土的抗剪强度试验与指标

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土的抗剪强度指标与主要因素_张金贵

伏、抗病最终达到增产的效果。三、２００７年试验田不同处理的产量对比数据（表二）分析：一是，从上述数据中不难看出，品种的选择非
常重要，想要单本高产必须选用晚熟分蘖性强的高产品种，华育５号比空育１３１每公顷增产２０００公斤左右；二是，运用小苗插秧一定要选早熟品种，达到安全稳产；三是，单本插秧深度一定要保证在１～２ｃｍ之间，过深影响低位分蘖，减产巨大。
剪切面上总应力等于有效应力与孔隙水压力之和。孔隙水压力由于作用在土中自由水上，不会产生土粒之间的内磨擦力，只有作用在土的颗粒骨架上的有效应力，才能产生土的内磨擦强度。
因此，同一种土，如试验条件不同，即使剪切面上的总应力相同，也会因土中孔隙水是否排出与排出的程度，即有效应力的数值不同，使试验结果的抗剪强度不同。因而在土工程设计中所需要的强度指标试验方法必
须与现场的施工加荷实际相符合。目前，有的地方为了近似模拟土体在现场可能受到的受剪条件，而把剪切试验按固结和排水条件的不同，分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪３种基本试验类型。但是直剪仪的构造却无法做到任意控制土样是否排水。绥棱县的一些工程则通过采用了不同的加荷速率来达到排水控制的要求，即采用快剪、固结快剪和慢剪３种方法，这３种方法给水利施工带来了极大的好处。!
１１３１８１８８４４３２８８７８８９２５１．５５１１２．９１８１８８０３０６７８７２９２２６１．１２１２３１８５４８４４６７８０７４８２２５１．６１１３１８５４８０４４７８２７４９０２６１．６５１６５．２１８１８８４５６０９２８２８９２５２．１１６５１８１８８０３９６８３７８９３２６１．５８１５５．２１８５４８４４８１８５７６８９２５１．７１５５１８５４８０４３２８４７４９２２６１．５２

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。

土的抗剪强度试验

实验一土的抗剪强‎度试验一、实验目的本试验的目‎的在于测定‎土的内摩擦‎角及内聚力‎，以供计算承‎载力、评价地基稳‎定性及计算‎土侧压力等‎用。

二、土的抗剪强‎度土的抗剪强‎度是指土体‎抵抗剪切破‎坏的极限能‎力，土内某一面‎上的抗剪强‎度就是抵抗‎该面两侧土‎体发生滑动‎的最大阻力‎，这阻力由土‎的内摩擦力‎和内聚力所‎组成，可近似地用‎库仑公式表‎示如下：粘土性 c tg a f +=ϕστ (a kp ) 砂土 ϕστtg a f = (a kp ) 式中f τ——土的抗剪强‎度（a kp ）a σ——剪切面上土‎所承受的垂‎直压力，ϕ——土的内摩擦‎角（度） c ——土的内聚力‎ （a kp ）测定土的抗‎剪强度试验‎设备可分成‎两类：一类是具有‎能控制剪切‎面的仪器、其中广泛应‎用的是单剪‎切面应变控‎制式直接剪‎切仪和应力‎控制式直接‎剪切仪；另一类是三‎轴剪切仪。

就土样剪切‎过程中孔隙‎水变化情况‎的不同，采用直剪仪‎的试验方法‎有：（1）慢剪法加垂直压力‎使土样压缩‎达到稳定，然后以小于‎0.02 mm ／min 的剪‎切速度慢慢‎施加水平剪‎力，固结渗出的‎水能及时排‎出。

（2）快剪法加垂直压力‎后，以0.8mm ／min 的剪‎切速度迅速‎施加剪力，在3~5分钟内剪‎断为止，整个试验过‎程中土样的‎含水量基本‎保持不变。

（3）固结快剪先加垂直压‎力使土样完‎全固结，然后迅速施‎加剪力至剪‎断为止，在剪切过程‎中土样的含‎水量基本保‎持不变。

选定剪切方‎法时，应尽量与土‎在工程中的‎情况相符。

本试验采用‎应变控制式‎直接剪切仪‎作固结快剪‎。

三、设备及仪器‎1、ZJ-2型等应变‎直剪仪主要‎部分为:（1）剪切推动座‎部分；（2）剪切盒部分‎；（3）测力环部分‎；（4）竖向加荷部‎分.主要技术指‎标如表：表 ZJ-型直剪仪主‎要技术指标‎2、百分表（精度0.01mm）两只；3、停表一只。

土的抗剪强度指标

土的抗剪强度指标土的抗剪强度是土体在受到剪切力作用下能够抵抗破坏的能力。

它是土体的重要力学性质之一，用以描述土体抵抗剪切破坏的能力大小。

土体的抗剪强度受到多种因素的影响，包括土体类型、土结构、颗粒大小、含水量、固结状态等。

土体的抗剪强度可以通过剪切试验来测定。

在剪切试验中，应用剪切力作用于土样上，并测量剪切应力与剪切变形之间的关系，以确定土体的抗剪强度参数。

常用的土体抗剪强度指标有以下几种：1.摩擦角（φ）：摩擦角是描述土体内部颗粒之间的摩擦力大小的指标。

它表示土体在受到剪切力作用下，颗粒之间能够抵抗剪切破坏的能力大小。

摩擦角是土体抗剪强度的主要指标，常用于描述非饱和土、粘性土和黏性土的抗剪强度。

2.内聚力（c）：内聚力是描述含有粘性物质的土体抵抗剪切破坏的能力大小的指标。

内聚力是由于土体中吸附水分、胶结物质的存在而产生的内聚作用，与土体的粘聚力和表面张力有关。

内聚力通常用于描述粘性土和黏性土的抗剪强度。

3.剪切强度参数（c'和φ'）：当土体处于饱和状态时，土体的抗剪强度可用剪切强度参数c'和φ'来表示。

剪切强度参数c'表示土体的内聚力，即无论剪切面上的剪切应力多小，土体都能够保持稳定。

剪切强度参数φ'表示土体的摩擦角，即土体在剪切面上具有一定的摩擦阻力。

4.渗透剪切强度（c'p和φ'p）：当土体处于非饱和状态时，土体的抗剪强度表现出与饱和土不同的特性。

非饱和土的渗透剪切强度参数c'p和φ'p与剪切强度参数c'和φ'不同，它们分别表示非饱和土的渗透剪切内聚力和渗透剪切摩擦角。

在实际工程中，土体的抗剪强度是一个重要的参数，用于评估土体的稳定性和承载力。

在土方工程、地基工程、岩土工程等领域中，土体的抗剪强度参数通常被用于计算土体的承载能力、确定土体的稳定坡度和坝体形状等。

总结起来，土体的抗剪强度指标主要包括摩擦角、内聚力、剪切强度参数以及渗透剪切强度参数。

土的抗剪强度试验与指标

粘性土的抗剪强度
固结排水
(1)试验条件
总应力指标与有效应力指标一致:
cd c 试 d 样

f= f
d=
1= 1 •施加围压充分固结 cd = c’ = •施加(1 -)时，排水阀门始终打开，速度慢足以使孔压消散 •始终u=0，=-u=
应力路径的表示方法
σ-τ坐标法：当表示已定破坏面上法向应力与剪应力变化的应力路径时，常用σ-τ坐标法。（a图） p-q坐标法：以应力圆顶点为特征点，表示大小主应力差之半与大小主应力和之半的变化关系，常采用p-q坐标。此种表达方法不必预知或假定破坏面方向，对于
不考虑中主应力σ 2影响的轴对称问题或平面应变问题较为方便。（b图）

破坏面位置：
45

2
固结不排水
(1)试验条件 • 施加围压充分固结 • 施加(1 -)时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力 u • u0，=-u
试样
量测孔隙水压力
固结不排水
• • • • • • • • 剪切过程中的超静孔隙水压力u 正常固结粘土的应力应变关系曲线: 硬化正常固结粘土的有效应力与总应力的强度包线: cu < 超固结粘土的应力应变关系曲线: 软化超固结粘土的固结不排水强度指标: c ccu, cu 固结不排水三轴试验确定的强度指标: ccu, cu; c,
土的抗剪强度指标的取值
应力路径
应力路径的概念
应力路径系指土体受荷过程中，某一点在应力坐标图
中的轨迹。如土中一点的应力可用一系列应力圆来表示。然而，这样会使圆面很不清晰，所以常在应力圆上选择一个特征应力点来代表整个应力圆，按应力变化过程把这些点连起来，同时用箭头指明应力状态的发展方向，这个轨迹即为应力路径。

土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)

土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)直接剪切实验一、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、实验设备：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：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=0。

表的长针调至零，即R5.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。

五、数据分析：垂直压力(KPa ) 手轮转数钢环读数(0.01mm)剪切位移(0.01mm)剪应力(KPa)10 00 0 0 02 16.0 24.0 39.520 4 21.0 59.0 51.870 6 23.0 97.0 56.810 8 24.0 136.0 59.280 10 24.8 175.2 61.256 12 24.8 215.2 61.256 14 24.8 255.2 61.256 16 24.7 295.3 61.009 18 24.8 335.2 61.256 20 24.8 375.2 61.256 22 24.8 415.2 61.256 24 24.8 455.2 61.2562000 0 0 02 20.0 20.0 49.400 4 32.0 48.0 79.040 6 38.2 81.8 94.354 8 42.0 118.0 103.740 10 47.0 153.0 116.090 12 49.0 191 121.030 14 49.1 230.9 121.277 16 49.1 270.9 121.277 18 49.1 310.9 121.277 20 49.0 351 121.030 22 49.0 391 121.030 24 49.0 431 121.0303000 0 0 02 25.0 15 61.750 4 42.0 38 103.740 6 52.2 67.8 128.934 8 57.8 102.2 142.766 10 62.6 137.4 154.62212 67.0 173 165.490 14 69.0 211 170.430 16 72.0 248 177.840 18 73.3 286.7 181.051 20 73.6 326.4 181.792 22 73.6 366.4 181.792 24 73.5 406.5 181.545 26 73.6 446.4 181.7924000 0 0 02 28.0 12.0 69.160 4 52.0 28.0 128.440 6 69.2 50.8 170.924 8 80.2 79.8 198.094 10 89.0 111 219.830 12 90.8 149.2 224.276 14 94.8 185.2 234.156 16 96.8 223.2 239.096 18 97.6 262.4 241.072 20 97.6 302.4 241.072 22 97.6 342.4 241.072 24 97.6 382.4 241.072 26 97.6 422.4 241.072剪切位移为4mm时对应的剪应力（kpa）即抗剪强度如下表：100 61.26200 121.03300 181.79400 241.07由图可知：抗剪强度指标：C=10，φ=31.2。

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。

土的抗剪强度试验方法及指标的应用

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土的抗剪强度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ验方法及指标的应用
◎齐万义
土是自然界漫长的地质年代内所形成的一种非连续、各向异比较困难的，在只知道总应力条件下，就只可用总应力法使用总性明显的多孔松散堆积物，是由固体颗粒、水和气体三相体系组应力指标来进行计算。成的。即使是同一土层，其性质仍有一定的差异。它既不是理想关于强度指标的正确选用，目前在一些工程技术人员中存在的弹性材料，也不是理想的塑性材料，土的三相组成使其工程性些误解或者模糊的认识，这需要我们加强对土力学基本概念和质表现相当复杂性质复杂、不均匀、各向异性的材料，三相之间原理的理解并在工程实践中逐步提高，正确合理地解决与土的强的相互作用对土的抗剪强度有很大的影响，同时，土中的孔隙水度有关的工程问题。压力等对土的强度影响也是不可忽视的。根据有效应力原理，土不固结不排水试验的应用。不固结不排水剪强度是在完全不的强度指标中分为有效应力强度指标和总应力强度指标，总应力排水条件下试验得到的，它是土体在某个应力状态下的总强度。如强度指标又分为固结不排水和不固结不排水强度指标。在室内或果这个应力状态是天然状态，则这个强度就是天然强度，如果是室外试验与测试中，不同的试验方法或条件所测得测得结果是有在某种条件下预固结后再取土做的不固结不排水试验，那么这个较大差别的。这就需要我们尽可能选择选择与工程实际条件相似强度就表示预压结束时的总强度，与天然强度之差就是土的强度的试验方法。土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的极限能力，是随固结度的增长而增长的量，无论什么条件下得到的不固结不排土的重要力学性质之一。主要对与土的抗剪强度有关的试验方法水强度都只能给出一个总强度。理论上不固结不排水得到的抗剪及其在工程中应用的问题做了介绍和探讨。强度指标＝０，但实际测试中得到的一般都大于０，这主要是由０）减少到总应力为土强度的试验方法及应用。土的抗剪强度是指土体抵抗剪切于饱和土在取样过程土样从原位应力状态＞破坏的能力。在土力学中，采用摩尔一库仑强度准则，用内摩擦０，而为了能够保持原状土的不回弹与体积不变，需要有一个负的角和内聚力两个指标描述土的抗剪强度规律，即在土的破裂面上，超静孔隙水压力，即ｒ－￣ｌ－ｌｒ。抗剪强度随法向应力增长的规律。土的抗剪强度指标和土的原始如果不能满足试样完全不回弹与不扰动，则可以在原位有效状态、应力路径、应力历史、排水条件等因素有关，考虑不同因自重压力下固结，然后再进行三轴不排水试验测定土的强度指标。素影响时，应采用不同的试验方法。土的抗剪强度的试验方法，目如果取样后土样有的有效应力已经减少，甚至巳卸载到０，则需前室内最常用的是直接剪切试验和三轴压缩试验，后者是较为完要施加固结压力ｏ３＝－ｕｒ使试样的体积与原位体积相同。对于一正善的方法。土的剪切试验有三种方法：① 不固结不排水水剪常固结饱和带土层，可取其层中点的有效自重应力固结到原位体（ＵＵ）； ② 固结不排水剪（ＣＵ）； ③排水剪（ｃＤ）。积以后，再进行几个围压的三轴不固结不排水试验，而不能按每根据有效应力原理，土的抗剪强度是由土的有效应力决定的，深度的实际自重应力分别固结，再将用不同深度的试样破坏时孔隙水压力对于土的抗剪强度没有任何作用，在没有超静孔隙水的莫尔圆的包线作为强度包线，这样得到的强度指标就不是不排压力或者孔隙水压力可以确定时，都应当用有效应力强度指标。水而是固结不排水的强度指标了。无侧限压缩试验得到的强度ｑｕ上述３种试验方法中不固结不排水剪试验结果只能用总应力有时也叫做无侧限抗压强度。它是ｕｕ试验的一种特殊情况，亦，而实际的有效围压为．Ｕｒ。用这种试验同样可指标表示，排水剪试验结果就是有效应力指标（Ｑｄ＝），只有固即施加的围压为０结不排水剪试验结果可用总应力或有效应力指标来表示。以得到不排水抗剪强度Ｃｕ＝ｑｕ／２。原位的十字板剪切试验也是测定饱和软粘土不排水强度的一种方法。由于受试验的应力状态与应力路径、土样的扰动程度、仪器设备的影响，通过现场十宇板剪切试验、无侧限压缩试验、不排水三轴试验和直剪试验的快剪试验得到的结果不可能完全一

土的抗剪强度试验

4.十字板剪切试验
• 软土的抗剪强度
c KC ( R R ) u y g
其中 Cu为土的抗剪强度 K为与十字板有关的常数 Ry为剪切破坏时量表读数 Rg为轴杆和钻杆与土摩擦时量表读数 C为钢环测力系数
二、莫尔—库仑强度理论
f
• 库仑定律的总应力表达式 c tg • C称为土的粘聚力（Cohension） • 称为土的内摩擦角（Angle of internal friction）
f c ' 'tg ' •库仑定律的有效应力表达式 •C’称为土的有效粘聚力
•
‘
称为土的有效内摩擦角
莫尔强度理论
• 莫尔认为土中某点达到该点的抗剪强度时，即土发生破坏。

f
莫尔—库仑强度理论
莫尔认为 f=f（）为曲线 f=f（）用直线（库仑定律，故称为莫尔—库仑强度理论
1 3
tan ( 45 ) 2 c tan( 45 ) 2 2 tan ( 45 ) 2 c tan( 45 )
2 0 0 1 3
2
0
0
3
1
2
2
注意：只有当土中某点处于极限平衡条件时，才满足上式，并非任何情况均满足。即只有A点才满足。
STDTTS 成都理工大学
2.三轴剪切试验
1
3
• Pc
2.三轴剪切试验
1
3
• Pc
2.三轴剪切试验
1
3
• Pc
1

3
总应力表示法
f c tg
有效应力表示法

f c tg
三轴试验的三种类型

土的抗剪强度试验与指标

土的抗剪强度试验与指标土的抗剪强度试验是土工学中常用的一种试验方法，旨在评估土体抵抗剪切破坏的能力。

抗剪强度是指土体在受到剪切力作用下抵抗剪切变形的能力，是土体力学性质的重要指标之一、下面将针对土的抗剪强度试验和相关指标进行详细介绍。

1.抗剪强度试验的基本原理和方法抗剪强度试验主要包括直剪试验和剪切试验两种方法。

（1）直剪试验：直剪试验是将土样加装在剪切盒内，然后施加垂直于剪切面的正应力，同时使剪切盒两侧施加水平剪切力，通过测量剪切应力、剪切应变和剪切变形等参数来评估土体的抗剪强度。

直剪试验方法简单，适用于饱和土样。

（2）剪切试验：剪切试验是将土样加装在剪切装置内，然后通过外加剪切力和测量压力垫片的变形，来计算土体的抗剪强度。

剪切试验方法繁琐，适用于不饱和土样。

2.抗剪强度指标（1）摩擦角（friction angle）：摩擦角是衡量土体抗剪性能的重要指标，表示土体内摩擦力的最大值。

在直剪试验中，摩擦角可通过剪切应力与正应力之间的关系计算得到。

（2）剪切强度（shear strength）：剪切强度是土体在剪切试验中的抵抗剪切破坏的能力，可以用剪切应力表示。

剪切强度也可以使用摩擦角和正应力的关系来计算。

（3）剪切应力-剪切应变曲线：剪切应力-剪切应变曲线可以反映土体的变形行为和破坏特性。

在剪切试验中，当土体受到一定的剪切应力后，剪切应变将发生快速增长，曲线呈现出明显的弯曲特征。

（4）剪切模量（shear modulus）：剪切模量是描述土体抵抗剪切变形的能力的指标，可表示为剪应力与剪应变的比值。

剪切模量可以用来评估土的稳定性和变形特性。

（5）内摩擦角（internal friction angle）：内摩擦角是指土体内部颗粒之间的摩擦角，主要用于研究土体内部颗粒间的相互作用。

内摩擦角是土体内部抗剪性能的重要指标。

3.抗剪强度试验的应用抗剪强度试验可以用于土工工程中的各种问题和设计计算中。

例如，在土体稳定性的评估中，抗剪强度试验可以用来确定土体的抗剪强度参数，从而分析土体的稳定性问题。

土的剪切试验和强度指标

土的剪切试验和强度指标土的剪切试验是研究土体剪切特性和强度的重要方法之一、它通过对土体进行剪切加载，测量土体在不同剪切应力和剪切变形条件下的剪切变形、荷载变化等参数来评判土的剪切性能和强度参数，为土力学研究提供了重要的实验数据。

土的剪切试验及其强度指标对土的工程性质评价、土工设计和土力学研究等领域都具有重要意义。

土体剪切试验包括直剪试验、剪切扭转试验、三轴剪切试验等多种试验方法，根据试验装置、加载方式和试验目的等不同，选择不同的试验方法。

以下是直剪试验的介绍。

直剪试验是一种简单直观的试验方法，用于测定孤立土体剪切强度和土壤的内摩擦角等参数。

试验时，将土样制备成典型的长方形梯形形状，上下两部分以给定的剪切速率进行相对位移，通过测量上下两部分的位移和所加荷载，计算剪切变形、剪切应力、剪切荷载等参数。

同时，利用不同剪切刚度的试样进行实验，可绘制出剪切刚度剪切应力的曲线，以分析土体的变形刚度及其与荷载的关系。

直剪试验是土力学实验中最为基础的剪切试验，具有操作简便、试验容易、结果清晰等优点，被广泛应用于土力学实验。

直剪试验的强度指标主要包括抗剪强度（剪切极限、抗剪强度极限等）和内摩擦角两个参数。

抗剪强度是土体剪切破坏所能承受的最大抗剪力，通常用剪切极限强度表示。

剪切极限强度是当剪切应力逐渐增大时，土体达到承载能力极限的水平，并发生剪切破坏的场景。

它是土体抗剪切变形的极限。

内摩擦角则是反映土体颗粒间摩擦力的大小和土体内摩擦特性的参数。

内摩擦角是土体剪切破坏过程中剪切面上剪切应力与法向应力之比的角度。

这两个参数是评价土体抗剪特性和变形刚度的重要指标，它们的值直接影响到土工工程设计和土力学分析的结果。

土体的抗剪强度决定了土体的稳定性和承载能力，内摩擦角则决定了土体的变形性质和剪切刚度。

因此，对土体的剪切试验及其强度指标的研究能够为土力学领域的工程实践提供重要的理论依据和实验数据。

值得注意的是，土壤的剪切性状和强度指标受到多种因素的影响，包括土体类型、土粒特性、水分含量、固结状况、载荷方式、判别依据等。

10、土的抗剪强度试验

5．水平剪切。转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触。调整量力环中的百分表读数为零。
6．拔出固定销，开动秒表，慢剪法剪切速率应小于 0.02mm/min，一般采用电动装置。式样每产生剪切位移 0.2-0.4时记测力计和位移读数，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；若测力计读数无峰值，应剪切至位移达6mm时停机。同时测记手轮转数n和量力环测微表读数R0。
三、试验方法
（一）、直接剪切试验 1、试验仪器与基本原理
直接剪切试验所使用的仪器称为直剪仪，按照加荷方式的不同，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）。
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。
2、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。
图--2 十字板剪力仪
图--3由十字板测定的土的抗剪强度随深度的变化
四、实验室条件我们实验室拥有国内先进的尖端实验仪器，剪切实验的有四联直剪仪、三轴剪切仪等，为我们做实验了解新知识提供了非常方便的条件。
五、实验方法本实验采用的是直接剪切方法测定土体的抗剪强度，直接剪切实验是一种快速有效求指标的方法，在一般工程中普遍使用。直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移，测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪，该仪器的主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，试样放在盒内上下两块透水石之间。试验时，由杠杆系统通过加压活塞和透水石对试件施加某一垂直压力σ，然后等速转动手轮对下盒施加水平推力，使试样在上下盒的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏，剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环的变形值计算确定。

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作者：齐万义来源：《环球市场信息导报》2013年第03期土是自然界漫长的地质年代内所形成的一种非连续、各向异性明显的多孔松散堆积物，是由固体颗粒、水和气体三相体系组成的。

即使是同一土层，其性质仍有一定的差异。

它既不是理想的弹性材料，也不是理想的塑性材料，土的三相组成使其工程性质表现相当复杂性质复杂、不均匀、各向异性的材料，三相之间的相互作用对土的抗剪强度有很大的影响，同时，土中的孔隙水压力等对土的强度影响也是不可忽视的。

根据有效应力原理，土的强度指标中分为有效应力强度指标和总应力强度指标，总应力强度指标又分为固结不排水和不固结不排水强度指标。

在室内或室外试验与测试中，不同的试验方法或条件所测得测得结果是有较大差别的。

这就需要我们尽可能选择选择与工程实际条件相似的试验方法。

土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。

主要对与土的抗剪强度有关的试验方法及其在工程中应用的问题做了介绍和探讨。

土强度的试验方法及应用。

土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力。

在土力学中，采用摩尔—库仑强度准则，用内摩擦角和内聚力两个指标描述土的抗剪强度规律，即在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长的规律。

土的抗剪强度指标和土的原始状态、应力路径、应力历史、排水条件等因素有关，考虑不同因素影响时，应采用不同的试验方法。

土的抗剪强度的试验方法，目前室内最常用的是直接剪切试验和三轴压缩试验，后者是较为完善的方法。

土的剪切试验有三种方法：①不固结不排水水剪（UU）；②固结不排水剪（CU）；③排水剪（CD）。

根据有效应力原理，土的抗剪强度是由土的有效应力决定的，孔隙水压力对于土的抗剪强度没有任何作用，在没有超静孔隙水压力或者孔隙水压力可以确定时，都应当用有效应力强度指标。

上述3种试验方法中不固结不排水剪试验结果只能用总应力指标表示，排水剪试验结果就是有效应力指标（d= ′），只有固结不排水剪试验结果可用总应力或有效应力指标来表示。

土的抗剪强度试验与指标

(1)试验条件
• 施加围压充分固结
试样
• 施加(1 -)时，阀
剪对于切门传饱过关感和程闭器土中，，试的可量连测样超接剪：静孔切孔孔压过压隙系水数压B力=1.u0 对于程水剪中压切u产力=过B生Au程的(超中静无孔体隙积变=化A：(
• u0，=A-=u1/3
剪切过程中发生剪缩：
A>1/3
剪切过程中发生剪胀：
分，以保证无超静孔压水 2. 固结快剪施加正应力～充分固结在3-5分钟内剪切破坏 3. 快剪（不排水剪）施加正应力后立即剪切 3-5分钟内剪切破坏
试验过程中的应力变化 P
zx z
A
x
S
xz
T
在试验资料的分析中，假定试件中的剪应力均匀分布，
在但缘加事的剪应应实力变上以最并前大非，，如试而此件处试。于件当侧的试限中件状间被态部剪，分破2的时＝应，3 变靠＝k相近对剪1 要力小盒得边1
• 由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著，故试验结果不够理想。但由于它具有的优点，故仍为一般工程广泛采用。
3. 试验优缺点
P
A
类似试验：环剪试验单剪试验
S T
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
土样
1、试验原理与资料处理
P
A
S
T
f
τf=c＋tg
c O
f
σ = 300KPa σ = 200KPa σ = 100KPa
ε
2、试验分类
通过控制剪切速率来近似模拟排水条件
P A
S T
6转/分钟－－慢剪 12转/分钟－－快剪