土力学试验指导书之-直剪试验.doc

《土力学试验指导书之-直剪试验.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学试验指导书之-直剪试验.doc（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date土力学试验指导书之-直剪试验试验项目三试验项目三直剪试验试验目的：测定土样在不同正压力下的抗剪强度指标内摩擦角和粘聚力，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。试验方法：通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力进行剪切，测得剪切破坏时的剪应力。然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力c。根据试验时的剪

2、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(学生试验一般采用快剪方法)。试验指导书：直接剪切试验一、目的1、掌握应变控制式直剪仪快剪的操作方法；2、测定土样在不同正压力下的抗剪强度并确定土的内摩擦角和内聚力；3、巩固抗剪强度的理论概念。二、试验原理当地基上施加外荷载后，如取出一单元体来分析时，在单元体任意角度a的平面上（主应力面除外），如图7-1上mn平面，作用着法向应力n和剪应力n,而剪应力有使m-n面以上土体向左滑动的趋势。因此，土颗粒之间的阻力便要阻止它滑动，这阻力称为抗剪强度f。因

3、此，剪应力n和抗剪强度f在不同的荷载作用下有可能出现下列三种情况：当荷载较小时，nf，这时剪应力超过土的抗剪强度（实际这是不可能的，因当nf时土中应力将重分配），直至在土体内某一面上的剪应力大于抗剪强度时，便形成了剪切滑动面，使土体沿滑动面滑动。而在工程上所关心的是土体在什么情况下处于极限平衡状态，如何求得土的抗剪强度。剪切试验便是解决这个问题，可在同一种土样上施加不同的法向力，进行剪切，将剪切破坏时的剪应力作为土的抗剪强度。按照库伦定律，剪应力与法向应力近似成线性关系。因此可根据不同的法向应力和相应的抗剪强度得fn曲线。同时该曲线可用直线来代替，在直线上任意一点的纵坐标表示在土体内某一个平面

4、处于极限平衡状态时土的抗剪强度。三、主要仪器设备应变控制式直剪仪1（图7-2） 砝码若干；测微表（量程10mm，精度0.01mm）1； 秒表1；切土环刀1； 切土刀1；铝盒2； 推土塞1；方玻璃2； 腊纸2；螺丝起子1。四、试验步骤：1、取下加压框架，了解剪刀盒的构造。剪刀盒分上、下盒，下盒放在钢珠滑槽上，下盒中有一内圈，中间圆孔直径与上盒孔径相同，土样放在中间。上盒侧面有传压块及钢珠，使其顶在测力环上。剪切前为了固定上下盒，用固定插销销住。2、将下盒内圈对准放入下盒。在下盒内圈孔中放一透水石并在上面放一张腊纸，防止水分散失（如排水剪时放滤纸）。套上土盒，并插入固定插销，使上、下盒暂时不能相对

5、位移。3、将切有土样的环刀刃口向上，反放在土盒上（切土方法同前，切好的土要测定容重），并使环刀顶边嵌入上盒顶面的浅槽中对准孔位。在环刀上面的土面上，放一张腊纸后，用推土塞将试样轻轻地压入剪切盒中，并依次放上透水石，活塞和传力钢珠。4、在测力环中装上测微表。5、调整垂直压力加压系统，它由加压框架、加压杠杆（杠杆比为1：10）和砝码组成（有时为了知道垂直压力下的压缩和剪切时的垂直变形，在框架顶上装有测微表，本次实验不要求）。试验前检查一下框架上下螺丝帽是否上紧、加压杠杆滑动是否正常。而后将加压框架上横梁的中间圆孔对准钢珠放下（装加压框架时，需先将杠杆抬高），这时杠杆尾端必须挂在钩上。6、加垂直压力

6、：本试验每组试样4个，分别加垂直压力为1.0公斤/厘米2（把杠杆系统从钩上取下，它们的自重相当于在试样上加的压力为0.5公斤/厘米2，再加上1.608公斤小砝码一个）、1.5公斤/厘米2 （杠杆系统和3.21公斤大砝码一个）、2.0公斤/厘米2 （杠杆系统、 1.608公斤大砝码一个和3.21公斤大砝码一个）和2.5公斤/厘米2(杠杆系统、3.21公斤大砝码二个)。7、如推轴离下盒的距离较大时，可拔出推轴插销（见图7-3）并旋转推轴，使其靠近下盒，再插回插销，并缓缓转手轮，使推轴与剪切盒及测力环正好接触，但尚未加力（可由测微表指针微动得知）。而后拔去上、下盒固定插销（切勿忘记），这时，试样已安

7、装完毕。将杠杆尾从钩子上放下（即加上垂直压力），立即进行剪切。8、在转动手轮的同时，开动秒表并以每分钟6转的速度均匀地摇转手轮进行剪切试验，每转一圈应读数一次（负责剪切者在手轮旋转3/4圈时应预告读数者准备读数）。一般在35分钟内测微表读数已不再增加甚至减少时，土样已被剪坏，但读数还需继续读35次后便可停止这一试样的试验。9、卸除垂直荷载，取出试样，并在剪切面附近切取约3040克土样，分装在三个小铝盒中，以测定试验后的含水量（本次实验不要求），而后重复第2步第9步，对其余3个试样进行试验。试验完毕后，拆除测微表，并除去剪切盒内和仪器上的余土，然后将仪器装置复原。五、计算与绘图1、计算各个试样得

8、抗剪强度fAR式中 A测力计率定系数（N/0.01mm），已由实验室事先对测力环进行校正后求得； R测微表读数，以0.01mm计。本试验取峰值。2、以垂直压力为横坐标，抗剪强度f为纵坐标，绘制fn关系曲线，从图上求得粘聚力和内摩擦角，如图74所示。图74 抗剪强度与垂直压力的关系曲线六、实验时注意事项：在剪切开始前，一定要检查一下，上、下盒的固定插销是否拔掉。剪切时转动手轮速度是6圈/分，在试验前可先练习一下，以便控制剪切速度。读数可直接读测微表的小格数（每格相当于0.01mm），而后以格数最多的一次乘以测力环校正系数A，便是抗剪强度。-直剪试验试验记录表工程名称 试验者 土样说明 计算者 试验日期 校核者 试样编号 剪切前固结时间： min仪器编号 剪切前压缩量： mm垂直压力 kPa 剪切历时： min测力计率定系数C= N/0.01mm 手轮转数（转）测力计读数（0.01mm）抗剪强度(kPa)测力计读数（0.01mm）抗剪强度(kPa)测力计读数（0.01mm）抗剪强度(kPa)测力计读数（0.01mm）抗剪强度(kPa)123456789101112131415161718192021222324252627282930