土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力-土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)測定方法（基礎(chǔ)工程）

1.十字板剪切試驗概述2.十字板剪切試驗試驗步驟3.十字板剪切試驗優(yōu)缺點十字板剪切試驗是一種土的抗剪強(qiáng)度的原位測試方法，這種試驗方法適合于在現(xiàn)場測定飽和粘性土的原位不排水抗剪強(qiáng)度，特別適用于均勻飽和軟黏土。1.十字板剪切試驗概述2.十字板剪切試驗步驟

在現(xiàn)場試驗時，先鉆孔至需要試驗的土層深度以上750mm處，然后將裝有十字板的鉆桿放入鉆孔底部，并插入土中750mm，施加扭矩使鉆桿旋轉(zhuǎn)直至土體剪切破壞。

設(shè)土體剪切破壞時所施加的扭矩為M，則它應(yīng)該與剪切面破壞圓柱面（包括側(cè)面和上下面）上土的抗剪強(qiáng)度所產(chǎn)生的抵抗力矩相等，即：2.十字板剪切試驗步驟

天然狀態(tài)的土體是各向異性的，但實用上為了簡化計算，假定土體為各向同性體，即，并記作τ+。3.十字板剪切試驗優(yōu)缺點優(yōu)點：直接在原位進(jìn)行試驗，不必取土樣，故土樣所受的擾動較小，被認(rèn)為是比較能反映土體原位強(qiáng)度的測試方法。缺點：如果軟土層中夾有薄層粉砂，則十字板試驗結(jié)果就可能會偏大。1.無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗設(shè)備2.無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗步驟3.抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的確定及應(yīng)用無側(cè)限抗壓試驗實際上是三軸試驗的一種特殊情況，即周圍壓力σ3=0的三軸試驗。適用于飽和黏土。其主要設(shè)備為應(yīng)變式無側(cè)限壓縮儀。1.無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗設(shè)備無側(cè)限試驗所用試樣為原狀土樣，試樣直徑宜為35~50mm,高度與直徑比宜采用2.0~2.5。2.無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗步驟在試樣兩端抹一薄層凡士林，當(dāng)天氣干燥時，試樣周圍也需涂抹，防止水分蒸發(fā)。將試樣放在底座上，轉(zhuǎn)動手輪，使底座緩慢上升，試樣與加壓板剛好接觸，把測力計讀數(shù)調(diào)整為零。轉(zhuǎn)動手柄使升降設(shè)備上升進(jìn)行試驗，每隔一定時間，讀數(shù)一次。試驗宜在8~10min內(nèi)完成。當(dāng)測力計讀數(shù)出現(xiàn)峰值時，繼續(xù)進(jìn)行3%~5%的應(yīng)變后停止試驗；當(dāng)讀數(shù)無峰值時，至應(yīng)變達(dá)20%為止。3.抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的確定及應(yīng)用

由于不能改變周圍壓力σ3，因而根據(jù)試驗結(jié)果只能做出一個極限應(yīng)力圓，極限應(yīng)力圓的水平切線就是破壞包線。3.抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的確定及應(yīng)用

靈敏度：黏性土的原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與原土結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比值。反映粘性土受擾動而強(qiáng)度降低的性質(zhì)根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分類：低靈敏度土中靈敏度土高靈敏度土1<St≤22<St≤4St>41.三軸剪切試驗方法2.三軸剪切試驗分類3.三軸剪切試驗優(yōu)缺點

三軸剪切試驗（也稱三軸壓縮試驗）是測定土體抗剪強(qiáng)度的一種比較完善的室內(nèi)試驗方法。本試驗方法適用于細(xì)粒土和粒徑小于20mm的粗粒土。1.三軸剪切試驗方法1.三軸剪切試驗方法

三軸剪切試驗原理：對三個以上圓柱形試樣上施加最大主應(yīng)力（軸向壓力）σ1和最小主應(yīng)力（周圍壓力）σ3，保持其中之一不變（一般是σ3）不變，改變另一個主應(yīng)力，使試樣中的剪應(yīng)力逐漸增大，直至達(dá)到極限平衡而破壞，由此利用摩爾—庫侖破壞準(zhǔn)則確定土抗剪強(qiáng)度參數(shù)（c、φ）。1.三軸剪切試驗方法1.三軸剪切試驗方法三軸剪切試驗結(jié)果同一組土的3個試樣在不同的σ3條件下進(jìn)行試驗，得到3個極限應(yīng)力圓，求出極限應(yīng)力圓的公切線，則為土樣的抗剪強(qiáng)度包線。2.三軸剪切試驗分類三軸剪切試驗（剪切前的固結(jié)狀態(tài)和剪切時的排水條件）不固結(jié)不排水剪試驗（UU試驗）1.關(guān)閉排水閥門，圍壓

下不固結(jié)；

2.關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差

過程中不排水

固結(jié)排水剪試驗（CD試驗）

1.打開排水閥門，施加圍壓

后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；

2打開排水閥門，慢慢施加軸向應(yīng)力差

以便充分排水，避免產(chǎn)生超靜孔壓力。固結(jié)不排水試驗（CU試驗）1.打開排水閥門，施加圍壓后充分固結(jié)，超靜孔隙水壓力完全消散；2.關(guān)閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應(yīng)力差過程中不排水優(yōu)點：①試驗中能嚴(yán)格控制試樣排水條件，量測孔隙水壓力，了解土中有效應(yīng)力變化情況。

②試樣中的應(yīng)力分布比較均勻，呈軸對稱狀態(tài)。缺點：①試驗儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜。

②試驗在σ2=σ3的軸對稱條件下進(jìn)行，與土體實際受力情況可能不符。3.三軸剪切試驗優(yōu)缺點1.試驗方法2.直剪試驗優(yōu)缺點

直接剪切試驗是測定土的抗剪強(qiáng)度的最簡單的方法，它所測定的是土樣預(yù)定剪切面上的抗剪強(qiáng)度。本試驗方法適用于細(xì)粒土。直剪儀應(yīng)變控制式（常用）應(yīng)力控制式1.直剪試驗試驗方法試驗中通常對同一種土取不少于4個土樣，分別在不同的法向應(yīng)力下剪切破壞，測出相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度τf,并將試驗結(jié)果繪制成σ—τf曲線（摩爾—庫侖破壞包線）。1.直剪試驗試驗方法為了近似模擬土體在現(xiàn)場受剪的排水條件，直接剪切試驗可分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種方法。1.直剪試驗試驗方法快剪：施加正應(yīng)力后立即剪切，3-5分鐘內(nèi)剪切破壞固結(jié)快剪施加正應(yīng)力-充分固結(jié)，在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞慢剪施加正應(yīng)力-充分固結(jié)，剪切速率很，<0.02mm/分，以保證