《现场直接剪切试验》PPT课件

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1、现场直接剪切试验主要内容1、概述2、试验基本原理3、试验仪器设备4、试验方法及技术要求5、资料整理及影响因素分析6、工程实例应用一、概述发展史直剪试验最早在一百多年前被AlexandreCollin用于边坡稳定研究所使用。早期的直剪试验仪均为应力控制式，第一台现代的直剪仪是在1932年Casagrande在哈佛大学设计的，Gilboy于1936年在麻省理工学院将位移控制引入到直剪仪中，从而可以得到土体材料较为准确的应力-位移关系和峰值以后的强度特性。目前常规的室内直剪仪一般都是应变控制式，试验时用环刀切出厚为20mm的圆形土饼，将土饼推入剪切盒内,分别在不同的垂直压力P下，施加水平剪切力进

2、行剪切，使试样在上下剪切盒之间的水平面上发生剪切至破坏，求得破坏时的剪切应力τ，根据库伦定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角φ和粘聚力c。直剪试验所测试的岩土体的抗剪强度，在工程应用中具有重要的参考价值。优点:由于现场直剪试验土样的受剪面积比室内试验大得多，且又是在现场直接进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态，得出的结果更加符合实际工程的技术要求。适用条件现场直剪试验主要适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它们所组成的混合土层。试验分类现场直剪试验可分为以下三种：1、岩土体本身直剪试验2、岩土体沿软弱结构面的直剪试验3、岩土体与混凝土接触面的直剪试验。每种试验又可细分为：1、抗剪断试验

3、：试体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏的直剪试验；2、抗剪试验（摩擦试验）：试体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪试验；3、抗切试验：法向应力为0时对试体进行的直剪试验。二、试验基本原理尽管现场直剪试验分类不同，试验的对象不同，试点的选取、试样的规格和制备要求、数据读取时间间隔等方面存在差异。但在试验原理、设备、步骤及结果处理分析方法上都基本一致。根据库仑定律，有τf=c+σtanφ式中τf—剪切破坏面上的剪应力（kPa），即土体的抗剪强度；σ—破坏面上的法向应力（kPa）；c—土的内聚力（kPa）；φ—土的内摩擦角（°）。依据测得的τf，就可以求出c和φ。（1）平推法法向应力：σ＝P/A切向应

4、力：τ=Q/A（2）斜推法法向应力：σ＝P/A＋Qsinα/A切向应力：τ=Qcosα/A式中，Q——作用于剪切面上的总斜向荷载（N）；α——斜向荷载施力方向与剪切面之间的夹角。三、试验仪器设备1、设备组成2.设备安装设备组成1．试体制备系统手风钻（或切石机）、模具、人工开挖工具各1套。2．加荷系统（1）液压千斤顶，2台；根据岩土体强度，最大荷载及剪切面积选用不同规格；（2）油压泵（附压力表、高压油管、测力计等），2台；手摇式或电动式，对千斤顶供油用。3．传力系统（1）高压胶管，若干(配有快速接头)，输送油压用；（2）体力柱：无缝钢管一套，要求钢管必须有足够的刚度和强度；（3）钢垫板：用4

5、5＃钢制成，一套，其面积可根据试体尺寸而定；（4）滚轴排：一套，面积根据试体尺寸而定。4．测量系统（1）压力表：精度为一级的标准压力表一套，测油压用；（2）千分表：8－12只；（3）磁性表架：8－12只；（4）测量表架：工字钢2根；（5）测量标点：有机玻璃或不锈纲。5．反力系统若试验是在平硐中进行，则不需要另外的反力装置，直接利用岩体承担反力；若在井巷、露天场地的试坑或平的岩体表面进行，则需要安装加荷系统的反力装置，一般是打地锚。6．辅助系统（1）安装工具一套；（2）浇捣混凝土工具一套；（3）照像设备一套。图3-1现场直剪设备安装在安装仪器设备之前，应按有关规定测定滚排摩擦力f0；安装垂直

6、加荷反力装置卧式斜支撑应符合下列规定：1、在试样间隔处合适位置的槽壁上修制斜撑板的倒角。2、修制斜撑板倒角图3-2所示。图3-2卧式斜支撑安装示意图施加垂直荷载装置安装应按下列顺序进行：1、在试样表面铺砂、击实并末平整至剪切盒表面；2、安装下钢板、滚排、上钢板；3、安装油压千斤顶，将施力中心对准试样中心；4、安装滑块、传力柱，并对准工字形钢梁中心。施加横向荷载装置安装应按下列顺序进行：1、安装定顶压钢板，并在底部垫约1cm厚木板2块，两端放置紧贴剪切盒，岩石试验还应在顶压钢板与剪切盒之间垫放橡皮垫；2、安装油压千斤顶，使其施力中心对准剪切面，且位于试样中线；3、安放滑块位于油压千斤顶后座中

7、心；4、安放后座钢板，并将该钢板与试槽壁之间填实，1、安装斜向千斤顶时，须严格定位。斜向推力作用方向与剪切面的夹角一般为12～17°，一般用15°。使千斤顶的轴线穿过剪切面中心，力争剪切面受力均匀。2、安装水平千斤顶时须严格定位，水平推力应通过预定的剪断面。当难以满足此要求时，着力点距剪切面距离应控制在试件边长（岩剪切方向）的5％以内，试验前应对此距离进行实测记录，供资料分析用。针对斜推和平推两种不同情况，需要特别关注以