土体强度指标应用探讨（假日专题）

土体由固、液、气三相构成，它们在土体所占有的比例和相互作用，对土体抗剪性能具有很大的影响。土体的抗剪强度指标在工程应用中占有举足轻重的核心位置，它可通过工程师的经验、地区经验、分析计算和土工试验确定。在工程应用中，不管哪种方法确定的土体强度的指标，均应与实际工程的土体性质、工程施做时的具体工艺、状况做到尽量相似。否则，抛开土体的现场实际状态与其在工程的时效性质等，就不能反映工程的实际状态。

1、由于岩土工程是一门感性的学科，定性是岩土工程的基础，因此，工程经验具有相当重要的地位。可以有效的确定岩土工程的具体处治方案。合理的、经过实践检验的工程师和地区经验，对于土体强度的指标选用具有很高的价值。当然，工程经验的应用中反对没有经过实践检验的所谓经验，或抛弃应用边界的所谓经验。

2、岩土工程贯彻的是定性为基础，定量为手段的综合应用方法。定量可以“精确”的将岩土工程量化、具体化，从而可有效应用于具体的设计工作。对于土体而言，土体指标的定量分析，可通过符合现场实际情况的公式进行计算，或通过符合现场实际情况的土工试验进行测算。

2.1、关于符合现场实际情况的公式进行计算，主要指在合理定性分析的基础上，选择针对性的理论公式进行参数计算。

如滑坡的滑面参数反算，就是通过合理确定滑面的抗滑段、主滑段或牵引段的基础上，通过合理确定的坡体稳定系数，通过传递系数法等公式，反算求得主滑段的滑面参数。

再如土体可通过动探、标贯的现场试验测量，选用针对性的理论公式计算出土体的相应强度等。

2.2、关于符合现场实际情况的土工试验，主要指通过直剪或三轴试验测定土体的强度。如直剪试验中的慢剪、固结快剪、不固结快剪，以及三轴试验中的固结排水、固结不排水、水固结不排水试验等多种形式。它们主要依据工程的具体的土体特征，具体的工程施作工艺等进行合理选定。这在笔者的相关公众号文章已有所说明。在这儿，只对工程中存在的一些误解、误用进行简短的说明。

对于颗粒较粗的碎石土、砂土等由于其渗透系数较大，故工程中很少用到其三轴固结不排水强度指标。

其次，对于饱和原状土，由于其对取样具有很高的要求，一旦发生土样扰动，试验所测得的参数就会出现失真。

不同状态的土样和不同的试验内容对土体强度具有很大的影响，一定要进行针对性的严格试验。如笔者曾见到有的土工试验报告中的滑面饱和不排水试验中所测的内摩擦达到了17度，这就说明其所测得的可能为快剪试验指标。

再其次，对于非饱和土，由于土体由固、液、气三相构成，土工试验中往往包含了基质吸力。因此，有些人认为土工试验中的没有考虑土体的基质吸力是不合理的。即不应将基质吸力当作是工程的安全储备，而应考虑到暴雨等极端情况下造成基质吸力对降低或丧失对工程的安全度降低程度。如坡体开挖后在暴雨作用下失稳，就是由于降雨入渗造成坡体基质吸力的丧失是导致坡体安全度降低的一个重要原因。

此外，考虑到土体的抗剪强度是由土体的有效应力决定的，而与土体中的中性压力是无关的。因此，土体的抗剪强度应尽量选用有效应力强度。即土体中的孔隙水压力或超静水压力可以确定时，土体强度指标就应优先选用有效应力强度。

而对于一些饱和粘性土，如饱和泥质滑面，在无法确定孔隙水压力或超静水压力时，可以直接选用总应力状态下的土体强度指标。如滑坡的滑面参数反算时，往往孔隙水压力或坡体蠕动时的超静水压力等难以明确，故滑面参数反算时往往依据不 同的工况将水的作用“打包”进行计算。当然，这时可以有用不排水的三轴试验或直剪试验进行分析或参考。

最后，在工程实践中，常见到有些技术人员通过反算或最终选用的粘土质滑面参数小于天然工况下的土体残余强度，或小于饱和状态下的土体残余强度，造成坡体下滑力严重失真，这是非常不应该的。

因为，作为滑面的残余强度是滑面的强度最低值。因此，滑面参数反算的强度指标如果小于残余强度，就只能说明反算时的坡体稳定系数、滑面形态或反算方法出了偏差，这时就该进行校核。

换句话说，土体强度指标守住底线很重要，这和做人是一样的。

总之，由于土体性质、现场施做、排水工艺等对土体的强度具有很大的影响，故土体强度的精确选用是一件相当困难的事。这就要求技术人员在土体强度指标的选用中，应坚持“结合现场、经验判断、理论分析、定测定量、综合应用”的特点。