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長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院土力學(xué)實驗指導(dǎo)教師:孔祥國長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院試驗五直剪試驗

一、試驗?zāi)康模簻y定土樣在不同正壓力下的抗剪強度指標(biāo)——內(nèi)摩擦角和粘聚力,為估算地基承載力、

評價地基及土坡的穩(wěn)定性、計算擋土墻土壓力等提供必需的資料。長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院二、試驗原理及方法:

通常采用4個試樣,分別在不同的垂直壓力p下,施加水平剪切力進行剪切,測得剪切破壞時的剪應(yīng)力τ。然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強度指標(biāo):內(nèi)摩擦角φ和粘聚力c。

根據(jù)試驗時的剪切速率和排水條件不同,直接剪切試驗可分為:快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種方法。試驗方法的選擇,原則上應(yīng)該盡量模擬工程的實際情況,如施工情況,土層排水條件等(學(xué)生試驗一般采用快剪方法)。

長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院三、試驗儀器應(yīng)變控制式直剪儀砝碼若干;測微表(量10mm,精度0.01mm)秒表;切土環(huán)刀;切土刀;鋁盒;推土塞透水石;臘紙;螺絲起子。長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院試驗儀器圖片:長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院四、試驗步驟1、取下加壓框架,了解剪刀盒的構(gòu)造。剪刀盒分上、下盒,下盒放在鋼珠滑槽上,下盒中有一內(nèi)圈,中間圓孔直徑與上盒孔徑相同,土樣放在中間。上盒側(cè)面有傳壓塊及鋼珠,使其頂在測力環(huán)上。剪切前為了固定上下盒,用固定插銷銷住。2、將下盒內(nèi)圈對準(zhǔn)放入下盒。在下盒內(nèi)圈孔中放一透水石并在上面放一張臘紙,防止水分散失(如排水剪時放濾紙)。套上土盒,并插入固定插銷,使上、下盒暫時不能相對位移。3、將切有土樣的環(huán)刀刃口向上,反放在土盒上,并使環(huán)刀頂邊嵌入上盒頂面的淺槽中對準(zhǔn)孔位。在環(huán)刀上面的土面上,放一張臘紙后,用推土塞將試樣輕輕地壓入剪切盒中,并依次放上透水石,活塞和傳力鋼珠。4、在測力環(huán)中裝上測微表。5、調(diào)整垂直壓力加壓系統(tǒng),它由加壓框架、加壓杠桿和砝碼組成。試驗前檢查一下框架上下螺絲帽是否上緊、加壓杠桿滑動是否正常等。而后將加壓框架上橫梁的中間圓孔對準(zhǔn)鋼珠放下(裝加壓框架時,需先將杠桿抬高),這時杠桿尾端必須掛在鉤上。長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院6、加垂直壓力:垂直壓力分別為100、200、300、400kPa。各級垂直壓力可一次輕輕施加,若土質(zhì)軟弱,也可以分級施加以防試樣擠出。7、緩緩轉(zhuǎn)手輪,使推軸與剪切盒及測力環(huán)正好接觸,但尚未加力(可由測微表指針微動得知)。而后拔去上、下盒固定插銷(切勿忘記)。將杠桿尾從鉤子上放下(即加上垂直壓力),立即進行剪切。8、在轉(zhuǎn)動手輪的同時,開動秒表并以每分鐘6轉(zhuǎn)的速度均勻地?fù)u轉(zhuǎn)手輪進行剪切試驗,每轉(zhuǎn)一圈應(yīng)讀數(shù)一次。一般在3~5分鐘內(nèi)測微表讀數(shù)已不再增加甚至減少時,土樣已被剪壞,但讀數(shù)還需繼續(xù)讀3~5次后便可停止這一試樣的試驗。9、卸除垂直荷載,取出試樣。而后重復(fù)第2步~第9步,對其余3個試樣進行試驗。試驗完畢后,拆除測微表,并除去剪切盒內(nèi)和儀器上的余土,然后將儀器裝置復(fù)原。長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院五、成果整理1、計算各個試樣得抗剪強度式中:C—測力計率定系數(shù),N/0.01mm;

R——測微表讀數(shù),以0.01mm計。本試驗取峰值。

A0——試樣斷面積,cm2;

10—單位換算系數(shù)。2、以垂直壓力為橫坐標(biāo),抗剪強度τf為縱坐標(biāo),繪制τf~σ關(guān)系曲線,從圖上求得粘聚力和內(nèi)摩擦角。長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院六、注意事項⑴在剪切開始前,一定要檢查一下,上、下盒的固定插銷是否拔掉。⑵剪切時轉(zhuǎn)動手輪速度是6圈/分,在試驗前可先練習(xí)一下,以便控制剪切速度。⑶剪損的標(biāo)準(zhǔn):①當(dāng)測力計的讀數(shù)達到穩(wěn)定,或有明顯后退表示試樣剪損;②一般宜剪切至剪切變形達到4mm;③若測力計的讀數(shù)繼續(xù)增加,則剪切變形達到6mm為止,

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