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土壤摩擦

土壤颗粒间或土壤与外物接触而作相对滑动时所产生的阻力。前者称土壤内摩擦,后者称土壤外摩擦。这一关系的数学模式是:F=Ntanφ。式中,N是垂直于表面的正压力,φ是摩擦角。对于干燥的土壤,除了在非常大的垂直载荷(或很快的速度)下,这个公式大致与试验结果相一致。土壤摩擦系数tanφ(即μ)通常用一个上下可分离的土箱来测定,这情况如同放置在等应变剪力仪的上下两个可相对滑移的盛土环。

土壤颗粒间或土壤与外物接触而作相对滑动时所产生的阻力。前者称土壤内摩擦,后者称土壤外摩擦。这一关系的数学模式是:F=Ntanφ。式中,N是垂直于表面的正压力,φ

是摩擦角。对于干燥的土壤,除了在非常大的垂直载荷(或很快的速度)下,这个公式大致与试验结果相一致。土壤摩擦系数tanφ(即μ)通常用一个上下可分离的土箱来测定,这情况如同放置在等应变剪力仪的上下两个可相对滑移的盛土环。对上半箱施加切向力,使其上下两半间的土壤断裂,此时的力即等于摩擦力。如用一系列不同的垂直载荷对摩擦力作图,可得一直线,这直线的斜率就是摩擦系数μ。一般摩擦系数在0.2~0.8之间,但对有粘着性能的土壤,粘着性会影响摩擦系数的测定值,而且在测定时难于去除这个影响,为了与真摩擦系数有所区别,常常把受粘着力影响下测得的摩擦系数称为表观摩擦系数。土壤粘着力是随含水量变化的,一般在低含水量范围,比如在塑限以下,测得的摩擦系数相当于真摩擦系数。含水量达到塑限以上,由于粘着力的出现和发展,摩擦系数也增大了。土壤含水量达到流限上下,粘着力降低或消失,摩擦系数也随之降低。根据摩擦系数和含水量的关系,可分为几个摩擦相:①土壤干燥时为摩擦相。②土壤粘着力出现到有充足的水分存在,产生高粘着力但还不足以产生自由水表面时,为附着相。③土壤含水量足以产生自由水面,而仍有低张力,为润滑相。润滑相的表观摩擦系数通常高于摩擦相的摩擦系数。关于含水量对摩擦系数的影响,砂土较小,壤土次之,粘土最大。