直接剪切試驗(yàn)

1、2021-10-311direct shear test 2021-10-312庫倫公式庫倫公式tanfc Oc c c： 粘聚力粘聚力 ：內(nèi)摩擦角：內(nèi)摩擦角 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 土的抗剪強(qiáng)度一般可分為兩部分：一部分與顆粒間的法向應(yīng)力土的抗剪強(qiáng)度一般可分為兩部分：一部分與顆粒間的法向應(yīng)力有關(guān)，通常呈正比例關(guān)系，其本質(zhì)是有關(guān)，通常呈正比例關(guān)系，其本質(zhì)是摩擦力摩擦力；另一部分是與法向；另一部分是與法向應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為粘聚力粘聚力。2021-10-313試驗(yàn)儀器：直剪儀（應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）試驗(yàn)儀器：直剪儀（應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）應(yīng)

2、變直剪儀試驗(yàn)原應(yīng)變直剪儀試驗(yàn)原理：對(duì)同一種土至理：對(duì)同一種土至少取少取4 4個(gè)平行試，分個(gè)平行試，分別在不同垂直壓力別在不同垂直壓力 下剪切破壞，將試下剪切破壞，將試驗(yàn)結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)驗(yàn)結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)度度 f f與相應(yīng)垂直壓力與相應(yīng)垂直壓力 的關(guān)系圖。的關(guān)系圖。2021-10-3142021-10-3152021-10-316 在不同的垂直壓力在不同的垂直壓力 下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度 f f，繪制，繪制 f f - - 曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線曲線，得該土的抗剪強(qiáng)度包線APATf2021-10-317w 測(cè)定天然土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 和 ；w 土的抗剪強(qiáng)

3、度定義：土體對(duì)于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力；w 說明：取自地基中的原狀土樣，制成幾個(gè)試樣，在幾個(gè)不同垂直壓力作用下，施加剪切力，測(cè)得剪應(yīng)力與位移的關(guān)系曲線，從曲線上找出試樣的極限剪應(yīng)力作為該垂直壓力下的抗剪強(qiáng)度。C 2021-10-318 通過幾個(gè)試樣的抗剪強(qiáng)度確定強(qiáng)度包絡(luò)線，求出抗剪強(qiáng)度參數(shù)：內(nèi)摩擦角 、粘聚力 ，直接剪切試驗(yàn)是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法，可提供地基強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定分析所需的土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，內(nèi)摩擦角和粘聚力。2021-10-319ctg 內(nèi)摩擦角 和粘聚力 與抗剪強(qiáng)度 之間的關(guān)系可以用庫侖公式表示如下：C2021-10-3110w 主要設(shè)備： ZJ-2型應(yīng)變控制式

4、直接剪切儀 （如下圖所示）；w 其它：環(huán)刀、測(cè)微表、天平、烘箱、蠟紙、修土刀等。2021-10-3111w 直剪實(shí)驗(yàn)一共有三種方法：快剪（Q）、固結(jié)快剪（CQ）、慢剪（S）三種試驗(yàn)方法；w 慢剪試驗(yàn)：土樣在某一級(jí)垂直壓力作用下，排水固結(jié)變形穩(wěn)定后，再緩慢施加水平剪應(yīng)力剪切；w 固結(jié)快剪試驗(yàn)：先使土樣在某荷重下固結(jié)至排水變形穩(wěn)定，再以較快速度施加剪力剪切；2021-10-3112w 快剪試驗(yàn)：在試樣上施加垂直壓力后，立即施加水平剪切力剪切，試驗(yàn)過程不發(fā)生固結(jié)排水情況；w 本次試驗(yàn)采用快剪方法。2021-10-3113w 用環(huán)刀切取34個(gè)試樣備用，并測(cè)相應(yīng)的含水量和密度；w 安裝好剪切盒，插入銷釘

5、，在下盒透水石上放一張蠟紙；w 將帶試樣的環(huán)刀平口向下，對(duì)準(zhǔn)上盒盒口放好，在試樣上面順序放蠟紙和透水石，然后用將試樣平穩(wěn)推入剪切盒中，移去環(huán)刀，放上加壓蓋；w 本實(shí)驗(yàn)加荷順序?yàn)?00、200、300和400KPa；2021-10-3114w 按順時(shí)針方向徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)手輪至上盒前端的鋼珠剛好與量力環(huán)接觸，調(diào)整測(cè)微計(jì)讀數(shù)為零；w 拔去銷釘。開動(dòng)秒表，以每分鐘412轉(zhuǎn)的勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中不應(yīng)中途停頓或時(shí)快時(shí)慢。使試樣在35分鐘內(nèi)剪損，手輪每轉(zhuǎn)一圈應(yīng)測(cè)記測(cè)微表讀數(shù)一次，直至量力環(huán)的測(cè)微表指針不再前進(jìn)或有后退，即說明試樣已剪損。如測(cè)微表指針一直緩慢前進(jìn)，說明不出現(xiàn)峰值，則破壞以變形控制進(jìn)行到剪切變形

6、噠5mm時(shí)為止。2021-10-3115w 剪切結(jié)束后，倒轉(zhuǎn)手輪，順序去掉荷載、加壓框架、加壓蓋與上盒，取出試樣；w 重復(fù)上述步驟，做其他各垂直壓力下的剪切試驗(yàn)；w 全部做完后，取下土樣，把儀器打掃干凈。2021-10-3116w 按下式計(jì)算剪應(yīng)力：式中： 剪應(yīng)力（KPa）； R 量力環(huán)中測(cè)微表讀數(shù)（0.01mm） C1量力環(huán)校正系數(shù)（KPa/0.01mm）1/RCARm2021-10-3117w 按下式計(jì)算剪切變形： 式中：L剪切位移（0.01mm）； n手輪轉(zhuǎn)數(shù)； R量力環(huán)中測(cè)微表讀數(shù)（0.01mm）RnL 202021-10-3118w 以剪應(yīng)力 為縱坐標(biāo)，垂直壓應(yīng)力P為橫坐標(biāo)，繪制剪應(yīng)力 與垂直壓應(yīng)力P的關(guān)系曲線（ P關(guān)系曲線），該直線的傾角即為土的內(nèi)摩擦角 （），該直線在縱坐標(biāo)上的截距即為土的粘聚力C（KPa）。2021-10-31192021-10-3120w 開始剪切時(shí)，一定要切