第四章 剪切强度试验
剪切强度试验
剪切强度试验剪切强度试验是一种用于评估材料抗剪切能力的试验方法。
它是一种常见的力学性能试验，广泛应用于工程领域和科学研究中。
剪切强度试验主要通过施加垂直于材料表面的切割力来测量材料的抗剪切能力。
在试验中，常用的试验样品形状包括圆形、方形和矩形等。
试验过程中，首先将试样固定在试验机上，然后施加垂直于试样表面的力，使试样发生剪切变形。
通过测量施加的力和试样变形，可以得到材料的剪切强度。
剪切强度试验的结果可以用于评估材料的强度和可靠性。
在工程设计中，剪切强度是一种重要的力学参数，它能够指导结构的设计和选材。
例如，在建筑领域中，钢材的剪切强度是设计梁的关键参数之一。
在材料研究中，剪切强度试验可以用于比较不同材料的性能，从而选择最合适的材料用于特定的应用。
剪切强度试验的结果受多种因素的影响，包括材料的组成、结构和处理工艺等。
例如，金属材料的晶粒结构和金属间化合物的分布对剪切强度有着重要影响。
此外，试样的几何形状和试验条件（如应变速率和温度）也会对试验结果产生影响。
剪切强度试验可以通过不同的方法进行，常见的试验方法有直剪试验、双剪试验和圆柱剪切试验等。
这些方法在试样形状和试验过程中的施力方式上存在差异，选择合适的试验方法需要根据具体的试验目的和材料特性进行。
在进行剪切强度试验时，需要注意一些实验细节。
首先，应确保试样的尺寸和几何形状符合标准要求，以保证试验结果的准确性和可比性。
其次，试验过程中应避免应变速率过快或过慢，以免对试验结果产生影响。
此外，试验设备和仪器的选择和校准也是确保试验结果准确可靠的重要因素。
剪切强度试验是一种重要的力学性能试验方法，可以用于评估材料的抗剪切能力。
在工程领域和科学研究中，剪切强度试验的结果对于材料的选择和设计具有重要的指导意义。
通过合理设计试验方案和严格控制试验过程，可以获得准确可靠的试验结果，为工程设计和材料研究提供有力支持。
工程力学中的剪切强度如何测量？
工程力学中的剪切强度如何测量？在工程力学领域，剪切强度是一个至关重要的概念。
它关乎着材料和结构在承受剪切力时的稳定性和可靠性。
那么，如何准确地测量剪切强度呢？这是一个需要深入探讨的问题。
首先，我们来了解一下什么是剪切强度。
简单来说，剪切强度指的是材料抵抗剪切力而不发生破坏的能力。
当两个相邻的部分沿着平行于它们接触面的方向发生相对滑动时，就产生了剪切力。
而材料能够承受这种力的最大值就是其剪切强度。
常见的测量剪切强度的方法之一是剪切试验。
在实验室中，通常会使用专门的剪切试验机来进行这类测试。
其中，较为常见的是直接剪切试验。
直接剪切试验的原理相对直观。
将准备好的试样放置在剪切盒中，通过施加垂直压力使试样处于一定的固结状态，然后逐渐施加水平剪切力，直到试样发生破坏。
在这个过程中，记录下剪切力的变化以及试样的变形情况。
通过对试验数据的分析，可以计算出材料的剪切强度参数。
在进行直接剪切试验时，试样的制备是非常关键的一步。
试样的尺寸、形状和表面平整度都会对试验结果产生影响。
一般来说，试样需要具有一定的代表性，以反映实际工程中材料的特性。
除了直接剪切试验，还有一种常见的方法是扭转剪切试验。
这种方法主要适用于圆柱形的试样。
通过在试样的一端施加扭矩，使其产生扭转剪切变形，从而测量出材料的剪切强度。
扭转剪切试验的优点在于能够更均匀地施加剪切应力，减少应力集中的影响。
然而，它的设备相对复杂，操作要求也较高。
另外，还有一些间接测量剪切强度的方法。
比如通过拉伸试验来推算材料的剪切强度。
在某些情况下，如果已知材料的弹性模量和泊松比等参数，可以根据拉伸试验得到的拉伸强度数据，通过相关的理论公式来估算剪切强度。
在实际工程中，对于不同的材料和应用场景，选择合适的剪切强度测量方法至关重要。
例如，在建筑工程中，对于土壤、岩石等地质材料，通常会采用直接剪切试验；而对于金属材料，可能会更多地采用扭转剪切试验或者结合其他力学性能测试来综合评估其剪切强度。
第四章 剪切强度试验
t为试样厚度，单位为mm。
第四章 剪切强度试验
第五节 剪切试验结果分析与处理
4 开缝试验 本试验适合薄片状材料。当试样受拉时，在x—x截面受剪切作用，故式中
6、剪断后若发生弯曲，或断口出现楔形、椭圆形等剪切截面，则试验结果 无效，应重新取样进行试验。
第四章 剪切强度试验
第五节 剪切试验结果分析与处理
试样剪断后，记下最大载荷，按以下公式计算抗剪强度。 1 单剪试验剪切强度按下式计算
τ= p/ so 式中 τ—为抗剪强度，单位为N/mm²；
p—为试样被剪断的最大载荷，单位为N； so—为试样原始横截面积，单位为mm²。 2 双剪试验剪切强度按下式计算
第四节剪切试验的操作要点第四章剪切强度试验1试验前需测量试样的直径精度不低于001mm或板厚横截面积计算精确到001mm2试验机应按jjg13983拉力压力和万能材料试验机检定规程进行检定
第四章 剪切强度试验
第一节 剪切试验原理
在图4-1中，沿截面m—m假想地 将试样分成两部分，并取左边 为研究对象。由平衡关系可知， 在m—m面上分布的内力系的合 力必然是一个平行于P的Q力， 且由平衡条件
得 PQ=0
P=Q
在图4-2所示的双剪切中，用同 样的方法可以求出剪力：
Q=P/2
第四章 剪切强度试验
第二节 剪切试样
1、双剪切圆柱试样 试样直径和长度随实际需要并根据夹具而定，一般取5，10， 15mm。
2、用于冲孔的板状试样
薄板金属不能做成圆柱试样时，可用冲孔剪切试验。板状试样厚 度一般小于5mm。
塑料剪切强度试验方法
塑料剪切强度试验方法我折腾了好久塑料剪切强度试验方法，总算找到点门道。
一开始我真的是瞎摸索。
我就知道要把塑料弄成固定的形状来测这个剪切强度，但是具体怎么做，两眼一抹黑。
我最先想到的就是，拿两块简单形状的塑料片，像是那种长方形的，然后找个什么东西来夹住它们。
我就用了家里能找到的夹子，想模拟那种剪切的力。
结果完全不行，夹子的力不均匀，而且根本没法准确测量力的大小。
这就是我第一次失败的尝试，就跟没头的苍蝇乱撞一样。
后来我又想，得有点专业的设备。
我就到处找类似能产生稳定剪切力的工具。
最后在一个小工坊里，找到个小的类似钳子一样的工具，但是带刻度能显示力的大小。
我又重新找了一些规则形状的塑料块，把它们安放在那个工具里面。
我那时候感觉自己肯定能成功，但是又出问题了。
因为我不知道塑料块的大小还有安放的位置会对结果影响那么大。
有时候钳子都不能很好地把力量均匀地施加在塑料上，导致数据特别不稳定。
再之后啊，我就开始从塑料材料本身下功夫。
我发现有的塑料很脆，有的很有韧性。
这就像硬的面包和软的面包，咬下去的感觉完全不一样嘛。
对于那些很脆的塑料，我在准备样品的时候就要特别小心，一旦有一点小的裂缝或者缺口，测试结果就偏差很大。
我就慢慢地做样品，保证每一个边都很平整光滑。
到现在我感觉算是有点经验了。
要是准备做塑料剪切强度试验，首先样品一定要做好，要不同种类的塑料分开考虑。
测试设备的话，不能像我开始那样随便拿个夹子对付，一定要找那种能精准施加力并且能准确测量力大小的工具。
如果在过程中发现数据很不稳定，那就得从样品的固定还有力施加的方向等方面去检查。
不过我还是有点不确定一些新型材料的塑料怎么测最好，我觉得那可能还得摸索摸索，像那种表面有点特殊涂层或者里面掺杂了特殊物质的塑料，在实验时很可能会有特殊情况，这可能就要更仔细地观察测试过程中的各种现象了。
剪切强度测试方法(一)
剪切强度测试方法(一)剪切强度测试什么是剪切强度测试？剪切强度测试是一种用于评估材料或产品在受到剪切应力时的抗力能力的测试方法。
它可以帮助我们了解材料的强度和耐久性，从而指导产品的设计和制造过程。
剪切强度测试的方法在进行剪切强度测试时，可以使用多种方法来获得准确的测试结果。
以下是一些常用的剪切强度测试方法：•剪切试验机剪切试验机是一种专门用于进行材料强度测试的设备。
它通常由一个夹具和一个施加剪切力的装置组成。
通过将样品夹在夹具上，并施加一个逐渐增加的剪切力，可以测量样品在剪切应力下的抗力能力。
•力学模型力学模型可以用来模拟和预测材料在受到剪切应力时的行为。
通过建立适当的数学模型，可以计算出材料在不同剪切条件下的剪切强度。
这种方法可以帮助我们更好地理解材料的力学性能，并指导产品设计和材料选择。
•有限元分析有限元分析是一种基于数值计算的方法，可以模拟和分析材料在受到剪切应力时的行为。
通过将材料划分为多个小元素，并对每个元素进行力学分析，可以得到材料在不同剪切条件下的应力和变形情况。
这种方法可以帮助我们更准确地评估材料的剪切强度，并优化产品设计。
•破坏分析破坏分析是一种通过观察和分析材料在剪切过程中的破坏模式来评估剪切强度的方法。
通过对破坏样品进行显微镜观察和断口分析，可以了解材料的破坏机制和破坏模式，从而推测其剪切强度。
结论剪切强度测试是评估材料或产品在受到剪切应力时的抗力能力的重要方法。
通过采用剪切试验机、力学模型、有限元分析和破坏分析等方法，我们可以获得准确的剪切强度数据，并有效指导产品的设计和制造过程。
这些方法的应用可以提高产品质量，降低生产成本，同时也为材料科学和工程领域的研究提供了重要的工具和方法。
注意：本文仅讨论剪切强度测试的方法，具体的操作步骤和实验条件需要根据具体情况进行调整和确定。
请在进行任何实验操作之前，确保具备必要的安全措施，并遵循相关实验操作规范。
•剪切试验机剪切试验机是一种专门用于进行材料强度测试的设备。
材料的剪切强度及变形行为分析
材料的剪切强度及变形行为分析材料的剪切强度及其变形行为是材料力学中重要的研究内容之一，对于材料的设计和应用具有重要意义。
本文将从材料的剪切强度和变形行为两个方面进行综合分析和探讨。
一、材料的剪切强度材料的剪切强度是指材料在剪切载荷下发生塑性变形破坏的能力。
剪切强度是材料力学性能的重要指标之一，它与材料的内部结构、晶粒取向以及材料中各种缺陷的分布和形态密切相关。
常见的剪切强度试验包括剪切试验和剪切屈服试验，通过这些试验可以获得材料的平均剪切强度和剪切屈服强度。
1.1 剪切试验剪切试验是一种常用的方法，用于确定材料在剪切加载下的断裂行为。
它可以通过在试验中施加剪切载荷来观察材料的破坏形态和特征，从而确定材料的剪切强度。
剪切试验中常用的设备有剪切试验机和扭转试验机，通过改变加载方式可以模拟不同的剪切载荷。
在进行剪切试验时，需要注意试样的几何形状和尺寸选择，以及试验条件的控制，以确保试验结果的准确性和可靠性。
1.2 剪切屈服试验剪切屈服试验是一种用来确定材料在剪切加载下开始发生塑性变形的载荷水平。
它可以通过施加逐渐增大的剪切载荷，观察材料的变形行为和力学性能的变化来确定材料的屈服强度。
剪切屈服试验对于评估材料的强度和韧性具有重要意义，可以提供材料的设计和优化依据。
二、材料的变形行为材料的变形行为是指材料在受力作用下的形状变化和变形特征。
材料的变形行为与材料的力学性质、组织结构以及加载条件密切相关，可以通过实验和理论分析来研究和描述。
2.1 剪切变形剪切变形是材料在受到剪切载荷作用下出现的形状变化和变形特征。
材料在剪切过程中，会发生原子或分子位移，从而引起材料的形变和断裂。
剪切变形通常表现为材料发生切变滑移和层错产生，进而导致材料的塑性变形和破坏。
研究剪切变形行为可以揭示材料的内部结构和力学性能，为材料设计和加工提供理论依据。
2.2 变形机制材料的变形机制是指材料在受力作用下发生变形的基本原理和规律。
常见的变形机制包括晶体滑移、孪晶形成、位错滑移和回复等。
《土力学教案》word版
《土力学教案》word版一、教案概述1. 课程名称：土力学2. 适用年级：大学本科一年级3. 课时安排：本学期共32课时，每课时45分钟4. 教学目标：使学生了解土力学的基本概念、基本原理和基本方法，培养学生分析和解决土力学问题的能力。
二、教学内容1. 第一章土的性质与分类土的组成与结构土的物理性质土的力学性质土的工程分类2. 第二章土的渗透性渗透定律土的渗透系数土的渗透性影响因素渗透问题在工程中的应用3. 第三章土的压力与支撑力土的自重压力静止侧压力主动土压力被动土压力支撑力的计算与应用4. 第四章土的剪切强度与变形特性剪切强度定律土的抗剪强度指标土的变形特性土的变形模量土的泊松比5. 第五章土的稳定性分析土体稳定性的影响因素滑动面与安全系数土的抗滑稳定性分析方法土体稳定性计算实例三、教学方法1. 讲授法：讲解土力学基本概念、原理和公式，阐述土力学问题的解决方法。
2. 案例分析法：分析实际工程案例，使学生更好地理解土力学的应用。
3. 实验法：组织学生进行土力学实验，培养学生的实践操作能力。
4. 小组讨论法：分组讨论土力学问题，提高学生的团队合作能力。
四、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、作业、课堂表现等情况。
2. 期中考试：测试学生对土力学基本概念、原理和方法的掌握程度。
3. 期末考试：全面考察学生对本课程知识的掌握和应用能力。
4. 实验报告：评价学生在实验过程中的操作技能和分析问题能力。
五、教学资源1. 教材：推荐《土力学》（第四版），作者：李广信。
2. 辅助教材：推荐《土力学教程》，作者：李俊。
3. 网络资源：搜集相关土力学的学术论文、工程案例等，为学生提供丰富的学习资料。
4. 实验室设备：进行土力学实验，验证土力学原理。
5. 投影仪、PPT等教学设备：辅助课堂教学。
六、第四章土的剪切强度与变形特性（续）土的剪切带发展土的应变软化现象土的残余强度三轴剪切试验土的剪切模量土的剪切强度公式的应用七、第五章土的稳定性分析（续）边坡稳定性分析地基承载力分析土体稳定性设计方法土体稳定性分析的数值方法稳定性分析在工程中的应用实例八、第六章土的动力特性土的动应力与动应变动三轴试验土的动力模量土的阻尼比地震作用下的土动力学问题土的动力特性在工程中的应用九、第七章土的工程应用土在基础工程中的应用土在地下工程中的应用土在道路工程中的应用土在水利工程中的应用土在边坡工程中的应用土在环境工程中的应用十、第八章土力学的实验技术与方法土的物理性质试验土的力学性质试验土的渗透性试验土的剪切强度试验土的动力特性试验实验数据处理与分析十一、第九章土力学数值分析方法土力学数值分析的基本原理有限元法在土力学中的应用有限差分法在土力学中的应用离散元法在土力学中的应用土力学数值分析软件介绍数值分析在土力学问题中的应用实例十二、第十章土力学与地基基础地基的概念与分类地基承载力理论地基变形控制原则地基处理技术地基基础设计方法地基基础在工程中的应用实例十三、第十一章边坡工程边坡稳定的影响因素边坡稳定性分析方法边坡稳定控制技术边坡加固与维护边坡工程实例分析十四、第十二章地下工程地下工程概述地下工程设计原则地下工程支护技术地下工程施工方法地下工程实例分析十五、第十三章土力学在环境工程中的应用土力学在土地利用规划中的应用土力学在地质灾害防治中的应用土力学在土壤污染控制中的应用土力学在生态系统保护中的应用土力学在环境工程实例分析中的应用十一、第十四章土力学在岩土工程中的应用岩土工程概述岩土工程设计原则岩土工程勘察方法岩土工程支护与加固技术岩土工程实例分析十二、第十五章土力学在结构工程中的应用结构工程概述结构工程设计原则结构工程与土力学的关系结构工程的地基处理技术结构工程实例分析十三、第十六章土力学在交通运输工程中的应用交通运输工程概述交通运输工程设计原则交通运输工程的土力学问题交通运输工程的地基处理技术交通运输工程实例分析十四、第十七章土力学在水利工程中的应用水利工程概述水利工程设计原则水利工程的土力学问题水利工程的地基处理技术水利工程实例分析十五、第十八章土力学发展趋势与展望土力学研究的新进展土力学在新技术中的应用土力学在可持续发展中的作用土力学教育与人才培养土力学未来发展趋势与挑战重点和难点解析土力学作为一门研究土壤性质及其与工程结构相互作用的学科，具有很强的实践性和应用性。
混凝土剪切强度试验方法
混凝土剪切强度试验方法一、前言混凝土是一种常见的建筑材料，而混凝土结构的安全性是建筑设计和施工过程中非常重要的一个问题。
混凝土的强度是评估其安全性的一个重要指标，其中包括剪切强度。
本文将详细介绍混凝土剪切强度试验方法。
二、试验原理混凝土的剪切强度是指在剪切力作用下，混凝土发生剪切破坏时所能承受的最大应力。
剪切强度试验是通过施加矩形截面试样的垂直荷载和水平荷载，来测定混凝土的剪切强度。
试验样品的尺寸和试验机的性能会影响试验结果，因此必须按照标准规定的方法进行试验。
三、试验设备和材料1. 试验机：试验机的最大载荷应不小于试件破坏荷载的1.5倍，试验机的误差不应超过试验荷载的1%。
2. 试验样品：试验样品应为矩形截面，其长度应为10~15倍的宽度，厚度应为宽度的一半。
3. 荷载传感器：用于测量试验荷载，其误差不应超过荷载的1%。
4. 钢板：用于保证试验样品在试验过程中的平稳。
5. 混凝土：应根据试验要求配制标准混凝土。
6. 砂纸：用于加工试验样品表面。
7. 水泥砂浆：用于固定试验样品。
8. 计时器：用于记录试验时间。
四、试验步骤1. 制备试验样品：根据试验要求，将混凝土配制成标准混凝土，并在模具内振捣，然后用砂纸修整试样表面，以获得精确的试验结果。
2. 固定试验样品：将试验样品放在钢板上，并在四周用水泥砂浆固定，以保证试验过程中的稳定性。
3. 安装荷载传感器：将荷载传感器安装在试验机上，并与试验样品连接。
4. 施加荷载：在试验机上施加垂直荷载和水平荷载，然后记录试验荷载，直至试样破坏。
5. 记录试验数据：在试验过程中，记录试验时间和试验荷载，并绘制荷载-位移曲线。
6. 计算试验结果：根据试验数据，计算出混凝土的剪切强度值。
五、试验注意事项1. 试验样品的制备和加工应按照标准要求进行，以保证试验结果的准确性。
2. 试验荷载应逐渐增加，以避免试样在荷载作用下突然破坏。
3. 试验机的性能应符合标准要求，试验荷载和位移应由荷载传感器和位移传感器进行测量。
土力学第四版习题答案
土力学第四版习题答案第一章：土的物理性质和分类1. 土的颗粒大小分布曲线如何绘制？- 通过筛分法或沉降法，测量不同粒径的土颗粒所占的比例，然后绘制颗粒大小分布曲线。
2. 如何确定土的密实度？- 通过土的干密度和最大干密度以及最小干密度，计算土的相对密实度。
3. 土的分类标准是什么？- 根据颗粒大小、塑性指数和液限等指标，按照统一土壤分类系统（USCS）进行分类。
第二章：土的力学性质1. 土的应力-应变关系是怎样的？- 土的应力-应变关系是非线性的，通常通过三轴试验或直剪试验获得。
2. 土的强度参数如何确定？- 通过土的三轴压缩试验，确定土的内摩擦角和凝聚力。
3. 土的压缩性如何影响地基沉降？- 土的压缩性越大，地基沉降量越大，反之亦然。
第三章：土的渗透性1. 什么是达西定律？- 达西定律描述了土中水流的速度与水力梯度成正比的关系。
2. 如何计算土的渗透系数？- 通过渗透试验，测量土样在一定水力梯度下的流速，计算渗透系数。
3. 土的渗透性对边坡稳定性有何影响？- 土的渗透性增加可能导致边坡内部水压力增加，降低边坡的稳定性。
第四章：土的剪切强度1. 什么是摩尔圆？- 摩尔圆是一种图解方法，用于表示土的应力状态和剪切强度。
2. 土的剪切强度如何影响基础设计？- 土的剪切强度决定了基础的承载能力，是基础设计的重要参数。
3. 土的剪切强度与哪些因素有关？- 土的剪切强度与土的类型、密实度、含水量等因素有关。
第五章：土的压缩性与固结1. 固结理论的基本原理是什么？- 固结理论描述了土在荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体体积减小的过程。
2. 如何计算土的固结沉降？- 通过固结理论，结合土的压缩性指标和排水条件，计算土的固结沉降量。
3. 固结过程对土工结构有何影响？- 固结过程可能导致土工结构产生不均匀沉降，影响结构的稳定性和使用寿命。
第六章：土的应力路径和强度准则1. 什么是应力路径？- 应力路径是土体在加载过程中应力状态的变化轨迹。
混凝土剪切强度试验方法
混凝土剪切强度试验方法一、试验目的本试验的目的是为了测定混凝土的剪切强度，以评估混凝土的抗剪性能。
二、试验原理混凝土的剪切强度试验是通过施加垂直于试件轴线方向的剪切力，使试件产生剪切破坏，从而测定混凝土的剪切强度。
试验方法根据试件形状和试验装置的不同，分为直剪试验、环剪试验、三点弯剪试验、四点弯剪试验等。
三、试验设备和试验材料1. 试验设备（1）剪切试验机：能够施加垂直于试件轴线方向的剪切力，满足试验要求。
（2）测量仪器：包括测力计、位移计、时钟等。
2. 试验材料（1）混凝土试件：按照规范制备的试件，形状和尺寸应符合试验要求。
（2）试验水泥：按照规范要求选用。
（3）试验砂：按照规范要求选用。
（4）试验骨料：按照规范要求选用。
四、试验步骤1.试件制备按照规范要求制备试件，并标明试件的编号和制备日期。
2.试件处理试件表面应平整、无裂缝、无松脱、无明显孔洞或气泡等缺陷。
3.试件测量测量试件的尺寸，包括长度、宽度和厚度，并计算试件的截面积。
4.试验装置将试件放在剪切试验机的剪切板上，确保试件的中心与试验机的剪切中心在同一水平面上。
5.试验参数设置根据试验要求设置试验参数，包括试验速度、加载方式等。
6.试验开始启动试验机，按照试验参数进行加载，记录试验过程中的载荷和位移数据。
7.试验结束当试件产生破坏时，停止试验机，记录试件破坏前后的载荷和位移数据。
五、试验结果处理1.计算试件的剪切强度根据试验数据计算试件的剪切强度，公式为：τ=2F/Ab其中，τ为试件的剪切强度，F为试验最大载荷，A为试件的截面积，b为试件的厚度。
2.绘制应力-应变曲线根据试验数据绘制应力-应变曲线，评估试件的抗剪性能。
3.试验结果的记录和报告记录试验的日期、试验机型号、试件编号、试验参数、试验结果等数据，并编写试验报告。
六、注意事项1.试件制备应按照规范要求进行。
2.试件表面应平整、无裂缝、无松脱、无明显孔洞或气泡等缺陷。
3.试验过程中应注意安全。
第四章 岩石的强度
第四章岩石的强度岩石强度是岩石的一种重要的力学特性。
是指岩石抵抗载荷（外力）而不受屈服或破裂的能力,是岩石承受外力的极限应力值。
岩石受力后会发生变形，一旦应力达到岩石的极限应力值，岩石就会发生破坏。
在岩石强度应力值之前，存在屈服点(应变明显增大，而应力不再需要明显增大时的应力)，超过屈服点和达到极限强度(岩石破裂要达到的最大应力值)前，一般仍有一些抵抗应变而恢复原形的能力，但达到极限强度后岩石破裂，就完全失去恢复能力。
通常所讲的岩石强度，一般是指岩石样件的测量强度，它仅代表岩体内岩块的强度，不能代表整个岩体的强度。
但在涉及岩石强度的工程问题中，一般是针对岩体的强度，而岩体往往包含一些软弱的结构面。
几组软弱结构面可以将岩体分割成各种形状和大小不同的岩块。
因此，岩体的强度取决于这些岩块强度和结构面的强度，岩块内微结构面的作用将直接反映到岩石的力学性质上。
岩石受力方式的不同，表现出的强度特性不尽相同。
如在张力、压力和剪切力的作用下，同种岩石会呈现出不同的强度特性。
因此岩石具有抗张、抗压和抗剪切强度等之分。
岩石受力条件的不同，可表现出变形、破裂、蠕变等现象，这些现象有着一定的规律性。
岩石的强度是衡量岩石基本力学性质的重要指标，是建立岩石破坏判据的重要指标，还可估计其他力学参数。
岩石的这些力学特性广泛用于建筑行业、水利水电工程、地质灾害研究与预防、断裂构造研究等方面。
4.1影响岩石强度的主要因素1)岩石成分和结构组成岩石的矿物种类及含量、矿物颗粒大小、固结程度、胶结物种类、矿物形态与分布等均影响到岩石的各种强度。
固结程度高、硅质胶结、细粒、交错结构的强度大。
2)岩石中不连续面和间断面岩石中微裂缝、微小断裂、节理层理等的发育程度和分布情况直接影响到岩石的强度，这些不连续或间断面会降低岩石在不同方向上的强度。
3)岩石孔隙度及流体性状岩石的孔隙度以及其中所含流体种类、饱和度、渗透率等因素以较复杂的关系影响着岩石强度。
剪切强度的测试方法
剪切强度的测试方法
一、什么是剪切强度呢？简单来说，就是材料抵抗剪切力的能力。
就像你撕纸的时候，纸抵抗被撕开的那个劲儿，就有点类似剪切强度在起作用呢。
那怎么测试它呢？有一种直接剪切试验法。
这就像是给材料来一场“拔河比赛”，不过是特殊的拔河哦。
我们把要测试的材料样品放在专门的剪切夹具里。
这个夹具就像是一个小笼子，把材料稳稳地固定住。
然后呢，通过一个装置给材料施加一个横向的力，就像从侧面推它一样。
在这个力的作用下，材料就开始承受剪切力啦。
随着力不断加大，材料会慢慢变形，直到最后被剪断。
这时候我们记录下施加的最大力，再根据材料的形状和尺寸等信息，就能算出它的剪切强度啦。
还有一种扭转剪切试验法。
想象一下你拧毛巾的动作，这个方法就有点像拧毛巾。
把材料做成特定的形状，像是一个小圆柱之类的。
然后把这个圆柱固定住一端，在另一端施加一个扭转的力。
就像你拧瓶盖一样，不过这个是很精确的拧哦。
材料在这个扭转力的作用下，内部就产生了剪切应力。
当材料被拧到极限，也就是发生破坏的时候，我们根据扭转的角度、施加的扭矩大小还有材料的尺寸等，算出它的剪切强度。
宝子呀，在实际操作这些测试的时候，可一定要小心呢。
因为测试仪器都很精密，稍微有点偏差，结果可能就不太准啦。
而且不同的材料，它的剪切强度可差得远着呢。
像金属材料，它们往往比较结实，可能需要很大的力才能把它们剪断。
而一些塑料材料呢，可能就相对比较脆弱，施加的力不用太大就不行了。
这就好比大力士和小瘦子的区别呀。
3-4 剪切实验报告模版
75PP实验四 剪 切 试 验工程中使用的构件或零部件，除了受到拉伸和压缩的应力σ作用之外，还受到剪切应力τ的作用。
特别是那些由铆钉、销钉、螺栓联接的构件，见图3－14，其中联接螺栓等受到剪力的作用，它们的抗剪强度如何关系到构件的安全。
因此，工程设计时不仅要考虑材料的抗拉强度和抗压强度，还要考虑材料的抗剪强度b τ。
剪切试验就是为了测定材料的b τ而进行的一种试验。
1－铆钉；2－螺栓；3－销钉图3－14 承受剪切的铆钉、销钉、螺栓一、 试验目的（1） 测定低碳钢的抗剪强度。
（2） 观察破坏断口，分析破坏原因。
二、 仪器设备与工具（1）电子万能试验机WD －200B 或其他万能试验机、压力试验机。
（2）剪切试验座及压头。
（3）游标卡尺等。
三、 试验原理剪切试验有多种做法，图3－15~图3－18为其中常用的4种剪切试验原理图。
0A P bb =τ 0A Pb b =τ1－胶接材料；2－金属板图3－15 胶接材料拉伸剪切试验原理 图3－16 高分子材料压缩剪切试验原理7602A P b b =τ 0sin A P b b ατ= 图3－17 金属剪切试验原理 图3－18 岩石材料剪切试验原理本次试验采用图3－17的装置，受试材料为低碳钢。
四、 试验步骤（1） 测量试件受剪处直径，取平均值，计算0A 。
（2） 安装试件，把试件插入剪切块孔里，调节左右对称。
（3） 调整试验机横梁位置，选择适当量程。
（4） 加载试验，记下剪断时的最大荷载b P 。
五、 结果分析根据试验所测得的b P 及试件受剪处的平均直径0d ，计算b τ。
六、 讨论问题（1）比较低碳钢Q235号钢b σ和b τ之间的比值。
（2）观察低碳钢试件剪切断口，分析破坏原因。
比较低碳钢拉伸破坏断口与剪切破坏断口。
材料力学基本第四章 连接件的剪切与挤压强度工程计算
2 fx /
2
2
2 fz
3 ffw
可得角焊缝计算的基本公式为
2 3
(
2 fx
2 fy
fx
fy
)
2 fz
ffw
➢仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时
f N /(he lw ) ffw
➢仅有一垂直于焊缝长度方向的轴心力时
f N /(he lw ) f ffw
➢同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时
相互作用面。此处为半个圆柱面。
挤压力Fbs:联接件与被连接件之间的相 互作用力。此处Fbs=F。
如果挤压力过大，联接件或被联接件在挤压面附近产 生明显的塑性变形，使联接件被压扁或钉孔称为长圆形， 造成联接松动。称为挤压破坏。
在有些情况下，构件在剪切破坏之前可能首先发生 挤压破坏，所以需要建立挤压强度条件。
钢板
d
冲模
解：剪切面是钢板内被冲头冲出
的圆柱体的侧面:
A dt
t
冲孔所需要的冲剪力：
F A 0
故
F
剪切面
A
F
0
400 103 300
1.33103 mm
1.33 103
t
12.46mm
d
4.2 焊缝强度的剪切假定计算
剪切强度条件 =FQ/A[]=b/n
一、角焊缝强度计算
（一）角焊缝强度计算公式
Fbs Abs
F /2
b
[ bs ]
F 10mm 2b[ bs ]
例题3
已知外载集度p=2MPa, 角钢厚t=12mm, 长 L=150mm, 宽b=60mm， 螺栓直径 d=15mm. 许用切应力为 [ ] 70MPa，许用挤压应力
实验四 剪切实验
实验四剪切实验对于以剪断为主要破坏形式的零件, 进行强度计算时, 引用了受剪面上工作剪应力均匀分布的假设, 并且除剪切外, 不考虑其他变形形式的影响。
这当然不符合实际情况。
为了尽量降低此种理论与实际不符的影响, 作了如下规定: 这类零件材料的抗剪强度, 必须在与零件受力条件相同的情况下进行测定。
此种试验, 叫做直接剪切试验。
一、实验目的测定低碳钢的剪切强度极限, 观察试样破坏情况。
二、设备与试验原理试验所用设备, 主要是万能试验机和剪切器。
万能试验机, 前面作过介绍, 因此, 这里只介绍剪切器的构造与试验原理。
剪切器如图4－1所示。
安装时将圆柱形试样A按图示情况插入剪切器, 用万能试验机对剪切器施加载荷P, 随着载荷P的增加, 受剪面处的材料经过弹性、屈服等阶段, 最后沿受剪面发生剪断裂。
图4－1 剪切器图4－2剪切器纵剖面图取出剪断了的三段试样, 可以观察到两种现象。
一种现象是这三段试样略带些弯曲, 如图4—3所示。
图4－3它表明: 尽管试样是剪断的, 但试样承受的作用却不是单纯的剪切, 而是既有剪切也有弯曲, 不过以剪切为主。
另一种现象是断口明显地区分为两部分: 平滑光亮部分与纤维状部分。
断口的平滑光亮部分, 是在屈服过程中形成的。
在这个过程中, 受剪面两侧的材料有较大的相对滑移却没有分离, 滑移出来的部分与剪切器是密合接触的, 因而磨成了光亮面。
断口的纤维部分, 是在剪断裂发生的瞬间形成的。
在此瞬间, 由于受剪面两侧材料又有较大的相对滑移, 未分离的截面面积已缩减到不能再继续承担外力, 于是产生了突然性的剪断裂。
剪断裂是滑移型断裂, 纤维状断口正是这种断裂的特征。
三、试验步骤1. 测量试样截面尺寸。
测量部位应在受剪面附近。
测量误差应不大于1％。
这就是说, 如果试样的公称直径为 10mm, 量具的最小读数即精度不大于 10×1％=0.lmm。
2. 选择试验机及所用量程。
根据材料性质和试样横截面面积估计破坏所需的最大载荷Pb, 据此选择试验机及所用量程3．安装剪切器及试样, 测读破坏载荷。
剪切强度试验方法
剪切强度试验方法The shear strength test is a crucial method used to determine the ability of a material to withstand forces that cause sliding or shearing. This test provides valuable information about the material's resistance to shearing forces and its overall durability. In order to conduct a shear strength test, it is essential to follow a standardized procedure to ensure accuracy and reliability of the results.剪切强度试验是一种重要的方法，用于确定材料抵抗导致滑动或切割的力量的能力。
这项试验提供了有关材料抵抗剪切力和整体耐久性的宝贵信息。
为了进行剪切强度试验，必须遵循标准化程序，以确保结果的准确性和可靠性。
One of the key aspects of conducting a shear strength test is ensuring that the test sample is prepared properly. The sample must be carefully cut to the correct dimensions and shape to ensure accurate results. Additionally, the sample should be free from any defects or irregularities that could affect the test results. Proper sample preparation is essential in obtaining reliable data from the shear strength test.进行剪切强度试验的关键方面之一是确保测试样品的准备工作得当。
第四章土的抗剪强度
抗剪强度包线
c
不固结不排水剪试验(UU试验）
三轴剪切试验 固结不排水剪试验(CU试验)
固结排水剪试验(CD试验)
对于重大工程或科学研究必须进行三轴剪切试验。当采 用室内剪切试验确定土的抗剪强度指标时，《建筑地基基 础设计规范》（GB50007-2002）推荐采用三轴试验。 鉴于多数工程施工速度快，其工况较接近于不固结不排水 条件，故规范进一步推荐选择三轴剪切试验中的不固结不 排水剪试验。采用三轴试验测定土的抗剪强度也是国际上 常用的方法。
⑵ 三轴剪切试验
由压力室、施加周 围压力系统、轴向加 压系统和孔隙水压力 量测系统组成。目前 较为先进的三轴剪切 仪还配备有自动控制 系统和数据自动采集 系统
三轴剪切仪
试验步骤: 1.装样 2.施加周围压力 3.施加竖向压力
3 3
△ 3
3 3
3 △
抗剪强度包线
分别在不同的周围压力3作用下进行剪切，得到3～4
度包线近似于一水平线，即
u=0，因此无侧限抗压强度
试验适用于测定饱和软粘土的
qu 不排水强度
f
cu
qu 2
无侧限抗压强度试验仪器构造简单，操作方便， 可代替三轴试验测定饱和软粘土的不排水强度
灵敏度
• 粘性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重 塑土的无侧限抗压强度的比值
反映土的结构 受挠动对强度 的影响程度
2、粘性土与无粘性土的极限平衡条件
由图可知: Sin AO1
BO1
AO1
1
2
3
BO1
c
cot
1
2
3
1
3
高分子材料分析与检测技术：剪切试验
（二）塑料剪切强度试验方法（穿孔法）
• 1. 试验样品和试验装置
图5-25 剪切试样
图5-26 穿孔式剪切夹具 和试验装置示意图
• 2. 测试步骤
• 调节试验环境
• 安装试样、夹具。
• 启动试验机
• 记录最大负荷
• 3. 结果表示及影响因素
越厚，存在缺陷的概率也越高，因此一般试样越厚其剪切强度值也越低。 • ③环境温度 • 随着温度的升高，剪切强度明显下降，且热塑性材料较热固性材料的影响更为明显。
剪切试验
一、剪切试验
• 剪切强度定义为在剪切应力作用下，使试样移动部 分与静止部分呈完全脱离状态所需之最大负荷。
• 由最大剪切载荷与试样原始截面积之比求得，它是 承受剪切载荷材料的重要力学性能指标。
• 用来表征高聚物材料抵抗剪切载荷而不破裂的能力。
• 对于脆性材料，即可应用简单的剪切试验来测定其 剪切强度。
• 对于受剪切作用会发生较大塑性形变的材料，可采 用扭转试验方法测定。
（一）剪切强度试验ASTM D-732
• ASTM D-732规定的剪切强度试验，是通过一个标 准冲头以规定的速度，强迫热塑性塑料试样片完全 破坏。剪切强度大小为试样在剪切力作用下破坏时 单位面积上所能承受的负荷值。
• 1. 试验样品和试验装置
• 2. 测试步骤
• 测试首先要把样品正确固定在定位夹具上，冲头剪切压 迫，直到试样完全破坏。
• 其抗剪强度计算如下：
• 剪切强度(psi)=样品剪切力(lb)/剪切边缘区(in2)
• 剪切边缘区(in2)= 冲头周长(in.)/ 试样厚度(in.)
• 3. 意义和局限性
3、直接剪切强度试验
试验二直接剪切强度实验一、试验目的：测定土的抗剪强度指标C、Φ值，为估算地基承载力、评价地基及土坡的稳定性、计算挡土墙土压力等提供必需的资料。
二、试验方法：根据试验时的剪切速率和排水条件不同，直接剪切试验可分为：快剪、固结快剪和慢剪三种方法。
试验方法的选择，原则上应该尽量模拟工程的实际情况，如施工情况，土层排水条件等。
(学生试验进行干砂快剪)。
三、试验设备：应变控制式直剪仪等。
图2-1 应变式直剪仪构造图1-测微表；2-加压框架；3-活塞；4-钢球；5-透水石；6-试样；7-上盒；8-下盒；9-剪切推进器；10-底座；11-钢球；12-钢环；13-测微表四、试验步骤：1、切样：根据工程需要，取原状土或制备成所需状态的扰动试样切样，方法同压缩试验。
学生试验采用干砂，不需切样。
2、装佯：将剪切盒上下盒对准，插好固定销钉。
顺序放入下透水石(注意：有的下透水石已固定于下盒底部，切勿再放)、不透水塑料片，再将带有试样的环刀刃口向上对准盒口，将试样推入剪切盒(学生试验是将一小盒砂样倒入剪切盒内，整平其表面)，然后放不透水片、上透水石和加压盖。
3、百分表对零：顺时针方向转动手轮，推动剪切盒前移，至量力环上的百分表指针转动时，慢慢倒转手轮，使指针退至初始值。
转动百分表表盘将指针调零。
4、施加垂直荷载：将加压框架放在加压盖上，在砝码盘上放一小砝码，然后将杠杆从钢丝钩上取下(注意框架与杠杆的支点接触)，这时试样所受的垂直压力为100kPa。
5、拔去剪切盒上的固定销钉：切勿忘记。
加水平荷载时若手轮转动不多，百分表读数急剧上升，则应立即停止转动，检查销钉是否已拔去。
6、施加水平荷载：(1)以每分钟6转的速率(规程规定每分钟4～6转)顺时针方向转动手轮，使试样在3～5分钟内剪损。
(2)如发现百分表指针停止前进或后退，说明试样已被剪损，记下峰值时百分表读数R，再转动几圈手轮以证实百分表指针停止前进或后退后，即可停止剪切。
(3)若手轮转至25转(试样的剪切位移约为4mm)，百分表指针仍向前移动，则剪切至剪切位移达6mm时停止(30转以上)。
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第四章 剪切强度试验
第五节 剪切试验结果分析与处理
试样剪断后，记下最大载荷，按以下公式计算抗剪强度。 1 单剪试验剪切强度按下式计算
τ= p/ so 式中 τ—为抗剪强度，单位为N/mm²；
p—为试样被剪断的最大载荷，单位为N； so—为试样原始横截面积，单位为mm²。 2 双剪试验剪切强度按下式计算
第二节 剪切试样
1、双剪切圆柱试样 试样直径和长度随实际需要并根据夹具而定，一般取5，10， 15mm。
2、用于冲孔的板状试样
薄板金属不能做成圆柱试样时，可用冲孔剪切试验。板状试样厚 度一般小于5mm。
3、复合钢板的剪切试验试样
复合钢板剪切试验系采用静压（拉）力通过相应的试验装置，使 平行于试验力方向的基材与覆材的结合面承受剪力直至断裂，以 测定剪切强度。
第四章 剪切强度试验
第四节 剪切试验的操作要点
1、试验前需测量试样的直径（精度不低于0.01mm）或板厚，横截面积计 算精确到0.01mm²；
2、试验机应按JJG139—83《拉力、压力和万能材料试验机检定规程》进行 检定。度盘选择应使预计的最大剪切负荷处于其量程的20～80%范围内，试 验小尺寸试样应选用小负荷试验机；
4、开缝式剪切片状试样：用于薄片状材料 5、实际零件试样：实际零件有铆钉、销子等。
第四章 剪切强度试验
第三节 试验设备及专用夹具
1 单剪夹具 2 双剪夹具 3 冲孔剪切装置 4 三、复合钢板剪切试验装置 复合钢板剪切试验装置见图3-57，除图中注明的技术条件外， 还应保证试样与试验装置之间的间隙为0.1～0.15mm。试验装置 的硬度不低于400HV，其剪刀刀刃R处硬度应大于600HV。
τ=P/ 2So=2P/[πd02] 式中 d。——是试样原始直径，单位为mm。 3 冲孔试验剪切强度按下式计算 τ=F /[πd0 t] 式中 d。——为冲孔直径，单位为mm；
t为试样厚度，单位为mm。
第四章 剪切强度试验
第五节 剪切试验结果分析与处理
4 开缝试验 本试验适合薄片状材料。当试样受拉时，在x—x截面受剪切作用，故式中
3、根据试样的尺寸选择适宜孔径的夹具。将夹具安装在试验机上应保证夹 具中心线与夹具中心线一致，不得偏心；
4、选择适当的加荷速度，通常不大于15～20mm/min，平稳施加载荷，直 至试样断裂；
5、高温剪切试验在高温炉中进行。对加热炉、温度控制及测量仪器和热电 偶的要求，按GB338—95《金属高温拉伸试验方法》的规定。热电偶应直接 测量试样中部温度，试验过程中温度波动应满足GB338—95的要求。试样加 热到试验温度时间一般不大于一小时，保温时间为15～30min，剪切试验速度 不大于5mm/min；
第四章 剪切强Βιβλιοθήκη 试验第一节 剪切试验原理在图4-1中，沿截面m—m假想地 将试样分成两部分，并取左边 为研究对象。由平衡关系可知， 在m—m面上分布的内力系的合 力必然是一个平行于P的Q力， 且由平衡条件
得 PQ=0
P=Q
在图4-2所示的双剪切中，用同 样的方法可以求出剪力：
Q=P/2
第四章 剪切强度试验
τ=F/Sx-x
Sx-x为x—x截面积 ，单位为mm²。 5 复合钢板剪切剪切强度按下式计算 τ=F/S
式中 F——试验中的最大施加力，单位为N， S=wb,为受剪面的面积，单位为mm²。
抗剪强度计算精确到三个有效数字。数字按GB1.1—81《标准化工作导则编写标 准的一般规定》附录C“数字修约规则”进行修约。但界限数值不准修约。