土工直剪试验原理与实践探析
谈土工试验中的直剪试验在实际工程中的应用
谈土工试验中的直剪试验在实际工程中的应用摘要：在现代建设工程中，影响土体抗剪强度的因素较多，应对土体的综合指标进行全面和精确的计算和测定。
考虑到直剪试验操作简便、应用成本低、检定效率高的优势，为了更好地通过土体强度与稳定性计算准确测定土的相关指标，本文就土工试验中的直剪试验在工程中的应用进行分析。
关键词：土工试验；直剪试验；强度测定引言：影响土体抗剪强度的因素众多，其中包括土层性质、构成、状态等主要因素。
作为重要力学性质指标，为了确保现代建设工程的安全性与承载力，应做好对土体抗剪强度的测定，保证试验结果的准确性与结果生成的时效性。
1直剪试验原理在土工试验中直剪试验是测定土的抗剪强度指标的最适用方法，不同于其他试验方法，直剪试验的实用性在于其能够测定土样中的固定剪切面抗剪强度，可以有效保证测定结果的准确性。
在土工试验中的直剪试验，根据外部荷载加荷方式的不同，还可以进一步分为应变控制式与应变控制式。
相关直剪试验仪器的构造也比较简单，一般由连接外荷的固定上盒和滚珠活动的下盒构成，处于上下盒之间的土样可以被透水石阻隔，以保证在排水排气时土粒不被带出。
2不同直剪试验方法及其所适用的实际工程在实际工程案例的对比和分析中，可以发现，土的抗剪强度指标主要受土体受力排水固结状况影响，因此，根据排水条件和工程类型，可以将直剪试验方法分为以下三类：2.1直接快剪直接快剪适用于地基排水能力不佳以及施工加荷较快的工程状况，其中包括地基土厚度大的饱和黏土以及不够稳定的土质斜坡。
在应用直接快剪的土工试验方法时，需要在土样填装后，将竖向施加压力，在不对土样进行固结的过程中直接进行剪切。
将剪切速率控制在0.8mm/min的同时，快速施加水平方向的剪应力，使土样得到剪切破坏，整个剪切过程可以保持在3-5min。
直接快剪试验的最大优势与特点在于剪切的速度足够快，由于地基土剪切速度远远超过排水固结的速度，所以在剪切过程中来不及排水固结。
直剪试验原理
直剪试验原理直剪试验是一种常用的土工试验方法，用于研究土壤的剪切性能。
直剪试验原理主要是通过对土样施加水平剪切力和垂直压力，来研究土壤在剪切过程中的变形和破坏特性。
直剪试验原理的理论基础是摩尔-Coulomb准则，即土壤的剪切强度与正应力之间存在一定的线性关系。
在进行直剪试验时，首先需要采集代表性的土样，并进行标定。
然后将土样放置在直剪试验仪中，施加水平剪切力和垂直压力，观测土样的变形和破坏过程，最终得到土壤的剪切强度参数。
直剪试验原理的关键在于通过施加水平剪切力，来模拟土体内部的剪切应力，从而研究土壤在不同应力状态下的变形和破坏规律。
直剪试验原理的核心在于研究土壤的内部应力分布和变形特性。
在进行试验时，需要控制水平剪切力和垂直压力的施加速度和大小，以保证试验结果的准确性和可靠性。
通过直剪试验，可以得到土壤的剪切强度参数，如内摩擦角和剪切模量，这些参数对于土体的稳定性和工程设计具有重要的意义。
直剪试验原理的应用范围非常广泛，可以用于研究各种类型的土壤和岩石的剪切性能。
在土木工程、岩土工程和地质工程中，直剪试验是一种常用的试验方法，用于评价土体的工程性质和稳定性。
通过对土壤样品进行直剪试验，可以了解土壤在受力作用下的变形和破坏规律，为工程设计和施工提供重要的参考依据。
总的来说，直剪试验原理是通过施加水平剪切力和垂直压力，研究土壤在剪切过程中的变形和破坏规律，得到土壤的剪切强度参数。
这一原理在工程实践中具有重要的应用价值，可以为工程设计和施工提供科学依据，保障工程的安全和稳定性。
通过对直剪试验原理的深入理解和应用，可以更好地认识土壤的力学性质，为工程实践提供有力支持。
土的直剪实验研究报告
土的直剪实验研究报告【摘要】土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力，其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。
【关键词】实验目的：掌握土的室内直剪试验方法，并运用库仑——莫尔强度理论确定土的抗剪强度参数c、τ值，了解c和τ值在工程中的应用。
基本原理：土的抗剪强度是指土体抵抗剪应力破坏时的极限能力。
土体内某一面上的抗剪强度就是该面两侧的土体发生滑动的最大阻力，这一阻力是由内摩擦角和内聚力所组成，可近似地用库仑公式表示如下：粘性土τ=σtanυ+C非粘性土τ=σtanυ式中：τ—土体抗剪强度（kPa）；σ—承受的垂直压力（kPa）；υ—内摩擦角（°）；c—粘聚力（kPa）。
仪器设备：1.应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加载装置等组成（如图1）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、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。
图一试验方法：直剪实验一般可以分为：慢剪固结慢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，在以小于每分钟0.02mm的剪切速度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和值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算：始终——达到破坏所经历的时间——固结度达到50的时间2 固结快剪实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，直至破坏，一般在3~5min内完成，适用于渗透系数小于的细粒。
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与值，这种值称为总应力法抗剪强度参数。
3 快剪实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3~5min内完成，适用于渗透系数小于的细粒土。
直剪实验实验方案
直剪实验一、实验目的通过直剪实验测定土样在不同正压力下的抗剪强度。
二、实验原理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，即为抗剪强度。
采用应变控制式直剪仪，如图1所示，该仪器的主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，试样放在上下盒内上下两块透水石之间。
工作原理为：控制试样产生一定位移，如量力环中量表指针不再前进，表示试样已剪损，借助与上盒接触的量力环的变形值可以测定其相应的水平剪应力，表征土的抗剪强度。
1-轮轴2-底座3-透水石4-垂直位移计5-活塞6-上盒7-土样8-量力环量表9-量力环10-下盒图1 应变控制式直剪仪三、实验设备1.本实验采用应变控制式直剪仪，如上图1所示。
由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统构成。
2.垂直加压设备：用砝码通过杠杆、加压框架、刚球、传力板施加于试样。
3.剪切传动装置：转动手轮推动下盒给试样施加剪切力，剪切力的大小由与土样上盒连接的测力环测量。
4.切土环刀：内径61.8mm，高20mm，截面积30cm2。
5.铜质剪切盒：分上下两块，用两个销钉连接对齐，剪切前必须拔出销钉。
6.盒内有上下两块透水石，使水可以渗出，但土粒会进入透水石的空隙，所以透水石表面应衬滤纸，快剪可衬蜡纸或塑料薄膜。
7.测力计：由测力环和百分表构成，测力环的受力与变形成比例，用百分表测得变形再乘以一个变换系数C就得到土试样所受的剪应力。
8.其它：秒表、修土刀、凡士林等。
四、实验步骤1.用环刀取土样，两面削平，放在桌上待用。
2.将压盖和上透水石从盒中取出，这时一般应该将剪切盒取下，除去上块和可以取下的其他部件。
3.放回剪切盒上块时注意上下不要放反，上块上面盒口是有环形缺口可放入环刀的，将剪切盒上下块对齐，插入销钉，此时下透水石应留在剪切盒底，在下透水石上面放一张蜡纸或塑料膜。
4.将装有土样的环刀刃口向上放在剪切盒口的缺口上，应该刚好放进，即与剪切盒对齐。
土直剪实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解土直剪实验的基本原理和方法。
2. 掌握土直剪实验的操作步骤和数据处理方法。
3. 分析土的抗剪强度及其影响因素。
二、实验原理土直剪实验是一种常用的土力学实验，用于测定土的抗剪强度和剪切变形特性。
实验原理基于土体在剪切过程中，抗剪强度与剪切应力之间的关系。
根据摩尔-库仑理论，土体的抗剪强度可以用下式表示：τ = c + σtanφ式中，τ为剪切应力；c为土的黏聚力；σ为正应力；φ为土的内摩擦角。
三、实验仪器1. 土直剪仪：用于进行土直剪实验。
2. 量筒：用于量取土样体积。
3. 天平：用于称量土样质量。
4. 保湿器：用于保持土样的水分状态。
四、实验步骤1. 准备土样：取一定量的土样，将其放入保湿器中，保持土样的水分状态。
2. 称量土样：用天平称量土样的质量，并记录。
3. 量取土样体积：将土样放入量筒中，量取土样的体积，并记录。
4. 装样：将土样装入土直剪仪的剪切盒中，注意土样要均匀分布。
5. 加载：按照实验要求，对土样进行加载，直至达到预定剪切应力。
6. 记录数据：在剪切过程中，记录剪切应力、剪切位移等数据。
7. 解除加载：达到预定剪切应力后，解除加载，观察土样的剪切破坏情况。
8. 数据处理：根据实验数据，计算土样的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角等参数。
五、实验结果与分析1. 抗剪强度：根据实验数据，计算土样的抗剪强度。
抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的能力，其大小反映了土体的稳定性。
2. 黏聚力：黏聚力是土体颗粒之间的粘结力，反映了土体的内聚力。
根据实验数据，计算土样的黏聚力。
3. 内摩擦角：内摩擦角是土体抵抗剪切变形的能力，反映了土体的剪切特性。
根据实验数据，计算土样的内摩擦角。
4. 影响因素分析：分析土的抗剪强度及其影响因素，如土的种类、含水量、应力状态等。
六、实验结论通过土直剪实验，可以测定土体的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角等参数，为土体工程设计和施工提供依据。
实验结果表明，土的抗剪强度受多种因素影响，如土的种类、含水量、应力状态等。
土力学直剪试验(完整报告
土力学直剪试验(完整报告一、引言土力学直剪试验是土力学领域中常用的一种试验方法，用于研究土体在剪切应力作用下的力学性质。
通过直剪试验可以得到土体的剪切强度参数，了解土体的抗剪性能，为土体的工程应用提供依据。
本报告将对土力学直剪试验的试验过程、数据处理及结果分析进行详细介绍。
二、试验目的本次试验的主要目的是测定土体的剪切强度参数。
通过对不同试验条件下土体的剪切强度进行测定，分析土壤类型、含水率等因素对土体剪切强度的影响，为土体工程设计提供参考。
三、试验原理直剪试验是将土体样品切割成两个均匀的平面，之后对这两个平面施加水平剪切力，使土体断裂。
根据土体断裂时产生的剪切力和剪切位移，可以计算土体的剪切强度参数。
试验过程中需要注意保持土体样品的水分状态和试验速度等因素。
四、试验装置与样品制备直剪试验需要用到直剪仪、剪切盒、仪器支撑架等试验装置。
首先，从现场采集的土样中挑选一部分代表性的样品，对样品进行初步处理，如去除杂质、石块等。
然后，根据试验要求将土样切割成方形或圆形样品，保证样品的均匀性和一致性。
五、试验过程1.样品制备：根据试验要求将土样切割成适当尺寸的样品。
2.试验装填：将样品放入剪切盒中，在试验过程中要确保样品与剪切盒之间的水平位置。
3.水分调节：根据试验要求，可以调节试验前的样品水分含量。
4.剪切加载：在试验仪器上施加水平剪切力，使样品发生剪切破坏。
5.数据记录：记录剪切过程中的剪切力和剪切位移数据。
六、数据处理根据试验中记录的剪切力和剪切位移数据，可以进行以下数据处理：1.计算土体的剪切强度参数：根据剪切力和剪切位移数据计算土体的剪切强度参数，如摩擦角、凝聚力等。
2.绘制剪切曲线：将试验过程中的剪切力和剪切位移数据绘制成剪切曲线，分析土体的剪切特性。
七、结果分析根据试验数据处理结果，可以得到土体的剪切强度参数。
1.土壤类型对土体的剪切强度有一定影响，不同土壤类型的剪切强度参数存在差异。
2.含水率对土体的剪切强度也有一定影响，一定范围内土体的含水率越高，剪切强度越低。
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。
(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。
5.直剪实验
五、直剪实验（快剪法）（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 。
直剪实验分为快剪（Q ）、固结快剪（CQ ）和慢剪（S ）三种实验方法。
本实验用快剪法进行干砂的剪切实验。
（二）实验原理快剪实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。
（三）仪器设备1．应变控制式直接剪切仪：有剪力盒、垂直加压框架、测力计及推动机构等，仪器如图1所示，仪器结构示意图如图2所示。
2．其它：量表、砝码等。
（四）实验步骤1．制备、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，将干砂轻轻倒入盒内，在顶部放入一透水石，并轻压使透水石和上盒上表面齐平。
测定所用砂土的质量，并计算试样的密度。
2．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（100 kPa 、200 kPa 、300 kPa 、400kPa ）进行剪切。
3．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。
4．拆卸试样：剪切结束后，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、上盖板，取出试样。
（五）实验注意事项1．控制试样的密度，使4个试样的孔隙比接近。
2．先安装试样，再装量表。
实验前量表中的大指针调至零。
土工直剪试验原理与实践探析
土工直剪试验原理与实践探析摘要：本文从原理与实践两个方面对土工直剪试验进行了深入分析与讲解，对如何做好该试验提出了一些见解与主张，并对试验的局限性也进行了剖析，方便土工试验人员以及勘察设计人员去更好地理解该试验，更加科学地分析、运用本试验指标。
关键词：土工直剪试验原理实践粘聚力内摩擦角最小二乘法1 前言土工直剪试验是发展较早的一种测定土的抗剪强度的方法，由于设备简单，易于操作，在工程实践中得到了广泛应用。
笔者进行过大量的土工直剪试验操作，认真学习了相关理论知识，积累了丰富实践经验，现就土工直剪试验的原理与实践与读者进行一下探讨与分析。
2 土工直剪试验的原理2.1土工直剪试验单块土抗剪强度的确定土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏时的能力，是土的重要力学性质之一。
在外荷作用下，建筑物地基或土工建筑物内部将产生剪应力和剪切变形，而土体具有抵抗剪应力的潜在能力，它随着剪应力的增加而逐渐发挥，当剪阻力完全发挥时，土就处于剪切破坏的极限状态，此时剪阻力也达到极限。
这个极限值就是土的抗剪强度。
室内直剪试验中测定土的抗剪强度时，一组土样至少制备4个试件，按土样实际荷载分别施加多级垂直压力后，沿固定的剪切面直接施加水平剪力依次进行剪切，依次剪切，分别测试出土样在相应荷载下破坏时的抗剪强度，这个抗剪强度是以剪切位移为横坐标，剪应力为纵坐标，绘制剪应力与剪切位移关系曲线（见图1），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处所对应的剪应力为抗剪强度，同时要求试验的剪切位移达6mm。
如图1中的小箭头分别为4块土样进行剪切试验时的剪应力峰值取值，这4个峰值即分别为试验土样的抗剪强度。
图1 剪应力与剪切位移关系曲线上图中剪应力的计算公式如下：=CR/A0×10式中剪应力，kPa；C 测力计率定系数，N/0.01mm；R 测力计读数，0.01mm，直剪试验中的测力计一般采用量力环；A0 试样面积，常量，取30 cm2；10 单位换算系数。
直剪切实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过直剪切试验，测定土体的抗剪强度指标，包括内摩擦角和粘聚力，为土压力、地基承载力和土坡稳定等工程计算提供基础数据。
二、实验原理土体在受到外力作用时，其内部会产生剪切应力，当剪切应力达到一定值时，土体将发生剪切破坏。
直剪切试验通过施加水平剪切力，使土体发生剪切变形，直至破坏，从而测定土体的抗剪强度。
三、实验仪器1. 直剪仪：用于施加剪切力，测量剪切位移。
2. 垂直加载设备：用于施加垂直压力。
3. 环刀：用于取样。
4. 天平：用于称量土样。
5. 量角器：用于测量内摩擦角。
四、实验步骤1. 样品制备：从原状土样中取出一定数量的土样，将其风干、筛分，并按要求的干密度进行制备。
2. 样品安装：将制备好的土样装入直剪仪的剪切盒中，并调整垂直压力。
3. 施加水平剪切力：启动直剪仪，逐渐施加水平剪切力，直至土样破坏。
4. 记录数据：记录剪切过程中施加的水平剪切力和对应的剪切位移。
5. 计算内摩擦角和粘聚力：根据实验数据，利用相关公式计算内摩擦角和粘聚力。
五、实验结果与分析1. 内摩擦角：本次实验测得土体的内摩擦角为26.9°，表明该土体具有一定的抗剪强度。
2. 粘聚力：本次实验测得土体的粘聚力为42.9 kPa，表明该土体具有一定的内聚力。
3. 结果分析：本次实验结果与理论计算值基本吻合，说明直剪切试验能够有效地测定土体的抗剪强度指标。
六、实验总结1. 直剪切试验是一种常用的土体抗剪强度测试方法，能够有效地测定土体的内摩擦角和粘聚力。
2. 实验过程中应注意以下几点：- 确保土样制备质量，避免因土样制备不当而影响实验结果。
- 正确操作实验仪器，确保实验数据的准确性。
- 仔细记录实验数据，为后续分析提供依据。
七、实验建议1. 增加实验次数，以提高实验结果的可靠性。
2. 研究不同土体的抗剪强度特性，为工程实践提供更全面的数据支持。
3. 探索直剪切试验在其他领域的应用，如岩土工程、地质勘探等。
直剪试验原理
直剪试验原理
直剪试验是一种常用的土力学试验方法，用于测定土体的剪切强度参数。
直剪
试验原理基于土体在受到垂直应力和剪切应力作用下的变形和破坏特性，通过对土体的应力-应变关系进行分析，可以得出土体的剪切强度参数，为工程设计和施工
提供重要参考依据。
首先，进行直剪试验需要准备一定数量和规格的土样。
土样的制备应符合相关
规范要求，并保证土样的密实度和含水量符合试验要求。
然后，将土样放置在直剪试验仪的剪切装置中，施加垂直应力和水平剪切应力，观察土样的变形和破坏过程。
在试验过程中，需要记录土样的应变变化和剪切应力的变化，以便后续的数据分析和参数计算。
在直剪试验中，土样在受到剪切应力作用下会发生剪切变形，同时产生剪切应力。
当剪切应力逐渐增大时，土样的剪切变形也会逐渐增大，直到土样达到破坏状态。
通过对土样的应力-应变曲线进行分析，可以得出土体的剪切强度参数，包括
内摩擦角和剪切强度。
直剪试验原理的关键在于对土样在受到剪切应力作用下的力学响应进行观察和
分析。
土样的剪切强度参数是土体工程性质的重要指标，对于土体的稳定性和承载力具有重要的影响。
因此，直剪试验原理的研究和应用对于工程设计和施工具有重要意义。
总之，直剪试验原理是基于土体在受到垂直应力和剪切应力作用下的变形和破
坏特性，通过对土样的应力-应变关系进行分析，得出土体的剪切强度参数。
直剪
试验原理的研究和应用对于土体工程性质的评价和工程设计具有重要意义，是土力学领域的重要研究内容之一。
直剪试验仪工作原理
直剪试验仪工作原理直剪试验一般取三至四个相同的试样，在直剪仪中施加不同竖向压力，再分别对它们施加剪切力直至破坏，以直接测定固定剪切面上土的抗剪强度的方法。
直接剪力试验仪，又称直剪仪，用以对土试样进行直接剪切试验的仪器。
按施加水平推力的控制方式可分为应变控制式和应力控制式两类。
第一类是室内用直剪仪试验样品土壤主要用环形刀从野外获取，这就导致了土壤样品的扰动，不足以代表野外土壤的实际状态，对于灵敏度较高的软粘土，扰动所导致的测量值影响更加明显，室内用直剪仪的改进型，主要集中在应变控制和参数获取的机电化，采用电机实现应变控制和传感器的参数测取，但仍无法排除土壤样品所受扰动的影响。
第二类是便携式直剪仪，比如十字板剪力仪或扭翼式剪切测量仪，虽然可以直接用于野外测试，但由于其结构的限制无法获取准确的参数，不宜用于理论的研究，更适合实际的应用判断。
与此同时，无论是室内直剪仪还是野外便携式直剪仪，主要应用于土力学领域，所测值代表静态土壤参数，应用于地面力学时有一定的局限性，不足以代表真实情况。
原位直剪仪整体尺寸为750 mm×280 mm×200 mm。
虽然圆环形的土壤取样器对土壤的扰动较小，但是由于圆形土壤样本在剪切面应力分布不均匀，为减小这种不均匀性，将取样器设计成方形，上下方形盒对合在一起构成土壤取样容器，对合面即为剪切试验的剪切平面。
方形盒内尺寸为100 mm×100 mm，尺寸的确定主要出于以下原因考虑：相对较大尺寸的土壤样本剪切面在数据的测量方面更加可靠，外界的干扰以及测量的误差对其影响有限；考虑到土壤取样的方便性，尺寸不宜过大；考虑到整个仪器的便携性；在做动态剪切试验时，为了更接近实际装甲车辆对地面的压强大小，以达到相近的压强数值，配重的大小尺寸限制。
权衡各方面原因，在确定的尺寸范围内选取了100 mm×100 mm 作为土壤样本的界面尺寸大小。
底板上开有同样100 mm×100 mm 的方形孔，用于穿过方形盒，并固定下方形盒位置。
土工直接剪切试验和三轴剪切试验优缺点及适用范围研究黄立丕
土工直接剪切试验和三轴剪切试验优缺点及适用范围研究黄立丕发布时间：2021-10-14T07:12:38.477Z 来源：《防护工程》2021年20期作者：黄立丕[导读] 随着现代化发展不断加快，人们对于建筑工程整体质量也提出了更高的要求。
在此过程中，土的抗剪强度测试无疑是十分重要的一项内容，该方面的性质对于工程结构及地基的稳定性有着很大的影响。
就目前而言，建筑工程施工中测试土的抗剪强度的方法主要有以下两种，分别是直接剪切试验和三轴剪切压缩试验。
本文中就针对土工直接剪切试验和三轴剪切试验两种方法的原理进行论述，经比较后，充分了解二者的优缺点及具体的适用范围，从而有效的调整不同级别建筑物对于这类实验方法的选择，也使得最终的试验结果更符合岩土工程运行的实际工况。
黄立丕地矿梧州地质工程勘察公司广西梧州 543002摘要：随着现代化发展不断加快，人们对于建筑工程整体质量也提出了更高的要求。
在此过程中，土的抗剪强度测试无疑是十分重要的一项内容，该方面的性质对于工程结构及地基的稳定性有着很大的影响。
就目前而言，建筑工程施工中测试土的抗剪强度的方法主要有以下两种，分别是直接剪切试验和三轴剪切压缩试验。
本文中就针对土工直接剪切试验和三轴剪切试验两种方法的原理进行论述，经比较后，充分了解二者的优缺点及具体的适用范围，从而有效的调整不同级别建筑物对于这类实验方法的选择，也使得最终的试验结果更符合岩土工程运行的实际工况。
关键词：土工直接剪切试验、三轴剪切试验、优缺点分析、适用范围研究引言土的抗剪强度即是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，作为土的重要力学性质，其抗剪强度往往呈现出不断变化的趋势，且这方面的变化也有着一定的规律性。
经过多方面实验研究表明，土体发生破裂的表面，其抗剪强度会随着法向应力的增加而增长，这也在一定程度上给土的抗剪强度测试带来了难题。
就目前而言，对于土的抗剪强度的测试也需要选择合适的设备及方法，主要是依据土的受力面以及受力的基本方式，这也是确保最终测试结果准确性的重要保障。
直剪试验试验原理
直剪试验试验原理引言直剪试验是土力学中常用的试验方法之一，用于研究岩石和土壤材料的切变强度和剪切性质。
本文将介绍直剪试验的基本原理、试验过程和数据处理方法，以及相关的注意事项和应用领域。
试验原理直剪试验是一种简易的试验方法，通过施加剪切力来模拟土体内部的剪切过程，从而测定土体的剪胀性、剪切强度等性质。
试验时，将土体样品切割成一定规格的单位面积，然后在两个平行的面上施加相等且反向的剪切力，使土体发生切变变形。
试验过程直剪试验的基本步骤如下：1.准备土样：选择合适的土样，根据试验需求将其切割成规定尺寸和形状的样品。
2.试验装置：将土样放置在密封的试验装置中，对其施加水平状态的正应力。
3.垂直应力：通过增加垂直荷载来调整土样的垂直应力，以保持垂直应力的恒定。
4.剪切加载：施加相等且反向的水平剪切力，使土样产生切变变形。
5.测量和记录：在剪切过程中，及时测量和记录剪切力、剪切位移等相关参数。
6.试验结果：根据试验测量数据，绘制剪切曲线并计算剪切强度等试验结果。
数据处理在直剪试验中，常用的数据处理方法包括：1.剪切曲线：绘制剪切力和剪切位移之间的关系曲线，用于分析土体的剪切行为和判定破坏模式。
2.剪切强度指标：通过剪切曲线确定土体的剪切强度指标，例如极限剪切强度、抗剪强度指数等。
3.剪胀性分析：根据试验结果，评估土体的剪胀性质，了解土体的体积变形特性。
4.试验数据处理：对试验数据进行统计和分析，计算平均值、标准差等指标。
注意事项在进行直剪试验时，需要注意以下几点：1.土样制备：土样制备的规格和形状应符合试验标准，确保试验结果的准确性和可比性。
2.试验装置：试验装置的密封性和刚度要满足试验要求，以避免外界环境的干扰和装置变形的影响。
3.加载速率：选择合适的剪切加载速率，过快或过慢的加载速率都可能导致试验结果的偏差。
4.数据记录：试验过程中要及时准确地记录相关数据，以保证后续的数据处理和结果分析的可靠性。
应用领域直剪试验广泛应用于土力学、岩土工程、地质工程等领域，主要用于以下方面：1.土壤力学性质研究：直剪试验可用于研究土壤的切变性质、剪胀性、变形参数等。
土工直接剪切试验和三轴剪切试验优缺点及适用范围
试 验 ，每 个 试 件 施 加不 同 的周 围压力 ｏ ｒ ， ，可分 别
得 出剪 切 破 坏 时 的 大 主应 力 。 ，将 这些 结 果 绘 成
一
（ ３ ） 在剪 切 过 程 中 ，土 样 剪 切面 逐 渐缩 小 ，而 在计 算 抗 剪 强 度 时 却 是 按 土样 的 原 截 面 计 算 的 ； （ ４ ） 试 验 时不 能 严 格 控 制 排 水 条 件 ，不 能 测 量 孔 隙水
盒 之 间 的 平 面 ，而 不 是 沿 土 样 最 薄 弱 的 面 剪 切 破
Ｏ
（ ｂ ）
（ ｃ ）
图 １ 直 接 剪 切 试 验 结 果
孙 莉 萍 等 ・土 工 直 接 剪 切 试 验 和 三 轴 剪 切 试 验 优 缺 点 及 适 用 范 围
・ ４ １・
坏 ；（ ２ ） 剪 切 面 上剪 应 力 分布 不 均 匀 ，土 样 剪 切破
直 接 剪 切试 验 最 大 的 优 点 就 在 于 其 设 备 构 造 简单 、操 作 容 易 和 试 验 历 时短 ，这 也 是 目前 各 个 项 目在 工 期 紧 的情 况 下 被 广 泛 应 用 的 主 要 原 因 。
剪 切 位 移关 系 曲线 中有 明显 峰值 或稳 定 值 时 ，取
可 用库 仑 公 式 （ １ ） 表示。图 １ （ ｃ ） 表 明对 于 黏 性 土 ，
抗 剪 强 度 与法 向 应 力 之 间也 基 本 成 直线 关 系 ，该
和无 侧 限抗 压 试 验 等 。本 文 主 要 对 土 工试 验 的力
学 试 验 中 的直 接 剪 切 试 验 与 三 轴 剪 切 试 验 进 行 了 优 缺 点 的对 比分 析 ．为今 后 不 同 等级 的工 程 选 择 什 么样 的试验 方法 提供 部分 参 考意见 。
土的直剪实验研究报告
土的直剪实验研究报告【摘要】土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力，其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。
【关键词】实验目的：掌握土的室内直剪试验方法，并运用库仑——莫尔强度理论确定土的抗剪强度参数c、τ值，了解c和τ值在工程中的应用。
基本原理：土的抗剪强度是指土体抵抗剪应力破坏时的极限能力。
土体内某一面上的抗剪强度就是该面两侧的土体发生滑动的最大阻力，这一阻力是由内摩擦角和内聚力所组成，可近似地用库仑公式表示如下：粘性土τ=σtanυ+C非粘性土τ=σtanυ式中：τ—土体抗剪强度（kPa）；σ—承受的垂直压力（kPa）；υ—内摩擦角（°）；c—粘聚力（kPa）。
仪器设备：1.应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加载装置等组成（如图1）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、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。
图一试验方法：直剪实验一般可以分为：慢剪固结慢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，在以小于每分钟0.02mm的剪切速度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∅s 值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算： t f=50t50始终 t f——达到破坏所经历的时间t50——固结度达到50%的时间2 固结快剪实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，直至破坏，一般在3~5min内完成，适用于渗透系数小于10−6cm/s的细粒。
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φcq与∁cq值，这种值称为总应力法抗剪强度参数。
3 快剪实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3~5min内完成，适用于渗透系数小于10−6cm/s的细粒土。
土工直接剪切试验和三轴剪切试验优缺点及适用范围探究
土工直接剪切试验和三轴剪切试验优缺点及适用范围探究摘要：土工试验工作开展，是为了很好的解决土工问题的关键环节，因此直接影响到直接剪切试验以及三轴剪切试验当中的优缺点。
在进行不同级别的建筑物的试验方式的调整中，需要积极的保障试验结果的可靠性。
在本文的分析中，主要基于这方面进行详细的分析，为相关领域工作人员提供详细参考。
关键字：土工直接剪切试验；三轴剪切试验；土木工程引言：土工试验的过程中，对于力学试验的参数调整，主要是针对土的抗剪强度的计算分析，以及评价边坡的稳定性。
在进行详细的计算分析过程中，对地基的承载力、挡土墙土压力等方面的，都起到了十分重要的作用和价值。
进行土的抗剪强度测定当中，直接影响到后续工程建设的质量与安全性。
1 研究背景进行抗剪强度的测定过程中，当下工作人员会采用直接剪切试验、三轴剪切试验，以及采用无侧限抗压试验的方式，进行详细的分析与处理。
而在本文的研究当中，主要是采用土工试验的角度进行分析，以此利用对两种不同检测方式的优缺点的方式，为相关领域的工作人员提供一定的研究参考，全面提升试验分析的总体水平。
2 直接剪切试验分析2.1 试验原理进行试验的过程中，会寻找同一土体的四个取样进行分析，并置于不同的法向应力下，造成破坏，以此通过试验结果的方式，绘制出抗剪强度与法向应力之间的关联曲线。
在剪应力与剪切位移关系的分析中，发现并不会出现明显的峰值或者稳定时，就可以当做将其当做抗剪强度破坏值。
这个阶段的试样出现了脆性破坏的特征[1]。
其次，伴随着剪应力的增长，在无峰值或者无稳定值的时候，就将4mm 的剪应力，当做抗剪强度破坏值。
在这样的试样，具备着塑性破坏特征。
抗剪强度与反向应力之间的关系，形成了线性的关系前。
土的抗剪强度基本上包含着粘聚轻度以及摩擦强度这两方面内容，利用对不同级别当中的法向荷载与抗剪强度之间，建立出的回归方程，便于后续的分析。
2.2 优缺点采用直接剪切试验的方式，相比较其他的技术方式，在设备构造方面比较简单，加上进行操作方面较为便捷，以及试验的整个流程时间比较短暂，这样就可以在不同的项目处理当中，可以运用到一些试验时间较为短暂的处理工作中。
实习报告-土体直剪
实习报告-土体直剪----749f2b92-715c-11ec-ad3f-7cb59b590d7d一、实习目的通过现场直剪试验测定了岩土体特定剪切面上的抗剪强度指标。
实验主要适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及由它们组成的混合土层。
由于试验尺寸大且在现场进行，能把岩体的非均值性以及软弱结构面对抗剪强度的影响更真实的反映出来，比室内岩块实验更符合实际情况。
二、主要仪器设备1、试体制备系统风钻（或切石机）、模具、人工开挖工具各一套。
2.装载系统（1）、液压千斤顶，2台；根据岩土体强度，竖向千斤顶出力为100t，卧式千斤顶输出50t；（2）、油压泵（附压力表、高压油管。
测力计等），2台；电动式，向千斤顶供油。
（1）高压胶管，若干（配有快速接头），输送油压用；（2）物理柱：一套无缝钢管，必须具有足够的刚度和强度。
材料为锰钢无缝钢管，外径为260mm，内径为250mm。
长度为0.8m、0.6m、0.5m、0.3m、0.1m各一根，从长度为2.1m。
传立柱为等距4孔法兰盘连接。
（3）钢底板：15mm厚，45#钢480*480*15mm。
一套10件（4）土样套筒：用厚度15mm，45#钢制成，尺寸为500*500*350毫米（5）滚轮排：一套，尺寸为500*500*350mm。
4、测量系统（1）压力表：一套精度一流的标准压力表，用于测量油压；(2) . 百分表：四个；(3) . 磁表架：四个；（4）、测量表架：20a工字钢2根，每根2.0m；（5）、测量标点：混凝土墩4根；（6）、压力传感器：2个。
5.反力系统：采用63c工字钢支撑反力系统。
6.记录系统目前国内静载试验的记录方式采用人工记录，经资料整理绘出应应力应变曲线。
发展趋势是用绘图仪绘制应力应变曲线，提高记录精度，降低测试人员的劳动强度。
我们设计的是用绘图仪绘制应力应变曲线的方法。
试验设备的连接方法：加荷系统依次为电动油泵—稳压器—千斤顶部压力传感器X-Y记录器；变形观测设备依次为变形传感器-x-y记录仪；反应体系：土样箱—支承板—辊道—支承板—传动柱—63c工字钢。
直剪试验原理
直剪试验原理
直剪试验是一种常见的材料力学试验方法，用于测定材料的剪切性能参数。
其原理基于材料在受到剪切力作用时发生的形变与应力的关系。
在直剪试验中，一块材料样品被切割成一个长方形的形状，然后将该样品放置于一个夹持装置中。
接下来，通过在装置上施加力矩，使夹持装置上的两个剪切面之间发生相对位移，从而产生剪切变形。
在剪切变形发生时，材料内部会产生剪切应力，其大小与外力矩以及样品几何尺寸有关。
通过测量外力矩和样品几何尺寸，可以计算得到样品的剪切应力。
根据材料的不同性质以及所需的测试参数，直剪试验可以使用各种传感器来测量力矩和位移。
一般常用的是扭矩传感器和位移传感器。
通过对直剪试验数据的分析，可以获得材料的剪切极限强度、剪切模量等参数，这些参数对于了解材料的力学性能以及工程应用具有重要意义。
综上所述，直剪试验是一种通过施加外力矩使材料发生剪切变形，从而测量剪切应力的试验方法。
通过该试验可以得到材料的剪切性能参数，为材料力学性能的研究和应用提供了重要依据。
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土工直剪试验原理与实践探析
摘要：本文从原理与实践两个方面对土工直剪试验进行了深入分析与讲解，对
如何做好该试验提出了一些见解与主张，并对试验的局限性也进行了剖析，方便
土工试验人员以及勘察设计人员去更好地理解该试验，更加科学地分析、运用本
试验指标。
关键词：土工直剪试验原理实践粘聚力内摩擦角最小二乘法
1 前言
土工直剪试验是发展较早的一种测定土的抗剪强度的方法，由于设备简单，
易于操作，在工程实践中得到了广泛应用。
笔者进行过大量的土工直剪试验操作，认真学习了相关理论知识，积累了丰富实践经验，现就土工直剪试验的原理与实
践与读者进行一下探讨与分析。
2 土工直剪试验的原理
2.1土工直剪试验单块土抗剪强度的确定
土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏时的能力，是土的重要力学性质之一。
在外荷作用下，建筑物地基或土工建筑物内部将产生剪应力和剪切变形，而土体
具有抵抗剪应力的潜在能力，它随着剪应力的增加而逐渐发挥，当剪阻力完全发
挥时，土就处于剪切破坏的极限状态，此时剪阻力也达到极限。
这个极限值就是
土的抗剪强度。
室内直剪试验中测定土的抗剪强度时，一组土样至少制备4个试件，按土样
实际荷载分别施加多级垂直压力后，沿固定的剪切面直接施加水平剪力依次进行
剪切，依次剪切，分别测试出土样在相应荷载下破坏时的抗剪强度，这个抗剪强
度是以剪切位移为横坐标，剪应力为纵坐标，绘制剪应力与剪切位移关系曲线
（见图1），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处所对应的剪应力为抗剪强度，同时要求试验的剪切位移达6mm。
如图1中的小箭头分别为4块土样进行剪切试验时的剪应力峰值取值，这4个峰值即分别为试验
土样的抗剪强度。
图1 剪应力与剪切位移关系曲线
上图中剪应力的计算公式如下：
=CR/A0×10
式中剪应力，kPa；
C 测力计率定系数，N/0.01mm；
R 测力计读数，0.01mm，直剪试验中的测力计一般采用量力环；
A0 试样面积，常量，取30 cm2；
10 单位换算系数。
算例：设某剪切仪的测力环系数为4.79（N/0.01mm），测力环中的百分表某
一时刻读数为0.6mm，即60个0.01mm，那么该时刻的剪应力为：
=4.79×60÷30×10=95.8（kPa）
因为试样的剪切面积是固定不变的，所以在对量力环进行率定的时候也可把
试样的剪切面积放在量力环率定系数里进行计算，而这样计算出的量力环系数的
单位是kPa/mm，因此剪应力公式也可以写成：=CR，其中R是以mm为单位的测力计读数，这在土工生产中常用的四联剪切仪里一般采用后者计算方式。
2.2 土的抗剪强度参数内摩擦角φ和粘聚力c的确定
地质勘察工作在为设计专业提供土的抗剪强度时，是以内摩擦角φ和粘聚力
c的形式提供的，这样便于设计人员计算土在一定压力范围内的抗剪强度。
根据
库仑强度定律，在常规压力下，直剪试验理论上测得的有效强度线是一条直线
（见图2），即S=PtanΦ+C，其中C为强度线与纵坐标的截距，称为土的粘聚力；P为作用在剪切面上的有效法向应力；Φ为强度线的坡角，称为土的内摩擦角。
图2 剪应力与剪切位移关系曲线
由于土本身特殊的物理力学性质，以及受土样扰动、仪器误差和人为因素的
影响，各级荷载相对应的S、P并不严格落在一条直线上。
对于试验结果，传统
上试验室采取作图法去手工拟合四个试验点，画一条直线，这种方法存在一定的
误差和随意性，影响到测试结果的准确性和精度。
现在生产中常用的四联剪切仪
已普遍采用最小二乘法去拟合直线，该方法得到的结果更准确。
根据数学公式推导，采用最小二乘法方法时所得到的粘聚力C与内摩擦角Φ分别如下：
把图2剪切试验中的四个试验点（见表1）分别代入上面计算公式就可得到
该土的粘聚力C为45.13，内摩擦角Φ为16.2度。
表1 图2中的剪切试验点
3 土工直剪试验的实践
3.1 土工直剪试验的分类及其相应解析
按剪切前的固结程度、剪切时的排水条件及加荷速率，又把直接剪切试验分
为快剪、固结快剪和慢剪三种试验方法。
每种试验方法适用于一定排水条件下的
土体，相应于工程所处的工作状态。
因此，在选择试验方法时，应注意所采用的
方法尽量反映土的特性和工程所处的工作阶段，并与分析计算方法相匹配。
3.1.1 快剪试验（Q）
对试样施加竖向压力后，立即快速施加剪应力使试样剪破坏。
一般从加荷到
剪坏用3~5min时间。
其目的是使试样承受竖向压力后及在剪切过程中防止试样
固结、排水。
该强度参数适用于建筑物在很短期内完成或预计施工期内地基土不
固结不排水条件下的稳定计算。
快剪试验所得的粘聚力和内摩擦角分别用符号Cq
和Φq表示。
3.1.2 固结快剪试验（CQ）
对试样施加压力后，试样充分排水，待固结稳定后，再快速施加剪应力使试
样剪切破坏。
这样测定的强度参数适用于地基或土堤在施工期已完成排水固结，
后因突然施加外荷载或土堤前水位骤降等条件下的稳定计算。
固结快剪试验所得
的粘聚力和内摩擦角分别用符号Ccq和Φcq表示。
3.1.3 慢剪试验（S）
试样放于剪切盒内，试样顶面和底面均放置透水石，施加竖向压力P后，让
试样充分排水固结。
变形稳定后，启动推动轴，剪切速率很缓慢，保证试样在剪
切过程中也充分排水。
用于模拟土体充分固结后才开始缓慢施加荷载的情况。
该强度参数适用于土体透水性较强、排水条件良好、建筑施工速度较慢情况
时的稳定计算。
慢剪试验所得的粘聚力和内摩擦角分别用符号Cs和Φs表示
3.2 土工直剪试验应注意的一些因素
（1）垂直压力的施加方式与大小。
一次施加或分级施加对土的压缩是有影响的，其塑性指数愈大，影响也愈大。
所以，对于低含水率、高密度的粘性土，应
一次施加；对于松软的粘土，为防止试样被挤出，垂直压力宜分级施加。
另外，
根据土的密实度与软硬程度可以分别施加图3中的四种荷重序列，一般密实
的硬土应加大荷重序列，松软一些的应加小荷重序列，这样可以控制土的排水与
变形。
（2）剪切速率的大小。
剪切速率是影响土的抗剪强度的一个重要因素，主要
表现在以下两个方面：一方面是剪切的快慢影响试样的排水固结强度。
二是对粘
滞阻力的影响，剪切速率高，粘滞阻力增大，表现出较高的抗剪强度；反之，粘
滞阻力小，所得的强度降低。
快剪试验应以0.8mm/min的速率剪切，在较短时间内剪损，目的就是为了在剪切过程中尽量避免试样的排水固结。
而慢剪试验要以
小于0.02mm/min的速率剪切，是为了在剪切过程中充分地排水固结。
（3）仪器的校正与操作。
目前的直剪仪都是利用杠杆原理来实现垂直加压的，为了提高垂压精度，必须注意仪器的校正与操作。
一方面，直剪仪要水平方向调
平衡，方法是不在水平加压杠杆上施加压力的情况下，使竖向加压框架像试验时
一样垂直竖立，通过旋转仪器后方的平衡砣，使水平加压杠杆稳定在水平位置。
另一方面，在试验时，要确保水平加压杠杆处在水平状态，这样才能保证直剪仪
的杠杆比正确，才能保证施加的垂直压力正确。
如是四联直剪仪，还要定期检验
位移传感器是否正确以及精度是否能够满足规范要求。
3.3 土工直剪试验的局限
直接剪切试验具有设备简单、土样制备及试验操作便捷等优点，因而得到广
泛应用。
但是也存在一些不足：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；剪切面上剪应力分布不均匀，且竖向荷载会发生偏转（上
下盒的轴线不重合），主应力的大小及方向都是变化的；在剪切过程中，土样剪
切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时仍按土样的原横截面面积计算；试验时不能
严格控制排水，并且不能测孔隙水压力；试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。
4 结语
本文从原理和实践两个方面对土工直剪试验进行了深入的分析与探讨，对直
剪试验指标的计算、取值与运用都进行了详细地说明，同时也对做好剪切试验应
注意的事项做了一些强调，希望这些讲解与分析能够帮助土工试验人员以及勘察
设计人员去更好地理解该试验，更加科学地分析、运用本试验指标。
参考文献：
[1]土工试验方法标准（GB/T 50123 - 1999）
[2]土工试验规程（SL237 – 1999）
作者姓名：牛江波；出生年月：1985年8月10日；性别：男；学历：本科；职称：工程师；单位：安徽省水利水电勘测设计院勘测分院；省市名称：安徽省
蚌埠市；邮编：233000；主要从事工作：工程勘测。