
【机】 shear strength; shearing strength
抗剪强度(Shear Strength)指材料或结构在承受剪切应力时抵抗破坏的能力,是土木工程、材料科学和地质力学中的重要力学指标。其英文对应词为"Shear Strength",常用于描述土壤、岩石、金属及复合材料在剪切载荷下的极限承载值。
定义与公式
从力学角度,抗剪强度由库仑公式表示:
$$
tau = c + sigma tanphi
$$
其中$tau$为抗剪强度(kPa),$c$为粘聚力(Cohesion),$sigma$为法向应力(Normal Stress),$phi$为内摩擦角(Angle of Internal Friction)。该公式被收录于《岩土工程基本术语标准》(GB/T 50279-2014),并被美国土木工程师学会(ASCE)在《Soil Mechanics Foundations》中引用。
影响因素
工程应用
在边坡稳定性分析中,抗剪强度参数用于计算安全系数;在地基设计中,决定浅基础的承载能力。美国联邦公路管理局(FHWA)在《Geotechnical Engineering Circular No.6》中详细规定了抗剪强度测试标准。
抗剪强度是材料力学中的重要概念,其定义和应用在不同领域存在共性及差异。以下为综合解释:
抗剪强度指材料抵抗剪切破坏的最大能力,数值上等于剪切破坏时切向应力值,即剪切力与破坏面积的比值。例如螺栓受剪切力时,其抗剪强度决定了是否会被剪断。
材料特性
应力状态
正应力(垂直于剪切面的压力)会增强抗剪能力,而剪应力直接导致破坏。
土力学中常用莫尔-库仑准则表示抗剪强度: $$ τ = c + σ tanφ $$
注:不同材料的测试方法(单剪/双剪)和破坏标准可能差异较大,实际应用中需结合具体规范。
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