直接剪切試驗

1、2022-4-221direct shear test 2022-4-222庫倫公式庫倫公式tanfc Oc c c： 粘聚力粘聚力 ：內(nèi)摩擦角：內(nèi)摩擦角 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 土的抗剪強(qiáng)度一般可分為兩部分：一部分與顆粒間的法向應(yīng)力土的抗剪強(qiáng)度一般可分為兩部分：一部分與顆粒間的法向應(yīng)力有關(guān)，通常呈正比例關(guān)系，其本質(zhì)是有關(guān)，通常呈正比例關(guān)系，其本質(zhì)是摩擦力摩擦力；另一部分是與法向；另一部分是與法向應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為粘聚力粘聚力。2022-4-223試驗儀器：直剪儀（應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）試驗儀器：直剪儀（應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）應(yīng)變直剪

2、儀試驗原應(yīng)變直剪儀試驗原理：對同一種土至理：對同一種土至少取少取4 4個平行試，分個平行試，分別在不同垂直壓力別在不同垂直壓力 下剪切破壞，將試下剪切破壞，將試驗結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)驗結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)度度 f f與相應(yīng)垂直壓力與相應(yīng)垂直壓力 的關(guān)系圖。的關(guān)系圖。2022-4-2242022-4-2252022-4-226 在不同的垂直壓力在不同的垂直壓力 下進(jìn)行剪切試驗，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度下進(jìn)行剪切試驗，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度 f f，繪制，繪制 f f - - 曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線APATf2022-4-227w 測定天然土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 和 ；w 土的抗剪強(qiáng)度定義：土體對

3、于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力；w 說明：取自地基中的原狀土樣，制成幾個試樣，在幾個不同垂直壓力作用下，施加剪切力，測得剪應(yīng)力與位移的關(guān)系曲線，從曲線上找出試樣的極限剪應(yīng)力作為該垂直壓力下的抗剪強(qiáng)度。C 2022-4-228 通過幾個試樣的抗剪強(qiáng)度確定強(qiáng)度包絡(luò)線，求出抗剪強(qiáng)度參數(shù)：內(nèi)摩擦角 、粘聚力 ，直接剪切試驗是測定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法，可提供地基強(qiáng)度計算和穩(wěn)定分析所需的土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，內(nèi)摩擦角和粘聚力。2022-4-229ctg 內(nèi)摩擦角 和粘聚力 與抗剪強(qiáng)度 之間的關(guān)系可以用庫侖公式表示如下：C2022-4-2210w 主要設(shè)備： ZJ-2型應(yīng)變控制式直接剪切儀 （如下圖

4、所示）；w 其它：環(huán)刀、測微表、天平、烘箱、蠟紙、修土刀等。2022-4-2211w 直剪實驗一共有三種方法：快剪（Q）、固結(jié)快剪（CQ）、慢剪（S）三種試驗方法；w 慢剪試驗：土樣在某一級垂直壓力作用下，排水固結(jié)變形穩(wěn)定后，再緩慢施加水平剪應(yīng)力剪切；w 固結(jié)快剪試驗：先使土樣在某荷重下固結(jié)至排水變形穩(wěn)定，再以較快速度施加剪力剪切；2022-4-2212w 快剪試驗：在試樣上施加垂直壓力后，立即施加水平剪切力剪切，試驗過程不發(fā)生固結(jié)排水情況；w 本次試驗采用快剪方法。2022-4-2213w 用環(huán)刀切取34個試樣備用，并測相應(yīng)的含水量和密度；w 安裝好剪切盒，插入銷釘，在下盒透水石上放一張蠟紙

5、；w 將帶試樣的環(huán)刀平口向下，對準(zhǔn)上盒盒口放好，在試樣上面順序放蠟紙和透水石，然后用將試樣平穩(wěn)推入剪切盒中，移去環(huán)刀，放上加壓蓋；w 本實驗加荷順序為100、200、300和400KPa；2022-4-2214w 按順時針方向徐徐轉(zhuǎn)動手輪至上盒前端的鋼珠剛好與量力環(huán)接觸，調(diào)整測微計讀數(shù)為零；w 拔去銷釘。開動秒表，以每分鐘412轉(zhuǎn)的勻速率轉(zhuǎn)動手輪，轉(zhuǎn)動過程中不應(yīng)中途停頓或時快時慢。使試樣在35分鐘內(nèi)剪損，手輪每轉(zhuǎn)一圈應(yīng)測記測微表讀數(shù)一次，直至量力環(huán)的測微表指針不再前進(jìn)或有后退，即說明試樣已剪損。如測微表指針一直緩慢前進(jìn)，說明不出現(xiàn)峰值，則破壞以變形控制進(jìn)行到剪切變形噠5mm時為止。2022-4

6、-2215w 剪切結(jié)束后，倒轉(zhuǎn)手輪，順序去掉荷載、加壓框架、加壓蓋與上盒，取出試樣；w 重復(fù)上述步驟，做其他各垂直壓力下的剪切試驗；w 全部做完后，取下土樣，把儀器打掃干凈。2022-4-2216w 按下式計算剪應(yīng)力：式中： 剪應(yīng)力（KPa）； R 量力環(huán)中測微表讀數(shù)（0.01mm） C1量力環(huán)校正系數(shù)（KPa/0.01mm）1/RCARm2022-4-2217w 按下式計算剪切變形： 式中：L剪切位移（0.01mm）； n手輪轉(zhuǎn)數(shù)； R量力環(huán)中測微表讀數(shù)（0.01mm）RnL 202022-4-2218w 以剪應(yīng)力 為縱坐標(biāo)，垂直壓應(yīng)力P為橫坐標(biāo)，繪制剪應(yīng)力 與垂直壓應(yīng)力P的關(guān)系曲線（ P關(guān)系曲線），該直線的傾角即為土的內(nèi)摩擦角 （），該直線在縱坐標(biāo)上的截距即為土的粘聚力C（KPa）。2022-4-22192022-4-2220w 開始剪切時，一定要切記