3、直接剪切强度试验

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1、试验二直接剪切强度实验一、试验目的：测定土的抗剪强度指标C、Φ值，为估算地基承载力、评价地基及土坡的稳定性、计算挡土墙土压力等提供必需的资料。二、试验方法：根据试验时的剪切速率和排水条件不同，直接剪切试验可分为：快剪、固结快剪和慢剪三种方法。试验方法的选择，原则上应该尽量模拟工程的实际情况，如施工情况，土层排水条件等。(学生试验进行干砂快剪)。三、试验设备：应变控制式直剪仪等。图2-1应变式直剪仪构造图1-测微表；2-加压框架；3-活塞；4-钢球；5-透水石；6-试样；7-上盒；8-下盒；9-剪切推进器；10-底座；11-钢球；12-钢环；13

2、-测微表4四、试验步骤：1、切样：根据工程需要，取原状土或制备成所需状态的扰动试样切样，方法同压缩试验。学生试验采用干砂，不需切样。2、装佯：将剪切盒上下盒对准，插好固定销钉。顺序放入下透水石(注意：有的下透水石已固定于下盒底部，切勿再放)、不透水塑料片，再将带有试样的环刀刃口向上对准盒口，将试样推入剪切盒(学生试验是将一小盒砂样倒入剪切盒内，整平其表面)，然后放不透水片、上透水石和加压盖。3、百分表对零：顺时针方向转动手轮，推动剪切盒前移，至量力环上的百分表指针转动时，慢慢倒转手轮，使指针退至初始值。转动百分表表盘将指针调零。4、施加垂直荷载

3、：将加压框架放在加压盖上，在砝码盘上放一小砝码，然后将杠杆从钢丝钩上取下(注意框架与杠杆的支点接触)，这时试样所受的垂直压力为100kPa。5、拔去剪切盒上的固定销钉：切勿忘记。加水平荷载时若手轮转动不多，百分表读数急剧上升，则应立即停止转动，检查销钉是否已拔去。6、施加水平荷载：(1)以每分钟6转的速率(规程规定每分钟4～6转)顺时针方向转动手轮，使试样在3～5分钟内剪损。(2)如发现百分表指针停止前进或后退，说明试样已被剪损，记下峰值时百分表读数R，再转动几圈手轮以证实百分表指针停止前进或后退后，即可停止剪切。(3)若手轮转至25转(试样的

4、剪切位移约为4mm)，百分表指针仍向前移动，则剪切至剪切位移达6mm时停止(30转以上)。7、拆去剪坏试样，重复2～6步骤，依次作下列垂直压力下的快剪：200kPa(一小一大砝码)；300kPa(一小二大砝码)；400kPa(一小三大砝码)五、试验成果整理：1、按下式计算每剪应力及剪切位移：τ=ε·R△l=△L-R=20n-R4式中：τ剪应力，kPa；ε量力环率定系数，kPa/0.01mm；(查试验室表格)R量力环百分表读数，0.01mm；△l试样的剪切位移，0.01mm；△L剪切盒下盒的位移量，0.01mm；n手轮转数。注：手轮每转一转，剪切

5、盒下盒水平位移0.2mm。2、绘图：(1)以剪切位移为为横坐标，剪应力为纵坐标绘制剪应力与剪切位移关系曲线(如图2-5所示)并确定各级压力下的抗剪强度(有峰值以峰值点剪应力作为该级压力下的抗剪强度，无峰值以剪切位移4mm处剪应力作为该级压力下的抗剪强度)；(2)以抗剪强度τf为纵坐标，垂直压力P为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力P关系曲线，从而确定土的抗剪强度指标C、Φ值，如图2-3所示。图2-3抗剪强度与垂直压力的关系曲线六、试验说明：关于剪切破坏标准，规程中的有关规定如下：1、施加水平荷载时，手轮每转一转，同时测记量力环量表读数，至量力环量表

6、读数稳定，或有显著后退，表示试样已剪损。但一般宜剪至剪切变形达到4mm。若百分表指针继续前进，则剪切变形应达到6mm为止。42、计算试样的剪应力及剪切位移，并绘制剪应力与剪切位移关系曲线如图2-5所示。3、选取剪应力τ与剪切位移△l关系曲线上的峰值点(百分表指针显著后退)或稳定值(百分表指针不再前进)，作为该法向应力σ下的抗剪强度τf。如无明显峰值点(指指针始终前进)，则取剪切位移等于4mm处的剪应力作为该法向应力σ下的抗剪强度τf。如图2-5中曲线上的箭头所示。图2-4剪切试验情况示意图(a)剪切前；(b)剪切后图2-5剪切力与剪切位移关系曲

7、线4