现场直接剪切试验4
直接剪切试验报告
实验五直接剪切试验实验人：学号：一、概述直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，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和粘聚力c。
二、仪器设备1、直剪仪。
采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，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。
加压设备采用杠杆传动。
图7-1 应变控制式直剪仪1—轮轴；2—底座；3—透水石；4—测微表；5—活塞；6—上盒；7—土样；8—测微表；9—量力环；10—下盒2、测力计。
采用应变圈，量表为百分表。
3、环刀。
内径6.18cm，高2.0cm。
4、其他。
切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。
三、操作步骤1、将试样表面削平，用环刀切取试件，测密度，每组试验至少取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按100kPa，200kPa，300kPa，400kPa（即1.0 kg/cm2，2.0 kg/cm2，3.0 kg/cm2，4.0 kg/cm2）施加。
2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。
3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒，然后将试样通过透水石徐徐压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压板及加压框架。
4、在量力环的安装水平测微表，装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和水平，然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触（即量力环中测微表指针被触动）。
5、顺次小心地加上传压板、钢珠，加压框架和相应质量的砝码（避免撞击和摇动）。
6、施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。
开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）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。
直接剪切实验报告
直接剪切实验报告专业班级学号姓名同组者姓名（写一个）实验编号 10002 实验名称直接剪切实验实验日期批报告日期成绩一、实验目的直接剪切实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，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。
二、实验原理土的破坏都是剪切破坏，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。
土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。
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。
土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。
三、实验仪器1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力环等组成。
2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。
四、实验步骤（见实训指导书，不要都抄，自己总结，写关键步骤即可。
）1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。
本实验使用扰动土试样。
制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试验。
2. .取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。
3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠和加力框架。
4. 徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针调至零，即R0=0。
5. 在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa。
6. 拔去固定销，以8s/r的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分钟内剪破。
剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，以剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm 时才停止剪切。
7. 卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。
8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa进行试验。
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。
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。
现场直剪剪切试验与岩体原位应力测试(ppt 40页)
3．施加剪切荷载
（1）剪切荷载按预估的最大值分8～12级施加，如发生后一 级荷载的水平变形为前一级的1.5倍以上时，应减荷按4％ ～5％施加。
（2）试验过程中法向应力应始终保持为常数。采用斜推法时 ，应同步降低因施加剪切荷载而产生的法向分量的增量， 保持法向荷载不变。
（a）：1—砂浆顶板；2—垫板；3—传力柱；4—压力表；5—混凝土试体；6—混 凝土后座；7—液压千斤顶；8—传力块；9—滚轴徘；10—接液压泵；11—垂直位
移测表；12—测量标点；13—水平位移测表；14—试体受力简图 （b）：1、2、3、4、14同（a）；5—液压千斤顶；6—混凝土试体；7—传力块； 8—滚轴排；9—垂直位移测表；10—测量标点；11—水平位移测表；12—混凝土后
（2）每个试体分4～5级施加其垂直荷载。每隔5min加一 次，0min、5min分别读一次数。在最后一级法向荷载作用下 ，法向位移应相对稳定后（各测表的连续两次垂直变形读数差 不超过0.0l mm），再施加剪切荷载。
对于软弱夹层，在加到预定的垂直荷载后，低塑性软弱 夹层每隔10min，高塑性软弱夹层每隔15min，读一次垂直变 形。当两次变形读数差小于0.05mm时，即视为已稳定，施加 荷载的容许误差为±2％。
（3）试体的推力部位应留有安装千斤顶的足够空间，平推 法应开挖千斤顶槽。剪切面周围的岩体应大致凿平，浮渣应清 除干净。
（4）平推法的推力方向宜与工程岩体的受力方向一致。斜 推法的推力中心线与剪切面夹角α宜为12°～17°。
（5）对加压过程可能出现破裂或松动的试体，应浇筑钢筋 混凝土保护套或采取其它保护措施，保护套应有足够的强度和 刚度，顶面应平行预定剪切面，底部应在预定剪切面的上部边 缘；水泥砂浆和混凝土应进行养护。
直接剪切实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除直接剪切实验报告篇一：直接剪切试验报告直接剪切试验报告批准：审核：校核：试验：校核：试验：附记录表篇二：实验七直接剪切试验实验七直接剪切试验理论与应用力学10332054程彬一、概述直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，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，测得试样破坏时的剪应力?，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角?和粘聚力c。
二、仪器设备1、直剪仪。
采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，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。
加压设备采用杠杆传动。
图7-1应变控制式直剪仪1—轮轴；2—底座；3—透水石；4—测微表；5—活塞；6—上盒；7—土样；8—测微表；9—量力环；10—下盒2、测力计。
采用应变圈，量表为百分表。
3、环刀。
内径6.18cm，高2.0cm。
4、其他。
切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。
三、操作步骤1、将试样表面削平，用环刀切取试件，测密度，每组试验至少取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按100kpa，200kpa，300kpa，400kpa（即1.0kg/cm2，2.0kg/cm2，3.0kg/cm2，4.0kg/cm2）施加。
2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。
3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒，然后将试样通过透水石徐徐压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压板及加压框架。
4、在量力环的安装水平测微表，装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和水平，然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触（即量力环中测微表指针被触动）。
(土工)直接剪切实验(报告)
直接剪切实验报告专业班级学号姓名同组者姓名实验编号实验名称直接剪切实验实验日期批报告日期成绩一、实验目的直接剪切实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，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。
二、实验原理土的破坏都是剪切破坏，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。
土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。
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。
土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。
三、实验仪器1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力环等组成。
2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。
四、实验步骤（见实训指导书，不要都抄，自己总结，写关键步骤即可。
）1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。
本实验使用扰动土试样。
制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试验。
2. .取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。
3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠和加力框架。
4. 徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针调至零，即R0=0。
5. 在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa。
6. 拔去固定销，以8s/r的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分钟内剪破。
剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，以剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm 时才停止剪切。
7. 卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。
8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa进行试验。
现场直接剪切试验
• 2）对试样分级施加法向荷载，荷载的等效集 中应力作用位置应位于剪切面的中心，最大 法向荷载应大于设计荷载，一般可分4-5级逐 渐达到试验所需的最终法向荷载。每级法向 荷载施加后每5min测量一次试验变形，当每 1min变形不超过0.05mm时可施加下一级荷 载。最后一级法向荷载施加后，当1h内竖直 变形不超过0.05mm时，即达到相对稳定状态， 可施加剪切荷载。
• 5）绘制有关试验成果曲线（详见试验成果及 应用部分）
三、试验设备
土的现场直接剪切试验的主要设备有下列几部分构成： 1、剪力盒，用以制备和装盛土样。
2、法向荷载施加系统，由千斤顶、加压反力装置及 滚动滑板构成，用以施加法向应力。
3、水平剪力施加系统，由千斤顶及附属装置（反 力支座等）构成。 4、测量系统，由位移量测系统（位移计、百分表等） 和力测量系统（力传感器）构成，用以测量法向荷载、 法向位移、水平剪力、水平位移等。 图7-25是一种常见的土现场直接剪切试验装置的示意图 。
因此，只要预估出剪切面上的f（摩擦系数，tanυ）、
C值，α、σ都可给定，即可计算qmax。然后乘
以剪切面积A就是Qmax，按Qmax分级加载试验。
3）同步加减荷载计算 在试验过程中，为了保持剪切面上的正应力σ为常数， 因此逐级施加q的同时，须同步成少p值。同步加减的荷载 按下式计算： 由σ＝p＋qsinα，得出： p＝P/A＝σ－qsinα 4）最小正应力σmin的确定 为了避兔试验过程中p值不够减的情况发生，必须首先 确定剪切面上的最小正应力σmin值。 为使在剪切时p≥0，即：σ－qsinα≥0 在极限状态下，还应满足：
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
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。
岩土工程测试现场直接剪切试验课件
03
试验操作流程
安装仪器
准备工具和材料
准备好直接剪切试验所需 的仪器、工具和材料，如 测力计、位移计、钢尺、 百分表、支架、夹具等。
检查仪器
对所使用的仪器进行检查 ，确保其精度和可靠性， 如测力计是否校准，位移 计是否归零等。
安装
按照规定的步骤，将直接 剪切试验所需的仪器安装 到试验现场，确保其稳定 性和正确性。
直接剪切试验的定义
直接剪切试验是一种原位测试方 法，用于测定土壤的抗剪强度参
数
直接剪切试验通常在现场进行， 试样保持原有的天然状态，不进
行扰动和重塑
直接剪切试验通常分为两种类型 ：室内直接剪切试验和现场直接
剪切试验
02
试验前的准备工作
确定试验参数
确定试验的目的和要求
在进行直接剪切试验前，需要明确试 验的目的和要求，例如确定土样的含 水率、密度、液限等参数，以便对土 样的力学性质进行评估。
准备试验样品
01
02
03
采集土样
根据试验要求，在现场采 集具有代表性的土样，并 记录土样的采集位置、深 度、含水率等信息。
制备土样
将采集的土样进行制备， 包括风干、破碎、筛分等 步骤，以得到符合试验要 求的土样。
准备加荷设备
根据试验要求，准备加荷 设备，例如砝码、液压千 斤顶等，以对土样施加所 需的应力或应变。
实例二：某隧道的岩土工程测试
试验目的
评估隧道开挖对周围土壤的影响，以 及土壤的稳定性和安全性。
试验设备
直接剪切仪、应变传感器、锚杆拉力 计等。
实例二：某隧道的岩土工程测试
试验步骤
1. 在隧道周围选择具有代表性的位置，进行土壤 取样和原位测试。
《土力学》直剪试验
《土力学》直剪试验一．试验原理土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。
即ϕστtg c f +=。
直接剪切试验是测定土的抗剪强度f τ的一种常用方法，一般至少用4～5个试样，以同样的方法分别在不同的法向压力σ下剪切破坏，将试验结果绘制成抗剪强度f τ与法向压力σ之间的关系。
对同一种土，即使在同一法向压力下，由于剪切前试样的固结过程和剪切试样的排水条件不同，其强度指标也是各异的。
为了近似地模拟现场土体的剪切条件，即按剪切前的固结过程、剪切时的排水条件以及加荷快慢情况，将直剪试验分为快剪、固结快剪和慢剪三种试验方法。
二．仪器设备1．直剪仪：常用的直剪仪分应力控制式和应变控制式两种。
应力控制式直剪仪是分级施加等量水平剪力于土样使之受剪，应变控制式直剪仪是等速推动剪切容器使土样等速位移受剪。
目前普遍使用的是应变控制式直剪仪。
2．环刀：内径61.8mm,高20mm 。
3．位移量测设备：百分表 三．试样制备原状土试样按土样和试样制备中的相关步骤制备，每组试样不得少于4个。
扰动土试样按土样和试样制备中的相关步骤制备。
当试样需要饱和时，按土样与试样制备中试件饱和的相关步骤进行。
四．试验步骤1. 对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放入透水石和滤纸，将带有试样的环刀刃向上，对准剪切盒口，在试样上放滤纸和透水石，将试样小心地推入剪切盒内。
2. 移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次加上传压板、加压框架，安装垂直位移量测装置，测记初读数。
3. 根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，然后向盒内注水；当试样为非饱和试样时，应在加压板周围包以湿棉花。
4. 施加垂直压力，每1h测记垂直变形一次。
试样固结稳定时的垂直变形值为：粘质土垂直变形每1h不大于0.05mm。
5. 拔出固定销立即开动秒表，按一定的剪切速度（慢剪试验：小于0.02mm/min；快剪试验：0.8mm/min）进行剪切，并每隔一定时间测记测力计百分表读数，直至剪损。
剪切实验报告
剪切实验报告篇一：直接剪切试验报告直接剪切试验报告土样编号仪器编号试验者土样说明测力计率定系数校核者试验方法快剪手轮转数6转/min 试验日期XX/12/26内摩擦角υ=26.98058 土的凝聚力C=42.9篇二：材料的剪切实验材料科学与工程系实验报告实验项目：材料的剪切实验实验时间： XX-4-21实验指导：龚维材料的剪切实验一、实验目的1．用直接受剪切的方法测定低碳钢（或中碳钢）的剪强度极限；2．观察破坏现象和分析原因。
二、实验原理剪切实验一般采用圆柱形试件，直径d为10mm，长为l40mm，表面有一定光洁度，如图1所示。
图1把试件安装在剪切器内，把剪切器准确地安放在试验机上，用试验机对剪切器施加载荷，这时试件承受剪切形变，试件有两个截面受剪，随着载荷F的增加，受剪处的材料经过弹性。
屈服等阶段，最后沿受剪面剪断，读出剪断时的最大载荷F，通过公式计算出剪切强度极限。
?b?Fb（4?1)2A0 （1）从剪切的试件上可以看到破坏面并非圆平面(图2)，说明试件还受到挤压应力的作用，同时还可以看到中间一段略有弯曲。
可见试件承受的作用不是单纯的剪切，所以剪切强度极限并不理想，但是这与结构零件如螺栓，铆钉，键等的受力情况一样，故仍具有实用价值。
图2三、实验设备（1）液压式万能材料试验机。
（2）剪切器（试验机附件）四、实验步骤1．测量试样直径；2．将试样装到剪切器中；3．对剪切器施加压力，直至破坏，记录破坏载荷Fb。
五、实验结果处理1．根据实验记录，利用公式计算出低碳钢（或中碳钢）的剪切强度极限。
?b?Fb（4?1)2A02．按规定格式写出实验报告。
报告中的各类表格、曲线、装置简图和原始数据齐全。
3. 附件。
4. 问题讨论?实际剪切与理论剪切有何区别？?分析破坏现象的原因及解决方法？篇三：压缩试验和剪切试验报告实验二压缩试验压缩试验是为了测定工程材料在受压时的力学性能。
有的材料如混凝土、岩石、铸铁等，抗拉能力差，但它的抗压能力很好。
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—固结快剪实施细则
土工作业指导书直接剪切试验—固结快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—固结快剪实施细则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于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。
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。
工程岩土与测试：土的剪切试验
a
剪应力（kPa)
1 b
2
4m m
剪切位移△l (0.01mm)
（a）剪应力-剪切位移关系；
（b）抗剪强度-法向应力关系
图 直接剪切试验成果图
4.5.4 直剪试验剪强度指标获取
试验结果表明抗剪强度与法向应力之间的关系基本上成 直线关系，该直线在竖轴上截距称为土的粘聚力，与水平轴 夹角称为土的内摩擦角。该直线方程即为摩尔-库伦强度方程 式。
土的剪切试验
复习：
土的抗剪强度与抗剪强度指标
在式 f c tg
中，土的粘聚力C和内摩
擦角 常称为土的抗剪强度指标。
4.5 抗剪强度的测定
土的抗剪强度可通过室内试验或现场试验测定。 在室内试验中主要测定土的抗剪强度指标。土的抗剪强 度测定方法很多，室内试验有直接剪切试验、无侧限抗 压试验和常规三轴压缩试验，现场试验有十字板试验。 下面给大家介绍直接剪切试验及试验方法。
•4.5.1 直剪试验试验仪器 直接剪切试验是最古老和最简单的剪切试验。
直剪仪试验原理如图所示。
• 图1 直剪仪原理图
• 1、2—推动座；3—透水石；4—垂直变形量表；5—垂直加荷框 架； 6—剪切容器； 7—试样；9—量力环；10—推动座
•土样装在金属剪切盒内，对土样施加一法向压力和剪切力，增 大剪切力使土体沿指定的剪切面破坏。剪切仪按施加剪切力的 特点分为应力控制式和应变控制式两种。
试验时，由杠杆系统通过加压活塞和 透水石对土样施加一法向应力，然后等速 推动下盒，使土样在沿上下盒之间的水平 面上产生剪切，直至破坏，作用在水平面 上的剪应力的大小可通过与上盒接触的量 力环确定。
• 下面通过现场视频给大家介绍具体直剪 试验的操作方法。
• 4.5.3 直剪试验试验数据处理
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二、试验基本原理及方法
一、基本原理 在现场对几个式样(不少于3个）施加不同的法向荷载，待其固结稳 定后再施加水平剪力使其破坏，同时记录下几个样式破坏时的剪切应力， 绘制出剪应力与法向应力的关系曲线，继而可以得到土体在特定破坏面 上的抗剪强度参数即内摩擦角和念聚力。
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四、试验方法及技术要求
1、试验前准备工作
2、试验前的资料准备
3、实验步骤及技术要求
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1、试验前准备工作
1．试验前的地质描述
地质描述为试验成果的整理分析和计算指标的选择提供可靠依据， 并为综合评价岩体工程地质性质提供 依据。具体内容包括： （1）试验地段开挖、试样制备方法及出现的问题； （2）试点编号、位置、尺寸； （3）试段编号、位置、高程、方位、深度、断面形 状和尺寸； （4）岩土体岩性、结构、构造、主要造岩矿物、颜色等； （5）各种结构面的产状、分布特点、结构面性质、组合关系等； （6）岩土体的风化程度、风化特点、风化深度等； （7）水文地质条件，包括地下水类型、化学成分、活动规律、出露位置等； （8）岩爆、硐室变形等与初始地应力有关的现象； （9）试验地段地质横剖面图、地质素描图、钻孔柱状图、试体展示图等。
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2）对试样分级施加法向荷载，荷载的等效集
中应力作用位置应位于剪切面的中心，最大 法向荷载应大于设计荷载，一般可分4-5级逐 渐达到试验所需的最终法向荷载。每级法向 荷载施加后每5min测量一次试验变形，当每 1min变形不超过0.05mm时可施加下一级荷 载。最后一级法向荷载施加后，当1h内竖直 变形不超过0.05mm时，即达到相对稳定状态 ，可施加剪切荷载。
3）施加水平剪切力，每级剪切荷载按预估价
最大荷载的8%—10%分级等量施加，也可按 法向荷载的5%-10%分级等量施加。当剪切 变形急剧增长或变形继续增长而剪应力无法 增加或剪切变形达到试样边长（直径）的 1/10时可终止试验。
4）当需要根据剪切位移大于10mm时的试验
成果确定土的残余抗剪强度时，可能需要沿 剪切面继续进行摩擦试验。
5）绘制有关试验成果曲线（详见试验成果及
应用部分）
三、试验设备
土的现场直接剪切试验的主要设备有下列几部分构成： 1、剪力盒，用以制备和装盛土样。
2、法向荷载施加系统，由千斤顶、加压反力装置及 滚动滑板构成，用以施加法向应力。
3、水平剪力施加系统，由千斤顶及附属装置（反 力支座等）构成。 4、测量系统，由位移量测系统（位移计、百分表等） 和力测量系统（力传感器）构成，用以测量法向荷载、 法向位移、水平剪力、水平位移等。 图7-25是一种常见的土现场直接剪切试验装置的示意图 。
3、试验过程及法向应力、水平剪切应力施加以及终止 试验的标准应符合上述试验方法中的相关要求。
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试验成果及应用
现场直接剪切试验的主要成果有：剪切应力与剪切位 移关系曲线；抗剪强度与法向应力关系曲线。 利用剪切应力与剪切位移关系曲线，可以确定一定法 向应力条件下，剪切破坏面上的峰值抗剪强度和残余 强度。 利用抗剪强度和法向应力关系曲线可以确定剪切面上 ，土体的内摩擦角和粘聚力。 除此之外，还可以通过绘制剪应力和垂直位移关系曲 线，求得土体的剪胀强度。
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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。
因此，只要预估出剪切面上的f（摩擦系数，tanυ）、
C值，α、σ都可给定，即可计算qmax。然后乘
以剪切面积A就是Qmax，按Qmax分级加载试验。
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3）同步加减荷载计算 在试验过程中，为了保持剪切面上的正应力σ为常数， 因此逐级施加q的同时，须同步成少p值。同步加减的荷载 按下式计算： 由σ＝p＋qsinα，得出： p＝P/A＝σ－qsinα 4）最小正应力σmin的确定 为了避兔试验过程中p值不够减的情况发生，必须首先 确定剪切面上的最小正应力σmin值。 为使在剪切时p≥0，即：σ－qsinα≥0 在极限状态下，还应满足：
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υ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。
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二、试验方法 1）试验的第一步是试坑的开挖和试样的制备，一般情况下 工作面的尺寸为2.5M×1.6M.试样的制备一般在试坑中 进行，用下端带有刃口的剪切盒，边压入土体边削去剪 力盒外侧土体，一直到剪力盒全部切入到预定的试验深 度为止，沿刃口的深度将周围土体削除，形成与剪切面 一致的试坑基底平面，同时修剪剪力盒中试样的顶面， 使试样顶面超出剪力盒顶面1CM左右，并使其保持平整。 试样制备完成后，可安装法向应力施加装置和水平推力 施加装置及相应的应力、位移测量装置（见图7-25）， 试验装置安装完成之后，即可开始试验。
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3、试件的制备
根据《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）规定的试件布置、制备、 加工尺寸应符合一般规定： （1）试件宜加工成方形体（或楔形体），每组试体数量不宜少于3个，并尽 可能处在同一高程。 （2）试件剪切面积不宜小于2500cm2，边长不宜小于50cm，试件高度不宜小 于边长的2/3，试体间距应大于1.5倍试件最短边长。 （3）试件的推力部位应留有安装千斤顶的足够空间，平推法应开挖千斤顶槽。 （4）在试验之前，先测定混凝土的强度，为试验的分析提供合理参考依据。 （5）如需混凝土浇筑试件，待浇注完毕，即可注水饱和，同时对混凝土进行 养护，待28天后，即可进行试验。有时因工作需要，需提早进行试验，在浇注
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LOGO 试验分类
现剪切试验
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每种试验又可细分为：
1、抗剪断试验：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。
要的垂直荷载堆上重铁块。水平方向上用一链条上的荷重计量测。在钢板的后侧中央部位设置一 水平位移计，用于测量试样的剪切位移，同时在钢板的前后对角线上各设置一垂直位移计，试样 的垂直位移取2只垂直位移计读数的平均值。 通常的直剪试验，由于用推动剪切盒的方法来使试样受剪，剪切盒与剪力环之间必 定是刚性连接。在剪切过程中，若试样发生剪胀，会在其接触点处产生一方向向下的摩擦力， 而该摩擦力在试验中无法测定，从而使得剪切面上的正应力比实际外加的正应力要大。这就是 通常的直剪试验测得的抗剪强度高于其实际强度的原因，上述新型试验解决了这一难题，使测 得的指标更符合实际工程需要。
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试验目的： 测定岩土体特定剪切面上的抗剪强度指标 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。
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2．试点的选择及整理 （1）选试点
试验场地应根据工程地质条件和建（构）筑物的受力 特点等选择在具有代表性的地段。同一地质单元，试 验组数不得少于3组，每一组试验不应少于5个试验点， 同一组各试验点应在同一地质单元。
（2）试点整理 在所选试点上，对硐顶板及斜向(或水平)推力后座 大致加工平整。预浇混凝土地基面起伏差控制在试体 边长的1～2％内(沿推力方向)，试体范围外起伏差约为 试体边长的10％。(平推法同时开挖放置水平千斤顶的 坑槽)。
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介绍一种新型直剪试验法
日本学者松冈元与刘斯宏等人开发研制了
一种新型现场直剪试验法，如图3-4所示：
用一格子状的剪切框代替通常直剪试验仪中 的上剪切盒，并取消下剪切盒，将格子状的剪切 框直接埋于要测定强度的地盆中，在剪切框内的
图3-4 新型现场直剪概念图
试样上先放上一块厚钢板，再在钢板上根据所需
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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心； 4、安放后座钢板，并将该钢板与试槽壁之间填实，
现场直接剪切试验