擦，两者共同概化为摩擦角。

经典的表达式就是库伦定律τ=σtanθ+c

其中，对于黏性土，c不为0

对于砂土，c为0

θ、c可以通过三轴试验得出，（或直剪）。在不同围压下，得到破坏时的最大主应力和最小主应力，做出应力圆，至少在三种不同的围压下，这样可以做出三个应力圆，作三个圆的公切线，斜率即为内摩擦角。

内摩擦角在力学上可以理解为块体在斜面上的临界自稳角，在这个角度内，块体是稳定的；大于这个角度，块体就会产生滑动。

利用这个原理，可以分析边坡的稳定性。

内聚力

内聚力又叫粘聚力，是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力，这种相互吸引力是同种物质分子之间存在分子力的表现。只有在各分子十分接近时（小于10-6厘米）才显示出来。内聚力能使物质聚集成液体或固体。特别是在与固体接触的液体附着层中，由于内聚力与附着力相对大小的不同，致使液体浸润固体或不浸润固体。

岩石力学和土力学中，τ=c+tanυ,即摩尔剪切理论，c即为内聚力，υ为内摩擦角，τ为摩擦力。

如何确定岩体的粘聚力c和内摩擦角φ

如何确定岩体的粘聚力c和内摩擦角φ 岩质边坡设计计算时经常用到的两个参数：粘聚力c，内摩擦角φ。 岩块的粘聚力c，内摩擦角φ可以直接通过直剪、单轴压缩或三轴压缩试验确定， 岩体的粘聚力c，内摩擦角φ如何确定呢？？？ 《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002第4.5.4条规定： 岩体内摩擦角可由岩块内摩擦角标准值按岩体裂隙发育程度乘以表4.5.4所列的折减系数确定。 表4.5.4 边坡岩体内摩擦角折减系数 边坡岩体特性内摩擦角折减系数 裂隙不发育 0.90～0.95 裂隙较发育 0.85～0.90 裂隙发育 0.80～0.85 碎裂结构 0.75～0.80 这里只给出了边坡岩体内摩擦角的折减系数，而没有提到岩体粘聚力的折减问题。只有内摩擦角没有粘聚力怎么计算呢？后面的4.5.5条给出了等效内摩擦角的估算方法，用等效内摩擦角自然就不需要用粘聚力。既然这样，4.5.4条的规定又有什么意义呢？？？ danuel朋友上传的

《三峡库区三期地质灾害防治重庆市江北区陈家馆危岩规划勘查报告》 4.1.2.1岩体性质指标的标准值一节中提到 “根据《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998第8.3.1和第8.3.3有关规定： 岩石物理指标标准值可视为岩体物理指标标准值；岩体内摩擦角标准值可由岩 石内摩擦角标准值根据岩体完整性乘以0.80～0.95的折减系数确定；岩体粘 聚力标准值由岩石粘聚力标准值乘以0.20～0.30的折减系数确定。” 我手头没有重庆市地方标准《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998因此没有查 到其原文，不过从筑龙上下到了重庆地标《工程地质勘察规范》DB50/5005-19 98的升级替代版本重庆地标《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2005。在重庆地 标《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2005中我没有找到关于由岩块粘聚力和内 摩擦角折减估算岩体粘聚力和内摩擦角的内容。地方规范，不具有通用性，只 能参考，1998已经废止，2005中删除了想关的内容，也没有添加新的规定。 现在连个参考也没有了。。。 各位朋友在确定岩体的粘聚力c，内摩擦角φ时是如何处理的呢？？？ 请说出你的做法和依据，或者提出自己的观点，重奖！！！！！！！！ njzy0532版主所提问题确实带有普遍性，遇到这种情况，我一般会这样确定： 1、按国标《工程岩体分级标准》GB50218-94的规定对工程岩体进行质量分级； 2、依据岩体基本质量级别，查上述规范附录C表C.0.1，可经验确定岩体的抗剪断峰值强度（粘聚力c和内摩擦角φ），还可以按表C.0.2确定岩体结构面抗剪断峰值强度；

土的抗剪强度 粘聚力和内摩擦角

土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角 内摩擦角与黏(内)聚力: 土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切)和土的内摩阻力两部分组成。 内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用,内摩擦角反映了土的摩阻性质。 黏聚力是黏性土的特性指标,黏聚力包括土粒间分子引力形成的原始黏聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化黏聚力。因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。 土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力，土体的强度问题实质是土的抗剪能力问题。土的抗剪强度指标——内摩擦角φ、黏(内)聚力C φ——土的内摩擦角（°） C——土的粘聚力（KPa） φ、C与土的性质有关，还与实验方法、实验条件有关。因此，谈及强度指标时，应注明它的试验条件。（直剪实验、三轴剪切试验等） 土的抗剪强度 第一节概述 建筑物由于土的原因引起的事故中，一部分是沉降过大，或是差异沉降过大造成的；另一方面是由于土体的强度破坏而引起的。对于土工建筑物（如：路堤、土坝等）来说，主要是后一个原因。从事故的灾害性来说，强度问题比沉降问题要严重的多。而土体的破坏通常都是剪切破坏；研究土的强度特性，就是研究土的抗剪强度特性。 ）：是指土体抵抗抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏 ①土的抗剪强度（τ f 时滑动的剪应力。 ②剪切面（剪切带）：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移，这个面通常称为剪切面。 其物理意义：可以认为是由颗粒间的内摩阻力以及由胶结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成。 无粘性土一般无连结，抗剪强度主要是由颗粒间的摩擦力组成，这与粒度、密实度和含水情况有关。 粘性土颗粒间的连结比较复杂，连结强度起主要作用，粘性土的抗剪强度主要与连结有关。 决定土的抗剪强度因素很多，主要为：土体本身的性质，土的组成、状态和结构；而这些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关；此外，还决定于它当前所受的应力状态。 土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定，试验中，仪器的种类和试验方法以及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确定强度值有很大的影响。 第二节抗剪强度的基本理论 一、库仑定律（剪切定律）1773年法国学者 在法向应力变化范围不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。

水下的内聚力和内摩擦角怎么确定

水下的内聚力和内摩擦角怎么确定？ 答：地质报告中提供的固结快剪的C 、φ值。固结快剪，就是土体充分固结后进行快剪试验。如果是基坑和边坡，严格要求是做三轴剪切试验。但很多地方都不做，为了省钱省时间。固结快剪的指标是肯定不能用于水下的，如果是粉土或砂土，折减值较大；如果是粉质粘土，折减系数小点；如果是粘土，折减系数最小。具体折减多少，应该问比较熟悉当地土质的工程师。 楼说的对，在2012年新修订的群筑基坑支护技术规程上对抗剪强度的指标选取都有说明，不过话又说回来，对于不同土质、不同成因、不同工况的基坑工程的参数选择最好由有经验的注册岩土工程师把一下关，我所见过的基坑方案设计有不少都存在这些问题。以下谈几点： 1、直剪C 、φ值较适合自然放坡条件或基坑周边环境宽松情况下，一般性支护结构上的土压力计算；三轴剪（UU）C 、φ值适合安全等级一级或基坑采用防渗帷幕时土压力计算，饱和的软粘土或含水量大的欠固结土均选UU值合适； 2、地下水位以下的正常固结土或超固结土，选用固结快剪的C 、φ值或三轴CU试验值更合适些； 3、地下水位以下的砂土可参见规范。 有试验值的话按试验值折减，一般是取0.8左右，因为对于摩

擦系数试验多的话是有规律的，但C值数据越多离散性越大，试验数据要折的更多一些。按当前的情况是大多行业都有相关的经验值，这是多年总结的结果，可靠性更高。 在没实验数据的情况下,根据经验,水下内聚力=内聚力-5左右 水下内摩擦角=内摩擦角-3左右。 我觉得水下取值如果依据室内试验的话最好取饱和土的抗剪强度 一般来说，粘土受到的影响较小，粉质粘土次之，粉土、砂土影响最大。 一般勘察报告取0.8-0.9的折减系数，理论上摩擦角受水的影响很小 个人觉得水上水下一样即可，本来土工的参数就是糊涂账，何必去叫真？

粘性土的换算内摩擦角计算方法

目前在设计中常用的方法是用综合内摩擦角υ0代替抗剪强度中的内摩擦角υ和粘聚力c。常用的内摩擦角换算方法有： ①把粘性土的内摩擦角υ值增大5°-10°，作为综合内摩擦角υ0，因此，当墙高H≦6m时，一般取综合内摩擦角值为35°-40°，当墙高H>6m时，取综合内摩擦角值为30°-35°。也可按经验规定粘聚力每增加0.1MPa，相当于增加内摩擦角3°-7° ②根据土的抗剪强度相等的原理，计算综合内摩擦角υ0 其换算公式为： υ。=tan-1(tanυ+c/rH) 式中，r为填料的容重(kN/m3)；υ为试验测定的土的内摩擦角；c为试验测定的土的粘聚力(kPa)；H为挡土墙的高度（m）。 ③根据土压力相等的原理计算综合内摩擦角υ0值。为计算方便，可按破裂楔体顶面水平、墙背竖直、墙背与土之间的摩擦角为0的简单边界条件确定 换算为砂性土的土压力为： Ed=1/2 rH2tan2(45°-υ0/2) 粘性土的土压力为： 令粘性土的土压力与换算后的砂性土土压力相等，即可求出υ0值 Ea=1/2 rH2tan2(45°-υ/2)-2cH tan2(45°-υ/2)+2c2/r 综合内摩擦角是个偷懒的做法，在特定情况下是可以的，但不应是6楼的表达方式，6楼的表达方式是基于抗剪强度，对于挡土墙这个式子就不恰当了，应该以土压力系数的形式来表达--土压力系数相等反算综合内摩擦角 由于土压力系数与深度有关，因此对于挡土墙来说，综合内摩擦角是个随墙高的变量。 内摩擦角(angle of internal friction) 煤堆在垂直重力作用下发生剪切破坏时错动面的倾角 作为岩(土)体的两个重要参数之一的内摩擦角，是土的抗剪强度

理正岩土常见问题解答

理正岩土5.0 常见问题解答（挡墙篇） 1．“圬工之间摩擦系数” 意义，如何取值？ 答：用于挡墙截面验算，反应圬工间的摩阻力大小。取值与圬工种类有关，一般采用0.4（主要组合）~0.5（附加组合），该值取自《公路设计手册》第603页。 2．“地基土的粘聚力”意义，如何取值？ 答：整体稳定验算时滑移面所在地基土的粘聚力，由地勘报告得到。 3．“墙背与墙后填土摩擦角”意义，如何取值？ 答：用于土压力计算。影响土压力大小及作用方向。取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定，无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》591页，具体内容如下：墙背光滑、排水不良时：δ=0； 混凝土墙身时：δ=（0~1/2）φ 一般情况、排水良好的石砌墙身：δ=（1/2~2/3）φ 台阶形的石砌墙背、排水良好时：δ=2/3φ 第二破裂面或假象墙背时：δ=φ 4．“墙底摩擦系数” 意义，如何取值？ 答：用于滑移稳定验算。无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》，592页表3-3-2 5．“地基浮力系数”如何取值？ 答：该参数只在公路行业《公路路基手册》中有定义表格，其他行业可直接取1.0，具体《公路路基手册》定义表格如下：

6．“地基土的内摩擦角”意义，如何取值？ 答：用于防滑凸榫前的被动土压力计算，影响滑移稳定验算；从勘察报告中取得。 7．“圬工材料抗力分项系数” 意义，如何取值？ 答：按《公路路基设计规范》JTG D30-2004，采用极限状态法验算挡墙构件正截面强度和稳定时用材料抗力分项系数，取值参见《公路路基设计规范》表5.4.4-1。 8．地基土摩擦系数” 意义，如何取值？ 答：用于倾斜基底时土的抗滑移计算。参见《公路路基手册》P593表3-3-3。见下表。 9．挡土墙的地面横坡角度应怎么取？ 答：取不产生土压力的硬土地面。当挡土墙后有岩石时，地面横坡角度通常为岩石的坡度，一般土压力只考虑岩石以上的那部分土压力，也可根据经验来给。如挡土墙后为土，地面横坡角度一般根据经验来给，如无经验，可给0（土压力最大）。 10．浸水挡墙的土压力与非浸水挡墙有何区别？

边坡工程中破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用探讨

边坡工程中破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用探讨 题探讨 方玉树 （后勤工程学院，重庆400041） （此文发表于《重庆建筑》2014年8期，略有修改） 摘要当前，建筑边坡工程广泛采用破裂角和岩体等效内摩擦角概念。本文分析了破裂角和岩体等效内摩擦角取值与应用存在的问题，提出了在边坡工程中舍弃采用破裂角和岩体等效内摩擦角概念的建议。 0 引言 近十多年来，边坡工程广泛采用破裂角和岩体等效内摩擦角这两个概念。破裂角主要用于确定塌滑区范和杆固段起算点，有时因岩石压力公式中含有破裂角也用于受岩体强度控制的边坡支护结构所受岩石荷载计算；岩体等效内摩擦角主要用于计算受岩体强度控制的边坡支护结构所受岩石荷载。一些技术人员还直接用破裂角或岩体等效内摩擦角来判断边坡抗滑稳定性：坡角大于破裂角或等效内摩擦角时，边坡不稳定；坡角小于破裂角或岩体等效内摩擦角时，边坡稳定。 岩体等效内摩擦角是使不单独考虑岩体粘聚力作用时的岩体抗剪强度与单独考虑岩体粘聚力作用时的岩体抗剪强度相等的假想岩体内摩擦角。破裂角出现在主动岩土压力公式中或应用于主动岩土压力计算，而主动岩土压力是岩土体处于主动极限平衡状态时对挡墙的作用力，因此，边坡工程中的破裂角是边坡岩土体处于极限平衡状态时直线形滑裂

面与水平面的夹角（即滑裂面倾角）。但在土力学和岩石力学中，破裂角是指岩土体中一点处于极限平衡状态时破裂面与大主应力作用面的夹角1】。这两个定义虽然都表示处于极限平衡状态时滑面的方向，但有很大不同：1.前者针对边坡岩土体，后者针对岩土体（不限于边坡）中的一点；2.前者是倾角，而后者因大主应力方向可有90°的变化（从竖向变化到水平向），不具有倾角概念；3.对特定岩土体，前者取值不固定，随坡形、坡高及其他因素变化，后者取值固定（为45°+/2）。现在，工程界已有很多技术人员不了解破裂角的本来含义。为避免引起概念的混淆，边坡工程中的破裂角还是称作破裂面（滑裂面）倾角为好。 本文详细分析了边坡工程中破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用存在的问题并提出建议。 1 破裂角取值与应用存在的问题 1.1 国标《边坡规范》13版提供的破裂角公式或取值不是真正的破裂角公式或取值 国标《边坡规范》13版提供了破裂角公式或取值，但这些公式或取值不是真正的破裂角公式或取值，具体有两种情况。 1.把非水平的岩土压力方向定为水平导致相应破裂角公式不是真正的破裂角公式 针对坡面倾斜、坡顶水平、无超载这种特定情况，国标《边坡规范》给出的岩土压力公式如下： 式中，c为岩土体粘聚力，为岩土体内摩擦角，为坡角，为破裂角，h

各种土参数参考值

用标准贯入试验锤击数确定承载力 1．粘性土承载力f(Kpa) 2.砂土承载力f(Kpa) 3．粘性土N与φ、C的关系 4.N手与E s、φ、C的关系 标准贯入锤击数N手是用手拉绳方法测得的，其值比机械化自动落锤方法所得锤击数N机略高，换算关系如下： N手=0.74+1.12N机 适用范围：2

按比贯入阻力 s(Mpa)确定E0和E s（Mpa） E s=3.72 +1.260.3≤ s<5 E0=9.79 s-2.630.3≤ s<3 E0=11.77 s-4.69 3≤ s<6 选自《工业与民用建筑工程地质勘察规范》（TJ21-77） 粘性土、粉土静力触探承载力经验式 f0—kPa、P s—MPa 粘性土：f0=104P s+26.90.3≤ s<6 粉土：f0=36P s+76.6 各种土的渗透系数参考值

表—3 式—1中的桩侧极限阻力标准值应依据各土层的埋藏深度、排列次序、土的类型及各层土的s p 平均值，按下表中的关系式计算 注：1. Ⅰ类土为位于粉土或砂土以上（或无粉土、砂土层）的粘性土 Ⅱ类土为位于粉土或砂土层下的粘性土； Ⅲ类土为粉土或砂土层 2．地表下6m 范围内的土层极限侧阻力，一律取15KPa 3．当桩穿过粉土或砂土层而进入下卧软土层时，则其ski q 应按Ⅲ类土取值后，再根据该层土的平均 s p 和下卧软土的平均sL p 二者的比值大小按下表所给系数s ζ予以折减

一般土的最优含水率和最大干密度

根据静探的比贯入阻力P s 值确定单桩的竖向极限承载力 Q u = ski sb b L q U A p ?+∑α （式—1） sb p —桩端附近的静探比贯入阻力标准值（平均值）Kpa b α—桩端阻力修正系数；可查下表—2 ski q —用静探估算的桩周第i 层土的极限阴力标准值Kpa ；可按表—3 计算 sb p 的计算 当21sb sb p p ≤时： sb p =)(21sb sb p p β+/2 （式—2） 当21 sb sb p p 时， sb p =2sb p 式中：1sb p —桩端平面（不包括桩靴）以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值； 2 sb p —桩底平面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值； 若持力层为密实砂土，其s p 平均值超过20Mpa 时，则应乘以下表—1中折减系数后再计算1sb p 、2sb p 表—2 式—1中的修正系数b α 1sb p 2sb p

【岩土设计】内摩擦角φ、和内聚力C取值问题的答疑

内摩擦角φ、和内聚力C取值问题的答疑 岩土工程的发展到今天,准确计算出土体抗剪强度指标的大小对于评估岩土工程的安全性和经济性有着十分重要的意义.土的抗剪强度指标是岩土工程中最重要的参数之一,是合理设计的基石.目前,工程上用的c、φ值,多采用直剪试验获取,存在许多问题. 首先,试验的真实性影响.这个主要是人为因素,勘察市场的混乱往往是利益的驱使,往往是对勘察工作不重视的结果,一方面,市场混乱导致大家皆相互压价,以得取工程,而监理制度出现,又打压了少钻、不钻的现象,无疑将利润指向试验这块小肥肉；另一方面,仪器的精度和试验的个数导致实验数据离散性大,导致试验数据要比经验数据更不科学,所以大家竞相采用经验数据,而忽略试验数据.这就导致快速出试验数据的市场大好. 再者,规范对实验数据的规范不够,说法不一.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011附录E中,要求用内摩擦角标准值和黏聚力标准值；《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求有效应力强度指标；《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002又提出了等效内摩擦角的感念以及内摩擦角的折减；其他如水利水电工程地质勘察规范、碾压式土石坝设计规范等都要求抗剪强度计算标准值求取小值平均或概率分布的某个分位值.综上,各种指标和要求,每家规范都有自己的

一个标准,导致工程师在选用上有时难以达到规范要求,有时出于效率要求只给个保守经验值. 最后,以西南红粘土的勘察c、φ值为例管总窥豹,看一下土工试验数据的重要性.西南红粘土c值50～160kPa,但是,以工程中的取值一般都是在30～60不等,一旦取了经验值,就无形中造成了极大的浪费.安全固然重要,但是经济也已登上舞台,过高的施工费用的设计是站不住市场的,更是没有出路.