直接剪切试验—慢剪实施细则
土的剪切试验和强度指标
工程常识之土的剪切试验和强度指标1、直接剪切试验在直剪仪中分别施加不同竖向压力，然后分别对施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c。
试验方法分三种：（1）快剪Q（Quick shear）：在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力。
在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变（试样两端敷以隔水纸），即在试验过程中孔隙水压力保持不变（3~5min内剪坏）。
对透水性强的土（渗透系数大于10-6cm/s）不适用。
（2）固结快剪CQ（Consolidation Quick shear）：在垂直压力下土样完全排水固结稳定后，以很快速度施加水平剪力。
在剪切过程中不允许排水（规定在3~5min内剪坏）。
得到的强度指标适用于总应力法。
（3）慢剪S（Slow shear）：在加垂直荷重后，使其充分排水（试样两端敷以滤纸），在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力。
得到的强度指标适用于有效应力法。
上述三种试验方法的受力条件不同，所得抗剪强度值也不同。
因此，必须根据土所处的实际应力情况来选择试验方法。
2、三轴剪切试验在三轴仪中，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力）下，施加轴向压力（即产生主应力差-），进行剪切直至破坏，然后根据摩尔-库伦理论确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c。
试验方法分三种：（1）不固结不排水剪UU（Unconsolidation Undrained）：试样在施加周围压力和随后施加轴向压力力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散，可以测得总应力抗剪强度指标c u，φu。
（2）固结不排水剪CU（Consolidation Undrained）：试样在施加周围压力时，允许试样充分排水，待固结稳定后，再在不排水的条件下施加轴向压力，直至试样剪切破坏，同时在受剪过程中测定土体的孔隙水压力，可以测得总应力抗剪强度指标c cu，φcu和有效应力抗剪强度指标c’，φ’。
直接剪切试验
试验八 直接剪切试验(一)概述直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，是测定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施加水平剪力，测试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数ϕ与c (二)试验方法直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快剪和快剪三种试验方法。
1.慢剪试验。
先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定(变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm)，再以小于每分钟0.02 mm 的剪切速量缓慢施加水平剪应力，在施加剪应力的过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力，用几个土样在不同垂直压力下进行剪切，将得到有效应力抗剪强度参数c s 和Фs 值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算 )18(5050−=t t f式中 t f ——达到破坏所经历的时间； t 50——固结度达到50%的时间。
2.固结快剪试验。
先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。
由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力，用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪，便能求得抗剪强度参数cq cq C 与ϕ 值，这种c cq 、cq ϕ值称为总应力法抗剪强度参数。
3.快剪试验。
采用原状土样尽量接近现场情况，以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5 min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。
种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能求得(σtanФq +c q )的混合值。
快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq 角将会偏大。
(三)仪器设备1..直剪仪。
采用应变控制式直接剪切仪，如图8-1所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。
直接剪切试验
直接剪切试验（快剪法）（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。
通常采用四个试样为一组，分别在不同的垂直压力σ下，施加水平剪应力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ和凝聚力C。
直剪试验分为快剪（Q）、固结快剪（CQ）和慢剪（S）三种试验方法。
在教学中可采用快剪法。
（二）试验原理快剪试验是在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪切力，以0.8~1.2mm/min的速率剪切，一般使试样在3～5min内剪破。
快剪法适用于测定粘性土天然强度。
附图9－1 应变控制式直剪仪结构示意图1－垂直变形百分表；2－垂直加压框架；3－推动座；4－剪切盒；5－试样；6－测力计；7－台板；8－杠杆；9－砝码（三）仪器设备1．应变控制式直接剪切仪：如附图9－1，有剪力盒、垂直加压框架、测力计及推动机构等。
2．其它：量表、砝码等。
（四）试验步骤1．切取试样：按工程需要用环刀切取一组试样，至少四个，并测定试样的密度及含水率。
如试样需要饱和，可对试样进行抽气饱和。
2．安装试样：对准上下盒，插入固定销钉。
在下盒内放入一透水石，上覆隔水蜡纸一张。
将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒，试样上放隔水蜡纸一张，再放上透水石，将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。
3．施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。
顺次加上盖板、钢珠压力框架。
每组四个试样，分别在四种不同的垂直压力下进行剪切。
在教学上，可取四个垂直压力分别为100、200、300、400kPa。
4．进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟4～6转的均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每分钟6转）。
使试样在3～5分钟内剪破。
如测力计中的量表指针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。
但一般宜剪至剪切变形达4mm。
若量表指针再继续增加，则剪切变形应达6mm为止。
手轮每转一圈，同时测记测力计量表读数，直到试样剪破为止。
土木工程直接剪切慢剪试验
xxxxxx公司土工作业指导书直接剪切试验—慢剪实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：直接剪切试验—慢剪实施细则1. 目的为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。
2. 适用范围本试验方法适用细粒土。
3. 引用文件GB/T50123-1999 土工试验方法标准。
4. 检测设备本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1、应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统组成。
2、环刀：内径61.8mm，高度20mm。
3、位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程0.2%的传感器。
5．操作步骤进行：5．1试样的制备：5．1．1原状土试样制备：a．将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。
检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。
b．根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。
c．切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。
d．测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。
对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。
对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。
5．1．2扰动土试样的制备和试样的制样：试样的制备：a．将土样从土样筒或包装袋袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。
直接剪切试验
直接剪切试验一、试验目的直接剪切试验就是直接对试样进行剪切试验，简称直剪试验，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，测得试样破坏破坏时的剪应力τ，然后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 。
二、试验原理用库仑公式表示如下：粘性土 c tg +⋅=ϕστ 非粘性土ϕστtg ⋅= 式中：τ —土体抗剪强度（kPa ） σ—承受的垂直压力（kPa ϕ—内摩擦角 （°）； c —粘聚力（kPa ）。
图6—1τ～σ关系曲线 图6—2τ～△L 关系曲线三、试验方法根据土样在剪切过程中孔隙水变化情况的不同，常用的直剪方法有三种：1.不固结快剪法：加法向力后，讯速施加剪力，在3～5分钟内将土样剪破试样。
整个试验过程中土样的含水量保持不变；2.固结快剪法：施加法向力后，让试样固结排水，产生竖向压缩变形，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪破。
要求试样在剪切过程中含水量保持不变；3.固结慢剪法：施加法向力后，让试样固结排水，产生竖向压缩变形，待固结稳定后，缓慢施加水平剪力，使试样剪切破坏。
要求试样在剪切过程中孔隙水能及时消散。
四、不固结快剪试验 试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。
1.试验设备 （1）应变控制直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位 移测量系统组成。
见图6—3；（2）环刀：高度20mm ，内径61.8mm 。
（3）天平：感量0.1g 、称量500g ；（4）百分表：量程10mm ；（5）其它辅助工具：环刀、饱和器、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。
2.试验步骤（1）按工程需要，从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土试样。
切样方法同压密试验；（2）每组试验至少制备4个试样，按密度试验和含水率试验的方法测定试样的密度和含水率。
要求各试样间的重力密度差值不大于0.3kN/m 3，含水量不大于2%；（3）将上、下盒对准，插入固定销，在下盒内放入透水石和滤纸，将带有试样的环刀刀口向上，刀背向下，对准剪切盒口，放置滤纸和上透水石，将试样慢速推入剪切盒内，移去环刀，加上传力盖板；（4）安装滑动钢珠、剪切盒和量力环，施加0.01N/mm 2的预压荷载，转动手轮，将量力环中百分表读数调零。
直接剪切试验
实验五直接剪切试验一、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。
二、实验目的：是测定土的抗剪强度，提供计算地基强度和稳定用的基本指标（内摩擦角和内聚力）。
内摩擦角和内聚力与抗剪强度之间的关系可以用库伦公式表示：τ = σ tan φ +с式中：τ——抗剪强度，即破坏剪应力，KPa ；σ——正应力，KPa ；φ——内摩擦角，度；c ——内聚力，KPa ；三、实验方法：快剪、固结快剪、慢剪3种实验方法。
现介绍快剪法。
快剪法：采用原状土样尽量接近现场情况，然后于较短时间内完成试验。
这种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验时外力的影响，由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能得出（σ tan φ +с）的混合值。
四、仪器设备1．应变控制式直剪仪(见图)。
主要部件包括：剪切盒（上剪切盒、下剪切盒），垂直加压框架，测力计、剪切传动装置及位移量测系统等；2．位移计（百分表）：量程10㎜，分度值0.01㎜；3．环刀：内径6.18㎝，高2㎝；4．其它：切土刀、钢丝锯等。
五、操作步骤（1）对准上下盒，插入固定销钉，在下盒内放入洁净透水板及塑料薄膜；（2）将装有试样的环刀刀口向上，平口向下，对准剪切盒上盒口，在试样上面放塑料薄膜及透水板，然后将试样徐徐压入盒底，移去环刀。
并顺次加上活塞钢珠及加压框架。
（3）转动手轮，使上盒前端钢珠刚好测力计接触。
顺次加上加压盖板、钢珠、加压框架。
调整测力计百分表初读数。
（4）施加垂直压力，本试验至少取四个试样，分别加不同的垂直压力，其大小按估计所受计算荷载的范围而定。
一般可按25、50、100、200、300、及400KPa施加。
加荷时一次轻轻加上。
但必须注意，如土质松软，为防止试样被挤出，应分级施加，切不可一次加上去。
14（5）施加垂直压力后，立即拨去固定销钉，以0.8mm/min的剪切速度进行剪切，使试样在3~5min内剪损。
直剪试验
土的直剪实验一、试验目的直剪试验是测定土抗剪强度的一种常用的、古老的、又最简单的方法。
测定土不同压力下的抗剪强度，得出土的抗剪强度指标粘聚力c 和摩擦角ϕ，可以估算地基承载力，评价地基稳定性，计算挡土墙土压力等。
二、试验原理土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对另外一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。
三、试验方法1.快剪试验2.固结快剪试验3.慢剪试验四、仪器设备①手动直剪仪；② 百分表；③其他：环刀、刮土刀、钢丝锯、塑料片等。
五、操作步骤1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。
2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm 为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。
3.对准上下剪切盒，插上销钉，将土样放入盒内。
4.试样装好后，转动手轮，使上盒前端与测力计接触。
顺次加上加压盖、钢珠、加压架。
5.根据试验设计施加垂直压力σ：50kPa 、100kPa 、200kPa 、400 kPa6.施加垂直荷载后，立即拔去销钉，将百分表调零，开动秒表，以1.2mm/min 的速率剪切土样。
手轮每分钟6转，根据试样情况最多30转，使土样在3-5min 内剪坏。
手轮每转一圈，同时测记百分表读数。
7.剪切结束后，退去剪切盒垂直压力，取出土样，重新安装第二个试样，进行下一级实验，直至实验结束。
8.实验结束后，将仪器及取土工具清洗干净，放回原位。
六、成果整理1.剪应力计算：==k k CRR Aτ（Pa ）R —百分表读数，0.01mm ； τ—剪应力；A —试样面积，30cm 2C —钢环系数，N/0.01mm 2.剪切位移计算：20()100n Rl mm -∆= n —手轮转数4.绘制τ-l ∆曲线，确定峰值强度max τ。
5.绘制max τ-σ曲线，确定土的抗剪强度指标c 、ϕ值。
16 直接剪切试验
16 直接剪切试验16.1 一般规定16.1.1 直接剪切试验，一般应取4个试样，在直剪仪中分别施加不同竖向压力，再分别对它们施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ。
然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角Φ和黏聚力c。
16.1.2 直接剪试验可分为快剪、固结快剪、慢剪三种试验方法。
16.1.3 本试验适用于测定黏性土和粉土的抗剪强度参数c和Φ及土颗粒粒径小于2 mm砂类土的抗剪强度参数Φ。
渗透系数k>10－6cm/s的土不宜作快剪试验。
16.2 快剪试验为全量程0.2 %的传感器。
3 环刀：内径61.8 mm，高20 mm。
4透水板或不透水板：直径比环刀略小约0.2~0.5 mm。
5天平：称量500 g，分度值0.1 g。
1171186 其他：切土刀、滤纸、保湿器等。
16.2.2 试验操作应按下列步骤进行1 原状土试样制备应按本规程第3.3节的规定进行；扰动土试样制备应按本规程第 3.2节的规定进行；当试样需要进行饱和时，应按本规程第3.5节的规定进行。
2对准剪切容器的上下盒，插入固定销，在下盒内放入不透水板，将带有试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上面放不透水板（或透水板加薄膜塑料），然后将试样缓缓推入剪切盒内，再移去环刀。
3 转动传动装置，使上盒的前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计读数为零。
顺次加上传压板、钢珠、加压框架。
如需观测垂直变形，可安装垂直位移计，并记录初始读数。
4 施加垂直压力的大小应根据工程要求和土的软硬状态决定。
一般可按25、50、100、200kPa 或100、200、300、400 kPa 施加压力。
5 立即拔去固定销，将测力计调零后，开动秒表，以0.8~1.2 mm/min 的剪切速度对试样进行剪切，控制在3~5 min 内剪损。
当测力计的读数不变或出现后退，表示试样已被剪损，一般应剪切至剪切变形达4 mm 为止。
如测力计读数随剪切变形继续加大，则剪切变形应达到6 mm 为止。
直接剪切试验(2010)
实验六直接剪切试验直接剪切试验（手动）一、基本概念及原理土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质指标之一。
工程中的地基承载力，挡土墙的土压力，土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关。
根据库仑定律，土的抗剪强度与剪切面上的法向应力成正比。
其本质是由于土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用产生的摩阻力，其大小决定于土粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级配等因素。
粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是摩擦力，另一部分是土粒之间的粘结力。
用库仑定律公式表达为τ＝c+σtgφ。
二、试验目的直接剪切试验是测定土抗剪强度指标的一种常用方法。
通常将同一土样切取不少于四个试样；分别在不同的垂直压力下施加水平剪切力，测得破坏时的切应力，以确定土的内摩擦角和内聚力，为工程实践提供依据。
三、试验方法及适应范围由于土体在固结过程中孔隙水压力的消散，荷载在土中产生的附加应力最后全部转化为有效应力。
其实质是土体强度不断增长的过程。
因此，剪切试验条件决定了同一种土在不同试验条件下的抗剪强度不同。
为了模拟现场土体的剪切条件，根据土的固结程度，剪切时的排水条件以及加荷速率，把剪切试验分为三种：1、快剪试验（或不排水剪）：土样施加法向应力后，立即施加水平剪切力，在3-5分钟内将试样剪切破坏。
在整个试验过程中不允许土样含水量有所变化，即孔隙水压力保持不变。
这种方法只适用于模拟现场土体较厚，透水性较差，施工速度较快，基本上来不及固结就被剪切破坏的情况（土的渗透系数小于10-6cm/s）。
2、固结快剪（或固结不排水剪）：先将土样在法向应力作用下达到完全固结，然后施加水平剪切力，与快剪方法一样使土样剪切破坏。
此方法只适用于模拟现场土体在自重或正常荷载条件下已达到完全固结状态，随后，又遇到突然增加荷载或因土层较薄，透水性较差，施工速度快的情况。
适用于土的渗透系数小于10-6cm/s的土类，对渗透系数大于10-6cm/s的土，应采用三轴仪进行试验。
试验五、直接剪切试验
试验五、直 接 剪 切 试 验（一）概述土的内摩擦角ϕ和粘聚力c 是土压力、地基承载力和土坡稳定等计算必不可少的指标。
直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。
该方法设备简单、便于操作,，因此，应用广泛。
直剪试验可分为快剪（q ）、固结快剪（cq ）和慢剪（s ）三种试验方法。
快剪是在试样上施加垂直应力后，立即施加水平力，试样在3~5分钟内剪坏；固结快剪是在试样上施加垂直应力后，待排水固结稳定，再立即施加水平力，试样也在3～5分钟内剪坏。
慢剪是在试样上施加垂直应力后使试样排水固结，然后缓慢地施加水平力，使试样排水后剪坏。
同一种土，由于试验方法不同，得到的土的抗剪强度指标也不相同。
（二）试验原理土的破坏都是剪切破坏。
当试样某一面上出现剪应力τ等于土的抗剪强度f τ时，该面达到极限平衡状态，试样被剪坏。
根据库伦定律可得如图 5-1的抗剪强度曲线，其表达式为ϕστtg f =（无粘性土） c +=ϕστtg f （粘性土）无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比，粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。
因此，土的抗剪强度以抗剪强度指标ϕ和c 表示。
试验采用应变控制式剪力仪，剪切盒由上盒和下盒组成，试样置于剪切盒中，施加不同的垂直应力σ和水平力使试样剪坏，通过量测量力环的变形值，可算出剪应力的大小，得到相应的f τ，绘制σ—f τ曲线。
该曲线的倾角为内摩擦角ϕ，在纵轴上的截距即粘聚力c ，如图 5–1。
（三）仪器设备（1）应变控制式直剪仪：直接剪切仪有应力控制式和应变控制式两种。
其中应变控制式较为常用。
它包括剪切盒、加压及量测设备等，如图 5–2。
（2）环刀：内径6.18（或6.4）cm ，高2cm 。
（3）量表：量程5～10mm ，分度值0.01mm 。
（4）天平：称量500g ，感量0.1g 。
（5）其他：秒表、削土刀、钢丝锯、腊纸、凡士林、直尺等。
（四）操作步骤（1）制备试样。
直剪试验
直剪试验：用直接剪切仪来测定土的抗剪强度的试验，直剪仪一般分为：应力式和应变式，一般我们国家应用较多的都是应变式的。
根据加荷的速率的快慢将直剪试验划分为：1、快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力以后，拔去固定销钉，立即以0.8mm/min的剪切速度进行剪切，使试样3~5分钟剪破，试样每产生0.2~0.4mm剪切位移时，记录测力计和位移读数，直到出现峰值或者剪切位移达到4mm记录破坏值，试样得的抗剪强度为快剪强度。
2、固结快剪，本方法适用于渗透系数小于10的-6次方的细粒土，试验时在施加垂直力后，每小时读一次变形，直至固结稳定，然后拔去销钉，进行与快剪同样的剪切过程，所得抗剪强度为固结快剪强度。
慢剪：试验时加垂直力后，待固结稳定后，再拔去销钉，以小于0.2mm/min的速度使试样充分在排水条件下剪切，得到的是慢剪强度。
对于三种试验所得结果：粘聚力快剪>固快>慢剪，内摩擦角快剪<固快<慢剪
三轴试验：直接量测的是试样在不同恒定围压下的抗压强度，然后根据摩尔库伦原理推求土的抗剪强度。
三轴根据固结和排水条件分为：不固结不排水（uu）固结不排水（Cu）固结排水（CD），在进行三种不同方法试验时，都要先使试样在一定的围压下固结稳定，若是UU就是在不排水条件下围压增加一个增量，然后在不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力q直至试样破坏；若是CU在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后再不允许水进出的条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏；若是CD在允许排水条件下围压增加一个增量固结稳定，然后在排水条件下逐渐施加轴向力直至试样破坏。
所以固结不固结是相对于围压增量来说的，排水不排水是相对于轴向力来说的。
直接剪切试验
试验八 直接剪切试验(一)概述直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，是测定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施加水平剪力，测试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数ϕ与c (二)试验方法直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快剪和快剪三种试验方法。
1.慢剪试验。
先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定(变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm)，再以小于每分钟0.02 mm 的剪切速量缓慢施加水平剪应力，在施加剪应力的过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力，用几个土样在不同垂直压力下进行剪切，将得到有效应力抗剪强度参数c s 和Фs 值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算 )18(5050−=t t f式中 t f ——达到破坏所经历的时间； t 50——固结度达到50%的时间。
2.固结快剪试验。
先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。
由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力，用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪，便能求得抗剪强度参数cq cq C 与ϕ 值，这种c cq 、cq ϕ值称为总应力法抗剪强度参数。
3.快剪试验。
采用原状土样尽量接近现场情况，以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5 min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。
种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能求得(σtanФq +c q )的混合值。
快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq 角将会偏大。
(三)仪器设备1..直剪仪。
采用应变控制式直接剪切仪，如图8-1所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。
一、直接剪切试验
由库伦公式可以看出，无粘性土的抗剪强度与剪切面上
的法向应力成正比，其本质是由于颗粒之间的滑动摩擦以
及”凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力，其大小决定于
颗粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒 级配等因素。粘性土的抗剪强度由两部分组成：一部 分是摩擦力，另一部分是土粒之间的粘结力，它是由 于粘性土颗粒之间的胶结作用和静电引力效应等因素 引起的。
2
c
O
3f
c ctg 1 3 f
2
1f
1 3 f
sin
1
2
3 f
c ctg
2
1 f
3
f
tg
2
45
2
2c
tg
45
2
3 f
1
f
tg
2
45
2
2c
tg
三轴压缩试验直接量测的是试样在不同恒定周围压力 下的抗压强度，然后利用莫尔－库仑准则间接推求土的抗 剪强度。
三轴压缩仪主要由压力室、加压系统和量测系统三大 部分组成。
4.3.2三轴压缩试验
有机玻璃罩 橡皮膜
接围压系统
试 样
底座
活塞 试样帽
透水石
透水石 阀门，接体变 量测系统
阀门，接孔压 量测系统
三轴压缩试验
第4章 土的抗剪强度与地基承载力
4.1 概述
当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强 度时,土体就会发生一部分相对于另一部分的移动，该点 便发生了剪切破坏。土体抵抗剪切破坏的极限能力即为 土的抗剪强度。实际工程中的地基承载力、挡土墙的土 压力以及土坡稳定都受土的抗剪强度所控制。因此，研 究土的抗剪强度及其变化规律对于工程设计、施工、管 理等都具有非常重要的意义。本章主要介绍土的抗剪强 度与极限平衡条件、土的抗剪强度试验方法、不同排水 条件时剪切试验成果、地基临塑荷载及极限承载力等。
直剪试验操作步骤
直剪试验操作步骤嘿，朋友们！今天咱就来讲讲直剪试验的操作步骤，这可真是个有趣又重要的事儿呢！首先，你得把试验用的土样准备好呀，就像厨师要准备好食材一样。
这土样可得有代表性，不能随随便便就拿一块儿。
然后呢，把土样小心翼翼地放进直剪仪里，这直剪仪就像是土样的小房子。
接下来，慢慢施加垂直压力，就好像给土样来个轻轻的“按摩”，让它感受到一定的压力。
这时候你就得细心啦，不能太大力气把土样给弄疼了。
等垂直压力加好了，就开始进行剪切啦！这就像是轻轻地推动土样，看看它能承受多大的力量。
在这个过程中，你得时刻关注着仪器上的数据变化，就像医生观察病人的病情一样认真。
哎呀，你说这直剪试验像不像一场土样的“大考”呀？土样在里面接受各种压力和挑战，而我们就是监考老师，得认真记录下它的每一个表现。
随着剪切的进行，土样会逐渐变形，这就好像它在努力挣扎一样。
你可别小瞧了这变形，这里面可藏着好多土的特性呢！当剪切达到一定程度的时候，就可以停止啦。
这时候你就得到了一组宝贵的数据，这些数据就像是土样给我们的“答卷”。
然后呢，再换个土样，重复上面的步骤，多做几次，这样才能得到更准确的结果呀。
你想想看，如果不按照这些步骤来操作，那得到的数据不就不靠谱了吗？就像做饭不按照菜谱来，做出来的菜能好吃吗？所以呀，做直剪试验可得认真、细心，一步一个脚印地来。
这不仅是对科学的尊重，也是对我们自己工作的负责呀！总之，直剪试验的操作步骤虽然看起来不复杂，但每一个环节都很关键呢！只有认真做好每一步，我们才能真正了解土的特性，为工程建设等提供可靠的依据。
大家可千万不要马虎哦！。
直接剪切试验
八、直接剪切试验基本原理直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。
试验的原理是根据库仑定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比。
将土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力进行剪切，,然后，根据剪切定律确定土的抗剪强得其剪坏时的剪应力，即为抗剪强度τf度指标Φ和C。
按土样在荷重作用下压缩及受剪时的排水情况不同，试验方法可分三种：(1) 快剪法(或称不排水剪)：即在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力。
在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变(试样两端敷以隔水纸)，即在试验过程中孔隙水压力保持不变(3-5min内剪坏)。
(2) 慢剪法(或称排水剪)：即在加垂直荷重后，使其充分排水(试样两端敷以滤纸)，在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力。
(3) 固结快剪法：在垂直压力下土样完全排水固结稳定后，以很快速度施加水平剪力。
在剪切过程中不允许排水(规定在3-5min内剪坏)。
8.1 慢剪试验1 本试验方法适用于细粒土。
2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：(1) 主要结构(见附图8.1)1、推动座部分2、剪切盒部分3、测力环部分4、杠杆加压部分5、加荷、卸荷部分6、电动等应变直剪仪另加变速箱部分(2) 环刀：内径61．8mm，高度20mm。
(3) 位移量测设备：量程为10mm，分度值为0．01mm的百分表；或准确度为全量程0．2%的传感器。
3 慢剪试验，应按下列步骤进行：(1) 原状土试样制备，应按有关标准进行，扰动土试样制备按有关标准进行，每组试样不得少于4个；当试样需要饱和时，应按有关标准的步骤进行。
(2)仪器使用时，先校准杠杆水平(调节件16平衡锤)，杠杆水平时，杠杆下沿平齐立柱(件14)的中间白线。
将限位板及ф10钢珠在导轨上放好，放在件18滑动框。
土的抗剪强度试验方法(经典)
土的抗剪强度试验方法【中国地质大学（武汉）工程学院】抗剪强度指标c、φ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。
土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。
室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。
一、直接剪切试验(一)试验仪器与基本原理直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。
目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。
试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。
土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。
在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。
将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。
一般地，。
将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τf变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τf。
在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。
(二)试验方法分类为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。
（1）快剪。
快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用c q 、φq表示。
（2）固结快剪。
固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。
然后很快施加水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用ccq 、φcq表示。
（3）慢剪。
慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。
实验七直接剪切实验
实验六 直接剪切实验1土的抗剪强度及实验方式土的抗剪强度土的抗剪强度是指土体关于外荷载所产生的剪应力的极限抗击能力。
直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种经常使用的方式。
通常采纳四个试样，别离在不同的垂直压力P 下，施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，然后依照库仑定律确信土的抗剪强度参数：内摩擦角φ和凝聚力C 。
直接剪切实验分为快剪、固结快剪和慢剪三种。
快剪是在试样上施加垂直压力后，当即施加水平剪切力进行剪切；固结快剪是在试样上施加垂直压力后，待排水固结稳固后，施加水平剪切力进行剪切；慢剪是在试样上施加垂直压力及水平剪切力的进程中均需排水固结。
实验目的测定土体的内摩擦角φ和凝聚力C 。
实验原理库仑定律。
四个试样要在四种不同的垂直压力P 下进行剪切实验：一个要相当于现场压力、一个要大于现场压力、另外两个要小于现场压力。
2 直接剪切实验步骤仪器设备（1）应变操纵直接剪切仪：试样面积302cm 或502cm ，高为2cm ； （2）加压设备：称量500kg~1000kg 。
感量为~的磅秤或杠杆式加压设备； （3）百分表：量程10mm ，分度值为； （4）天平：称量200g 。
感量；（5）其它：环刀、直尺、刮土刀、秒表等。
快剪实验操作步骤（1）制备式样：取原状土或按规定的密度及含水量制备式样；（2）对准上下盒，插入固定销。
在下盒内放与透水石厚度相等的不透水板。
将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒口，在试样上放不透水板，然后将试样缓缓推入剪切盒内，移去环刀（透水石的湿度应尽可能与试样维持一致）；（3）转动手轮，使上盒前端钢珠恰好与量力环接触，调整量力环中量表归零。
按序加上加压盖板、钢珠、压力框架、垂直量表并记录起始读数；（4）对试样施加垂直压力后，当即拔去固定销，开动秒表，以每分钟4~12转的均匀速度旋转手轮，使试样在3~5min内剪坏。
若是量力环中量表指针再也不前进或有显著后退，表示试样已剪坏。
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土工作业指导书
直接剪切试验—慢剪实施细则
文件编号：
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批准：
生效日期：
直接剪切试验—慢剪实施细则
1. 目的
为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。
2. 适用范围
本试验方法适用细粒土。
3. 引用文件
GB/T50123-1999 土工试验方法标准。
4. 检测设备
本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1、应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测
系统组成。
2、环刀：内径61.8mm，高度20mm。
3、位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程
0.2%的传感器。
5．操作步骤进行：
5．1试样的制备：
5．1．1原状土试样制备：
a．将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。
检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。
b．根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。
c．切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。
d．测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。
对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。
对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。
5．1．2扰动土试样的制备和试样的制样：
试样的制备：
a．将土样从土样筒或包装袋袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。
b、对均质和含有机质的土样,宜采用天然含水率状态下代表性土样,供颗粒分析、界限含水率试验。
对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。
对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。
c．将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。
d．对分散后的粗粒土和细粒土，应按下表要求过筛。
对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。
试样的制样：
a．试样的数量视试验项目而定，应有备用试样1～2个。
b ．将碾散的风干土样通过孔径2mm 或5mm 的筛，取筛下足够试验用的土样，充分拌匀，测定风干含水率，装入保湿缸或塑料袋内备用。
c ． 根据试验所需的土量与含水率，制备试样所需的加水量应按下式计算：
)ω-ω(01.0ω01.01010
×+=
m m w
试中 w m ------制备试样所需要的加水量(g)； 0m ------湿土（或风干土）质量(g)； 0ω------湿土（或风干土）含水率(%)； 1ω------制样要求的含水率(%)。
d ．称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜，砂土的润湿时间可酌减。
d ．测定润湿土样不同位置处的含水率，不应小于两点， 根据力学性质试验项目要求，原状土样同一组试样间密度的允许差值为0.03g/cm 3；扰动土样同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于±0.01g/cm 3，一组试样的含水率与要求的含水率之差不得
e ． 大于±1%。
f ． 根据环刀容积及所需的干密度，制样所需的湿土量应按下式计算： V m d ρ)ω01.01(00+=
试中 d ρ------试样的干密度（g/cm 3）； V------试样体积（环刀容积）（cm 3）。
f ．扰动土制样可采用击样法和压样法。
1）击样法：将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的击样器内，
击实到所需密度。
2）压样法：将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的压样器内，
以静压力通过活塞将土样压紧到所需密度。
g．取出带有试样的环刀，称环刀和试样总质量，对不需要饱和，且不立即进行试验的试样，应存放在保温器内备用。
h．每组试样不得少于4个。
5．2试样的饱和（抽气饱和法）：
5．2．1 应选用叠式或框式饱和器和真空饱和装置。
在叠式饱和器下夹板的正中，依次放置透水板、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水板，如此顺序重复，由下向上重叠到拉杆高度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。
5．2．2将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，盖紧。
将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力值时（抽气时间不少于1h），微开管夹，使清水徐徐注入真空缸，在注水过程中，真空压力表计数宜保持不变。
5．2．3待水淹没饱和器后停止抽气。
开管夹使空气进入真空缸，静止一段时间，细粒土宜为10h，使试样充分饱和。
5．2．4打开真空缸，从饱和器内取出带环刀的试样，称环刀和试样总质量，并计算饱和度。
当饱和度低于95%时，应继续抽气饱和。
饱和度计算公式
()
e
G
S
d
s
d
ar
r.
ρ
ρ-
ρ
=或
e
G
S s
ar
r
ω
=
试中
r
S------试样的饱和度(%)；
ar
ω------试样饱后的含水率（%）；
ar
ρ------试样饱和后的密度（g/cm3）；
s
G------土粒比重；
e------试样的孔隙比。
5．3对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放透水板和滤纸，将带有试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上放滤纸和透水板，将试样小心地推入剪切盒内。
注：透水板和滤纸的湿度接近试样的湿度。
5．4移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次放上传压板、加压框架，安装垂直位移和水平位移量测装置，并调至零位或测记计数。
5．5根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，对松软试样垂直压力应分级施加，以防土样挤出。
施加压力后，向盒内注水，当试样为非饱和试样时，应在加压板周围包以湿棉纱。
5．6施加垂直压力后，每1h 测读垂直变形一次。
直至试样固结变形稳定。
变形稳定标准为每小时不大于0.005mm 。
5．7拔去固定销，以小于0.02mm/min 的剪切速度进行剪切，试样每产生剪切位移0.2～0.4mm 测记测力计和位移计数，直至测力计读数出现峰值，应继续剪切至剪切位移为4mm 时停机，记下破坏值；当剪切过程中测力计计数无峰值时，应剪切至剪切位移为6mm 时停机。
5．8当需要估算试样的剪切破坏时间，可按下式计算： t f =50t 50
试中 t f ------达到破坏所经历的时间(min)； t 50------固结度达50%所需的时间(min)。
5．9剪切结束，吸去盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动加压框架，取出试样，测定试样含水率。
6．计算结果：
6．1剪应力应按下式计算： 10τ0
×=
A CR
试中 τ------试样所受的剪应力（kPa ）； R------测力计量表计数(0.01mm)。
6．2以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力与剪切位移关系曲线，取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。
6．3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，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。
7. 相关质量记录表格
7．1 直接剪切试验记录表。