Tiêu chuẩn Coulomb được giới thiệu năm 1776,là tiêu chuẩn đơn giản và quan trọng nhất trong phá hủy đất đá.Ông cho rẳng sự phá hủy đá xảy ra khi ứng suất tiếp τ cho trong một mặt phẳng nào đó (ví dụ như mặt phẳng a-b trong hình 2-2 a) đạt đến một giá trị vượt qua lực dính kết tự nhiên của nó cũng như các thành phần lực ma sát chống lại chuyển dịch dọc theo mặt phẳng phá hủy. Giả thiết này được biểu diễn bởi phương trình:
τ = c + σn tan� 626∴∗ ΜΕΡΓΕΦΟΡΜΑΤ (.)
Trong đó σn là ứng suất pháp tác động trên mặt phẳng phá hủy, c là lực cố kết của vật liệu và φ là góc ma sát trong.
Hình 2-2 b cho thấy đường bao độ bền của các ứng suất trực giao và ứng suất tiếp.Khi dấu của τ chỉ ảnh hưởng đến hướng trượt,phương trình biểu diễn cần được viết cho trị tuyệt đối của τ.Tuy nhiên để đơn giản ta bỏ qua dấu giá trị tuyệt đối.Do tiêu chuẩn luôn thỏa mãn trước hết trên một mặt phẳng nằm theo chiều của σ2 ,giá trị của σ2 sẽ không ảnh hưởng đến σn hoặc τ , vì vậy tiêu chuẩn ngầm giả định rằng σ2 không ảnh hưởng đến sự phá hủy.Tiêu chuẩn Coulomb có thể được biểu diễn qua
ứng suất chính lớn nhất σ1 và ứng suất chính nhỏ nhất σ3.Từ các phương trình ứng suất chính trong không gian hai chiều ta có :
727\* MERGEFORMAT (.)
828\* MERGEFORMAT (.) Trong đó β là góc nghiêng giữa pháp tuyến của mặt phẳng và phương ứng suất chính.
Hình 2-35: Tiêu chuẩn Coulomb. a) Phá hủy do lực cắt trên mặt phẳng a-b.
b)Đường bao độ bền theo ứng suất tiếp và ứng suất trực giao.
Ta thấy : 929\* MERGEFORMAT (.)
Sử dụng phương trình tiêu chuẩn coulomb :
Trong đó :
q=tan = ( 1+sinφ)(1-sinφ) 11211\* MERGEFORMAT (.)
Với là góc nghiêng của đường thẳng liên hệ giữa σ2 và σ3,Co là độ bền nén một trục mà nó có liên hệ với lực cố kết và góc mà sát trong bởi phương trình :
12212\* MERGEFORMAT (.)
Hình 2-36: Đường bao độ bền Coulomb theo các ứng suất chính.
Từ các phương trình (2.6)-(2.8),ta có thể thu nhận phương trình biểu diễn độ bền chịu kéo một trục c và φ :
13213\* MERGEFORMAT (.) Nhìn chung thì giá trị độ bền chịu kéo một trục thực tế T0true, thấp hơn so với giá trị dự toán từ phương trình (2.9) trên. Do đó, một giới hạn kéo thường được áp đặt như trên hình (2-4).Trong cơ học đất đá thực hành, giá trị này thường lấy bằng 0.
Hình 2-37: Đường bao độ bền Coulomb với giới hạn kéo.
Tiêu chuẩn coulomb cũng có thể biểu diễn thông qua ứng suất tiếp lớn nhất τmax và ứng suất trung bình hiệu dụng σm,2 như sau :
τmax = ccosφ + sinφ.σm,2 14214\* MERGEFORMAT (.)
Trong đó :
τmax = 15215\* MERGEFORMAT (.)
16216\* MERGEFORMAT (.) Từ trên ta thấy trong tiêu chuẩn phá hủy coulomb :
- Ứng suất trung bình hiệu dụng hạn chế phá hủy là σm,2.
- Có thể dự báo mối quan hệ tuyến tính giữa ứng suất tiếp lớn nhất và ứng suất trung bình hiệu dụng khi xảy ra phá hủy.