
【機】 shear strength; shearing strength
抗剪強度(Shear Strength)指材料或結構在承受剪切應力時抵抗破壞的能力,是土木工程、材料科學和地質力學中的重要力學指标。其英文對應詞為"Shear Strength",常用于描述土壤、岩石、金屬及複合材料在剪切載荷下的極限承載值。
定義與公式
從力學角度,抗剪強度由庫侖公式表示:
$$
tau = c + sigma tanphi
$$
其中$tau$為抗剪強度(kPa),$c$為粘聚力(Cohesion),$sigma$為法向應力(Normal Stress),$phi$為内摩擦角(Angle of Internal Friction)。該公式被收錄于《岩土工程基本術語标準》(GB/T 50279-2014),并被美國土木工程師學會(ASCE)在《Soil Mechanics Foundations》中引用。
影響因素
工程應用
在邊坡穩定性分析中,抗剪強度參數用于計算安全系數;在地基設計中,決定淺基礎的承載能力。美國聯邦公路管理局(FHWA)在《Geotechnical Engineering Circular No.6》中詳細規定了抗剪強度測試标準。
抗剪強度是材料力學中的重要概念,其定義和應用在不同領域存在共性及差異。以下為綜合解釋:
抗剪強度指材料抵抗剪切破壞的最大能力,數值上等于剪切破壞時切向應力值,即剪切力與破壞面積的比值。例如螺栓受剪切力時,其抗剪強度決定了是否會被剪斷。
材料特性
應力狀态
正應力(垂直于剪切面的壓力)會增強抗剪能力,而剪應力直接導緻破壞。
土力學中常用莫爾-庫侖準則表示抗剪強度: $$ τ = c + σ tanφ $$
注:不同材料的測試方法(單剪/雙剪)和破壞标準可能差異較大,實際應用中需結合具體規範。
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