摘要：内摩擦角（$\phi$）是土体抗剪强度指标之一，反映了土颗粒之间相互滑动时产生的摩擦阻力。它是计算地基承载力、挡土墙土压力及边坡稳定性的关键参数。

内摩擦角（Symbol: \phi，单位：°）代表土体内部颗粒之间因相互接触、咬合和滑动摩擦而产生的抗剪能力。

• 物理机制：
  • 表面摩擦：颗粒接触面粗糙程度引起的滑动阻力。
  • 咬合作用：颗粒形状不规则（如棱角状）导致的相互嵌入和咬合。

• 库仑抗剪强度公式：

根据摩尔-库仑理论，土的抗剪强度（$\tau_f$）由粘聚力（$c$）和内摩擦角（$\phi$）共同决定：

  <math>\tau_f = \sigma \tan\phi + c</math>
  * ''\sigma'' : 法向应力
  * ''c'' : 粘聚力 (Cohesion)
  * ''\tan\phi'' : 摩擦系数

该参数的确定与应用需遵循国家标准：

不同类型的土，其内摩擦角差异巨大。一般来说，颗粒越粗、越密实、棱角越分明，$\phi$ 值越大。

获取内摩擦角的主要试验手段包括：

1. 直剪试验 (Direct Shear Test)：

操作简单，直接对土样施加水平剪力。分为快剪、固结快剪、慢剪。

- **三轴压缩试验 (Triaxial Compression Test)**：
  更模拟实际受力状态，精度高。分为不固结不排水(UU)、固结不排水(CU)、固结排水(CD)剪切。
  * //注意：不同的排水条件测得的 $\phi$ 值（如 $\phi_{cu}$, $\phi'$）物理意义不同，需根据工程工况选择。//

内摩擦角直接决定了土体的稳定性：

• 地基承载力：$\phi$ 越大，地基承载力系数 ($M_b, M_d, M_c$) 越大，地基越稳固。
• 土压力计算：计算挡土墙的主动土压力 ($K_a$) 和被动土压力 ($K_p$) 时，$\phi$ 是核心变量。
  • <math>K_a = \tan^2(45^\circ - \phi/2)</math> ($\phi$ 越大，主动土压力越小)
• 边坡稳定：砂性土边坡的自然休止角近似等于其内摩擦角。