直接剪切试验10.5

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1、试验二直接剪切试验一、试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用四个试样为一组，分别在不同的垂直压力σ下，施加水平剪应力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ和凝聚力c。直剪试验分为快剪（Q）、固结快剪（CQ）和慢剪（S）三种试验方法。二、试验方法快剪试验是在试样上施加垂直压力后，立即快速施加水平剪切力，以0.8~1.2mm/min（一分钟4～6转）的速率剪切，一般使试样在3～5min内剪破。在整个试验过程中，不允许试样的原始含水率有所改变（试

2、样两端用隔水纸），即在试验过程中孔隙水压力保持不变。快剪法适用于测定粘性土天然强度。三、仪器设备1．ZQB-4型轻便剪力仪：如图1，有剪力盒、垂直加压框架、测力计及推动机构等。2．其它：百分表、砝码等。图1四、试验步骤1.取出仪器置于平台上，调节立柱螺丝，仪器平稳后拧紧螺帽。2.调节框架下横梁上的六角螺栓，使框架与杠杆基本稳固。3.检查杠杆两侧与吊圈是否相擦，轴承滚动应灵活。调整平衡锤，使杠杆自重基本平衡。4.检查剪切盒，滚动钢球应放正，滚动灵活无异物卡阻。5.切取试样：按工程需要用环刀切取一组试样，至

3、少四个。6.安装试样：对准上下盒，插入固定销钉。在下盒内放入一透水石，上覆隔水蜡纸一张。将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒，试样上放隔水蜡纸一张，再放上透水石，将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。7.施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。顺次加上盖板、钢珠压力框架。每组四个试样，分别在四种不同的垂直压力下进行剪切。在教学上，可取四个垂直压力分别为100、200、300、400kPa。8.进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟4～6转的

4、均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每分钟6转）。使试样在3～57分钟内剪破。如测力计中的量表指针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。但一般宜剪至剪切变形达4mm。若量表指针再继续增加，则剪切变形应达6mm为止。手轮每转一圈，同时测记测力计量表读数，直到试样剪破为止。（注：手轮每转一圈推进下盒0.2毫米）。1.拆卸试样：剪切结束后，吸去剪切盒中的积水，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、上盖板，取出试样。五、试验注意事项1．先安装试样，再装量表。安装试样时要用透水石把土样从环刀推进剪切盒里，试验前量表

5、中的大指针调至零。2．加荷时，不要摇晃砝码；剪切时要拔出销钉。3．施加垂直压力前，先转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。4．每种载荷情况要做三次试验，取平均值。六、计算及制图1.剪切位移按下式计算：式中：——剪切位移（0.01mm），计算至0.1；n——手轮转数；R——百分表读数。2.剪应力按下式计算：式中：——剪应力（kPa），计算至0.1；C——测力计校正系数（kPa/0.01mm），本试验中C＝1.942kPa/0.01mm；3.以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标

6、，绘制-的关系曲线，如图1所示。4.以垂直压力p为横坐标，抗剪强度S为纵坐标，将每一试样的抗剪强度点绘制在纵坐标纸上，并连成一直线。此直线的倾角为摩擦角，纵坐标上的截距为凝聚力c，如图3所示。图2剪应力与剪切变形关系曲线图3τ～σ关系曲线7七、记录直接剪切试验记录试验者：班级组别姓名日期手轮转速垂直压力测力计校正系数抗剪强度手轮转数（1）测力计百分表读数（0.01mm）（2）剪切位移（0.01mm）(3)=(1)×20-(2)剪应力（kPa）(4)=(2)×C垂直位移7手轮转速垂直压力测力计校正系数抗剪

7、强度手轮转数（1）测力计百分表读数（0.01mm）（2）剪切位移（0.01mm）(3)=(1)×20-(2)剪应力（kPa）(4)=(2)×C垂直位移7手轮转速垂直压力测力计校正系数抗剪强度手轮转数（1）测力计百分表读数（0.01mm）（2）剪切位移（0.01mm）(3)=(1)×20-(2)剪应力（kPa）(4)=(2)×C垂直位移7手轮转速垂直压力测力计校正系数抗剪强度手轮转数（1）测力计百分表读数（0.01mm）（2）剪切位移（0.01mm）(3)=(1)×20-(2)剪应力（kPa）(4)=(2

8、)×C垂直位移7仪器编号测力计系数K(kPa/0.01mm)垂直压力（kPa）测力计初读数R0(0.01mm)测力计终读数Rt（0.01mm）测力计读数差（Rt－R0）(0.01mm)抗剪强度（kPa）备注八、结果1、绘制剪应力与剪切变形关系曲线、τ～σ关系曲线2、得出土样的C、值7