基础土的抗剪强度测定方法
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’。
土的抗剪强度的测定方法
土的抗剪强度的测定方法包括三轴剪切试验、直剪试验、无侧限压缩试验。
直剪试验主要部分是剪切盒，剪切盒分上下盒，上盒通过量力环固定于仪器架上，下盒放在能沿滚珠槽滑动的底盘上。
用环刀切出的一块厚20mm的圆饼形，试验时，将土饼推入剪切盒内，现在试样上加垂直压力p，然后通过推进螺杆推动下盒，使是试样沿上下盒间的平面直接接受剪切，剪力T由量力环测定，剪切变形S由百分表测定。
对于饱和试样，在直剪试验过程中，无法严格控制试样的排水条件，只能通过控制剪切速率近似模拟排水条件。
根据固结和剪切过程中的排水条件，直剪试验分为固结慢剪、固结快剪、快剪。
缺点：人为固定的破坏面，剪切面上的应力状态复杂，在剪切前，最大主应力是作用于试样上的竖向应力，试样处于侧限状况，σ2=σ3=k0σ1。
加剪应力t后，主应力的方向发生偏转，且剪应力越大，偏转角也越大，所以主应力的大小与方向在试验过程中均是不断变化的。
应力和应变分布不均，且在试验中随剪切位移的增大，剪切面积逐渐减小。
排水条件不明确。
三轴剪切试验，三轴试验中，可同时变化周围压力σ3和偏差应力（σ1-σ3），工程中最常用的是σ3=常数的常规三轴压缩试验。
试样始终处在轴对称应力状态，轴向应力σa是最大主应力σ1，两个侧向应力总是相等，即σ2=σ3。
将常规三轴压缩试验分为两个阶段：1、施加围压阶段，通过橡皮膜对试样施加一个各向相等的围压力σ1=σ2=σ3=σc。
在这个阶段，如果打开排水阀门，并让试样中由围压产生的超静孔压完全消散，孔隙水排出，伴以土样体积的压缩，这一过程成为固结，如果关闭排水阀门，不允许试样中的孔隙水排出，试样内保持有超静孔隙水压力，这个过程成为不固结。
2、剪切阶段，保持σ3=σc不变，通过轴向活塞杆对试样施加轴向偏差应力∆σ1=（σ1-σ3）进行剪切。
在剪切过程中，如果打开排水阀门，允许试样内的孔隙水自由进出，并根据土样渗透性的大小控制加载速率，使试样内不产生超静孔压，这个过程成为排水。
土的抗剪强度指标测定
土的抗剪强度指标测定一、土的抗剪强度土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强度。
工程中的地基承载力、挡土墙土压力、土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关，因此，研究土的强度特性，主要是研究土的抗剪性。
建筑物地基在外荷载作用下将产生剪应力和剪切变形，土具有抵抗这种剪应力的能力，并随剪应力的增加而增大，当这种剪阻力达到某一极限值时，土就要发生剪切破坏，这个极限值就是土的抗剪强度。
如果土体内某一部分的剪应力达到土的抗剪强度，在该部分就开始出现剪切破坏，随着荷载的增加，剪切破坏的范围逐渐扩大，最终在土体中形成连续的滑动面，地基发生整体剪切破坏而丧失稳定性。
二、库仑公式(一)土的抗剪强度1776年，法国科学家库仑通过一系列砂土剪切实验，将砂土的抗剪强度表达为滑动面上法向总应力的函数，即后来，经过进一步研究发现黏性土的抗剪强度黏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黏结力，它是由于黏性土颗粒之间的胶结作用和静电引力效应等因素引起的。
进一步提出黏性土抗剪强度公式:式中: ——土的抗剪强度(kPa);σ——剪切面上法向应力(kPa);φ——土的内摩擦角，即直线与横轴的夹角;c——土的黏聚力(kPa)。
由库仑提出的公式(1-46)和公式(1-47)是土体的强度规律的数学表达式，也称库仑定律，表明在一般的荷载范围内土的抗剪强度与法向应力之间呈线性关系，如图1-15所示，其中c，φ称为土的强度指标。
图1-15 土的抗剪强度与法向应力关系(二)土的抗剪强度指标抗剪强度指标c，φ反映土的抗剪强度变化的规律性，它们的大小反映了土的抗剪强度的高低。
土粒间的内摩擦力通常由两部分组成，一部分是由于剪切面上土颗粒与颗粒接触面所产生的摩擦力; 另一部分是由颗粒之间的相互嵌入和连锁作用产生的咬合力。
咬合力是指当土体相对滑动时，将嵌在其他颗粒之间的土粒拔出所需的力。
黏聚力c是由于黏土颗粒之间的胶结作用，结合水膜以及分子引力作用等引起的。
土的抗剪强度
土的抗剪强度土是一种常见的地质材料，在工程领域中具有广泛的应用。
土的力学特性对于土工工程和地基基础设计至关重要，而土的抗剪强度是其中一个重要的参数。
本文将探讨土的抗剪强度及其影响因素。
一、土的抗剪强度定义土的抗剪强度是指土壤在受到剪切力作用下所能承受的最大抵抗力。
土体在受到剪切力作用时，由于土颗粒间的摩擦和颗粒之间的内聚力效应，会产生一定的抵抗力。
二、土的内摩擦角和剪切强度土体的内摩擦角是一个重要的参数，它是衡量土壤颗粒间摩擦性质的指标，也是土壤抗剪强度的决定因素之一。
内摩擦角越大，土壤的抗剪强度就越大。
影响土体内摩擦角的主要因素有：土壤类型、土壤颗粒形状和大小、土壤颗粒间的渗透性以及土壤含水量等。
三、土的抗剪强度测试方法为了确定土的抗剪强度，常用的测试方法包括直剪试验和三轴试验。
直剪试验是将土样切割成适当的几何形状，并在实验设备中施加剪切力来测定土体的抗剪强度。
通过测定土样的应力-应变关系，可以得出土体的内摩擦角和剪切强度。
三轴试验则是模拟土体在不同应力状态下受到剪切力的情况，通过施加正应力和剪应力，测定土样的应力-应变关系，并计算出土的抗剪强度参数。
四、影响土的抗剪强度的因素除了土壤的内摩擦角外，还有其他因素会对土的抗剪强度产生影响。
以下是几个主要因素：1. 土壤类型：不同类型的土壤具有不同的颗粒组成和结构，因此其抗剪强度也会有所不同。
比如粘性土的抗剪强度通常较高，而砂土的抗剪强度较低。
2. 含水量：土壤含水量的变化直接影响土的抗剪强度。
适量的含水量可以增强土体的内聚力，从而提高土的抗剪强度。
然而，过多或过少的水分都会降低土的抗剪强度。
3. 土壤结构：土壤颗粒之间的间隙和排列方式会影响土的抗剪强度。
紧密的土体结构通常具有较高的抗剪强度，而疏松的结构则具有较低的抗剪强度。
4. 渗透性：土壤的渗透性对于土体的抗剪强度也有影响。
渗透性较好的土壤能够有效排水，减少孔隙水压，进而提高土的抗剪强度。
五、土的抗剪强度在工程中的应用土的抗剪强度是土工工程设计中必须考虑的一个重要参数。
三种土的抗剪强度指标试验方法
建材发展导向2018年第07期10土的抗剪强度指土体对外加荷载产生的剪应力的极限抵抗能力，包括内摩擦力和内摩擦角。
在工程实践中，根据土的抗剪强度的大小，确定建筑物地基所能承载的最大荷载。
通常反映为土工构造物的稳定性问题，挡土墙、地下结构等周围土体的土压力问题，以及地基承载力问题。
测定土的抗剪强度指标的试验有多种，主要包括室内试验和原位试验。
土的抗剪强度受多种因素的影响，包括土体矿物组成、含水量、土体结构、原始密度等，所以准确测定土的抗剪强度具有一定难度，在试验中必须保证所测的土体试样的应力条件和排水情况接近于实际状态。
就目前所有土的抗剪强度的检测试验中，剪切试验能较好地模拟土体在实际工程中受力情况，常用的室内试验包括直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验。
1 直接剪切试验直接剪切试验较为简单，由于直剪仪的构造不能任意控制试样的排水情况，为了考虑到实际情况，分为快剪、固结快剪和慢剪三种方法来模拟实际工程中的排水条件。
1.1 试验步骤快剪试验。
试验是在试样上施加竖向力后，立即施加速率为0.8mm/min 的水平剪应力。
由于剪切速率较快，可近似认为试验过程中没有排水固结，得到的抗剪强度指标用C q 和φq 表示。
固结快剪试验。
首先在试样上施加竖向力后，经充分排水固结后，在不排水的条件下施加速率为0.8mm/min 的水平剪应力，近似模拟不排水剪切过程，得到的抗剪强度指标用C cq 和φcq 表示。
慢剪试验。
慢剪试验与直剪、固结快剪试验一样先在试样上施加竖向力，然后使试样充分排水固结，再以速率小于0.02mm/min 的水平剪切力，整个过程中试样始终保持充分排水和形变状态，得到的抗剪强度指标用C s 和φs 表示。
1.2 试验特点直接剪切仪具有构造简单、设备简单、操作方便等优点，三种土的抗剪强度指标试验方法陆锦宇（重庆交通大学国际学院 土木工程系，重庆 400074）摘 要：针对土的抗剪强度介绍了三种常用的试验方法，包括直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验，分析各试验的特点，为土工建筑物的稳定性提供了土的强度指标。
土力学基础土的强度
土力学基础土的强度土力学是研究土体及其与外界作用的力学科学。
在土力学中，土体的强度是一个关键问题，因为土体强度的大小决定了土体受力的能力，也影响了土体的稳定性和耐久性。
土的强度是指土体在承受外力作用下的抗力大小，包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等多种强度。
本文将主要探讨土力学中的土的强度问题，介绍土的强度分类及其测试方法。
土的强度分类1.抗拉强度：土的抗拉强度是指土体在拉伸方向上抵抗破坏的能力。
一般来说，土的抗拉强度很小，常常被忽略不计。
2.抗压强度：土的抗压强度是指土体承受压力时的抗力大小。
抗压强度是一种非常重要的土的强度指标，是土力学中最常用的强度参数之一。
抗压强度测定方法包括直接试验方法和间接试验方法。
3.抗剪强度：土的抗剪强度是指土在切割面上的抗力大小。
抗剪强度通常是土力学中最为关键的强度参数之一，因为它常被用于计算土体的稳定性。
抗剪强度的测定方法包括直接试验方法和间接试验方法。
土的强度测试方法1.直接试验方法：直接试验法是指通过对土样进行直接加载的测试方法，通常用于测量土的抗压强度和抗剪强度。
直接试验方法包括单轴压缩试验、剪切试验、直接拉伸试验等。
2.间接试验方法：间接试验法是利用搭载在土体表面或内部的传感器来测量土体内应力状态，从而推算出土体的抗力大小。
常用的间接试验方法包括探针法、压力板载荷试验法、平板载荷试验法等。
土的强度是反映土体力学性质的重要指标。
对于土的工程应用，合理地测量和判断土的强度将对工程的施工质量和安全性产生重大影响。
因此，在测试土的强度时，需要严格遵循相关的测试规程，在测试结果出现误差时及时进行数据分析和处理，以保证测试的准确性。
同时，在实际工程中应根据土的强度特性选择适当的土方施工工艺和土结构物设计方案，以确保工程的土体稳定和安全运行。
抗剪强度指标测定.
抗剪强度指标测定电子教材《土工技术与应用》项目组2015年3月抗剪强度指标测定确定土的抗剪强度的试验称为剪切试验。
剪切试验的方法有多种，在试验室内常用的有直接剪切试验、三轴剪切试验和无侧限抗压试验等，现场原位测试有十字板剪切试验等。
1. 直接剪切试验直接剪切试验是测定土的抗剪强度的最简便和最常用的方法通常取四个试样，分别施加不同的垂直压力σ进行剪切试验，求得相应的抗剪强度f τ。
将f τ与σ绘于直角坐标系中，即得该土的抗剪强度包线，如图1所示。
强度包线与σ轴的夹角即为内摩擦角ϕ，在τ轴上的截距即为土的黏聚力c 。
绘图时须注意纵横坐标的比例一致。
图1 直剪试验的成果表示直剪仪构造简单，操作方便，因而在一般工程中被广泛采用。
但该试验存在着下述不足：(1)不能严格控制排水条件，不能量测试验过程中试样的孔隙水压力； (2)试验中人为限定上下盒的接触面为剪切面，而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏； (3)剪切过程中剪切面上的剪应力分布不均匀，剪切面积随剪切位移的增加而减小。
因此，直剪试验不宜作为深入研究土的抗剪强度特性的手段。
2. 三轴剪切试验三轴剪切试验所用的仪器是三轴剪力仪，有应变控制式和应力控制式两种。
前者操作较后者简单，因而使用广泛。
应变控制式三轴剪力仪的主要工作部分包括反压力控制系统、周围压力控制系统、压力室、孔隙水压力测量系统、试验机等。
图2为三轴剪力仪组成示意图。
图2 三轴剪力仪示意图三轴试验采用正圆柱形试样。
试验的主要步骤为：(1)将制备好的试样套在橡皮膜内置于压力室底座上，装上压力室外罩并密封；(2)向压力窀充水使周围压力达到所需的3σ，并使液压在整个试验过程中保持不变；(3)按照试验要求关闭或开启各阀门，开动马达使压力室按选定的速率上升，活塞即对试样施加轴向压力增量σ∆，13σσσ=+∆，如图3-39(a )所示。
假定试验上下端所受约束的影响忽略不计，则轴向即为大主应力方向，试样剪破面方向与大主应力作用面平面的夹角为f452ϕα=+，如图3 (b )所示。
土的抗剪强度试验方法及指标的应用
土的抗剪强度试验方法及指标的应用土的抗剪强度是指土体在受剪力作用下所表现出的抵抗剪切破坏的能力。
这是衡量土体抵御剪切破坏的能力的重要指标，而抗剪强度试验方法及指标的应用则是评估土体抵御剪切破坏能力的重要工具。
本文将详细介绍土的抗剪强度试验方法及指标的应用。
一、土的抗剪强度试验方法1、直剪试验法直剪试验法是一种较为简单易行的试验方法，广泛应用于土体的抗剪强度测定。
在直剪试验中，试样呈矩形或正方形，被放在两块平行的板块间，然后沿垂直于试样的方向施加剪切力。
试样的大小和形状决定了应力集中度，因此试样的尺寸和样品数量都是影响试验精度的重要因素。
2、剪切试验法剪切试验法是一种标准的土壤试验方法，其原理为在中心的圆柱型试样上施加正常压力，使试样两侧形成最大切线受力，从而破坏试样。
在试验时，可以通过改变饱和度、干湿程度、剪切速度等因素来控制试验条件。
3、三轴压缩试验法三轴压缩试验法是一种较为复杂的试验方法，常用于测定粘性土体的抗剪强度。
在试验中，试样被放置在固体地面上，并被均匀的压力包围，然后连续的施加压力，最后使土样达到最大应力，从而达到抗剪破坏。
二、土的抗剪强度指标的应用1、抗剪强度指标的应用抗剪强度指标是评估土体抗剪能力的重要指标。
在土体力学分析中，往往采用一些抗剪强度指标来评定土体的抗剪能力，如摩尔库仑准则、穆勒-布雷曼准则、龙格兰日流动准则等。
2、抗裂强度指标的应用抗裂强度指标常常用于估计土体在剪切作用下的破裂和开裂特性。
在土工工程中，常将抗裂强度指标用于土体的支撑能力及岩体的稳定性评估等方面。
3、剪切模量指标的应用剪切模量指标可用于评估土体的应变损失、弹性变形及非线性变形性能。
在场地工程中，如地基处理、坡面稳定、深基坑支护等，常需要对土体的非线性变形特性做出准确的分析和评估，此时剪切模量指标是一种重要的分析工具。
4、应变硬化模量指标的应用应变硬化模量指标可用于评估土体的变形及破碎特性。
在土体的高应变剪切破坏分析中，常用应变硬化模量指标来评估土体的破裂性质和剪切破坏模式。
浅谈土及抗剪强度试验
浅谈土的抗剪强度试验岩土工程中土体的破坏主要是剪切破坏，研究土的强度主要就是研究土的抗剪强度，土的抗剪强度是指土抵抗剪切破坏的极限强度，它在很大程度上决定了土的承载力，在建筑物地基设计之前必须测定土的抗剪强度指标（粘聚力c和内摩擦角φ），并据此计算地基的承载力和评价地基的稳定性。
土的抗剪强度指标是通过土工试验测得的，目前室内试验常用的方法是直接剪切试验和三轴压缩试验，野外试验常用的方法是十字板剪切试验和大型直剪试验。
下面就这几种试验方法进行较全面的分析和梳理。
一、室内试验：1、直接剪切试验：直剪试验是最早最简单目前使用最多的测定土的抗剪强度的试验方法。
直剪试验仪有应变控制式和应力控制式两种，一般用应变控制式，因为它能较准确地测定剪应力峰值且操作简便。
直剪试验一般用于测定细粒土的c 和φ及粒径小于2mm砂土的φ，通常每组取4个试样，在4种不同垂直压力（一般在100~400kPa）下进行剪切试验，测得剪应力与位移关系曲线，取曲线上的峰值剪应力（若无峰值取剪切位移达4mm时的强度值）作为该垂直压力下的抗剪强度，通过几个试样的抗剪强度确定强度包线求出c和φ。
直剪试验具有仪器简单、试样的制备和安装方便等优点；但仪器构造决定了试样不是沿土样中最薄弱的面破坏，剪切面上的剪应力分布不均匀，排水条件不能有效控制等，这些缺点使测得的指标不够理想，所以直剪试验多用于二三类普通工程。
直剪试验根据固结、排水和剪切速率等情况的不同又可分为以下5种不同的试验方法：①、快剪试验：适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土，是在试样施加垂直压力后立即快速剪切，一般用0.8mm/min的速度在3~5分钟内剪损，目的是在剪切过程中尽量避免排水，使试验前后的含水率接近。
当地基土透水性较差排水不良时可用这种方法，但是测出的结果往往离散性较大。
②、固结快剪试验：是在试样上施加垂直压力待排水固结稳定后，再快速施加水平剪切力进行剪切，剪切过程跟快剪一样避免排水。
土的抗剪强度试验 计算公式
土的抗剪强度试验计算公式土的抗剪强度试验是一种常用的土工试验方法，它用于研究土的抗剪性能，可以评估土体在受到剪切力时的变形和破坏特性。
本文将介绍土的抗剪强度试验的计算公式和相关内容。
一、试验原理及方法土的抗剪强度试验是通过施加一定的剪切力来破坏土体，从而测定土体在剪切过程中的抗力和变形情况。
试验通常使用剪切试验仪进行，包括一个剪切装置和一个测力仪。
剪切装置可分为直剪和剪切箱两种形式，直剪适用于黏性土和强度较低的土，剪切箱适用于较硬的土。
试验步骤：1. 准备试样：根据试验的要求，采集土样并制备试样，通常为直径为50mm，高度为20mm的圆柱形试样。
2. 安装试样：将试样放入剪切装置中，并保证试样的底部与剪切面平行。
3. 施加剪切力：通过旋转剪切装置施加剪切力，开始剪切试验。
同时，通过测力仪测量土体的抗力。
4. 记录数据：在试验过程中，记录剪切力和位移的变化情况，得到剪应力-剪应变曲线。
5. 分析结果：根据试验结果，计算土的抗剪强度参数。
二、计算公式土的抗剪强度可通过试验数据计算得到，常用的计算公式有摩尔-库仑准则和塑性流动准则。
1. 摩尔-库仑准则摩尔-库仑准则是最常用的土的抗剪强度计算方法，其公式为：τ = c + σtanφ其中，τ为土的抗剪强度，c为土的内聚力，σ为正应力，φ为土的内摩擦角。
2. 塑性流动准则塑性流动准则是用来描述土体塑性破坏的计算方法，其公式为：τ = kσ^n其中，τ为土的抗剪强度，k为流动参数，σ为正应力，n为流动指数。
三、试验结果分析通过土的抗剪强度试验得到的剪应力-剪应变曲线可以用来评估土的抗剪性能。
曲线的斜率表示土的刚度，刚度越大，土的抗剪强度越高。
曲线的峰值表示土的最大抗剪强度，峰值越高，土的抗剪能力越强。
根据试验结果，可以判断土的抗剪强度参数，进而评估土的工程性质。
例如，内聚力c表示土体颗粒间的相互作用力，内摩擦角φ表示土体抗剪能力。
这些参数可以用来设计土工结构，如基坑支护、边坡稳定等。
土的抗剪强度测定方法
土的抗剪强度测定方法土的抗剪强度是指土壤在受到剪切力作用下抵抗剪切破坏的能力。
测定土的抗剪强度可以帮助工程师分析土体的稳定性，为土工工程设计提供依据。
下面将介绍几种常用的土的抗剪强度测定方法。
一、直接剪切试验法直接剪切试验是一种常用的测定土的抗剪强度的方法。
该试验首先将土样制备成规定尺寸的试样，然后在试样上施加相应的剪切应力，通过测量土样的抗剪力和剪应变来计算土的抗剪强度。
直接剪切试验法可以测定土的各个应力状态下的抗剪强度参数，如剪切强度、摩擦角等。
二、扭转剪切试验法扭转剪切试验是一种适用于饱和黏土的抗剪强度测定方法。
该试验使用一个具有刚性表面的圆柱形试样，在试样表面施加剪切应力后进行扭转，通过测量试样的弯矩和旋转角度来计算土的抗剪强度。
扭转剪切试验法适用于较细粒土，可以快速测定土的抗剪特性。
三、动三轴试验法动三轴试验法是一种适用于软土和粘性土的抗剪强度测定方法。
该试验使用一个装有土样的圆柱形试样，在试样上施加一定的压应力并施加一定的剪切应力后，通过测量试样上的应力和应变来计算土的抗剪强度。
动三轴试验法可以测定土的固结特性和抗剪特性，适用于研究土对动应力的响应行为。
四、静力触探法静力触探法是一种快速且经济的测定土的抗剪强度的方法。
该方法利用静力触探仪在地面上进行试验，通过测量钻杆在土中的下沉阻力和侧摩阻力来计算土的抗剪强度。
静力触探法适用于浅层土壤的抗剪强度测定，能够快速获取大量的土壤参数。
以上是几种常用的土的抗剪强度测定方法，每种方法都有其适用范围和优缺点。
在实际工程设计中，可以根据具体情况选择合适的方法进行土的抗剪强度测定，以便更好地评估土的力学性质和工程稳定性。
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c cq、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。
土的抗剪强度试验方法
土的抗剪强度试验方法土的抗剪强度试验是土力学实验中的一种重要试验，用于测定土壤在受到剪切力作用时的抗剪强度。
土壤的抗剪强度是土体内部颗粒间的相互作用力和内聚力的综合反映，对于土壤工程和岩土工程的设计和施工具有重要意义。
本文将介绍两种常用的土壤抗剪强度试验方法：剪切试验和直剪试验。
一、剪切试验剪切试验是一种常见且易于操作的土壤抗剪强度试验方法，其基本原理是在一个正交双剪仪上，将土样切割为两个相对移动的部分，并测定土样在应力作用下的变形和破坏特性，从而计算出土壤的抗剪强度。
剪切试验的步骤如下：1.准备土样：在室内或实地采集土样，并进行土样的干燥、筛分和制备。
2.室内湿重：称取一定质量的土样，并测定其湿重。
3.预压：土样放置在剪切装置中，施加一定的围压和正应力，进行预压。
4.抗剪加载：在预压后，施加一个预设的剪切应力施加到土样上，通过加载装置进行剪切加载，同时测定土样的变形和应力变化。
5.拉力测试：直到土样发生破坏时停止加载，记录剪切达到最大值时的荷载、变形和应力。
6.数据处理：通过测定剪切荷载和土样尺寸的变化，计算得出土壤的抗剪强度参数，如抗剪强度、摩擦角等。
二、直剪试验直剪试验是一种常用的土壤抗剪强度试验方法，其原理是将一个土样直接切割为两个部分，测定土样在切割过程中的应力变化和破坏特性。
直剪试验的步骤如下：1.制备土样：采集土样，并制备为规定尺寸的切块。
2.球模仪器：使用球模机器将土样压缩成一个厚度均匀的圆盘，安装在直剪仪器中。
3.围压：施加一定的围压和正应力，使土样达到规定的围压状态。
4.试验：施加一个预定的剪切载荷，进行直剪加载，并观察土样的应力变化和破坏特性。
5.拉力测试：直到土样发生破坏时停止加载，记录剪切达到最大值时的荷载、变形和应力。
6.数据处理：通过测定剪切荷载和土样尺寸的变化，计算得出土壤的抗剪强度参数，如抗剪强度、摩擦角等。
总结：土的抗剪强度试验方法有很多种，其中剪切试验和直剪试验是最常用的两种方法。
岩土工程中的土体抗剪强度试验
岩土工程中的土体抗剪强度试验岩土工程中的土体抗剪强度试验是评估土壤承载力和稳定性的重要措施。
通过这种试验，可以确定土壤在受力作用下的抗剪能力，为工程设计和施工提供重要参考。
本文将介绍土体抗剪强度试验的基本原理、试验方法、数据分析以及相关注意事项。
1. 基本原理土体抗剪强度试验基于土壤的内摩擦角和剪切强度理论来评估土壤的承载能力。
内摩擦角是指土壤颗粒间的摩擦角度，剪切强度则是土壤在受力下发生破坏的抗剪强度。
通过测定与土体水平面或平坡面之间的相对滑动进行试验，以获取土体的内摩擦角和剪切强度参数。
2. 试验方法2.1 三轴剪切试验三轴剪切试验是最常用的土体抗剪强度试验方法之一。
首先，需要准备一定数量的土样，并对土样进行初期固结。
然后将土样放置在试验仪器中，施加垂直荷载（轴向荷载）和水平荷载（剪切应力）来模拟实际工程中土壤所受的力。
通过改变剪切应力和轴向荷载的大小，记录土样的变形、位移和破坏时的荷载，并绘制荷载-位移曲线。
2.2 手动剪切试验手动剪切试验是一种简单且常用的土体抗剪强度试验方法，适用于小型工程或仅需初步评估土壤承载能力的场合。
试验过程中，将土样放置在水平面上，手动施加剪切力，同时滑动土样。
通过记录施加剪切力的大小和土样的滑动距离，即可评估土体的抗剪强度。
3. 数据分析试验结果的数据分析主要包括确定土体的内摩擦角和剪切强度。
内摩擦角可以通过应变仪、荷载传感器等仪器测量获得。
剪切强度则可通过测量土壤破坏时所施加的最大剪切应力得出。
在分析数据时，需要考虑土体的孔隙水压力、饱和度、含水量等因素，并结合试验条件和土体类型进行综合分析。
4. 注意事项4.1 试验前，应准确获取代表性的土样，并进行初期固结处理，以保证试验结果的准确性。
4.2 在进行试验时，应根据具体需求选择合适的试验方法，并严格按照规范操作，以确保测试结果的可靠性。
4.3 试验数据的处理应综合考虑试验过程中的误差和不确定性，并进行合理的统计分析。
土的抗剪强度试验方法
（三）优点和缺点
优点： 1 应力状态明确,模拟了土实际受力状 态； 2 排水条件清楚，可控制； 3 破坏面不是人为固定的； 缺点： 设备相对复杂，现场无法试验
说明： 3＝0 即为无侧限压缩试验, 主要用于评价土的灵敏度问题.
三、无侧限压缩试验（特殊的三轴试验）
由
1 qu , 3 0
P
类似试验： 环剪试验 单剪试验
S T
A
优点
设备简单，操作方便
结果便于整理 测试时间短
缺点 试样应力状态复杂 应变不均匀
不能精确控制排水条件
剪切面固定
二、 三轴剪切试验
轴向加压杆 顶帽 有机玻璃罩
试 样
压力室
透水石 排水管
阀门
橡皮膜 压力水
(一）试验过程 应变控制式三轴仪：周围压力系统，轴向加压 系统，孔隙水压力量测系统组成
3
3
3
c
3 △
(1-)f (1-)f
（二）试验类型
不固结不排水试验（UU试验） cu 、 u 抗剪强度线为水平线(饱和黏性土） 1 f cu ( 1 3 ) 0 u 2 固结不排水试验（CU试验） 固结排水试验（CD试验） ccu 、cu cd 、 d
也愈大，所以试验过程中主应力的方向是不断交化的。
4. 试验优缺点
• 直接剪切仪具有构造简单，操作方便等优点，但它存在若干 缺点，主要有：
• ① 剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱的 面剪切破坏； • ② 剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从边缘开 始，在边缘发生应力集中现象；
土的抗剪强度 试验方法
抗剪强度试验
土的抗剪强度指标的测定方法
土的抗剪强度指标的测定方法咱今儿个就来唠唠土的抗剪强度指标的测定方法，这可真是个有意思的事儿呢！你想想啊，土就像是我们生活中的好多东西，看着普通，实则暗藏玄机。
土的抗剪强度指标那可是相当重要的呀，就好比是一个人的力气大小，要是不知道这土能承受多大的剪力，那可就麻烦啦！那怎么去测定呢？常见的方法就有直接剪切试验。
嘿，这就像是一场土的“力量挑战赛”！把土样放在一个专门的仪器里，然后慢慢给它施加剪力，看看它啥时候撑不住，这就能知道它的抗剪强度大概是多少啦。
你说这是不是挺有趣的？就好像我们去测自己能举多重的东西一样。
还有三轴压缩试验呢！这个就更高级一点啦，就像给土来了个全方位的“考验”。
把土样放在一个特殊的装置里，从各个方向给它施加压力，这样就能更全面地了解土的抗剪强度指标啦。
这感觉就像是要全面了解一个人的能力，不能只看一方面呀！室内试验是很重要，但野外原位测试也不能小瞧呀！这就好比你在纸上做算术题和实际去买东西算账一样，感觉可不一样呢！原位测试能更真实地反映土在实际环境中的情况，多厉害呀！每种方法都有它的特点和适用情况呢，就像不同的工具，各有各的用处。
你总不能拿个锤子去拧螺丝吧？那不是乱来嘛！我们得根据具体的情况，选择合适的方法来测定土的抗剪强度指标。
在实际工程中，要是不搞清楚土的抗剪强度指标，那可真是要出大乱子的呀！想象一下，盖房子的时候，地基不牢固，那房子还不得摇摇晃晃的？修马路的时候，土承受不住压力，那路还不得坑坑洼洼的？这可不是开玩笑的呀！所以说呀，土的抗剪强度指标的测定方法真的是超级重要的呢！我们得重视起来，好好去研究，去运用。
别小看了这些土，它们里面藏着的秘密可多着呢！咱得把这些秘密都给挖出来，让它们为我们的工程建设好好服务呀！这就是关于土的抗剪强度指标的测定方法啦，你明白了不？。
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12
2.莫尔圆与抗剪强度包线 相切，切点为A。说明在A点 所代表的平面上，剪应力正好达到抗剪强度， 该点就处于极限平衡状态。这时的莫尔圆称 为极限应力圆。
3.抗剪强度包线是莫尔圆的一条割线， 实际上这种情况是不可能出现的，因为该点 任何方向上的剪应力都不可能超过土的抗剪 强度。因为土的抗剪强度是土体抵抗剪切破 坏的极限能力。
用库伦公式表示莫尔包线的强度理论称 为莫尔-库伦强度理论。
当土体中任意一点在某一平面上的剪应 力达到土的抗剪强度时，就发生剪切破坏。
10
A
0
3
1
莫尔圆可以表示土体中一点的应力状 态，莫尔圆圆周上各点的坐标就表示该点 在相应平面上的正应力和剪应力。
11
如果给定了土的抗剪强度 指标c和 以及土中某点的应力 状态，则可将抗剪强度包线与莫尔应力圆画 在同一张坐标图上，抗剪强度包线与莫尔应 力圆的关系可能有：
2 ( 45
2
)
或
3
1 tg
2 ( 45
2
)
或
1 3 sin 13
16
3.破坏面与大主应力面的夹角为 (45 ) 。
2
17
第3节 抗剪强度的 测定方法
※ 测定土的抗剪强度的方法有多种。
测 定的 土室 抗内 剪方 强法 度
直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧限抗压强度试验
f f()
此函数在 f- 坐标中是一条曲线，
称为莫尔包线（抗剪强度包线）,如下图实
线所示。
8
f
c
莫尔包线
莫尔包线表示材料在不同应力作用下达 到极限状态时，滑动面上法向应力 与剪应 力 f 的关系。
9
理论分析和实践都证明， 莫尔理论对土比较合适，土 的莫尔包线通常可以近似地用直线代替（如 上图的虚线所示），该直线的方程就是库伦 公式表示的方程。
19
构造简单 直接剪切仪的优点
操作方便
直 接的 剪缺 切点 仪
限定剪切面不一定是最薄弱面 剪切面上剪应力分布不均匀 剪切面在剪切过程中是逐渐缩小的 不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力
20
二、三轴压缩试验 三轴压缩仪的试验原理：
对同一种土至少取3个平行试样，分别在不 同周围压力3下剪切破坏，将试验结果绘制 为若干个极限应力圆。根据莫尔-库伦理论， 这一组极限应力圆的公共切线即为土的抗剪 强度包线，可近似取为一条直线，直线的方 程即为库伦公式所表示的方程。
基础土的抗剪强度
1
土的抗剪强度
第1节 概述 第2节 库伦公式和莫尔-库伦强度理论 第3节 抗剪强度的测定方法 第4节 饱和粘性土的抗剪强度 第5节 无粘性土的抗剪强度
2
第1节 概述
土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的 极限能力。
土的抗剪强度对地基承载力、挡土墙 土压力和土坡稳定等问题产生直接影响。
3
21
f ctg
c
0
三轴压缩试验原理
22
三 轴的 压优 缩点 仪
能较严格地控制排水条件 能量测试样中孔隙水压力的变化 剪切破坏面为最薄弱面
三 轴的 压缺 缩点 仪
试验设备、试验过程相对复杂
试样的受力状态为轴对称情况， 与实际土体的受力状态未必相符
23
直接剪切试验和三轴压缩 试验按剪切前的固结程度和剪 切时的排水条件，可以分为三种试验方法：
30
u 0
cu
0
饱和粘性土的不固结不排水试验
18
一、直接剪切试验 应变控制式直剪仪的试验原理：
对力下剪切破坏，将试验结果绘制 抗剪强度f与相应垂直压力的关系图。试 验结果表明，对于粘性土f ~ 基本上呈直 线关系，直线方程可用库伦公式表示；对于 无粘性土， f ~ 则是通过原点的直线。
1.不固结不排水试验； 2.固结不排水试验； 3.固结排水试验；
24
三、无侧限抗压强度试验 无侧限抗压强度试验可以
看作围压3=0的三轴不排水剪切试验，试件 剪切破坏时试样所能承受的最大轴向压力qu 称为无侧限抗压强度。根据试验结果，只能 作一个极限应力圆（ 1= qu 、3=0），对 于一般粘性土就无法作出破坏包线。
的
颗粒间的有效法向应力 内在因素
土的孔隙比 外在因素：试验时的排水条件等因素
6
土
的 抗 剪 强 度
表 达 方 法
的
总应力法：总应力强度指标 有效应力法：有效应力强度指标
7
二、莫尔-库伦强度理论 莫尔提出：材料的破坏为
剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料 的抗剪强度时该点就发生破坏，破坏面上的 剪应力 f是该面上法向应力 的函数
13
A
c
0
莫尔圆与抗剪强度之间的关系
14
由极限应力圆当中的几何 关系，可以推导得出：
1.粘性土的极限平衡条件为
1 3tg2(45 2)2ctg(45 2)
或
3 1tg2(45 2)2ctg(45 2)
15
2.无粘性土的极限平衡条件为
1
3 tg
f
cu
qu 2
28
第4节 饱和粘性土的 抗剪强度
一、不固结不排水抗剪强度 不固结不排水试验（UU试验）是在施加
周围压力时不排水（不固结），且在施加 轴向压力直至剪切破坏的整个试验过程中 也不允许排水（不排水）。
29
如果有一组饱和粘性土试件， 都先在某一周围压力下固结至稳 定，试件中的初始孔隙水压力为零，然后分 别在不排水条件下施加周围压力和轴向压力 直至剪切破坏。试验结果见下图。
25
而对于饱和粘性土，根据 三轴不固结不排水试验的结果， 其破坏包线接近于一条水平线，即u=0。如 仅需测定饱和粘性土的不排水抗剪强度，就 可以利用比较简单的无侧限抗压强度试验代 替三轴试验。
26
u 0
cu
0
qu
无侧限抗压强度试验
27
无侧限抗压强度试验所得的 极限应力圆的水平切线就是破坏包线。
土的抗剪强度一般可分为 两部分：一部分与颗粒间的法 向应力有关，通常呈正比例关系，其本质是 摩擦力；另一部分是与法向应力无关的土粒 之间的粘结力，通常称为粘聚力。
4
第2节 库伦公式和莫尔库伦强度理论
一、库伦公式
f ctg
f
c
5
c和 称为抗剪强度指标。
土
的 抗 剪 强 度
影 响 因 素