节理岩体直剪试验及其工程处理
共面闭合断续节理岩体强度特性直剪试验研究_白世伟 1999 岩土力学
不同正应力 en 下的切向刚度 Ks /M Pa· cm- 1 en = 1 M Pa en = 2 M Pa en = 3 M Pa en = 4 M Pa en = 5 M Pa
8. 67
16. 25
38. 54
41. 19
50. 00
制作试件的模具内空尺寸与剪切盒一致 , 后拆模。 待试件完全干燥后即可用于试验。
0. 52% ～ 9. 42% ,剪切刚度等变形参数的离散 度相对较大 , 为 7. 35% ～ 20. 62% ,这 可能与 模型材料的变形参数的离散度比强度参数的
① 白世伟等 . 闭合断续节理 岩体力学特性 模型试验研究 . 与台湾合作项目 . 中国科学院武汉岩土力学研究所科研 报告 , 1997. 12
V /kN· m- 3
ec /M Pa
Ee / G Pa
ν
et / M Pa
C 0 / M Pa
h0 /( °)
15. 0
14. 273
4. 68
0. 1
2. 78
4. 23
26. 55
节 理 面
粘聚力 Cj /M Pa
0
内摩擦角 hj / (°) 35. 2
法向刚度 K n / M Pa· cm- 1
分析 ,得出每种工况三个试样各参数的均值和 方 差① , 最 大 剪 力、 残 余 剪 力 的 离 散 度 为
3. 2 不同节理连通率试体的强度、变形特征 对比工况 1, 2, 4及贯通节理面试验结果
发现 ,在正应力和节理分布方式等其它条件都 相同情况下 ,随着节理连通率的减小 ,峰值 (或 屈服 )剪力和残余剪力增大 ,峰值与残余剪力 之差也增大 (图 1) ,抗剪强度亦增加 (图 2)。剪
边坡治理工程中岩体直剪试验成果分析
备试体 ， 各组试 验点 的现场 试验制备 见图 １ 。试体制备 完成 后马上加盖薄膜保持试体水分 ， 各组试体的岩性见表 １ 。
直剪试验成果进行了分析。考虑到风化岩体进行 室内中型剪
切加工试样易受扰动破坏 ， 没有进行室 内中型剪切试验 。 １ 工 程概 况及试 验地段地质岩性
提 供 了合 理 的抗 剪 强 度 指 标 。
关键词 ： 岩体直剪试验 ； 剪强度 指标 ； 抗 剪应 力； 剪切位移 中图分类号 ：Ｖ ２ １ Ｔ ３ ．
０ 前 言
文献 标识 码 ： Ｂ
文章编号 ：０ １ ２５ ２ １ ） （ ） ０ ９０ １０ － ３ （０ １ Ｓ １ － ５ －３ ９ ０ 因此岩石裸露 ， 植被 少 ， 岩体产 状清 晰 、 节理 、 隙发 育。本 裂
收 稿 日期 ：０ ｌ ０ Ｏ ２ １ 一 ６一 ２
作者简介 ： 马杰荣 ， ， 男 广东广州人 ， 工程师 ， 从事水 利水 电工程质量检测 。 助理 主要
５ ９
２２ 试 验方 法 ．
荷载的 １ １ ， ／０ 剪切载荷 采用时间控制 ， ５ｍｉ 每 ｎ加载一 级 ， 逐
试验采用双千斤顶 中心荷载平推 法 ， 向荷 载 由垂直 千 法 斤顶 、 反力 设备 、 传力 系统 、 杆组成 的法 向加 压系统 提供 ， 锚
反力设备 在各 试验 点 四周各 打 ４根反 力锚 杆 （ 土 长度 为 入 １５ｉ） 用于做 法向荷载 ； ． ， ｎ 剪切荷载 由水平千斤 顶施加 ， 筋 钢 混凝土墩作为反 力墩后 座 。加 载系统 由千斤 顶 和液压手 动 泵提供 ， 使千斤顶 的合 力通 过承压 板 中心 ； 用 于承压板 的 作 轴 向荷载 由联接 于千 斤顶 的精密压 力表 读数测 定。剪切 位 移 由安装在试体后 端两侧 的水平百 分表测读 ， 向位 移则 由 法
直剪试验
直接剪切实验1、实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τ。
然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。
2、仪器设备1)应变控制式直剪仪：剪切盒、垂直加压框架、测力计、推动器等；2)位移计（百分表）：量程10mm,分度值0.01mm；3)天平、环刀（内径61.8mm、高度20mm）、削土刀、秒表、滤纸、直尺等。
3、操作步骤1)试样制备：取过2mm或5mm筛的土样，制备实验所需土样。
2)试样安装：对准上下盒，插入固定销。
在下盒内放湿滤纸和透水板。
将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒口，在试样顶面放湿滤纸和透水板，然后将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。
转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触。
调整测力计读数为零。
依次加上加压盖板、加压框架，测记起始读数。
3）施加垂直压力：一个垂直压力相当于现场预期的最大压力p，但实验过程中垂直压力的各级差值要大致相等。
也可以取垂直压力分别为100、200、300、400kPa各级垂直压力可一次轻轻施加，若土质软弱，也可以分级施加以防试样挤出。
所加砝码的重量参照表1法向力与所加砝码对应表1杠杆比1:12法向力（kpa）砝码重量（kg）砝码数量砝码累计重量（kg）50挂盘砝码100 1.2751 1.275200 1.2752 3.825300 1.2752 6.375400 1.27528.9254）拔去固定销，开动秒表，以0.8~1.2mm/min的速率剪切（每分钟4~6转的均匀速度旋转手轮），使试样在3~5min剪损。
试样每产生剪切位移0.1mm测记测力计和位移读数，直至量力计读书出现峰值，应继续剪切至剪切位移为4mm时停机，记下破坏值。
当剪切过程无峰值时，应剪切至剪切位移为6mm时停机。
5）剪切结束后，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、加压盖板等。
直剪试验方案
乌鲁木齐地铁工程勘察工程现场岩体直剪试验方案（送审稿）编制单位：新疆铁道勘察设计院有限公司2012年2月23日现场岩体直剪试验方案一、试验内容：（一）岩体试件现场直剪（水平剪切）试验（二）岩体结构面抗剪试验二、试件要求（1）岩体试件尺寸：长50cm³宽50cm³高35cm；尺寸误差不大于边长的边长的1%～2%。
（2）平整度：试件表面凸凹平整度不宜超过剪切面边长的1%～2%。
（3）加工试件采用铁暂（音）、小锤雕凿，尽量减少对试件的扰动。
（4）位置要求：见基坑布置平面图、立面图。
（5）岩体试件外部设10厘米厚钢筋混凝土保护罩。
钢筋混凝土保护罩配筋示意图（一）基坑平面布置图（二）试验设备布置图四、试验参数选择（以砾岩相关经验参数测算）（一）岩体试件剪切面积及法向应力面积：0.25m2。
（二）最大法向应力σmax及反力系统最大荷载PN max估算。
以自然地平下20m测算剪切面工程压力，上覆地层的容重预设为2200kg/m3；则预测工程压力为σ=440kPa；最大垂向应力不小于剪切面工程压力的 1.2倍530kPa；按最大法向应力600 kPa测算，最大有效荷载P max=150KN，垂直反力系统最大荷载PN max应不少于180～200 KN。
（三）最大水平剪切荷载估算预估最大垂直压应力σmax=600kpa；剪切面积F=0.25m2预估摩擦系数f=0.7～1.80预估粘聚力c =700～1370kPa预估最大剪切应力：τmax=σmax²f+ c=2.45MPa（c=1370；f=1.8）预估最大剪切荷载Q max = (σmax²f+ c) ²F=600KN（τ=c+σtanυ）（四）垂直荷载加荷等级垂直荷载按4级施加，每级按σmax的1/4等量递增或等比（公比取2）递增施加；每级法向荷载条件下地基沉降达到相对稳定标准后开始施加水平荷载，测定水平荷载及相应位移量。
直剪试验方案
（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，可提供土的内摩擦角和粘聚力。
（二）试验方法取天然含水率，采用5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。
（三）实验原理土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。
该试验是将同一种土的几个试样分别在不同的垂直压力作用下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得到破坏时的剪应力，然后根据库仑定律，得到土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。
仪器设备：Shear Trac-II全自动直剪仪。
变形量测设备：量程5cm ，准确度为全量程0.1％的位移传感器。
固结快剪试验步骤：2)制备原状土试样，测定密度和含水率，每组试样数5个。
对准剪切容器上下盒，插入固定销，装入土样，盖上盖板，固定仪器。
垂直向、水平向力归零，移动垂直向传动装置，使传力端头和钢珠接触。
垂直向、水平向位移归零。
仪器参数设置。
五组试样依次施加垂直压力为50，100，200，300，400kpa，当固结变形达到每小时不大于0.005mm时，去掉固定销，以0.8mm/min的剪切速度施加水平力，由位移控制剪切变形，位移最大值取50mm，力最大值取20KN。
3)运行仪器，记录试验结果，以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线，如下图所示，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。
图一τ～σ关系曲线二、固结试验（一）试验目的通过测定试样在侧限与轴向不排水条件下的垂直向变形和压力关系，得到应力应变曲线及压缩模量。
（二）试验方法快速固结试验法。
（三）基本原理土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气体的体积减小，从而引起土的压缩变形。
固结试验就是测定天然状态下的原状土样或扰动土样在不同荷载和侧限条件下的压缩变形。
直剪试验实验原理
直剪试验实验原理
直剪试验是一种用于测定材料剪切性能的实验方法，主要用于土工和岩石工程领域。
以下是直剪试验的基本原理：
1.试验样品准备：
•在进行直剪试验之前，需要制备试样，通常为矩形或圆形的样品。
这些样品应代表实际工程中的材料，如土壤或岩
石。
2.样品放置：
•样品通常被放置在一个直剪装置中，这是一个包含两个相互平行的切割面的装置。
样品被放置在这两个切割面之间，
形成一个裂缝或接缝。
3.施加剪切力：
•试验开始时，施加水平的剪切力，使试样在裂缝或接缝上发生滑动。
这个过程模拟了实际工程中土壤或岩石中发生
的剪切变形。
4.测量变形和力：
•在施加剪切力的过程中，测量试样的变形以及施加的剪切力。
这通常通过测定试验装置上的变形仪或应变仪，以及
施加的剪切力传感器来实现。
5.剪切强度计算：
•根据施加的剪切力和试样的几何参数，可以计算出试样的剪切强度。
剪切强度是材料抵抗剪切变形的能力，是直剪
试验的主要测量参数。
6.绘制剪切应力-变形曲线：
•将施加的剪切力与试样的变形或剪切应变关联起来，绘制剪切应力-变形曲线。
这可以提供有关材料在不同应变下
的行为特性。
直剪试验的原理基于材料在剪切加载下的行为，可以用于评估土壤、岩石等材料的强度和变形性能。
这种试验通常在土工和岩石工程中用于设计和分析地下结构，如基础、坡体等。
室内岩石试验(直剪)
二、仪器设备
——携带式岩石力学多功能试验仪
二、仪器设备
主要技术指标 外形尺寸：高63㎝，长
70㎝，宽38㎝；重量：包 括各种配件约300Kg；
垂直油缸： 最大出力500KN， 水平油缸： 最大出力300KN， 压力表：分别适于硬岩、
软岩的大、小两个量程压 力表，小量程压力表配置 有控制开关。
二、仪器设备
用于现场（无需交流电） 进行以下八项试验项目： ⑴、岩石变形试验； ⑵、岩石抗压强度试验； ⑶、岩石抗拉强度试验；
轴向荷载千斤顶
试件
二、仪器设备
⑷．岩石点荷载强度试验。
锥头与底 座
岩石点荷载仪试验
二、仪器设备
⑸、完整岩石直剪试验（可
作六种规格试件，适于国内钻 机的中～小不同直径岩芯和 5cm×5cm直方柱体）；
下滑力：
G sin α
斜坡岩体的稳定性系数为：
K
G cos α × tgφ + c × l ≥1 G sin α
五、试验中应注意的几个问题
1、剪切方向的确定： 试样受剪切方向应 与工程岩体受力方向一 致。在现场取样时，一 定要标注每个取样点的 工程位置，根据岩体的 受力方向确定每组试件 的剪切方向。
三、操作步骤
1.不规则形状体试样（箭头标示剪切方向） 2.剪切开缝条（1cm） 3.制样盒内壁板 4.拟剪切面（高出样盒边框面0.5cm） 5.制样盒边框面 6.混凝土
三、操作步骤
——浇铸方法
制样模具 模具内侧上油
三、操作步骤
水泥、砂浆
三、操作步骤
铁丝
量测水泥、 砂浆的厚度
水泥、砂浆加筋
三、操作步骤
四、成果整理
最小二乘法： Y——τp；X——σ：
基于barton经验抗剪强度公式的节理岩样剪切强度修正方法
基于Barton抗剪强度经验公式的结构面抗剪强度参数优化确定方法研究1 引言工程岩体往往都包含各种结构面，其整体和局部的变形稳定往往受结构面控制，因此，结构面抗剪强度参数的准确确定将直接影响工程岩体变形稳定分析结果的合理性。
在结构面抗剪强度试验中，通常制备多个单节理岩样，考虑不同的法向应力进行直剪试验，然后根据摩尔库伦准则进行拟合分析得到结构面的粘聚力和摩擦角。
在直剪试验中，结构面的粗糙度和起伏度直接影响其抗剪强度的大小。
不管是现场直接切割制备的节理岩样【】，还是采用倒模的方法人工制备的节理岩样【】，都无法保证每个岩样的结构面形貌特征完全一致，也就是说，对选取准备进行不同法向应力直剪试验的岩样，即使采用相同的法向应力进行直剪试验，得到的抗剪强度差别可能会很大，这也就是通常所说的试样本身的差异导致的试验结果的离散性。
进一步而言，采用本身具有一定差异的一组节理岩样，进行不同法向应力的直剪试验，试样的差异和试验的顺序将直接剪切试验结果。
因此，节理岩体剪切试验结果的误差分析和修正是不可回避的一个问题。
基于此，本文采用劈裂法制备了一组单节理岩样，进行不同的法向应力进行直剪试验，基于Barton提出的结构面抗剪强度经验公式，研究提出一种优化的结构面抗剪强度参数确定方法，并详细分析多试件节理岩样剪切试验结果误差分布情况。
2 单节理岩样的剪切试验2.1 单节理岩样的制备现场直接采集制备含结构面的岩样，一方面难度很大，另一方面，结构面本身的形貌特征差异也很大，从而导致直剪试验结果离散性较大。
本文现场采集层理弱面显著的新鲜砂岩岩块，首先加工制备成100mm×100mm×100mm的标准立方块试样，然后采用相对较小的加载速率（0.01kN/s）顺层理面将岩样劈裂开，制备单节理岩样。
从劈裂面的宏观形态来看，整体比较平直规则，没有明显起伏，典型岩样如图1所示。
图1 典型单节理岩样Fig.1 Typical single joint rock sample2.2 单节理岩样的直剪试验设计进行0.5、1.0、1.5、2.0MPa等4种法向应力的剪切试验，每种法向应力3个岩样，具体抗剪强度值如表1所示。
某边坡勘察工程中直剪试验的应用
２ ． ２ 岩 土 构 成
（ Ｇ ｕ ＆ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ５ ５ ０ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ—ｓ ｉ ｔ ｕ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ｗ ａ ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｔ ｅ ，Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｄ ｉ —
ｒ ｅ ｃ ｔ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｓ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｍｏ ｒ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ — ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｓ ｈ ｅ ｒ ａ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｆ ｏ ｒ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
根据区域地质资 料场平 开挖及 钻探揭 露 ，拟建 场地 岩 土主要为第 四系人工填 土和第 四系红 黏土 覆盖层及 下伏 二 叠系下统茅 口组 （ Ｐ 。 ） 中厚层 一厚层石灰 岩组 成。
ｅ ｘ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ；Ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｉ ｌ
现场岩土体直剪试验讲解
YOUR SITE HERE
LOGO
针对斜推和平推两种不同情况，需要 特别关注以下两点：
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。
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Alexandre Collin 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。
α——斜向荷载施力方向与剪切面之间的夹角。
YOUR SITE HERE
三、试验仪器设备
1、设备组成 2. 设备安装
LOGO
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
室内岩石试验(直剪)
五、试验中应注意的几个问题
3、 剪切载荷施加要求： (1)按预估最大剪切载荷分10～12级。每级载荷的大小， 软岩可按法向应力的5～10%计算，软弱结构面可按法向应 力的2～5%计算。每级载荷施加后，立即测读剪切位移和法 向位移，5min后再测读一次，即可以施加下一级剪切载荷， 当位移明显增大时，可以适当减小级差。峰值前施加的剪 切载荷不应少于l0级。 (2)剪切破坏后，分别将剪切载荷和法向载荷退至零。 若需要可进行摩擦试验。将发生错动的试件复位后，调整 测表，进行同一法向载荷下的摩擦试验即抗剪试验。
土 样 剪 切 后
制样（直径90mm、高 30mm）
携带式岩多功能试验系统
⑻.
土的直剪试验（直接测试钻孔取芯土的抗剪指标）；
土 样 剪 切 后
二、仪器设备
——切石机、磨石机；
磨石机
切石机
三、操作步骤
混凝土与岩石 胶接面 岩 石
测定
岩石 软弱 结构 面
三、操作步骤
1、试件制备
1）岩石 （1）试件可用岩芯或岩块加工制成。试件在采取、运输和制备 过程中，应避免产生裂缝。
岩石的抗剪强度通常有三种： 2、抗切强度—— 将岩石试件在法向荷载等于 零的情况下加水平荷载产生水平 方向的断裂试验。由于法向荷载 为零，内摩擦系数不起作用，抗 剪强度只取决于内聚力。这种试 验一般只校核抗剪断试验所求得 的内聚力C值（即抗切强度）。
τ
一、基本原理
岩石的抗剪强度通常有三种： 3、抗剪强度—— 将岩石试件密合置于另一试 件之上，在法向荷载作用下，加 水平荷载产生水平位移，其间没 有内聚力，剪应力只取决于试件 间摩擦力，此试验以求岩石的摩 擦系数（即抗剪强度）
岩石直剪强度试验
主讲：付 小
工程岩土与测试之直剪试验分类介绍课件
1
试验目的：测定土的抗剪强 度和剪切模量
2
试验方法：采用剪切盒进行 剪切试验
3
试验设备：剪切盒、剪切仪、 压力计等
4
试验步骤：准备试样、安装 试样、施加剪切力、记录剪
切变形和剪切强度等
固结直剪试验
01
试验目的：研究土体的
抗剪强度和变形特性
试验方法：采用固结仪
02 进行固结，然后进行剪
切试验
03 试验设备：固结仪、
工程岩土与测试之直剪试验分 类介绍课件
演讲人
目录
01. 直 剪 试 验 简 介
02. 直 剪 试 验 分 类
03. 直 剪 试 验 的 应 用
04. 直 剪 试 验 的 注 意 事 项
直剪试验简介
试验目的
1
2
3
4
了解土体的抗 剪强度
确定土体的剪 切破坏模式
为工程设计和 评估土体的稳定 施工提供依据 性和承载能力
施工方案
直剪试验为地基 稳定性分析提供
重要依据
边坡稳定性分析
01
直剪试验用于评估 边坡的稳定性
03
确定边坡的临界坡 度
02
通过试验结果分析 边坡的抗滑能力
04
指导边坡工程的设 计和施工
直剪试验的注意事项
试样制备
01
试样尺寸：根据试验 要求选择合适的试样
尺寸
04
试样处理：试样制 备后需要进行干燥 处理，避免水分影
试验方法
A
直接剪切试验：通过剪切 力测量土体的抗剪强度
B
三轴压缩试验：通过压力 测量土体的抗剪强度
C
固结排水试验：通过排水 测量土体的抗剪强度
D
直剪固快试验结果的整理和分析
直剪固快试验结果的整理和分析1 关于直剪固快试验直剪固快试验是一种常用的地质岩石试验，主要是为了测试地质岩石试样的抗剪强度和抗剪弹性模量，而进行的实验。
它通过在特定条件下施加一定的剪切力，对地质岩石试样进行抗剪强度和抗剪弹性模量的评价。
2 试验过程（1）支撑土体:土体不应影响岩石试样的变形特性，因此，选择无跃层的砂岩、砾岩或黏性土作为支撑土体，并将高炉砂制作的模具埋入支撑土体中，定位准确。
（2）试样分切：将试样安装在压力机台面上，以金刚石锉尖或刨刃的方式，在模具中制备试样，调整锉狱与压力机台面的高低间距，使得直剪固快试验试样能够正确填充模具中。
（3）试验参数设定:测试时将压力机调整为低速，并将压力机升力恒定设定值设定为2-6MPa，以获得准确的实验结果。
（4）测量与记录 :在试验结束时，将测量结果记录下来，包括压力变化率、压力调整和岩石试样变形和断裂是否发生。
3 测试结果整理和分析（1）根据试验的数据结果，可以得到岩石试样的抗剪强度特征参数——抗剪强度、抗剪弹性模量以及抗剪极限等。
（2）抗剪强度特征参数中，抗剪强度是测定地质岩石试样抗剪性能的一项主要指标，其在许多工程中起着至关重要的作用。
（3）抗剪弹性模量主要是指地质岩石试样在剪切应力作用下比去应变率的大小，反映了岩土材料的静态刚度。
（4）抗剪极限是指地质岩石试样在受到足够的剪切应力时，失去岩石的可塑性，发生中断破碎的强度值。
完成直剪固快试验后，可以从测试结果中获得抗剪强度、抗剪弹性模量和抗剪极限等特性参数。
这些参数决定了地质岩石试样的特性，也有利于评价地质岩石试样的抗剪性能。
通过对这些参数的整理和分析，可以帮助我们更好地理解岩石材料的特性，从而分析和判断地质岩石的抗剪强度，为地质研究和工程设计提供参考依据，同时也可以用于诊断和修复目的设计和运行管理。
岩体现场直剪技术要求
岩体现场直剪技术要求《说说岩体现场直剪那些事儿》嘿，朋友们！今天咱来唠唠“岩体现场直剪技术要求”这个听起来有点专业，但其实特别有意思的话题。
咱先说说现场，那可不是咱平时随便溜达的地方。
那是充满了各种奇奇怪怪石头的地儿，就好像是岩体们的大聚会。
想象一下，你站在那，周围都是或大或小、形状各异的岩体，是不是感觉有点像进入了一个石头的神秘世界？然后说到这个直剪技术啊，那就像是给岩体们来了一场特殊的“较量”。
咱们得想办法让它们乖乖地听话，露出它们真实的“实力”。
这可不容易啊，得小心翼翼地摆弄那些仪器，就跟哄小孩子似的。
操作的时候可得小心谨慎，稍有不慎，嘿，那可就前功尽弃喽！要精确地测量各种数据，不能有一点马虎。
这就好像在走钢丝，得保持平衡，稍有偏差就可能掉下去。
而且啊，这天气也是个大问题。
要是大热天，那可就汗流浃背啊，感觉自己都快被晒成石头了；要是遇上个下雨天，那就更麻烦了，得小心仪器别被淋湿，自己也得注意别滑倒在那些湿漉漉的岩体上。
这时候就觉得自己像是在和老天爷玩捉迷藏。
接着说，现场的环境有时候也挺复杂的，石头啊、土啊、草啊，啥都有。
得把这些乱七八糟的清理干净了，才能好好地进行直剪。
就跟家里打扫卫生一样，得把那些碍事儿的东西都清理掉。
有时候清理这些东西都得花不少时间和力气呢。
但是呢，当你看到通过自己的努力，得到了准确的数据，那种成就感啊，简直无与伦比！就好像是解开了一个谜题，找到了宝藏一样兴奋。
然后你就会想，哎呀，之前那些辛苦都不算啥啦，值了！总的来说，岩体现场直剪技术要求虽然听起来挺难挺专业，但其实只要你用心去干，也能发现其中的乐趣。
就像人生一样，总会有各种各样的挑战，但只要我们保持乐观的心态，积极面对，总能找到属于自己的那份快乐和成就。
所以啊，朋友们，加油吧，让我们一起在岩体直剪的世界里闯荡出一片属于自己的天地！。
岩体结构面直剪试验
岩体结构面直剪试验
一、原理
二、实验装置
三、试验步骤
1.样品准备：根据实际需要，选择具有结构面的岩石样品，进行样品的切割和加工，确保样品尺寸合适。
2.剪切装置安装：将样品固定在剪切试验机台座上，调整试验机的夹具使其与样品结构面平行。
3.实验参数设置：根据试验需求设置合适的切割速率、脉冲时间、最大力等参数。
4.应力施加：通过控制试验机的上下夹具间距，施加剪切力。
根据需要可以连续施加或者脉冲施加。
5.记录数据：实验过程中记录并测量剪切应变、剪切应力及岩石变形等数据。
6.重复试验：根据需要，可以进行多次试验，以获取更准确的结果。
四、结果分析
通过岩体结构面直剪试验可以获取如下数据：
1.剪切应力-应变关系曲线：根据试验数据绘制剪切应力-剪切应变曲线，分析剪切物性、强度、变形特征等。
2.结构面滑移：通过观察试验过程中断裂面及岩石变形等现象，分析结构面的滑移特点。
3.破裂特征：根据试验过程中的破裂形态、破裂模式等分析结构面的断裂特征，了解岩石的破坏机理。
4.承载能力：根据试验结果，计算结构面的承载能力，为工程实践和工程预测提供依据。
综上所述，岩体结构面直剪试验是一种有效的研究岩石力学特性的方法。
通过该试验可以了解岩体结构面的强度、变形特征、滑移特点等，为工程设计和岩石力学研究提供重要依据。
第5章 岩体原位测试 直剪
①在试件顶部铺设一层水泥砂浆，放上垫块使之与试 件密合且平行于剪切面；然后依次放上滚轴排、垫 板、千斤顶、传力柱及顶部垫板，并在垫板与反力 座之间浇筑昆凝土。
②安装完毕后起动千斤顶稍加压力，使整个系统结合 紧密。 ③应使整个系统所有部件保持在同一轴线上并垂直于 预定剪切面。
(2)剪切荷载系统安装
(2)传力系统。
①传力柱，水平与垂直各一套，需有足够的刚度、强度和长度。 ②钢垫板一套，尺寸与试件加压面积相同。 ③滚轴排，钢质，尺 寸与试件面积配套，应有足够的刚度与强度。
(3)量测系统。①测表支架2根，钢质，应有足够的刚度和长度。②百 分表4～8只。 ③磁性表架或万能表架4～8个。
2．仪器设备安装调试(参见图5-10)
③抗剪断试验结束后，根据需要调整设备和测表，按上述同样
方法进行摩擦试验。
(施加剪切荷载
• ④采用斜推法分级施加斜向荷载时，应保持法向荷载 始终为一常数。为此需同步降低由斜向荷载而增加的 法向分荷载。这时施加在试件上的法向荷载P(N)可按 下式计算：
P=P’-Qsin α
P’——预定的法向荷载(N)；Q——斜向荷载(N), α—— 斜向荷载作用线与剪切面的夹角。
①在试件受力面用水泥砂浆粘贴一块垫板，垫板应垂直预 定剪切面，在垫板后依次安放传力块(平推法)或楔形垫 板(斜推法)、千斤顶及垫板，并在垫板与反力座之间浇 筑混凝土。 ②应使剪切方向与预定推力方向一致； 平推法的剪切荷载作用线应平行于剪切面 斜推法的剪切荷载作用线与法向荷载作用线应交于剪切 面中心。
• 一 基本原理与方法
1、原理：
在不同法向应力下，施加不同等级的剪应力，得到法向应力剪应力-剪切变形曲线，从而得到c，Ф值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
、
、
大影响 甚 至 有 可 能 得 出不能 接 受 的 计算 结 果 岩体 宏 观 力学 参数 的 研 究 直 是 岩 石 力学 最 困难 的研 究 课题 之 由于 岩体
，
一
。
一
。
中结构面 的 存在 以 及 水 风 化 等外营 力 的 作 用 使 得 岩体 的 力学 行 为与 岩 石试块
，
、
，
，
。
件 浇注 后 养护 2 8 天 后 在 R Y L 6 0 0 剪 切 试 验 仪 上 进行 节 理 面 剪 切 试验 ( 图 1 ) 试 验 时 垂 直 和 水 平 方 向分 别 加荷 载 当 记 录 的 曲线 超 过 峰 值 后 认 为弱 面破 坏
。 ， ，
记 录 最 大 破 坏 荷载 固 定 节理 面 模块 下 盘 对 节 理 面 模 块 上 盘 进 行 采 用 速率加载 m 得到 如 图 模 式控 制 速 率 为 3 m m ／ i n
比 室 内岩 块 试 验 合 理
，
便能获得各 种类 型 和不 同岩性 中节 理 面 的 力学 特 性 指标 本 文 通过 节 理 岩体 的 直 剪 试 验 和 工 程 处 理 阐述 了节理 物 理 力学 参 数 从 室 内结果 到 工 程 应 用 的 转 换
。
到 各种条件 的 限制
。
，
而 且 还 存在
引言
，
、
节 理 面 的 力学 性 质 是 岩石 力学 研 究 工 作 的 基 础 ” I 其 因 岩性 形 成时 的 力学 机制 和 环 境 因素 而 异 即 使 是 同 类 岩 石 的 节 理 也 因 张 开 程度 充 填情 况 表 面 形 貌 不 同 其 力学 性 质 有 着 明 显 的 差 异 因
， ，
， 。 ， ，
。
．
～
，
。
，
下 转 第60 页
-
。
d e a li n g
|
i
曼
毒
卜
5
0
5
10
博
∞
雅
30
∞
d
剪位 移 6
加
，
m抽
图
1 RY L
一
600
微 机控 制岩石 剪切试 验机
图 2 微 风 化灰 页 岩节理 面
6
s
-
Fs
关系
图 3 微 风 化 灰 页 岩 节理 面 直剪
r
—
o
关系
一
58
一
维普资讯 ， ，， Nhomakorabea，
解决的技术 问题 因此 如果我们 考虑将 岩 块 力学 参 数 应 用 干 岩体 工 程时 必 须 考 虑 岩块 与岩体 之 间 的 差 异 对 参 数进 行 工 程 处 理 以 使得对 岩 体 工 程 所做 的稳 定性 分 析结果 更 接 近 于现 场实 际 情 况 因此 需 要 利 用 室 内试 验 资 料 采 用 多 种 工 程 处 理 方法 得 到 符 合 工 程 实 际 的 岩 体 力学 参 数 3 1 粘 结 力的 折算
幅 ” 的 原 则进 行 。 ３２ 碾 压温 度 、速 度 和 遍 数 应 严格 按 ． 规范执行。 ３ ３ 碾 压 必 须均 衡 、连 续 进 行 ，防 ｜ ． Ｊ ：
切割机切掉并清除 ，切缝必须平直 ，将缝 边的污染物擦干净并涂刷粘层沥青。第二 天 摊 铺 机 启动 前 ，熨 平 板 要 进 行 预 热 ，将 熨平板全部落在前铺的面层上 ， 下垫木板， 其厚度为松铺厚 度与压实厚度之差 ，熨平 板前端 与切缝边对 齐，在螺旋布料 器下布 满混 合料后 ， 摊铺机慢慢起步 ， 摊铺成松铺 厚 度 的 沥 青混 合料 摊 铺 层 ， 用钢 轮 压 路 机 从前铺的面层上横向碾压，每次向新 铺层 推 进 １ ～ １ｃ ，直 至将 新铺 层碾 压 密 实 ， ０ ５ｍ 再进行纵 向正常碾压 ， ｍ直尺检查接缝 用３ 的纵向平整度是否符合要求 ，否则应立即 铲除重做 ， 直至合格 。 横向接缝应离桥梁伸 缩缝 ２ ｃ ０ｍ以外，不允许设在伸缩缝 处，以 确保伸缩缝两边路面表面的平顺。
一
，
，
，
M
节 理 面 逐 渐 变 得 光滑 根 据 m b 准 则 可 求 得 节理 面 粘 结 力 c 4 k P a 和 内摩擦 角 中 3 0 如图 3 其 相 关 系 数 为 0 8 3 属 于 高 度相 关
齿 被 剪断
o
， 。
h
r
—
Co u lo
。
=
=
，
，
．
，
。
3
1
工 程处理
力 学 参 数 的 选 取 会 对 计算 结果 产 生 重
此 在 现 场 取 样 时 尽 量 选 择 产状 和 几 何 形 貌 具 有 代表性 的各 类 节 理 面 节 理 同 时 考 虑 不 同 岩性对 节理 面 抗 剪 强 度的 影 响 以
， ，
，
所 表 现 的 力学 行 为 之 间存 在 着 很 大 的 差
异
。
采 用 原位试验 方法 确定岩体 力学 参数
。
，
，
，
2
的 剪切 负荷 F
s
及 剪切 位移 6
，
s
图
，
从中
可 以 看 出节 理 面 剪 切 过 程 中
在较 小 的 剪 切 位 移情 况 下 节 理 面 的 剪 应 力 迅 速达 到峰 值 峰 值前应 力 位移 曲线 基 本符合线性 关 系 ； 峰 值 后 曲线 存在 不 同 程 度 的 应 力 跌落 现 象 这 是 由于 此 时 节 理 面 的 起 伏 锯
，
但 原 位试 验 通 常 受 些 尚待
一
，
。
2
直 剪试 验
，
d ir e c t
s
he
~ r ≮ c o h e s io n
钾 辘t io n 站 崤 ≮ 躲媾 鞋 瀚
i
辚毽
把从 现 场 采 取的岩石 节理 面试样 根 据岩块 及 岩块 节 理 面 的 性 质 分 成 不 同 的 组 用 水 泥 砂 浆 浇 注 固 定 在 剪切 模 具 中 浇注时确保 上下两 节理 面准确对 齐 节 理 面接触部分高度保持与剪切 模具边框面平 a 行 并 高 出 模具 边 框 面 3 5 r m 浇注 用 水 泥 砂 浆 配 比 为水 ： 水 泥 ： 砂 I ：3 ：9 试
中国科技信息 ２０ 年第 １ 期 ０８ ６
Ｃ Ｉ ＣＥＣ ｍ ＥＨＯ Ｏ Ｙ Ｉ ｏＭ Ｔｏ ｕ－ｏ８ ＨＮ Ｓ Ｉ ＥＡ ＴＣＮ Ｌ Ｇ Ｎ Ｒ Ａ ＩＮ Ａｇ２０ Ａ Ｎ Ｆ
沥青 ｝ 二 面层 质量的重要原则 ，在保持碾压 温 度并 在 不出现 推移 的 前提下 尽 可能 早 压 ， 碾 压 按 “ 跟 、 慢 压 、 高 频 、 低 紧
●●■ 蠢 麟 戮 鬻 一
基 金项 目
：
渗
一
维普资讯
湖 南省研 究 生 创新基金 项 目 ( 1 3 4 3
—
74 2 3600 0 0 14
)
节越 爨俸 髓 冀
试 验 及 其 工 程处 理
郭群 林杭 中南 大 学 资 源 与安 全 工 程 学 院
4 10 0 8 5